Fa'amaninoina lavelave ole si'osi'omaga: o a'oa'oga e le'i va'aia e fa'amauina ai le itumalo fa'alesiosiomaga ole gataifale

O se metotia a'oa'oga e le'i va'aia e fa'atonuina e fuafua ai itumalo fa'alesiosiomaga o le gataifale (eco-provinces) fa'avae i luga o fa'asologa o fa'alapotopotoga o plankton ma fa'amaumauga o mea'ai.E mafai e le systematic integrated ecological province (SAGE) auala e fa'ailoa ai itumalo fa'alesiosi'omaga i fa'ata'ita'iga fa'atupu fa'anatura e leai ni laina.Ina ia mafai ona faʻafetaui i le faʻaogaina e le Gaussian o faʻamaumauga, faʻaaogaina e le SAGE le faʻapipiʻiina o tuaoi faʻafuaseʻi (t-SNE) e faʻaitiitia ai le dimensionality.Faatasi ai ma le fesoasoani a le faʻaogaina o le pisa e faʻavae i luga o le faʻapipiʻi faʻafanua faʻapitoa (DBSCAN) algorithm, e sili atu ma le selau itumalo faʻalapotopotoga e mafai ona iloa.O le fa'aogaina o le fa'afanua feso'ota'iga ma le eseesega o le si'osi'omaga e fai ma fua mamao, ose fa'aputuga fa'atupu si'osi'omaga itumalo (AEP) e fa'amanino tonu e ala i itumalo fa'aola.I le fa'aogaina o le AEPs, sa su'esu'eina ai le fa'atonutonuina o le sapalai o mea'ai i fa'alapotopotoga.Eco-province ma le AEP e tulaga ese ma e mafai ona fesoasoani i faʻataʻitaʻiga faʻamatalaga.E mafai ona latou fa'afaigofieina fa'atusatusaga i le va o fa'ata'ita'iga ma e ono fa'aleleia atili ai le malamalama ma le mata'ituina o fa'anatura o le gataifale.
O itumalo o itulagi ia e lavelave ai le biogeography i luga o le sami po o le eleele o loʻo faʻatulagaina i vaega tutusa ma 'anoa (1).O nei itumalo e taua tele mo le faʻatusatusaina ma le faʻatusatusaina o nofoaga, faʻamaonia mataʻituina, mataʻituina ma le puipuiga.O fesoʻotaʻiga lavelave ma le le faʻaogaina o loʻo maua ai nei itumalo e faʻaogaina ai masini aʻoaʻoga (ML) e leʻi vaʻaia auala e fetaui lelei mo le fuafuaina o itumalo faʻamaoni, aua o le covariance i faʻamaumauga e faigata ma e le o Gaussian.O iinei, o loʻo tuʻuina atu ai se auala ML, lea e faʻamaonia faʻapitoa ai itumalo faʻapitoa o le gataifale (eco-provinces) mai le Darwin global three-dimensional (3D) physical/ecosystem model (2).O le faaupuga "tulaga ese" o loʻo faʻaaogaina e faʻaalia ai e le lava le faʻaogaina o le vaega faʻamaonia ma isi vaega.O lenei metotia e taʻua o le System Integrated Ecological Province (SAGE) metotia.Ina ia mafai ona faʻatinoina le faʻavasegaga aoga, e manaʻomia e se metotia algorithm le faʻatagaina (i) faʻavasegaina o le lalolagi atoa ma (ii) suʻesuʻega faʻateleina e mafai ona faʻapipiʻi / faʻapipiʻi i avanoa ma taimi (3).I lenei su'esu'ega, na mua'i tu'uina atu le metotia SAGE ma fa'atalanoaina itumalo fa'alesiosiomaga.Eco-provins e mafai ona fa'alauteleina le malamalama i mea taua e pulea ai le fa'atulagaina o nu'u, maua ai fa'amatalaga aoga mo le mata'ituina o ta'iala, ma fesoasoani e siaki suiga i le si'osi'omaga.
E masani ona fa'avasegaina itumalo fa'ateresitila e tusa ai ma mea e tutusa ai le tau (timu ma le vevela), palapala, la'au, ma fauna, ma e fa'aaogaina mo le fa'atonutonuina o fesoasoani, su'esu'ega o meaola eseese, ma fa'ama'i (1, 4).O itumalo o le gataifale e sili atu ona faigata ona faʻamatalaina.O le tele o meaola ninii, ma tuaoi vai.Longhurst et al.(5) Tuuina atu se tasi o uluai fa'avasegaga fa'ava-o-malo o le Matagaluega o Oceanography e fa'atatau i tulaga tau si'osi'omaga.O le faauigaina o nei itumalo "Longhurst" e aofia ai fesuiaiga e pei o le fefiloi fua, stratification, ma le irradiance, faʻapea foʻi ma le poto masani a Longhurst o se tagata suʻesuʻe o le sami, o loʻo i ai isi tulaga taua mo le faʻaogaina o meaola o le gataifale.O le Longhurst ua fa'aaogaina tele, mo se fa'ata'ita'iga, e iloilo ai le gaosiga muamua ma le kaponi, fesoasoani i faigafaiva, ma fa'ata'atia galuega mata'ituina (5-9).Ina ia mafai ona faʻamalamalamaina itumalo sili atu le saʻo, o metotia e pei o le fuzzy logic ma faʻaitulagi e leʻi vaʻaia faʻapipiʻi / fuainumera ua faʻaaogaina (9-14).O le fa'amoemoega o ia metotia o le fa'ailoaina lea o fausaga anoa e mafai ona iloa ai itumalo i fa'amatalaga mata'ituina o lo'o maua.Mo se faʻataʻitaʻiga, o itumalo malosi o le gataifale (12) faʻaogaina faʻafanua faʻatulagaina e le tagata lava ia e faʻaitiitia ai le pisapisao, ma faʻaogaina le faʻapipiʻiina (faʻavae i luga o laʻau) e fuafua ai oloa lanu o le gataifale e maua mai satelite faʻaitulagi [chlorophyll a (Chl-a), faʻasaʻoina le maualuga o le laina Fluorescence ma mea fa'aletino fa'alanu fa'alanu] ma fanua fa'aletino (vevela o le sami ma salinity, fa'ato'aga fa'atosina ma le aisa o le sami).
O le fausaga o le plankton o lo'o fa'apopoleina ona o lona si'osi'omaga e iai sona a'afiaga i le maualuga o mea'ai, fa'afefeteina o le kaponi ma le tau.Ae ui i lea, o se sini lu'itau ma faigata le fuafuaina o se itumalo fa'alesiosiomaga o le lalolagi e fa'avae i luga o le fausaga o le plankton community.O satelite lanu o le gataifale e mafai ona maua ai faʻamatalaga i le faʻavasegaina o le phytoplankton poʻo le fautuaina o le lelei o vaega galue (15), ae o loʻo latou le mafai nei ona tuʻuina atu faʻamatalaga auiliili i le fausaga o nuu.O su'esu'ega talu ai nei [eg Tara Ocean (16)] o lo'o tu'uina mai ai fua fa'atatau o fa'alapotopotoga;i le taimi nei, e na'o ni nai mea'ai i totonu o le nofoaga i luga o le lalolagi atoa (17).O suʻesuʻega muamua na tele na faʻamoemoeina ai le "Biogeochemical Province" (12, 14, 18) faʻavae i luga o le faʻamautuina o mea e tutusa ai meaola (e pei o le gaosiga muamua, Chl ma le malamalama avanoa).O iinei, o le faʻataʻitaʻiga numera e faʻaaogaina e gaosia ai [Darwin(2)], ma o le itumalo o le siʻosiʻomaga e fuafua e tusa ai ma le faʻalapotopotoga faʻalapotopotoga ma le faʻaogaina o meaʻai.O le fa'ata'ita'iga fa'anumera o lo'o fa'aogaina i lenei su'esu'ega o lo'o iai i le lalolagi atoa ma e mafai ona fa'atusatusa i fa'amaumauga o lo'o iai (17) ma va'aiga mamao (Fa'amatalaga S1).O faʻamatalaga faʻataʻitaʻiga numera o loʻo faʻaaogaina i lenei suʻesuʻega e iai le lelei o le faʻasalalauga i le lalolagi atoa.O le fa'ata'ita'iga fa'anatura e aofia ai le 35 ituaiga o phytoplankton ma le 16 ituaiga o zooplankton (fa'amolemole va'ai i meafaitino ma metotia).O ituaiga plankton fa'ata'ita'iga e fegalegaleai fa'atasi ma fausaga fa'atasi e le o Gaussian, o lea e le talafeagai auala fa'ata'ita'i faigofie mo le fa'ailoaina o fa'ata'ita'iga tulaga ese ma fa'asolosolo i fa'alapotopotoga fa'atupu a'e.O le auala SAGE na fa'aalia iinei e maua ai se auala fou e siaki ai le gaosiga o fa'ata'ita'iga lavelave Darwin.
