定量的情景分析框架内流域规划

Summary

有工具和能够在未来不确定的条件下，面对管理水系统的方法迫切需要。我们为开展有针对性的分水岭评估，使资源管理者以生产景观累积效应模型的情景分析管理框架内的使用方法。

Abstract

有工具和能力管理严重影响流域内的水生生态系统的方法迫切需要。目前的努力往往功亏一篑为无法量化和预测在相关的空间尺度的当前和未来的土地使用场景复杂累积效应的结果。这份手稿的目的是为开展有针对性的分水岭评估，使资源管理者以生产景观累积效应模型的情景分析管理框架内的使用方法。网站是通过识别在独立梯度和已知压力的组合落在网站首次入选流域内评估纳入。场和实验室技术随后被用于获取在物理，化学数据，以及多个土地使用活动的生物效应。然后多元线性回归分析被用于生产基于风景累积效应模型，用于预测水性抽动条件。最后，对于一个情景分析框架内引入累积效应模型指导管理和监管决策的积极开发流域内（ 例如，允许和缓解）方法进行了探讨，并展示了阿巴拉契亚中部山顶采矿区域内的2个子流域。本文所提供的分水岭考核及管理办法使资源管理，促进经济和发展活动，同时保护水生生物资源和生产用于通过有针对性的整治网络生态效益的机会。

Introduction

自然景观的人为改变是水生生态系统在世界各地¹的最大电流威胁。在许多地区，以目前的速度持续下降将导致水产资源造成不可挽回的损失，最终限制其能力，以提供宝贵的，不可替代的生态系统服务。因此，存在对工具和能力开发流域^2-3内管理水生系统的方法的一个关键需求。鉴于管理者常常与社会经济和政治压力的面节约水生资源继续开发活动的任务，这是特别重要的。

积极发展区域内的水生生态系统的管理要求的预先存在的自然和人为景观的背景下预测提出了开发活动可能产生的影响的能力属性^3，4。一个主要的挑战aquat重度退化流域内IC资源管理是量化，并在相关的空间尺度^2,5管理复杂（ 也就是说 ，添加剂或交互式）多次土地使用压力的累积效应的能力。尽管当前面临的挑战，然而，累积效应评估正被纳入世界各地的^5-6监管指引。

有针对性的分水岭评估设计相对于多个土地使用压力可产生能够模拟复杂的累积效应⁷的数据采样全方位的条件。此外，结合情景分析框架内，这样的模型[在一系列现实的或拟开发或流域管理（恢复和减缓）情景预测生态变化]有严重影响流域^3,5内大大提高水产资源管理^，8的潜力^-9。最值得注意的是，情景分析提供对于通过将科学信息（生态关系和统计模型），监....

Protocol

1.目标位点的流域纳入考核

1. 标识正在影响理化和生物条件^3,7目标8位数水文单元代码（HUC）流域内占主导地位的土地利用活动。
   注意:此方法假设感兴趣的流域内的重要压力已经存在的知识。然而，咨询监管机构或熟悉该系统可以在这方面的努力有助于分水基。
2. 显性的土地利用活动的选择基于景观措施[ 例如，2011年全国土地覆盖数据库^{（NLCD）3,7。}
   1. 咨询发表的文献，以帮助确定每个土地利用活动¹⁰最好的基于景观措施。联系自然资源机构确定并获取特定区域的景观数据集可用于使用。然而，可能有必要创建新的景观的变量或数据集。
3. 制表土地覆盖和使用属性到1:24,000或1:用地理信息（GIS）软件100000国家水文数据集（NHD）集水区。
   1. 确保每个1:24,000或1:100,000流域有一个唯一的标识符。使用用户定义的任何数值或类别标识符作为唯一标识符。
   2. 制表矢量数据（ 如点或线）各下跌流域内。
      1. 通过总结分析工具箱的统计工具集内的制表工具相交每个流域内的所有矢量要素。选择NHD集水层作为输入区功能，集水唯一标识符区域字段，以及利益为输入类别特征矢量数据集。
      2. 加入表格景观属性集水层。右键单击内容表中的集水层上，并选....

