Methodenartikel

Korallenriff-Archen: Ein In-situ-Mesokosmos und ein Toolkit für den Aufbau von Riffgemeinschaften

4.4K Ansichten

⸱

DOI:

10.3791/64778

⸱

6. Januar 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Biology, San Diego State University, 2Energy and Environmental Sciences Branch, Naval Information Warfare Center (NIWC) Pacific, 3Coastal Monitoring Associates, 4Department of Marine Microbiology and Biogeochemistry, NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research, 5Computational Science Research Center, San Diego State University, 6Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, 7Department of Organismic and Evolutionary Biology, Harvard University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Festgemachte geodätische Strukturen in der Mitte des Wassers, die als Korallenarchen bezeichnet werden, bieten eine modulare, skalierbare und vertikal einstellbare Forschungsplattform, mit der Korallenriffgemeinschaften in zuvor nicht funktionierenden Gebieten, einschließlich Offshore, aufgebaut, überwacht und gestört werden können.

Zusammenfassung

Korallenriffe gedeihen und erbringen maximale Ökosystemleistungen, wenn sie eine mehrstufige trophische Struktur unterstützen und unter günstigen Wasserqualitätsbedingungen wachsen, die hohe Lichtverhältnisse, schnellen Wasserfluss und niedrige Nährstoffgehalte umfassen. Schlechte Wasserqualität und andere anthropogene Stressfaktoren haben in den letzten Jahrzehnten zu einem Korallensterben geführt, was zu einer trophischen Herabstufung und dem Verlust der biologischen Komplexität an vielen Riffen geführt hat. Lösungen zur Umkehrung der Ursachen der trophischen Herabstufung sind nach wie vor schwer fassbar, zum Teil, weil die Bemühungen zur Wiederherstellung von Riffen oft unter den gleichen verminderten Bedingungen versucht werden, die das Korallensterben überhaupt erst verursacht haben.

Korallenarchen, positiv schwimmfähige Mittelwasserstrukturen, wurden entwickelt, um verbesserte Wasserqualitätsbedingungen und unterstützende kryptische Artenvielfalt für umgesiedelte und natürlich rekrutierte Korallen zu schaffen, um gesunde Riff-Mesokosmen für die Nutzung als langfristige Forschungsplattformen zusammenzusetzen. Autonomous Reef Monitoring Structures (ARMS), passive Siedlungsgeräte, werden verwendet, um die kryptische Artenvielfalt der Riffe in die Korallenarchen zu verlagern und so der natürlichen Rekrutierung einen "Schub" zu verleihen und die Gesundheit der Korallen ökologisch zu unterstützen. Wir haben zwei Konstruktionen von Arks modelliert und experimentell getestet, um die Widerstandseigenschaften der Strukturen zu bewerten und ihre Langzeitstabilität im Mittelwasser basierend auf ihrer Reaktion auf hydrodynamische Kräfte zu bewerten.

Anschließend installierten wir zwei Entwürfe von Arks-Strukturen an zwei karibischen Riffstandorten und maßen im Laufe der Zeit mehrere Wasserqualitätsmetriken, die mit der Arks-Umgebung verbunden sind. Beim Einsatz und 6 Monate danach zeigten die Korallenarchen verbesserte Metriken der Rifffunktion, einschließlich höherer Strömung, Licht und gelöstem Sauerstoff, höherem Überleben von translozierten Korallen und reduzierter Sedimentation und Mikrobialisierung im Vergleich zu nahe gelegenen Meeresbodenstandorten in der gleichen Tiefe. Diese Methode bietet Forschern eine anpassungsfähige, langfristige Plattform für den Aufbau von Riffgemeinschaften, in denen die lokalen Wasserqualitätsbedingungen durch Änderung von Einsatzparametern wie Tiefe und Standort angepasst werden können.