O le malosi fa'aliliuga gafatia o fa'amaumauga fa'asaienisi/ML tekinolosi e mafai ona fa'ataga ai fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga fa'ato'ato'a lavelave e fa'aalia ai fausaga lavelave ae malosi i fa'amaumauga fa'atasi.O se metotia malosi o lo'o fa'amatalaina o se metotia e mafai ona toe fa'amaoni fa'ai'uga i totonu o se va'aiga sese.E oo lava i faiga faigofie, o le fuafuaina o mamanu ma faailoilo malolosi e mafai ona avea ma luitau.Se'i vagana ua fa'amauina le fa'atatauga e tau atu i le fa'ata'ita'iga ua matauina, e ono foliga lavelave/faigata ona fo'ia le lavelave o lo'o tula'i mai.O le fa'agasologa autu o le fa'atulagaina o le tu'ufa'atasiga o le si'osi'omaga e le laina i le natura.O le i ai o fesoʻotaʻiga e le faʻaogaina e mafai ona fenumiai le faʻavasegaina malosi, o lea e tatau ai ona aloese mai metotia e faia ai ni manatu malolosi e uiga i le faʻasologa o fuainumera faʻamaumauga o faʻamaumauga faʻamaumauga.O fa'amaumauga maualuga ma fa'amaumauga e le fa'asinotonu e masani lava ile vasa ma e ono iai se fa'asologa fa'atasi ma lavelave, e le o Gaussian topology.E ui lava o faʻamatalaga faʻatasi ai ma se fausaga e le o Gaussian covariance e mafai ona faʻalavelaveina le faʻavasegaina malosi, o le auala SAGE o se mea fou aua ua mamanuina e iloa ai fuifui ma topologies faʻapitoa.
O le sini o le auala SAGE o le fa'ailoa tonu lea o fa'ata'ita'iga o lo'o tula'i mai e mafai ona fesoasoani atili i le malamalama o le si'osi'omaga.I le mulimuli ai i le fa'asologa o galuega fa'avae e pei o le (19), e fa'aogaina le fesuiaiga o le si'osi'omaga ma le nutrient e fa'amautu ai na'o le fuifui i fa'amaumauga, e ta'ua o le si'osi'omaga.O le auala SAGE na fa'atuina i lenei su'esu'ega (Ata 1) e fa'aitiitiina muamua le fua mai le 55 i le 11 fua e ala i le tu'ufa'atasia o vaega fa'atino o le plankton ua fa'amatalaina muamua (silasila Mea ma Metotia).I le fa'aogaina o le t-random neighbor embedding (t-SNE), o le tele e fa'aititia atili e ala i le fa'ata'atiaina o le avanoa i le avanoa 3D.Ole fa'aputuga e le'i va'aia e mafai ona fa'ailoa ai nofoaga e latalata ile si'osi'omaga [fa'apipi'i fa'afanua fa'apitoa (DBSCAN) mo fa'aoga pisa].O le t-SNE ma le DBSCAN e fa'atatau i fa'amaumauga fa'ata'ita'iga fa'atusa fa'akomepiuta e leai se laina.Ona toe fa'ata'atia lea o le fa'ai'uga o le si'osi'omaga i le lalolagi.E sili atu ma le selau itumalo fa'alesiosiomaga tulaga ese ua fa'ailoaina, talafeagai mo su'esu'ega fa'aitulagi.Ina ia mafai ona mafaufau i le faʻataʻitaʻiga faʻasolosolo faʻaleaganuʻu i le lalolagi atoa, o le auala SAGE e faʻaaogaina e faʻapipiʻi ai itumalo o le siʻosiʻomaga i itumalo tuʻufaʻatasia (AEP) e faʻaleleia ai le aoga o itumalo faʻapitoa.O le maualuga o le faʻapipiʻiina (e taʻua o le "faigata") e mafai ona fetuunai i le maualuga o faʻamatalaga e manaʻomia.Su'e le lavelave la'ititi ole AEP malosi.O le taulaiga o le filifiliga o le auala SAGE ma suʻesuʻeina le laʻititi laʻititi lavelave mataupu AEP e fuafua ai le puleaina o le faʻalapotopotoga faʻalavelave faʻafuaseʻi.Ona mafai lea ona su'esu'eina fa'ata'ita'iga e maua ai fa'amatalaga fa'alesiosiomaga.O le auala na faʻaalia iinei e mafai foi ona faʻaogaina mo faʻatusatusaga faʻataʻitaʻiga sili atu, mo se faʻataʻitaʻiga, e ala i le iloiloina o nofoaga o itumalo faʻaola tutusa o loʻo maua i faʻataʻitaʻiga eseese e faʻamaonia ai eseesega ma tutusa, ina ia faʻatusatusa ai faʻataʻitaʻiga.
(A) Ata fa'ata'ita'i o le fa'asologa o galuega mo le fuafuaina o le itumalo fa'alesiosiomaga;fa'aogaina le aofa'iga i le vaega fa'atino e fa'aitiitia ai fa'amaumauga muamua 55-dimensional i se fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga 11-dimensional, e aofia ai le biomass o le fitu galuega/nutrient plankton ma fua fa'atatau o mea'ai.Fa'atauva'a le tau ma le umi o le aisa e ufiufi ai.O faʻamaumauga ua faʻasalalau ma faʻasalalau.Tuuina atu faʻamatalaga 11-dimensional i le t-SNE algorithm e faʻamaonia ai faʻamaumauga tutusa foliga tuʻufaʻatasia.O le a filifili ma le faaeteete e le DBSCAN le fuifui e seti ai le tau o le parakalafa.Mulimuli ane toe fa'afo'i fa'amaumauga ile latitude/ longitude projection.Faamolemole ia matau o lenei faiga e toe fai 10 taimi ona o sina faʻalavelave e mafai ona tupu mai i le faʻaogaina o le t-SNE.(B) fa'amatala le auala e maua ai le AEP e ala i le toe faia o le fa'asologa o galuega ile (A) 10 taimi.Mo fa'atinoga ta'itasi e 10, o le va'aiga o le Bray-Curtis (BC) fa'avasegaina matrix na fa'atatau i le biomass o ituaiga phytoplankton e 51.Fuafua le eseesega BC i le va o itumalo, mai le lavelave 1 AEP i le lavelave atoa 115. O le fa'ailoga BC e fa'atulaga e Longhurst Province.
O le auala SAGE e faʻaaogaina ai le gaosiga o le lalolagi 3D physical / ecosystem numera faʻataʻitaʻiga e faʻamalamalamaina ai le itumalo o le siʻosiʻomaga [Darwin (2);taga'i Mea ma Metotia ma Fa'amatalaga S1].O vaega o le siosiomaga faanatura e aofia ai le 35 ituaiga o phytoplankton ma le 16 ituaiga o zooplankton, faatasi ai ma vaega galue e fitu: prokaryotes ma eukaryotes fetuunai i siosiomaga maualalo-nutrient, coccidia ma le calcium carbonate coating, ma le mamafa o le nitrogen fixation Nitrogen meaʻai (e masani ona misi. mea'ai taua), fa'atasi ai ma le ufiufi siliceous, e mafai ona fa'atupuina ai isi fa'ato'aga o le plankton photosynthesis ma fa'a'a'ai fefiloi fu'a nutrient fefiloi ma zooplankton leoleo mamoe.Ole tele ole lautele ole 0.6 i le 2500μm tutusa spherical diameter.O le fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga o le lapopo'a o le phytoplankton ma le fa'avasegaina o galuega e pu'eina ai uiga fa'apitoa o lo'o va'aia ile va'aiga satelite ma totonu (silasila i Ata S1 i le S3).O le tutusa i le va o le fa'ata'ita'iga numera ma le vasa va'aia o lo'o fa'ailoa mai ai o itumalo fa'amatala e le fa'ata'ita'iga e ono fa'atatau ile vasa i totonu.Fa'amolemole maitau o lenei fa'ata'ita'iga e na'o le pu'eina o ituaiga eseese o phytoplankton, ma na'o ni vaega fa'amalosi tino ma vaila'au o le vasa i totonu.Ole auala ole SAGE e mafai ai ona malamalama atili tagata ile fa'atonuga fa'aitulagi o le fa'ata'ita'iga o fa'alapotopotoga.
E ala i le fa'aofiina na'o le aofa'i o le biomass i luga ole laiga (ma le averesi o le taimi e 20 tausaga) i vaega ta'itasi o le plankton, e mafai ona fa'aitiitia le tele o fa'amaumauga.Ina ua maeʻa suʻesuʻega muamua na faʻaalia ai la latou matafaioi taua i le faʻatulagaina o le faʻalapotopotoga, na aofia ai foʻi faʻamatalaga faʻapogai o luga o meaʻai mo meaʻai (sapalai o le nitrogen, iron, phosphate ma silicic acid) [eg (20, 21)].O le aotelega o vaega fa'atino e fa'aitiitia ai le fa'afitauli mai le 55 (51 plankton ma le 4 nutrient fluxes) i le 11 fua.I lenei suʻesuʻega muamua, ona o faʻalavelave faʻatulagaina na tuʻuina atu e le algorithm, e leʻi mafaufauina le loloto ma le fesuiaiga o taimi.