Results

四十1:24,000 NHD流域被选为煤河中研究基地，西弗吉尼亚（ 图2）。被选定研究网站涵盖从地面开采（％土地面积^24），住宅开发[结构密度（no./km ^2）]，和地下开采[国家污染物排放消除系统（NPDES）许可证密度（不指定范围的影响。 /千米^2）]，使得两个单独和组合的范围内可能的（ 图3）发生每个主要用地活性。在每个站点，收集理化条件和大型底栖动物群落结构的数据。

在以前的研究，这些数据被用来构建累积效应的模型预测西弗吉尼亚流状况指数（WVSCI），为西弗吉尼亚州²⁵开发生物完整性家族级多指标指数和比电导率以高的精确度和准确度^7。在此，这些模型用来预测当前和未来的条件有两个在各种土地利用开发方案的煤河[Drawdy河（ 图4A）和劳.......

Discussion

我们提供评估和管理的严重影响流域多个土地利用活动的累积效应的框架。本文描述的方法解决先前确定了与管理在很大程度上影响了流域水生^5-6系统相关的限制。最值得注意的是，有针对性的流域评估设计（ 即沿着从个人和组合的应激抽样轴）产生，非常适合通过简单易懂的和可实施的建模技术^3，7定量在相关的空间尺度（ 即流域尺度）复杂的累积效应数据此外，这些模型很容易整合到一个情景分析框架，使未来的管理（ 例如，恢复和减灾）和发展成果的准确的预测。因此，所提出的方法将可能是有价值的水产资源经理谁更加依赖预测康迪特在各种土地利用情景离子监管决定²⁷提供帮助。

积极开发和社会经济的重要区域内的水产管理系统时Drawdy溪和劳雷尔叉之间的对比突出了提交框架的效用。情景分析表明，劳雷尔叉，这是完全由露天开采（10.9％）的影响，可以吸收更多的土地开发不超过化学和生物的标准。 Drawdy溪，其由表面采矿（10.7％）的等效水平的影响，被预测为不符合任一准则作为与地下开采和住宅结构相关的累积效应.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
松弛倒置采样套件	Wildco	3-425-N56
HDPE 方罐	美国塑料公司	66188	32 盎司;用于储存固定的复合无脊椎动物样品
乙醇 190 证明	PHARMCO-AAPER	111000190	用于固定和储存
5 英寸 x 20 英寸的无脊椎动物样品。大型无脊椎动物亚采样网格	N/A	N/A	此商品无法购买，必须在内部制作
立体显微镜 Stemi 2000 带支架 C LED	ZEISS	000000-1106-133	用于大型无脊椎动物的分类和鉴定
Thermo Scientific Nalgene 可重复使用的过滤器支架，带接收器	Fisher Scientific	09-740-23A
Immobilon-NC 转移膜	Millipore	HATF04700	不含 Triton 的混合纤维素外层，0.45 μ男，47 毫米，盘
Actron 真空泵制动器放气套件	Advanced Auto Parts	CP7835
硝酸溶液	HACH	254049	1：1， 500 ml
长方形 NDPE 广口瓶	Thomas Scientific	1229Z38	250 ml;用于收集水样
650 多参数显示，标准记忆	Fondriest Environmental	650-01
600XL 带温度/电导率传感器的探测仪	Fondriest Environmental	065862
pH 校准缓冲液包	Fondriest 环境	603824	pH 值 4、7 和 10
电导率标准品	Fondriest Environmental	065270	1 夸脱，1,000 和微量;S
Flo-Mate 2000	TTT 环境	2000-11
Keson 英制/公制 开卷 玻璃纤维带	林业供应商	40025	300'/100 m
ArcGIS 10.3.1	ESRI