Einleitung

Überall auf der Welt befinden sich Korallenriff-Ökosysteme im Übergang von benthischen Gemeinschaften mit hoher Biodiversität und Korallen zu Gemeinschaften mit geringerer Vielfalt, die von rasen- und fleischigen Makroalgen dominiert werden 1,2,3. Jahrzehntelange Fortschritte bei der Charakterisierung der Mechanismen des Abbaus von Korallenriffen haben gezeigt, wie Verbindungen zwischen mikrobiellen und makroorganismischen Gemeinschaften das Tempo und die Schwere dieser Übergänge erhöhen. Zum Beispiel löst die Überfischung von Riffen durch menschliche Populationen eine trophische Kaskade aus, in der überschüssige photosynthetisch gewonnene Zucker aus unbeweideten Algen Energie in die mikrobiellen Gemeinschaften der Riffe leiten, wodurch die Pathogenese vorangetrieben und ein Korallensterben verursachtwird 4,5,6. Diese trophische Herabstufung wird durch den Verlust der Artenvielfalt an Riffen verstärkt, der sich aus dem Rückgang der Wasserqualität ergibt 7,8. Experimente auf Mesokosmenebene können verwendet werden, um die trophische Herabstufung von Korallenriffgemeinschaften besser zu verstehen und zu mildern, indem die Biodiversität und die Wasserqualität verbessert werden, aber logistische Herausforderungen erschweren die Durchführung dieser Studien in situ.

Eine Folge der trophischen Herabstufung von Riffen ist der weit verbreitete Verlust der kryptischen Artenvielfalt, von der ein Großteil uncharakterisiert bleibt 7,9. Korallen sind auf eine Vielzahl von kryptischen Rifforganismen ("Kryptobiota") angewiesen, die ihre Gesundheit unterstützen, indem sie eine wesentliche Rolle bei der Abwehr von Raubtieren10, der Reinigung 11, der Beweidung konkurrierender Algen 12,13 und der Regulierung der Riffwasserchemie 14,15 spielen. Bis vor kurzem und aufgrund der methodischen Einschränkungen visueller Erhebungen waren Riffkryptobiota im Kontext der Riffökologie unterrepräsentiert und wurden daher selten berücksichtigt, um Riffe wiederherzustellen oder wieder aufzubauen. In den letzten zehn Jahren hat die Verwendung standardisierter Siedlungseinheiten, die als autonome Riffüberwachungsstrukturen (ARMS) bezeichnet werden, in Kombination mit Hochdurchsatz-Sequenzierungsansätzen eine bessere Sammlung und Charakterisierung von Riffkryptobiotaermöglicht 16,17. ARMS rekrutiert passiv Vertreter fast aller bekannten Korallenriff-Biodiversitäten und hat dazu beigetragen, zahlreiche funktionelle Rollen von kryptischen Organismen in Prozessen im Riffmaßstabaufzudecken 9,18,19,20,21,22,23. Diese Siedlungseinheiten bieten daher einen Mechanismus, um kryptische Rifflebewesen neben Korallen zu verlagern, um intaktere Riffgemeinschaften mit biologisch vermittelten Mechanismen wie Beweidung, Verteidigung und Verbesserung der lokalen Wasserqualität zusammenzustellen, die für die Aufrechterhaltung der trophischen Struktur unerlässlich sind.