O le auala SAGE e mafai ona iloa ai sootaga taua i le va o faiga e le laina ma vaega autu o fegalegaleaiga i le va o le biomass vaega galue ma le faʻaogaina o meaʻai.O le fa'aaogaina o fa'amatalaga 11-dimensional e fa'atatau i metotia a'oa'oga mamao a Euclidean (e pei o le K-means) e le mafai ona maua ni itumalo fa'atuatuaina ma toe fa'aleleia (19, 22).E mafua ona e leai se foliga Gaussian e maua i le tufatufaina atu o le covariance o elemene autu o loʻo faʻamalamalamaina ai le itumalo o le siʻosiʻomaga.O le K-means o sela Voronoi (laina saʻo) e le mafai ona taofia le tufatufaina atu e le o Gaussian.
O le biomass o vaega e fitu o le plankton e fa'atino ma fa'a'ai mea'ai e fa e fausia ai le 11-dimensional vector x.O le mea lea, o le x o se vete fanua i luga o le faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga, lea o elemene taʻitasi xi o loʻo faʻatusalia ai le 11-dimensional vector ua faʻamatalaina i luga o le faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻi laina.O fa'asologa ta'itasi i e fa'ailoa fa'apitoa ai se mata'itusi i luga o le si'osi'omaga, lea (lon, lat) = (ϕi, θi).Afai ole biomass ole iunite fa'ata'ita'iga e itiiti ifo ile 1.2×10-3mg Chl/m3 po'o le fua ole aisa e sili atu ile 70%, ole fa'amaumauga ole biomass e fa'aaoga ma lafoai.O faʻamaumauga e masani ma faʻasalaina, o lea o faʻamaumauga uma o loʻo i le va o le [0 i le 1], o le uiga e aveese ma faʻasolo i le eseesega o iunite.E faia lenei mea ina ia le fa'atapula'aina foliga (biomass ma nutrient flux) i le fa'atusatusaga i le tele o tau talafeagai.E tatau ona pu'e le fa'aputuga o feso'ota'iga suiga mai le va'a fa'amoemoe taua i le va o foliga nai lo le mamao fa'afanua.E ala i le faʻatusatusaina o nei mamao, o mea taua e faʻaalia, ae o faʻamatalaga e le manaʻomia e lafoai.Mai le va'aiga o le si'osi'omaga, e mana'omia lea mea ona o nisi o ituaiga o phytoplankton e itiiti le biomass e ono tele atu a'afiaga o le biogeochemical, e pei o le fa'amauina o le nitrogen e siama diazotrophic.Pe a faʻavasegaina ma faʻamautu faʻamaumauga, o nei ituaiga o covariates o le a faʻamaonia.
E ala i le faʻamamafaina o le vavalalata o foliga i avanoa maualuga i le faʻataʻitaʻiga maualalo, o le t-SNE algorithm e faʻaaogaina e faʻamalamalama atili ai itulagi tutusa.O galuega muamua na faʻatatau i le fausiaina o fesoʻotaʻiga neural loloto mo faʻaoga mamao na faʻaaogaina le t-SNE, lea na faʻamaonia ai lona tomai i le vavaeeseina o vaega autu (23).Ose la'asaga tatau lea e iloa ai le fa'aputuga malosi i fa'amatalaga fa'aaliga a'o aloese mai fofo e le fa'afeso'ota'i (fa'aaliga S2).I le fa'aaogaina o fatu Gaussian, e fa'asaoina ai e le t-SNE ia mea fa'afuainumera o fa'amaumauga e ala i le fa'avasegaina o mea maualuluga ta'itasi i se pito i le va'aiga 3D, ma fa'amautinoa ai o le avanoa o mea fa'atusa i itu maualuga ma lalo e maualuga i se maualuga- vaeluaga tele (24).Tuuina atu se seti o N mea maualuga-dimensional x1,…,xN, o le t-SNE algorithm e faʻaititia e ala i le faʻaitiitia o le Kullback-Leibler (KL) divergence (25).O le KL divergence o se fua lea o le ese'esega o se fa'asoa fa'anatinati mai le fa'asinomaga lona lua fa'asoa fa'apea, ma e mafai ona iloilo lelei le avanoa e fa'amaopoopo ai i le va o fa'atusa maualalo o foliga maualuga.Afai o le xi o le i-th mea i le N-dimensional space, o le xj o le j-th mea i le N-dimensional space, yi o le i-th mea i le va-dimensional space, ma yj o le j-th mea i le maualalo. -dimensional space, ona fa'amatala lea e t -SNE le tulaga tutusa ppj∣i = exp(-∥xi-xj∥2/2σi2)∑k≠iexp(-∥xi-xk∥2/2σi2), ma mo le seti fa'aititia o le dimensionality q∣j = (1+ ∥ yi-yj∥2)-1∑k≠i(1 +∥yj-yk∥2)-1
O le Ata 2A o lo'o fa'aalia ai le a'afiaga o le fa'aitiitia o le biomass ma mea'ai fela'ua'i fe'avea'i o le tu'ufa'atasiga 11 i le 3D.O le faʻaosofia o le faʻaaogaina o le t-SNE e mafai ona faʻatusatusa ma le faʻaosofia o le auʻiliʻiliga o vaega autu (PCA), lea e faʻaogaina ai le uiga o le eseesega e faʻamamafa ai le vaega / uiga o faʻamaumauga, ma faʻaitiitia ai le faʻaogaina.O le auala t-SNE na maua e sili atu nai lo le PCA i le tuʻuina atu o faʻamaumauga faʻatuatuaina ma toe faʻaleleia mo le Eco-Ministry (silasila i le Note S2).Atonu e mafua ona e le talafeagai le manatu faʻapitoa o le PCA mo le faʻailoaina o fegalegaleaiga taua i le va o uiga fesoʻotaʻiga e leai se laina, ona o le PCA e taulaʻi i luga o laina faʻasologa o laina (26).Fa'aaogaina o fa'amatalaga fa'alogo mamao, Lunga et al.(27) o loʻo faʻaalia ai le faʻaogaina o le SNE auala e faʻamaonia ai foliga lavelave ma nonlinear spectral e ese mai le tufatufaina Gaussian.
(A) Fa'ata'ita'iga fua faatatau o mea'ai paleni, phytoplankton ma le zooplankton vaega fa'atinoina o meaola fa'anatura ua tusia e le t-SNE algorithm ma valivali e le itumalo e fa'aaoga ai le DBSCAN.O mata ta'itasi e fai ma sui o se mata'itusi i le avanoa maualuga, e pei ona fa'aalia i le Ata 6B, o le tele o fa'ailoga e pu'eina.Fa'aigoa e faasino i le "t-SNE" lapopo'a 1, 2 ma le 3. (B) Le fa'afanua fa'afanua o le itumalo na maua e le DBSCAN i luga o le laina latitu-longitude o le amataga.O le lanu e tatau ona fa'atatau i so'o se lanu, ae tatau ona fetaui ma le (A).
O fa'ailoga i le t-SNE fa'ata'ape'apeina i le Ata 2A o lo'o feso'ota'i fa'atasi ma le latitude ma le longitude.Afai o mea e lua i le Ata 2A e vavalalata le tasi i le isi, e mafua ona o latou biomass ma meaʻai e tutusa, e le ona o le vavalalata faʻafanua.O lanu i le Ata 2A o fuifui na maua i le auala DBSCAN (28).Pe a suʻeina ni faʻamatalaga mataʻutia, o le DBSCAN algorithm e faʻaogaina le mamao i le 3D faʻatusa i le va o togi (ϵ = 0.39; mo faʻamatalaga e uiga i lenei filifiliga, vaʻai Mea ma Metotia), ma le numera o mea tutusa e manaʻomia e faʻamalamalama ai le fuifui (inei. 100 points, faamolemole tagaʻi i luga).Ole auala ole DBSCAN e le faia ni manatu e uiga i foliga poʻo numera o fuifui i faʻamaumauga, e pei ona faʻaalia i lalo:
3) Mo vaega uma e iloa i totonu ole mamao i totonu, toe fai le laasaga 2 fa'asolosolo e iloa ai le tuaoi fuifui.Afai o le numera o togi e sili atu nai lo le faʻatulagaina o tau maualalo, ua faʻatulagaina o se fuifui.
O fa'amaumauga e le fetaui ma le vaega pito i lalo ole fuifui ma le mamao ϵ metric ua ta'ua o le "pi'o" ma e le'o tu'uina atu i ai se lanu.O le DBSCAN o se algorithm vave ma faʻaogaina ma le O (n2) faʻatinoga i le tulaga sili ona leaga.Mo le su'esu'ega o lo'o iai nei, e le'o fa'afuase'i.Ole numera pito maualalo ole togi e fa'atatau ile su'esu'ega fa'apitoa.A uma ona fetuunai le mamao pe a uma, o le taunuuga e le lava le mautu i le va o ≈±10.O lea mamao e fa'atulaga e fa'aoga ai le feso'ota'iga (Ata 6A) ma le pasene o le vasa (Ata 6B).O le feso'ota'iga o lo'o fa'amatalaina o le numera tu'ufa'atasi o fuifui ma e maaleale i le ϵ parameter.O feso'ota'iga maualalo e fa'aalia ai le le lava o le fa'aogaina, fa'avasega fa'atasi vaega.O le maualuga o le feso'ota'iga e fa'ailoa mai ai le ova.E mafai ona faʻaaogaina se laʻititi maualuga, ae afai o le laʻititi e sili atu i le ca, e le mafai ona ausia se tali faʻalagolago.135 (Mo nisi faamatalaga, tagai Mea ma Metotia).
