Modeling urban phosphorus export to receiving waters: magnitudes, speciation, and management implications
Notice bibliographique
Résumé
Understanding phosphorus (P) dynamics in urban landscapes is an emerging research topic as P export from urban landscapes towards aquatic ecosystems causes eutrophication-related challenges in these environments. We investigated P export and forms in four research sites in Ontario, Canada, including three urban catchments and a stormwater pond, all located within the Great Toronto Area in the drainage basin of Lake Ontario. We conducted P speciation laboratory analyses on runoff and suspended sediment samples to measure total P (TP), total dissolved P (TDP), dissolved reactive P (DRP), dissolved unreactive P (TDP–DRP), and PP (TP–TDP). Multiple linear regression (MLR) models were also developed to quantify annual loadings of these P species. Models indicated that P loadings in our sites were close to the lower limit of values reported in the literature, with the simulated range of 0.2—0.46 kg ha-1 yr-1 for TP export, 0.06—0.168 kg ha-1 yr-1 for TDP, 0.011—0.073 kg ha-1 yr-1 for DRP, 0.026—0.095 kg ha-1 yr-1 for DUP, and 0.163—0.288 kg ha-1 yr-1 for PP. In our MLR models, precipitation explained a large fraction of variability in loadings with the median of 58% across all models. Moreover, we realized that as the proportion of residential land within the drainage area increased, larger amounts of P loadings were exported at the catchment scale. Results also implied that pond served as a major P sink, with annual retention of 82, 93, 91, 94, and 77% for TP, TDP, DRP, DUP, and PP, respectively. Mass balance analyses based on sequential P extraction in the sediment core samples revealed that P retention was attributed to sedimentation in the ponds, as well as chemical precipitation of P with calcium mineral phases. In terms of P composition, most of P export in our sites (72—88%) were in particulate form. Besides, the ratio between dissolved forms and TP were the highest in the catchment with the largest amount green spaces. This study demonstrates that, as land-use characteristics impose variations in constituent loadings, urban P management options also have to be varying from a catchment to another. However, sediment removing practices such as the use of ponds will certainly be a reliable P retention approach as most of urban P could be sediment-bound. Furthermore, enhancing the formation of calcium phosphate and other redox-stable mineral phases could be explored as a best management practice in existing and new ponds for improving P retention.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».