Von Korallen dominierte Riffe gedeihen in lichtstarken, nährstoffarmen und sauerstoffreichen Umgebungen. Menschliche Aktivitäten wie Urbanisierung, Landwirtschaft und Überfischung haben die Wasserqualität an vielen Korallenriffen verringert, indem sie die Sedimente, Nährstoffe, Metalle und andere Verbindungen im Abfluss erhöhthaben 24,25 und den biogeochemischen Kreislauf veränderthaben 26. Im Gegenzug degradieren diese Aktivitäten Riffgemeinschaften durch Erstickung, Energieerschöpfung, die Abgabe von Schadstoffen, die mit der Sedimentation verbunden sind27,28, die Förderung des Wachstums von Makroalgen, die mit Korallen konkurrieren 29, die Erhöhung der Häufigkeit mikrobieller Krankheitserreger6,30,31 und die Schaffung hypoxischer Zonen, die kryptische wirbellose Tiere töten 32,33 . Diese und andere "lokale Auswirkungen" werden durch regionale und globale Veränderungen der Meeresbedingungen, einschließlich steigender Temperaturen und sinkender pH-Wert, verstärkt, wodurch sich die Bedingungen für Korallen und andere Rifforganismen weiter verschlechtern34,35. Insbesondere an der Grenzfläche zwischen Benth und Wasser verursacht die respiratorische und photosynthetische Dynamik benthischer Gemeinschaften Diel-Schwankungen des pH-Werts und des gelösten Sauerstoffs, die an stark degradierten Riffen stärker ausgeprägt sind und so Bedingungen schaffen, die benthische Wirbellose nicht tolerierenkönnen 32,36,37,38 . Die Bereitstellung angemessener Wasserqualitätsbedingungen ist daher für den Aufbau funktionierender Riffgemeinschaften unerlässlich, aber dies bleibt eine Herausforderung, da immer mehr Riffe in verschiedenen Stadien der Degradation gefangen sind.

Viele der Herausforderungen, mit denen Korallen und grundlegende kryptische Taxa auf dem Benthos konfrontiert sind, können durch eine Verlagerung in das Mittelwasser überwunden werden, das hier als die Wassersäule zwischen der Meeresoberfläche und dem Meeresboden definiert wird. In der Mittelwasserumgebung wird die Wasserqualität verbessert39,40, die Sedimentation wird reduziert und der Abstand vom Meeresboden dämpft Schwankungen der Parameter, die mit dem benthischen Stoffwechsel verbunden sind. Diese Eigenschaften werden durch die Verlagerung vor die Küste weiter verbessert, wo landgestützte anthropogene Einflüsse, wie z. B. terrestrisch abgeleiteter Abfluss, mit zunehmender Entfernung von der Küste zunehmend verdünnt werden. Hier stellen wir Protokolle für den Aufbau, den Einsatz und die Überwachung von Korallenriff-Archen vor und stellen diese zur Verfügung, ein Ansatz, der verbesserte Wasserqualitätsbedingungen im Mittelwasser nutzt und kryptische Biodiversität auf verankerten, positiv schwimmfähigen Strukturen für den Aufbau von Korallenriffgemeinschaften einbezieht.

Korallenriff-Archensysteme oder "Archen" bestehen aus zwei Hauptkomponenten: (1) einer schwebenden starren geodätischen Plattform, die über dem Benthos liegt, und (2) mit Organismen bedeckten oder "gesäten" ARMS, die Riffkryptobiota aus nahe gelegenen benthischen Gebieten verlagern und dadurch die natürlichen Rekrutierungsprozesse ergänzen, um den umgesiedelten Korallen eine vielfältigere und funktionellere Riffgemeinschaft zu bieten. Eine geodätische Struktur wurde gewählt, um die Festigkeit zu maximieren und das Baumaterial (und damit das Gewicht) zu minimieren sowie eine interne, turbulente Strömungsumgebung analog zur Riffmatrix zu schaffen.

Zwei Arche-Konstruktionen wurden erfolgreich an zwei karibischen Feldstandorten installiert und werden derzeit für die Erforschung der Etablierung von Riffgemeinschaften und der ökologischen Sukzession verwendet (Abbildung 1). Coral Arks-Strukturen sind als langfristige Forschungsplattformen gedacht, und als solche liegt ein Hauptaugenmerk dieses Manuskripts auf der Beschreibung von Protokollen zum Standort, zur Installation, Überwachung und Wartung dieser Strukturen, um ihre Stabilität und Langlebigkeit in der Mittelwasserumgebung zu maximieren. Eine Kombination aus Modellierung und In-Water-Tests wurde verwendet, um die Widerstandseigenschaften der Strukturen zu bewerten und das Design so anzupassen, dass es den erwarteten hydrodynamischen Kräften standhält. Nach der Installation wurden Riffgemeinschaften auf den Archen und auf nahe gelegenen benthischen Kontrollstellen in gleicher Tiefe durch eine Kombination aus aktiver Translokation (Korallen und ausgesäte ARMS-Einheiten) und natürlicher Rekrutierung etabliert. Die Bedingungen für die Wasserqualität, die Dynamik der mikrobiellen Gemeinschaft und das Überleben der Korallen auf den Archen wurden zu mehreren Zeitpunkten während der frühen Sukzessionsperiode dokumentiert und mit den benthischen Kontrollstandorten verglichen. Bisher waren die Bedingungen, die mit der Umgebung der Korallenarchen in der Mitte des Wassers verbunden sind, für Korallen und die damit verbundenen kryptischen Konsortien im Vergleich zu den benachbarten benthischen Kontrollstandorten in den gleichen Tiefen durchweg günstiger. Die folgenden Methoden beschreiben die Schritte, die erforderlich sind, um den Coral Arks-Ansatz zu replizieren, einschließlich der Auswahl von Standorten und des Entwerfens und Bereitstellens von Coral Arks-Strukturen. Vorgeschlagene Ansätze zur Überwachung von Korallenarchen sind in der Zusatzdatei 1 enthalten.