O fuifui e 115 o loʻo faʻaalia i le Ata 2A o loʻo faʻaalia i luga o le eleele ile Ata 2B.O lanu ta'itasi e fetaui lelei ma se tu'ufa'atasiga fa'apitoa o mea fa'aolaola ma mea tau si'osi'omaga ua fa'ailoa mai e le DBSCAN.O le taimi lava e faʻamautu ai fuifui, o le fesoʻotaʻiga o vaega taʻitasi i le Ata 2A faʻatasi ai ma se latitu ma le longitude faʻapitoa e faʻaaogaina e faʻapipiʻi ai fuifui i tua i le nofoaga faʻafanua.O le Ata 2B o lo'o fa'aalia ai lea mea i lanu tutusa e pei o le Ata 2A.O lanu tutusa e le tatau ona faauigaina o le tutusa o le siʻosiʻomaga, aua o loʻo tuʻuina atu i le faʻatonuga e maua ai fuifui e le algorithm.
O le vaega i le Ata 2B e mafai ona tutusa lelei ma se vaega mautu i le tino ma/po'o le biogeochemistry o le sami.Mo se faʻataʻitaʻiga, o fuifui i le Vasa i Saute e tutusa le sone, ma oligotrophic vortices e aliali mai, ma o le suiga mataʻutia e faʻaalia ai le aʻafiaga o matagi fefaʻatauaʻiga.Mo se faʻataʻitaʻiga, i le Pasefika equatorial, o itulagi eseese e fesoʻotaʻi ma le siʻitia o loʻo vaʻaia.
Ina ia malamalama i le si'osi'omaga o le Eco-Province, o se fesuiaiga o le Bray-Curtis (BC) difference index (29) na fa'aaogaina e iloilo ai le si'osi'omaga i le fuifui.O le fa'ailoga BC o se fa'amaumauga fa'afuainumera e fa'aaogaina e fa'atatau ai le eseesega i le fa'atulagaina o nu'u i le va o nofoaga eseese e lua.Ole fua ole BC e fa'atatau ile biomass e 51 ituaiga o phytoplankton ma zooplankton BCninj = 1-2CninjSni + Snj
O le BCninj e faasino i le tutusa i le va o le tuufaatasiga ni ma le tuufaatasiga nj, lea o le Cninj o le tau maualalo lea o se ituaiga meaola e tasi o loʻo i ai i tuʻufaʻatasiga ni ma le nj, ma o le Sni o loʻo faʻatusalia le aofaʻi o meaola uma o loʻo i ai i tuʻufaʻatasiga e lua ni ma Snj.O le eseesega o le BC e tutusa ma le mamao, ae o loʻo galue i avanoa e le o le Euclidean, lea e foliga mai e sili atu ona talafeagai mo faʻamaumauga o le siʻosiʻomaga ma lona faʻamatalaga.
Mo fuifui ta'itasi o lo'o fa'ailoa i le Ata 2B, e mafai ona su'esu'eina le tutusa o totonu ole itumalo ma totonu ole itumalo.O le eseesega BC i totonu o se itumalo e faasino i le eseesega i le va o le tau averesi o le itumalo ma itu taitasi i le itumalo.O le eseesega i le va o itumalo BC e faasino i le tutusa i le va o le tasi itumalo ma isi itumalo.O le Ata 3A o lo'o fa'aalia ai le fa'atusa BC matrix (0, uliuli: fetaui lelei; 1, pa'epa'e: matua 'ese'ese).O laina ta'itasi i le kalafi o lo'o fa'aalia ai se mamanu i fa'amaumauga.Ata 3B o lo'o fa'aalia ai le taua fa'afanua o taunu'uga o le BC i le Ata 3A mo itumalo ta'itasi.Mo se itumalo o lo'o i totonu o se vaega e maualalo mea'ai ma maualalo-nutrient, Ata 3B o lo'o fa'aalia ai o le fa'atusa o vaega tetele i tafatafa o le ekueta ma le Vasa Initia e tutusa lelei, ae o latitu maualuluga ma nofoaga maualuga e matua'i ese lava.
(A) O le tikeri o le eseesega o le BC na iloiloina mo itumalo taʻitasi e faʻavae i luga o le 20-tausaga averesi o le lalolagi atoa o le 51 plankton.Matau le fa'atusa fa'amoemoeina o tau.(B) Le va'aiga fa'avanoa o se koluma (po'o se laina).Mo se itumalo i totonu o se li'o dystrophic, o le tufatufaina atu o le BC tutusa fua na iloiloina, ma o le lalolagi atoa 20-tausaga averesi sa iloiloina.Uuliuli (BC = 0) o lona uiga o le vaega lava e tasi, ma le paepae (BC = 1) o lona uiga e leai se tutusa.
O le Ata 4A o lo'o fa'aalia ai le eseesega i le BC i totonu o itumalo ta'itasi i le Ata 2B.Fuafuaina e ala i le faaaogaina o le tuufaatasiga averesi o le vaega averesi i totonu o se fuifui, ma le fuafuaina o le eseesega i le va o le BC ma le uiga o mataitusi taʻitasi i le itumalo, o loʻo faʻaalia ai o le auala SAGE e mafai ona vavae ese 51 ituaiga e faʻavae i luga o le siʻosiʻomaga tutusa Ituaiga o faʻamatalaga faʻataʻitaʻiga.Ole aofa'iga o fa'aputuga BC fa'aeseesega o ituaiga uma e 51 e 0.102±0.0049.
(A, B, ma le D) O le eseesega BC i totonu o le itumalo e iloiloina o le averesi BC eseesega i le va o faʻalapotopotoga faʻafanua taʻitasi ma le itumalo averesi, ma e le faʻaititia le lavelave.(2) Ole vaeluaga ole vaeluaga ole vaeluaga ole itumalo BC e 0.227±0.117.Ole fa'ailoga lea ole fa'avasegaga fa'avae fa'alesiosiomaga na fa'atūina e lenei galuega [laina lanumeamata ile (C)].(C) Vaeluaga i totonu o le itumalo BC eseesega: O le laina uliuli o loʻo faʻatusalia le eseesega i totonu-provincial BC ma faʻateleina lavelave.2σ e sau mai le 10 toe fai o le fa'agasologa o le fa'ailoaina o le si'osi'omaga.Mo le lavelave atoa o itumalo na maua e le DBSCAN, (A) o loʻo faʻaalia ai o le BC dissimilarity i le itumalo o le 0.099, ma le faʻavasegaina lavelave fuafuaina e (C) o le 12, e mafua ai le BC dissimilarity o le 0.200 i le itumalo.e pei ona faaalia i le ata.(D).
I le Ata 4B, o le biomass o ituaiga plankton e 51 o loʻo faʻaaogaina e fai ma sui o le eseesega BC tutusa i le itumalo o Longhurst.O le averesi atoa o itumalo taʻitasi o le 0.227, ma o le eseesega masani o faʻasologa faʻasologa e faʻatatau i le eseesega i le BC itumalo o le 0.046.E sili atu lenei mea nai lo le fuifui ua faailoa mai i le Ata 1B.Nai lo lena, o le faʻaaogaina o le aofaʻi o vaega faʻatino e fitu, o le averesi o le intra-season BC dissimilarity i Longhurst na faʻatupulaia i le 0.232.
O le fa'afanua o le si'osi'omaga o le lalolagi o lo'o tu'uina mai ai fa'amatalaga lavelave o feso'ota'iga fa'alesiosi'omaga tulaga ese ma fa'aleleia atili ua faia i le fa'aogaina o le fa'aogaina atoa o le fa'anatura o le Itumalo o Longhurst.Ole Matagaluega ole Ecology e fa'amoemoe e tu'uina atu se fa'amatalaga ile fa'agasologa ole fa'atonutonuina ole fa'ata'ita'iga fa'akomepiuta, ma o lenei fa'amatalaga o le a fesoasoani ile su'esu'ega o galuega i le fanua.Mo le faʻamoemoe o lenei suʻesuʻega, e le mafai ona faʻaalia atoatoa le sili atu ma le selau itumalo.O le isi vaega o loʻo faʻaalia ai le auala SAGE e aotele ai itumalo.
O se tasi o faʻamoemoega o le itumalo o le faʻalauteleina lea o le malamalama i le nofoaga ma le pulega o le itumalo.Ina ia fuafuaina tulaga faʻalavelave faʻafuaseʻi, o le metotia i le Ata 1B o loʻo faʻaalia ai le faʻanofoina o itumalo tutusa.Eco-provinces e fa'aputu fa'atasi e fa'atatau i le si'osi'omaga tutusa, ma o ia fa'avasegaga o itumalo e ta'ua o le AEP.Seti se fetu'una'iga "lavelave" e fa'atatau i le aofa'i o itumalo e iloiloina.O le faaupuga "faigata" e faʻaaogaina aua e mafai ai ona fetuunai le maualuga o uiga faʻafuaseʻi.Ina ia mafai ona faʻamatalaina faʻasalalauga anoa, o le averesi o le vaeluaga o le BC o le 0.227 mai Longhurst o loʻo faʻaaogaina e fai ma faʻailoga.I lalo ifo o lenei fa'ailoga, o itumalo tu'ufa'atasi ua le toe fa'aogaina.
