PCLake
پی سی لیک ایک متحرک، ریاضیاتی نمونہ ہے جو اتلی جھیلوں اور تالابوں میں یوٹروفکیشن کے اثرات کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ پی سی لیک ماڈل واضح طور پر غذائیت کے چکروں کے عمومی فریم ورک کے اندر سب سے اہم حیاتیاتی گروپوں اور ان کے باہمی تعلقات کو ظاہر کرتے ہیں۔ پی سی لیک کا استعمال سائنسدان اور پانی کے منتظمین دونوں کرتے ہیں۔ پی سی لیک کو 2019 میں پی سی لیک + تک بڑھایا گیا ہے، جس کا اطلاق جھیلوں کو مستحکم کرنے پر کیا جا سکتا ہے۔ پس منظر عام طور پر، اتلی جھیلیں دو متضاد متبادل مستحکم حالتوں میں سے ایک میں ہوتی ہیں: ایک صاف حالت جس میں ڈوبی ہوئی میکروفائٹس اور مچھلی خور مچھلیاں ہوتی ہیں، یا ایک متزلزل حالت جس میں فائٹوپلانکٹن اور بینتھوورس مچھلیوں کا غلبہ ہوتا ہے۔ ایک ریاست سے دوسری ریاست میں تبدیلی بڑی حد تک غذائی اجزاء (فاسفورس اور نائٹروجن) کے ماحولیاتی نظام میں داخل ہونے سے ہوتی ہے۔ اگر غذائیت کی لوڈنگ ایک اہم قدر سے تجاوز کر جاتی ہے، تو یوٹروفکیشن صاف سے خراب حالت میں تبدیل ہونے کا سبب بنتا ہے۔ شہری آبی آلودگی اور/یا کیچمنٹ علاقوں میں گہری زراعت کے نتیجے میں، دنیا کی بہت سی اتلی جھیلیں اور تالاب گندے پانی اور ناقص ماحولیاتی معیار کے ساتھ یوٹروفک حالت میں ہیں۔ اس آلودہ حالت میں، جھیل زہریلے سائانوبیکٹیریا (جسے نیلے سبز طحالب بھی کہا جاتا ہے) کے طحالب کے پھولوں کا بھی شکار ہو جاتی ہے۔ تاہم صاف حالت کی بازیابی مشکل ہے کیونکہ سوئچ بیک کے لیے اہم غذائی اجزاء کی لوڈنگ اکثر خراب حالت کی طرف اہم لوڈنگ سے کم پائی جاتی ہے۔ اس طرح غذائیت کے ان پٹ کو کم کرنے سے خود بخود صاف پانی کے مرحلے میں واپس نہیں آتا ہے۔ لہذا، نظام ہسٹیریسیس ظاہر کرتا ہے۔ ایپلیکیشن پی سی لیک کو اتلی جھیلوں اور تالابوں پر یوٹروفکیشن کے اثرات کا مطالعہ کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ایک طرف، اس ماڈل کو سائنس دان ان ماحولیاتی نظاموں کے عمومی رویے کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، پی سی لیک کا استعمال متبادل مستحکم حالتوں اور ہسٹیریسیس کے مظاہر کو سمجھنے کے لیے کیا جاتا ہے، اور اس روشنی میں، جھیل کی خصوصیات کی نسبتا اہمیت جیسے پانی کی گہرائی یا لمبائی حاصل کرنا۔ اس کے علاوہ اتلی جھیلوں کے لیے آب و ہوا کی گرمی کے ممکنہ اثرات کا مطالعہ کیا گیا ہے۔ دوسری طرف، پی سی لیک کا اطلاق جھیل کے آبی وسائل کے منتظمین کے ذریعہ کیا جاتا ہے جو گندگی کی حالت کو ناپسندیدہ سمجھتے ہیں۔ وہ اپنی مخصوص جھیلوں کے لیے اہم بوجھ کی وضاحت کرنے اور بحالی کے اقدامات کی تاثیر کا اندازہ کرنے کے لیے ماڈل کا استعمال کر سکتے ہیں۔ اس مقصد کے لیے بھی ایک میٹا ماڈل تیار کیا گیا ہے۔ میٹا ماڈل کو پانی کے منتظمین کے ذریعے استعمال کیا جا سکتا ہے تاکہ مکمل متحرک ماڈل کو چلانے کی ضرورت کے بغیر صرف چند اہم پیرامیٹرز کی بنیاد پر کسی خاص جھیل کے لیے اہم لوڈنگ ویلیوز کا تخمینہ لگایا جا سکے۔ ماڈل مواد ریاضیاتی طور پر، پی سی لیک جوڑے ہوئے تفریقی مساوات کے ایک سیٹ پر مشتمل ہے۔ ریاستی متغیرات (> 100) اور پیرامیٹرز (> 300) کی ایک بڑی تعداد کے ساتھ، ماڈل کو نسبتا پیچیدہ قرار دیا جا سکتا ہے۔ اہم حیاتیاتی متغیرات فائٹوپلانکٹن اور زیر آب آبی پودے ہیں، جو بنیادی پیداوار کو بیان کرتے ہیں۔ کھانے کا ایک آسان جال زوپلانکٹن، زوبینتھوس، نوجوان اور بالغ سفید مچھلی اور مچھلی خور مچھلیوں سے بنا ہوتا ہے۔ بنیادی ابیوٹک عوامل شفافیت اور غذائی اجزاء فاسفورس (پی)، نائٹروجن (این) اور سلیکا (سی) ہیں۔ ماڈل کی بنیاد پر پانی اور غذائی اجزاء کے بجٹ (اندر اور باہر) ہیں۔ ماڈل ایک مکمل طور پر مخلوط آبی جسم کی وضاحت کرتا ہے اور پانی کے کالم اور اوپری تلچھٹ کی پرت دونوں پر مشتمل ہوتا ہے۔ N، P اور Si کے لیے مجموعی غذائیت کے چکروں کو مکمل طور پر بند کے طور پر بیان کیا گیا ہے (سوائے ان اور آؤٹ فلو اور ڈینیٹریفیکیشن کے)۔ ماڈل کے ان پٹ یہ ہیں: جھیل ہائیڈرولوجی، غذائیت کی لوڈنگ، طول و عرض اور تلچھٹ کی خصوصیات۔ ماڈل کلوروفل-اے، شفافیت، سائانوبیکٹیریا، پودوں کا احاطہ اور مچھلی کے بائیو ماس کے ساتھ ساتھ غذائی اجزاء این، پی اور سی، اور آکسیجن کے ارتکاز اور بہاؤ کا حساب لگاتا ہے۔ اختیاری طور پر، دلدلی پودوں اور جھیل کے ساتھ پانی کے تبادلے کے ساتھ ایک دلدلی علاقہ شامل کیا جا سکتا ہے۔ پی سی لیک کو 40 سے زیادہ یورپی (لیکن بنیادی طور پر ڈچ) جھیلوں پر غذائیت، شفافیت، کلوروفل اور پودوں کے اعداد و شمار کے خلاف انشانکن کیا جاتا ہے، اور منظم حساسیت اور غیر یقینی کا تجزیہ کیا گیا ہے۔ اگرچہ پی سی لیک بنیادی طور پر ڈچ جھیلوں کے لیے استعمال ہوتا ہے، لیکن امکان ہے کہ اگر پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کیا جائے یا ماڈل میں کچھ چھوٹی تبدیلیاں کی جائیں تو یہ ماڈل دوسرے علاقوں میں موازنہ کرنے والی غیر مستحکم جھیلوں پر بھی لاگو ہوتا ہے۔ ماڈل ڈویلپمنٹ پی سی لیک کا پہلا ورژن (جسے اس وقت پی سی لوز کہا جاتا تھا) 1990 کی دہائی کے اوائل میں نیدرلینڈز نیشنل انسٹی ٹیوٹ فار پبلک ہیلتھ اینڈ انوائرمنٹ (آر آئی وی ایم) میں بنایا گیا تھا، جو جھیل لوسڈریچٹ پر تحقیق اور بحالی کے منصوبے کے فریم ورک کے اندر تھا۔ اس کے بعد سے اس میں توسیع اور بہتری آئی ہے۔ پی سی لیک کے متوازی، پی سی ڈچ بنایا گیا تھا، جو گڑھوں اور دیگر لکیری آبی ذخائر کے لیے ایک ماحولیاتی نظام کا نمونہ ہے۔ ماڈلز کو مزید ڈاکٹر جان ایچ جانسے اور نیدرلینڈز انوائرمنٹل اسسمنٹ ایجنسی (پی بی ایل) کے ساتھیوں نے تیار کیا، جو پہلے آر آئی وی ایم کا حصہ تھا۔ 2009 سے یہ ماڈل مشترکہ طور پر پی بی ایل اور نیدرلینڈز انسٹی ٹیوٹ آف ایکولوجی کی ملکیت ہے، جہاں آبی ماحولیاتی تحقیق سے متعلق پی سی لیک کی مزید ترقی اور اطلاق ہو رہا ہے۔ ماحولیاتی نظام ماڈل واٹر کوالٹی ماڈلنگ ایکوپیتھ حوالہ جات ریاضیاتی ماڈلنگ ماحولیاتی کیمسٹری بھی دیکھیں۔