Protokoll

HINWEIS: Detaillierte Informationen zur Herstellung, zum Einsatz und zur Überwachung von ARMS- und Coral Arks-Strukturen, einschließlich technischer Zeichnungen, Diagramme und Fotos, finden Sie in der Zusatzdatei 1. Es wird empfohlen, Abschnitte des Protokolls, die Unterwasserarbeiten betreffen, einschließlich der Installation von Arche- und ARMS-Strukturen, von einem Team von drei Tauchern (auf SCUBA) und zwei Oberflächenunterstützungspersonal durchgeführt zu werden.

1. Montage und Einsatz von ARMS

HINWEIS: ARMS sind ca. 1 Fuß3 (30 cm3) Strukturen aus PVC- oder Kalkstein-Basismaterialien, die die dreidimensionale Komplexität von Riff-Hardbottom-Substraten nachahmen. In Tabelle 1 werden zwei Entwürfe für ARMS unter Berücksichtigung unterschiedlicher Projektüberlegungen erörtert. Es wird empfohlen, ARMS 1-2 Jahre lang vor dem Transfer zu Archen einzusetzen, um die Besiedlung durch kryptische Biota zu maximieren.

  1. PVC-ARME
    ANMERKUNG: Die Standardkomponenten, auf die in diesem Protokoll Bezug genommen wird (und die in der Materialtabelle aufgeführt sind), werden mit imperialen Einheiten beschrieben. Die hergestellten Materialien werden mit metrischen Einheiten beschrieben. Detaillierte Fertigungsanweisungen, einschließlich technischer Zeichnungen für die Herstellung der Komponenten, finden Sie in Abschnitt 1 der Ergänzungsdatei 1.
    1. Versammlung
      1. Setzen Sie vier 1/4 in-20, 8 Zoll lange Sechskantschrauben durch die Mittellöcher auf einer 1/2 Zoll dicken PVC-Grundplatte ein; Drehen Sie es dann so um, dass die Schrauben senkrecht nach oben zeigen.
      2. Fügen Sie jeder Schraube einen Nylon-Abstandshalter hinzu und fügen Sie dann eine 1/4 Zoll dicke PVC-Platte von 9 Zoll x 9 Zoll hinzu. Dadurch entsteht eine offene Schicht zwischen der Grundplatte und der ersten Stapelplatte.
      3. Fügen Sie einen langen Querabstandshalter auf zwei Schrauben in gegenüberliegenden Ecken hinzu und fügen Sie dann zwei kurze Querabstandshalter auf den verbleibenden Schrauben hinzu, so dass ein "X" gebildet wird. Fügen Sie eine weitere PVC-Stapelplatte hinzu, um eine geschlossene Schicht zu erzeugen.
      4. Wiederholen Sie die Schritte 1.1.1.2 und 1.1.1.3 abwechselnd zwischen offenen und geschlossenen Schichten, bis sieben bis neun Plattenschichten zu den Schrauben hinzugefügt wurden (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S5).
      5. Fügen Sie eine Unterlegscheibe, eine Sechskantmutter und eine Kontermutter mit Nyloneinsatz an der Oberseite jeder Schraube hinzu und ziehen Sie sie fest an.
    2. Transportieren Sie das zusammengebaute PVC-ARMS für den Einsatz zum Zieleinsatzort und bedecken Sie das ARMS während des Transfers mit 100 μm Maschenweite, um kleine bewegliche wirbellose Tiere zurückzuhalten (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S6). Suchen Sie ein Stück Riff-Hardbottom-Substrat in unmittelbarer Nähe gesunder Korallenriffgemeinschaften.