E pei ona fa'aalia i le Ata 3B, o itumalo fa'alesiosiomaga o le lalolagi e tutusa lelei.I le faʻaaogaina o eseesega BC i le va o itumalo, e mafai ona iloa o nisi faʻasalalauga e matua "masani".Fa'aosoina e genetics ma graph theory method, "fa'afeso'ota'i kalafi" fa'aoga e fa'avasega> 100 itumalo fa'avae i itumalo e sili ona tutusa ma i latou.Ole fua fa'atatau ole “feso'ota'iga” iinei e fa'atatau ile fa'aogaina ole va'aiga fa'a-provincial BC (30).Ole numera o itumalo e tele avanoa mo le faʻavasegaina o> 100 itumalo e mafai ona taʻua iinei o le lavelave.O le AEP o se oloa e fa'avasegaina le sili atu i le 100 itumalo o itumalo sili ona ta'uta'ua/latalata i le si'osi'omaga.O itumalo fa'alelagi ta'itasi ua tofia i le itumalo iloga/sili ona feso'ota'i o le si'osi'omaga e sili ona tutusa ma i latou.O lenei fa'aputuga e fa'atatau i le eseesega o le BC e mafai ai ona fa'aogaina le fa'aogaina o le si'osi'omaga o le lalolagi.
O le lavelave filifilia e mafai ona i ai so'o se tau mai le 1 i le lavelave atoa o le FIG.2A.I le lavelave lavelave, e ono fa'aletonu le AEP ona o le la'asaga fa'aitiitiga fua (t-SNE).Degeneracy o lona uiga e mafai ona tofia itumalo fa'alesiosiomaga i AEPs eseese i le va o fa'asologa, ma suia ai le fa'afanua o lo'o ufiufi.O le Ata 4C o lo'o fa'aalia ai le fa'asalalauina o fa'alavelave BC i totonu o itumalo i AEP o le fa'ateleina o lavelave i fa'atinoga e 10 (fa'ata'ita'iga i le Ata 1B).I le Ata 4C, 2σ (vaega lanumoana) o se fuataga o le faʻaleagaina i le 10 faʻatinoga, ma o le laina lanu meamata e faʻatusalia ai le Longhurst benchmark.O mea moni ua faʻamaonia ai o le lavelave o le 12 e mafai ona taofia le eseesega BC i le itumalo i lalo ifo o le Longhurst benchmark i faʻatinoga uma ma faʻatumauina se laʻititi 2σ faʻaleagaina.I se aotelega, o le lavelave fautuaina aupito maualalo o le 12 AEPs, ma o le averesi o le eseesega i totonu o le itumalo BC e iloiloina e ala i le 51 ituaiga plankton e 0.198±0.013, e pei ona faaalia i le Ata 4D.I le fa'aaogaina o le aofa'iga o vaega fa'atino e fitu o le plankton, o le averesi BC eseesega i totonu o le itumalo e 2σ nai lo le 0.198±0.004.O le faʻatusatusaga i le va o le BC eseesega faʻatusatusa ma le aofaʻi o meaola o vaega galue e fitu poʻo le biomass o ituaiga uma e 51 plankton o loʻo faʻaalia ai e ui lava o le auala SAGE e faʻatatau i le tulaga 51-dimensional, e mo le aofaʻi o biomass o vaega galue e fitu. Mo aoaoga.
Faʻalagolago i le faʻamoemoe o soʻo se suʻesuʻega, e mafai ona mafaufauina tulaga eseese o lavelave.O su'esu'ega fa'aitulagi e ono mana'omia le lavelave atoatoa (fa'atusa, itumalo uma e 115).Mo se faʻataʻitaʻiga ma mo le manino, mafaufau i le laʻititi laʻititi fautuaina o le 12.
O se faʻataʻitaʻiga o le faʻaogaina o le auala SAGE, 12 AEPs faʻatasi ai ma laʻititi lavelave o 12 o loʻo faʻaaogaina iinei e suʻesuʻe ai le puleaina o le faʻalapotopotoga faʻalavelave faʻafuaseʻi.Ata 5 o lo'o fa'aalia ai fa'amatalaga fa'alesiosiomaga o lo'o tu'ufa'atasia e le AEP (mai le A i le L): I le Redfield stoichiometry, fa'afanua fa'afanua (Ata 5C), vaega fa'atinoina o le biomass composition (Ata 5A) ma le tu'uina atu o mea'ai (Ata 5B) o lo'o fa'atinoina e N Zoomed.O le fua faatatau (N:Si:P:Fe, 1:1:16:16×103) o loʻo faʻaalia.Mo le vaega mulimuli, P faʻateleina i le 16 ma Fe faʻateleina i le 16 × 103, o lea o le kalafi pa e tutusa ma meaʻai manaʻomia o le phytoplankton.
O itumalo o lo'o fa'avasegaina i le 12 AEPs A to L. (A) Biomass (mgC/m3) o fa'anatura i le 12 itumalo.(B) Le fua faatatau fela'ua'i o mea'ai fa'ama'i fa'ama'i oona (N), u'amea (Fe), phosphate (P) ma silicic acid (Si) (mmol/m3 i le tausaga).Fe ma le P e faʻateleina i le 16 ma le 16 × 103, i le faasologa, ina ia faʻavasegaina fasipepa i le phytoplankton stoichiometry manaoga.(C) Matau le eseesega i le va o polar regions, subtropical cyclones ma vaega tetele o vaitau/a'e.O nofoaga e mataituina ai ua faailogaina e faapea: 1, SEATS;2, ALOHA;3, nofoaga P;ma le 4, PEA.
E tulaga ese le AEP ua iloa.O lo'o i ai ni fa'atusa fa'ata'amilo i le ekueta i le Vasa Atalani ma le Pasefika, ma o lo'o iai fo'i se vaega fa'apena ae fa'atele i le Vasa Initia.O nisi AEP o loʻo fusia le itu i sisifo o le konetineta e fesoʻotaʻi ma le aʻega.O le South Pole Circumpolar Current o lo'o fa'apea o se vaega tele sone.O le afa lavelave ose fa'asologa lavelave ole AEP ole oligotrophic.I totonu o nei itumalo, o le mamanu masani o le eseesega o le biomass i le va o le oligotrophic vortices e pulea e plankton ma le diatom-oa'oa polar eria.
AEPs e tutusa lelei le aofa'i o meaola fa'ato'aga e mafai ona 'ese'ese fausaga fa'ale-nu'u ma aofia ai vaega fa'afanua eseese, e pei o le D, H, ma le K, e tutusa uma le aofa'i o meaola fa'ato'aga.O le AEP H e masani lava ona iai i le equatorial Indian Ocean, ma e tele atu siama diazotrophic.O lo'o maua le AEP D i le tele o pesini, ae e iloga lava i le Pasefika o lo'o fa'ata'amilo i nofoaga maualuluga i luga o le ekueta.O foliga o lenei itumalo o le Pasefika e faamanatu mai ai se nofoaafi galu o le paneta.E itiiti lava diazobacteria i le AEP D, ma sili atu cones.Pe a faatusatusa i isi itumalo e lua, o le AEP K e na o le mauga maualuga o le Vasa Arctic e maua, ma e tele atu diatoms ma itiiti planktons.E taua le maitauina o le aofaʻi o plankton i nei itulagi e tolu e matua ese lava.Faatasi ai ma i latou, o le tele o plankton o le AEP K e maualalo, ae o le AEP D ma le H e maualuga.O le mea lea, e ui lava i lo latou biomass (ma e tutusa ma Chl-a), o nei itumalo e fai si eseese: Chl-faʻavae suʻega itumalo atonu e le maua ai nei eseesega.
O lo'o manino fo'i o nisi AEP e matua'i 'ese'ese le biomass atonu e tutusa i tulaga o le fa'atulagaina o phytoplankton nu'u.Mo se faʻataʻitaʻiga, o loʻo vaʻaia lea i le AEP D ma le E. E vavalalata le tasi i le isi, ma i le Vasa Pasefika, AEP E latalata i le AEPJ sili ona aoga.E fa'apena fo'i, e leai se feso'ota'iga manino i le va o le phytoplankton biomass ma le tele o le zooplankton.
E mafai ona malamalama le AEP i tulaga o mea'ai e maua mai ia i latou (Ata 5B).E na'o diatoms e maua pe a lava le sapalai o le silicic acid.E masani lava, o le maualuga o le tuʻuina atu o le silicic acid, o le maualuga lea o le biomass o diatoms.E mafai ona va'aia diatoms i le AEP A, J, K ma le L. O le fua o le biomass diatom e fa'atatau i isi phytoplankton e fa'amoemoeina e le N, P ma Fe tu'uina atu e fa'atatau i le mana'oga diatom.Mo se faʻataʻitaʻiga, o le AEP L e pulea e diatoms.Pe a faatusatusa i isi meaʻai, e sili ona maualuga le sapalai o Si.I se eseesega, e ui lava i le maualuga o le gaosiga, AEP J e itiiti ifo diatoms ma itiiti le sapalai o le silikoni (uma ma faʻatatau i isi meaʻai).
O siama diazonium e iai le malosi e fa'asa'o ai le nitrogen, ae tupu lemu (31).Latou te ola faʻatasi ma isi phytoplankton, lea e sili atu le uʻamea ma le phosphorus e faʻatatau i le manaʻoga mo meaʻai e le o le diazonium (20, 21).E taua le matauina o le biomass diazotrophic e fai si maualuga, ma o le tuʻuina atu o Fe ma le P e fai si tele e faʻatatau i le tuʻuina atu o le N. I lenei auala, e ui o le aofaʻi atoa o meaola i le AEP J e maualuga atu, o le diazonium biomass i le AEP H e maualuga. sili atu nai lo lena i le J. Faamolemole ia matau o le AEP J ma le H e matua ese lava le faafanua, ma o H o loʻo tu i le equatorial Indian Ocean.
Afai e le vaevaeina le fausaga tulaga ese o meaola faanatura i itumalo, o le a le matua manino le malamalama na maua mai le 12 AEP faʻataʻitaʻiga sili ona lavelave.O le AEP na fa'atupuina e le SAGE e fa'afaigofieina le fa'atusatusaga fa'atasi ma fa'atasi o fa'amatalaga lavelave ma maualuga mai fa'ata'ita'iga fa'anatura.O lo'o fa'amamafaina lelei e le AEP le mafua'aga e le lelei ai le Chl ma se isi auala e fa'amautu ai le fa'atulagaina o nu'u po'o le tele o zooplankton i le maualuga o mea'ai.O se auiliiliga auʻiliʻili o mataupu suʻesuʻe faifaipea e sili atu i le lautele o lenei tusiga.O le auala SAGE e maua ai se auala e suʻesuʻe ai isi masini i totonu o le faʻataʻitaʻiga e sili atu ona faigofie le taulimaina nai lo le vaʻaia-i-itu-matamata.
O le auala SAGE o lo'o tu'uina atu e fesoasoani ai e fa'amanino fa'amatalaga fa'alesiosi'omaga sili ona lavelave mai fa'ata'ita'iga numera fa'aletino o le lalolagi/biogeochemical/ecosystem.O le itumalo o le si'osi'omaga e fuafua i le aofa'i o biomass o vaega o lo'o galue i luga o le plankton, o le fa'aogaina o le t-SNE probability dimensionality reduction algorithm ma le fa'aputuina e fa'aaoga ai le DBSCAN auala e le vaavaaia.Ole a'oa'oga ole eseesega ole fa'a-provincial BC/kalafa mo le faiga fa'amoega ua fa'aogaina e maua mai ai se AEP malosi e mafai ona fa'aoga mo fa'amatalaga fa'alelalolagi.I tulaga faufale, e tulaga ese le Eco-Province ma le AEP.E mafai ona fetuutuuna'i le faamoega o le AEP i le va o le lavelave atoa o le ulua'i itumalo o le si'osi'omaga ma le tapulaa la'ititi fautuaina o le 12 AEPs.O le faamoega ma le fuafuaina o le lavelave laʻititi o le AEP e manatu o ni laasaga autu, aua o le t-SNE e mafai ona faʻaleagaina AEPs o le <12 lavelave.O le auala SAGE o le lalolagi atoa, ma o lona lavelave e amata mai i le> 100 AEPs i le 12. Mo le faigofie, o le taulaiga o loʻo i ai nei i luga o le lavelave o 12 AEPs lalolagi.O su'esu'ega i le lumana'i, ae maise su'esu'ega fa'aitulagi, e ono maua ai se vaega fa'apitonu'u la'ititi o itumalo fa'alesiosiomaga o le lalolagi e aoga, ma e ono tu'ufa'atasia i se vaega la'ititi e fa'aoga lelei ai fa'amatalaga tau si'osi'omaga o lo'o talanoaina iinei.O lo'o tu'uina mai ai fautuaga ile auala e mafai ai ona fa'aogaina nei itumalo fa'alesiosiomaga ma fa'amatalaga e maua mai ia i latou mo le fa'alauteleina o le malamalama fa'alesiosiomaga, fa'afaigofie fa'atusa fa'ata'ita'iga, ma ono fa'aleleia atili ai le mata'ituina o fa'alapotopotoga o le gataifale.
O le itumalo o le si'osi'omaga ma le AEP ua fa'ailoa mai ile auala SAGE e fa'avae ile fa'amaumauga ile fa'ata'ita'iga numera.I le faʻamatalaga, o le faʻataʻitaʻiga numera o se fausaga faʻafaigofie, taumafai e puʻeina le aano o le faiga faʻatatau, ma faʻataʻitaʻiga eseese o le ai ai le tufatufaina eseese o plankton.O le fa'ata'ita'iga fa'anumera o lo'o fa'aaogaina i lenei su'esu'ega e le mafai ona pu'eina atoa nisi o fa'ata'ita'iga ua matauina (mo se fa'ata'ita'iga, ile fua faatatau o le Chl mo le equatorial region ma le Vasa i Saute).E na'o se vaega itiiti o le eseesega i le sami moni e pu'eina, ma e le mafai ona foia le meso ma sub-mesoscales, e ono a'afia ai le fela'ua'iga o mea'ai ma fa'alapotopotoga laiti.E ui lava i nei faaletonu, e foliga mai o le AEP e aoga tele i le fesoasoani e malamalama i faʻataʻitaʻiga lavelave.E ala i le su'esu'eina po'o fea o lo'o maua ai itumalo fa'alesiosiomaga tutusa, ua tu'uina mai e le AEP se meafaigaluega fa'atusa fa'atusa fa'anumera.O le faʻataʻitaʻiga numera o loʻo i ai nei o loʻo maua ai le faʻataʻitaʻiga atoa o le faʻaogaina mamao o le phytoplankton Chl-a ma le tufatufaina o le tele o le plankton ma le vaega galue (Faʻamatalaga S1 ma le Ata S1) (2, 32).
E pei ona faʻaalia e le laina 0.1 mgChl-a / m-3, ua vaevaeina le AEP i le oligotrophic area ma le mesotrophic area (Ata S1B): AEP B, C, D, E, F ma G o vaega oligotrophic, ma o vaega o loʻo totoe o loʻo i ai. o lo'o iai Higher Chl-a.O lo'o fa'aalia e le AEP nisi o feso'ota'iga ma Longhurst Province (Ata S3A), mo se fa'ata'ita'iga, o le Vasa i Saute ma le Pasefika equatorial.I nisi itulagi, AEP e aofia ai le tele o itulagi Longhurst, ma le isi itu.Talu ai ona e ese le faʻamoemoe e faʻatapulaʻaina itumalo i lenei eria ma Longhurst, e faʻamoemoe o le ai ai ni eseesega.O le tele o AEP i totonu o le itumalo o Longhurst e fa'ailoa mai ai o nisi vaega e tutusa lelei le biogeochemistry atonu e matua'i eseese lava fausaga fa'anatura.O lo'o fa'aalia e le AEP se feso'ota'iga fa'atasi ma tulaga fa'aletino, e pei ona fa'aalia i le fa'aaogaina o a'oa'oga e le'i va'aia (19), e pei o setete maualuga (mo se fa'ata'ita'iga, o le Vasa i Saute ma le Pasefika equatorial; Ata S3, C ma le D).O nei feso'ota'iga ua fa'ailoa mai ai o le fausaga fa'aalalafaga o plankton e matua'i a'afia lava i le malosi o le sami.I eria e pei o le North Atlantic, AEP e uia itumalo faaletino.O le masini e mafua ai nei eseesega e mafai ona aofia ai faiga e pei o le felauaiga o le pefu, lea e mafai ona oʻo atu ai i polokalame faʻaiʻu eseese e tusa lava pe i lalo o tulaga faʻaletino tutusa.
Na fa'ailoa mai e le Matagaluega o Si'osi'omaga ma le AEP, o le fa'aaogaina na'o le Chl e le mafai ona fa'ailoa vaega o le si'osi'omaga, e pei ona silafia e le atunu'u o le gataifale.O lo'o va'aia lea i AEPs e tutusa lelei le biomass ae matua'i ese'ese le fa'avasegaina o si'osi'omaga (e pei o le D ma le E).I se fa'afeagai, o AEPs pei ole D ma le K e matua'i 'ese'ese le biomass ae tutusa le tu'ufa'atasiga o le si'osi'omaga.O lo'o fa'amamafaina e le AEP e lavelave le feso'ota'iga i le va o le biomass, fa'asologa o le si'osi'omaga ma le tele o le zooplankton.Mo se fa'ata'ita'iga, e ui ina tulaga ese le AEP J pe a fua i le phytoplankton ma le plankton biomass, o le AEP's A ma le L e tutusa lelei le biomass plankton, ae o le A e maualuga atu le tele o plankton.O lo'o fa'amamafaina e le AEP e le mafai ona fa'aoga le phytoplankton biomass (po'o le Chl) e va'ai ai le biomass o le zooplankton.O le Zooplankton o le fa'avae lea o le filifili o mea'ai fagota, ma e sili atu le sa'o fa'atatau e ono o'o atu ai i le fa'atonutonuina lelei o puna'oa.O satelite lanu lanu o le gataifale i le lumanaʻi [mo se faʻataʻitaʻiga, PACE (plankton, aerosol, cloud, and marine ecosystem)] atonu e sili atu ona lelei le faʻatulagaina e fesoasoani i le faʻatusatusaina o le fausaga o le phytoplankton.O le fa'aogaina o le va'aiga a le AEP e mafai ona fa'afaigofie ai le fa'atatauina o le zooplankton mai le vateatea.Metotia e pei o le SAGE, fa'atasi ma tekonolosi fou, ma le tele ma le tele o fa'amaumauga o fanua o lo'o avanoa mo su'esu'ega moni o le eleele (e pei o Tara ma su'esu'ega tulitatao), e mafai ona fa'atasia se la'asaga agai i le mata'ituina o le soifua maloloina o meaola faanatura fa'avae satelite.
O le auala SAGE e maua ai se auala talafeagai e iloilo ai nisi o masini e pulea ai uiga o le itumalo, e pei o le biomass/Chl, fa'aogaina muamua, ma le fausaga o nuu.Mo se faʻataʻitaʻiga, o le aofaʻi o diatoms e faʻatulagaina e le le paleni o le tuʻuina atu o Si, N, P, ma Fe e faʻatatau i manaoga stoichiometric phytoplankton.I se fua faatatau paleni o sapalai, o le nuu e pulea e diatoms (L).Pe a le paleni le fua faatatau o le sapalai (o lona uiga, o le sapalai o le silikone e maualalo ifo nai lo le meaʻai e manaʻomia o diatoms), o diatoms e faʻatatau mo na o sina vaega itiiti Share (K).A sili atu le sapalai o le Fe ma le P i le sapalai o le N (fa'ata'ita'iga, E ma le H), o le a tupu malosi le siama diazotrophic.E ala i fa'amatalaga ua saunia e le AEP, o le su'esu'eina o faiga fa'atonutonu o le a sili atu ona aoga.
O le Eco-Province ma le AEP o nofoaga ia e tutusa fa'alapotopotoga.O le faasologa o taimi mai se nofoaga patino i totonu ole itumalo o le si'osi'omaga po'o le AEP e mafai ona avea o se fa'asinomaga ma e mafai ona fa'atusalia le vaega o lo'o ufiufi e le si'osi'omaga itumalo po'o le AEP.O nofoaga e mata'ituina ai taimi umi i luga ole laiga e maua ai ia faasologa o taimi.O fa'amaumauga fa'amaumauga mo taimi umi i totonu o le a fa'aauau pea ona faia se sao e le mafaitaulia.Mai le vaʻaiga o le mataʻituina o faʻalapotopotoga faʻalapotopotoga, o le auala SAGE e mafai ona vaʻaia o se auala e fesoasoani ai e fuafua le nofoaga sili ona aoga o nofoaga fou.Mo se fa'ata'ita'iga, o le fa'asologa o taimi mai le su'esu'ega o le nofoaga umi o le oligotrophic (ALOHA) o lo'o i le AEP B o le vaega oligotrophic (Ata 5C, fa'ailoga 2).Talu ai e latalata le ALOHA i le tuaoi o le isi AEP, o le faasologa o taimi atonu e le o se sui o le eria atoa, e pei ona fautuaina muamua (33).I le AEP B lava lea e tasi, o le faasologa o taimi SEATS (Southeast Asian Time Series) o loʻo i le itu i sautesisifo o Taiwan (34), e mamao ese mai tuaoi o isi AEPs (Ata 5C, igoa 1), ma e mafai ona faʻaoga o se nofoaga sili atu e mataʻituina ai. AEPB.O le BATS (Bermuda Atlantic Time Series Study) faasologa taimi (Ata 5C, igoa 4) i le AEPC e latalata tele i le tuaoi i le va o le AEP C ma le F, lea e taʻu mai ai o le mataʻituina o le AEP C e faʻaaoga ai le BATS taimi faʻasologa e mafai ona faʻalavelave saʻo.O le nofoaga P i le AEP J (Ata 5C, igoa 3) e mamao mai le tuaoi o le AEP, o lea e sili atu ona sui.E mafai e le Eco-Province ma le AEP ona fesoasoani i le fa'atuina o se ta'iala mata'ituina e talafeagai mo le su'esu'eina o suiga o le lalolagi, aua o le fa'atagaga a itumalo e iloilo po'o fea e mafai ona maua ai fa'ata'ita'iga i luga ole laiga ni fa'amatalaga autu.Ole auala SAGE e mafai ona fa'atupuina atili e fa'aoga i fa'amaumauga o le tau e su'esu'e ai le fesuiaiga ole taimi.
O le manuia o le auala SAGE e ausia e ala i le faʻaogaina ma le faʻaeteete o metotia faʻasaienisi / ML ma faʻamatalaga faʻapitoa faʻapitoa.Aemaise lava, o le t-SNE o loʻo faʻaaogaina e faʻatino ai le faʻaitiitia o le faʻaitiitiga, lea e faʻasaoina ai le faʻaogaina o le faʻaogaina o faʻamaumauga maualuga ma faʻafaigofie le vaʻaia o le topology covariance.O faʻamaumauga o loʻo faʻatulagaina i foliga o taʻavale ma faʻatasi (Ata 2A), e faʻaalia ai o fua faʻatatau mamao (e pei o le K-means) e le talafeagai ona e masani ona latou faʻaogaina le Gaussian (circular) faʻavae tufatufa (talanoaina i le Note S2) .O le auala DBSCAN e talafeagai mo soʻo se topology covariance.Afai lava e te gauai atu i le setiina o tapulaʻa, e mafai ona tuʻuina atu faʻamaoniga mautinoa.O le tau faʻatusatusaga o le t-SNE algorithm e maualuga, lea e faʻatapulaʻaina ai lona faʻaogaina o loʻo iai nei i se aofaʻiga tele o faʻamaumauga, o lona uiga e faigata ona faʻaoga i fanua loloto poʻo taimi-vary.O lo'o fa'agasolo pea galuega ile fa'ateleina ole t-SNE.Talu ai o le mamao KL e faigofie ona faʻatusatusa, o le t-SNE algorithm o loʻo i ai se gafatia lelei mo le faʻalauteleina i le lumanaʻi (35).E o'o mai i le taimi nei, o isi auala fa'atupu fa'aitiitia fa'aitiitiga e mafai ona fa'aitiitia ai le lapo'a e aofia ai faiga fa'atatau ma fa'atatau (UMAP) tu'ufa'atasi, ae e mana'omia le iloiloga i le tulaga o fa'amaumauga o le sami.O le uiga o le sili atu scalability o, mo se faʻataʻitaʻiga, faʻavasegaina o tau o le lalolagi poʻo faʻataʻitaʻiga e eseese lavelave i luga o se faʻafefiloi.O vaega e le mafai ona fa'avasegaina e le SAGE i so'o se itumalo e mafai ona fa'apea o togitogi uliuli o totoe i le Ata 2A.I le fa'afanua, o nei eria o lo'o tele lava i nofoaga e sili ona tau, lea e fa'ailoa mai ai o le pu'eina o itumalo fa'alesiosiomaga e suia i le aluga o taimi o le a maua ai le sili atu o le inisiua.
Ina ia mafai ona fausia le auala SAGE, ua faʻaaogaina manatu mai faiga faʻapitoa / faʻasaienisi faʻamatalaga, faʻaaogaina le tomai e fuafua ai fuifui o vaega galue (le avanoa e matua vavalalata i se 11-dimensional space) ma fuafua itumalo.O nei itumalo o lo'o fa'aalia ni voluma fa'apitoa i la tatou 3D t-SNE avanoa va'aiga.E faapena foi, o le vaega Poincaré e mafai ona faʻaaogaina e iloilo ai le "volume" o le avanoa o le setete o loʻo nofoia e le ala e fuafua ai amioga "masani" poʻo le "gaogao" (36).Mo le fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga 11-dimensional, o le voluma o lo'o nofoia pe a uma ona fa'aliliuina fa'amaumauga i se avanoa 3D vaega e mafai ona fa'amatala fa'apena.O le sootaga i le va o le faafanua ma le eria i le 3D vaega avanoa e le faigofie, ae e mafai ona faʻamatalaina i tulaga tutusa o le siʻosiʻomaga.Mo lenei mafua'aga, e sili atu le fua fa'atatau o le eseesega masani a le BC.
O galuega i le lumana'i o le a toe fa'aogaina le auala SAGE mo fa'amaumauga o suiga fa'avaitaimi e su'esu'e ai le fesuisuia'i o va'ava'ai o itumalo fa'ailoa ma le AEP.O le sini i le lumanaʻi o le faʻaaogaina lea o lenei metotia e fesoasoani e fuafua po o fea itumalo e mafai ona faʻamautinoa e ala i fua satelite (pei o Chl-a, faʻaaliga mamao ma le vevela o le sami).Ole mea lea ole a fa'ataga ai su'esu'ega ile va'aiga mamao ole vaega ole si'osi'omaga ma le mata'ituina o itumalo fa'alesiosiomaga ma o latou fesuiaiga.
O le fa'amoemoega o lenei su'esu'ega o le fa'alauiloaina lea o le metotia SAGE, lea e fa'amatalaina ai se itumalo fa'alesiosiomaga e ala i lona fausaga fa'apitoa o le plankton community.O iinei, o faʻamatalaga auiliili e uiga i le faʻataʻitaʻiga o le tino / biogeochemical / ecosystem ma le faʻasologa o filifiliga o le t-SNE ma le DBSCAN algorithms o le a tuʻuina atu.
O vaega fa'aletino o le fa'ata'ita'iga e sau mai le fa'atusatusaga o le ta'amilosaga o le sami ma le tau [ECCOv4;(37) le faʻatusatusaga o le setete o le lalolagi o loʻo faʻamatalaina e (38).Ole fua fa'atatau ole fa'atatau ole setete ole 1/5.Ole auala aupito maualalo ole sikuea ma le Lagrangian multiplier auala e faʻaaogaina e maua ai tulaga muamua ma tuaoi ma faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga i totonu e fetuunai e ala i le mataʻituina, ma faʻatupuina ai se faʻataʻitaʻiga faʻataʻamilosaga lautele MIT (MITgcm) (39), le faʻataʻitaʻiga A maeʻa le faʻataʻitaʻiga, e mafai ona maua iʻuga. ia mata'ituina ma mata'ituina.
Ole biogeochemistry/ecosystem o lo'o i ai se fa'amatalaga sili atu ona atoatoa (fa'atusa ma fua fa'atatau) ile (2).O le faʻataʻitaʻiga e puʻeina le taʻamilosaga o le C, N, P, Si ma Fe e ala i vaituloto e le faʻaogaina ma meaola.O le faʻaoga o loʻo faʻaogaina iinei e aofia ai le 35 ituaiga o phytoplankton: 2 ituaiga o microprokaryotes ma 2 ituaiga o microeukaryotes (talafeagai mo siosiomaga maualalo-nutrient), 5 ituaiga o Cryptomonas sphaeroides (faatasi ai ma le calcium carbonate coating), 5 ituaiga o diazonium ( E mafai ona faʻaleleia le nitrogen, o lea. e le fa'atapula'aina) le maua o le nitrogen inorganic dissolved), 11 diatoms (fausia se ufiufi siliceous), 10 fu'a fefiloi-vegetative (e mafai ona photosynthesize ma 'ai isi plankton) ma le 16 Zooplankton ('ai i luga o isi plankton).E ta'ua ia o "biogeochemical functional group" ona e eseese a latou aafiaga i le biogeochemistry o le gataifale (40, 41) ma e masani ona fa'aoga i su'esu'ega ma fa'ata'ita'iga.I totonu o lenei faʻataʻitaʻiga, o vaega taʻitasi o loʻo faʻatinoina e aofia ai le tele o plankton o lapopoa eseese, ma le umi o le 0.6 i le 2500 μm tutusa le lautele spherical.
O vaega e aafia ai le tuputupu a'e o le vao, le fa'a'aina ma le magoto e feso'ota'i ma le lapopo'a, ma e iai le eseesega ma'oti i le va o vaega e ono o lo'o galue ai le phytoplankton (32).E ui lava i le eseese o fausaga faʻaletino, o taunuʻuga o le 51 plankton vaega o le faʻataʻitaʻiga na faʻaaogaina i le tele o suʻesuʻega talu ai nei (42-44).
Mai le 1992 i le 2011, o le faʻataʻitaʻiga faʻaogaina o le tino/biogeochemical/ecosystem mo le 20 tausaga.O le gaosiga o le faʻataʻitaʻiga e aofia ai le plankton biomass, faʻaogaina o meaʻai ma le fua faatatau o meaʻai (DIN, PO4, Si ma Fe).I lenei su'esu'ega, o le 20-tausaga averesi o nei galuega faatino sa fa'aaogaina e fai ma sao a le Itumalo Si'osi'omaga.Chl, o le tufatufaga o le plankton biomass ma le faʻaogaina o meaʻai ma le tufatufaina o vaega faʻatino e faʻatusatusa i satelite ma faʻasalalauga i totonu [vaʻai (2, 44), Faʻamatalaga S1 ma ata.S1 i le S3].
Mo le auala SAGE, o le punavai autu o le faʻalavelave e sau mai le t-SNE laasaga.O le fa'afuase'i e fa'alavelaveina ai le toe fai, o lona uiga e le fa'atuatuaina i'uga.Ole metotia a le SAGE e fa'ata'ita'iina fa'amalosi le malosi e ala i le fuafuaina o se seti o ta'iala ole t-SNE ma le DBSCAN, lea e mafai ona fa'ailoa pea fuifui pe a toe fai.O le fuafuaina o le "faʻalavelave" o le t-SNE parameter e mafai ona malamalama i le fuafuaina o le maualuga o le faʻafanua mai le maualuga i le maualalo e tatau ona faʻaaloalo i uiga faʻapitonuʻu poʻo le lalolagi o faʻamaumauga.Na o'o i le fenumia'i o le 400 ma le 300 fa'asologa.
Mo le fa'aputuga algorithm DBSCAN, o le la'ititi la'ititi ma le mamao metric o fa'amaumauga i totonu o le fuifui e mana'omia ona fuafua.Ole numera laʻititi e faʻamoemoeina i lalo o le taʻitaʻiga a tagata tomai faapitoa.O lenei malamalama e iloa le mea e fetaui ma le faʻatulagaina o faʻataʻitaʻiga numera ma faʻaiuga.Ole numera laʻititi ole 100. Ole maualuga maualuga ole tau (itiiti ifo i le <135 aʻo leʻi faʻalauteleina le pito i luga ole lanumeamata) e mafai ona mafaufauina, ae e le mafai ona suia le auala faʻapipiʻi e faʻavae ile BC dissimilarity.O le tikeri o le fesoʻotaʻiga (Ata 6A) o loʻo faʻaaogaina e seti ai le ϵ parakalafa, lea e faʻaogaina i le maualuga maualuga (Ata 6B).O le feso'ota'iga o lo'o fa'amatalaina o le numera tu'ufa'atasi o fuifui ma e maaleale i le ϵ parameter.O feso'ota'iga maualalo e fa'aalia ai le le lava o le fa'aogaina, fa'avasega fa'atasi vaega.O le maualuga o le feso'ota'iga e fa'ailoa mai ai le ova.O le soona fa'apipi'i ose fa'afitauli fo'i, aua e fa'aalia ai o ulua'i matematega fa'afuase'i e ono o'o atu ai i fa'ai'uga e le mafai ona toe faia.I le va o nei fa'alavelave e lua, o le fa'atupula'ia tele (e masani ona ta'ua o le “tulima”) e fa'ailoa mai ai le ϵ sili.I le Ata 6A, e te vaʻaia ai le faʻateleina o le laufanua laugatasi (samasama,> 200 fuifui), sosoo ai ma le faʻaitiitia o le paʻu (lanumeamata, 100 fuifui), e oʻo atu i le 130, siʻosiʻomia e ni nai fuifui (lanumoana, <60 fuifui) ).Ile itiiti ifo ma le 100 vaega lanumoana, a le tasi le fuifui e pulea le vasa atoa (ϵ <0.42), po'o le tele o le sami e le o fa'avasegaina ma ua ta'ua o le pisapisao (ϵ> 0.99).O le eria samasama e matua fesuisuiai, e le mafai ona toe gaosia le tufatufaina atu.A fa'aitiitia le ϵ, e fa'atupula'ia le pisa.O le vaega lanu meamata ua fa'atuputeleina ua ta'ua o le tulilima.Ole itulagi sili lea ona lelei.E ui ina fa'aogaina le t-SNE, e mafai lava ona fa'aoga le eseesega o le BC i totonu o le itumalo e fuafua ai fa'aputuga fa'alagolago.Fa'aaoga le Ata 6 (A ma le B), seti le ϵ i le 0.39.O le tele o le numera aupito maualalo, o le laʻititi o le avanoa e oʻo atu ai i le ϵ e mafai ai ona faʻavasegaina faʻalagolago, ma sili atu le lanu meamata ma se tau e sili atu nai lo le 135. O le faʻalauteleina o lenei vaega e faʻaalia ai o le tulilima o le a sili atu ona faigata ona maua pe leai- o iai.
A maeʻa ona faʻatulagaina faʻamaufaʻailoga o le t-SNE, o le aofaʻi atoa o fuifui e maua o le a faʻaaogaina e fai ma fuataga o fesoʻotaʻiga (A) ma le pasene o faʻamaumauga tuʻufaʻatasia i le fuifui (B).O le togi mumu o loʻo faʻaalia ai le tuʻufaʻatasiga sili ona lelei o le ufiufi ma fesoʻotaʻiga.Ole numera la'ititi e fa'atulaga e tusa ai ma le numera la'ititi e feso'ota'i ma le si'osi'omaga.
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O le Matagaluega o le Gataifale a le Lalolagi o loʻo naunau e foia faʻafitauli lavelave ma faʻaogaina le ML e leʻi vaʻaia e suʻesuʻe ai faʻalapotopotoga.
O le Matagaluega o le Gataifale a le Lalolagi o loʻo naunau e foia faʻafitauli lavelave ma faʻaogaina le ML e leʻi vaʻaia e suʻesuʻe ai faʻalapotopotoga.