      HINWEIS: Die spezifischen Einsatzorte sollten unter Berücksichtigung der örtlichen Vorschriften und Genehmigungsbestimmungen ausgewählt werden, z. B. die Vermeidung der kritischen Lebensräume für nach dem Endangered Species Act aufgeführte Arten in US-Gewässern.
      1. Befestigen Sie die ARMS mit 3-Zoll-Längen von 1/2 Zoll Bewehrungsstahl und einem Hammer an allen vier Ecken am Benthos, indem Sie den Bewehrungsstab leicht nach außen abgewinkelt in den Grundkalkstein schlagen, so dass der Bewehrungsstab Spannung gegen die Kante der Grundplatte erzeugt (Abbildung 2A, B).
      2. Alternativ können Sie die Ketten des ARMS mit hochbelastbaren Kabelbindern verbinden und die Enden der Ketten mit gehärteten Betonsäcken verankern (Abbildung 2C und Zusatzdatei 1-Abbildung S6).
  2. Kalkstein WAPPEN
    1. Beginnen Sie für die Montage mit 12 Zoll x 12 in unfertigen Kalkstein- oder Travertinfliesen (Abbildung 2). Identifizieren Sie die gewünschte Komplexität des ARMS-Innenraums aus Kalkstein.
      HINWEIS: Es wird empfohlen, 2 cm3 Würfel zu verwenden. Alternative Entwürfe und Überlegungen sind in Abschnitt 2 des Ergänzungsdossiers 1 enthalten.
      1. Schneiden Sie mit einer nassen Fliesensäge mehrere unfertige Fliesen in 2 cm2 quadratische Abstandshalter (~250).
      2. Schneiden Sie Travertinfliesen in die gewünschte Form für die ARMS-Schichten. Verwenden Sie ähnlich wie beim PVC-ARMS 12 x 12 in Quadraten und schichten Sie sie mit Abstandshaltern, um 1 Fuß3 Würfel zu bilden (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S8).
      3. Kleben Sie die kleineren Travertinstücke mit einem zweikomponentigen, ungiftigen Epoxidharz in Marinequalität entlang eines vorgezeichneten Gittermusters auf eine größere Travertin-Schichtplatte.
      4. Bereiten Sie mehrere Schichten vor, die, wenn sie gestapelt werden, die gewünschte ARMS-Höhe erreichen. Lassen Sie das Epoxidharz gemäß den Empfehlungen des Herstellers aushärten.
      5. Montieren Sie die ARMS-Stapelplatten mit Epoxidharz, um jede Schicht mit der darüber liegenden zu verkleben.
        HINWEIS: Die ARMS-Höhe hängt vom gewünschten Gewicht und der internen Komplexität ab. Eine endgültige Größe von ca. 1 ft3 wird empfohlen.
      6. Lassen Sie das Epoxidharz vor dem Einsatz 24 Stunden lang vor direkter Sonneneinstrahlung aushärten.
    2. Transportieren Sie die zusammengebauten Kalkstein-ARMS für den Einsatz zum Zieleinsatzort. Suchen Sie ein Stück Riff-Hardbottom-Substrat in unmittelbarer Nähe gesunder Korallenriffgemeinschaften.
      HINWEIS: Die spezifischen Einsatzorte sollten unter Berücksichtigung der örtlichen Vorschriften und Genehmigungsbestimmungen ausgewählt werden, wie z. B. die Vermeidung der kritischen Lebensräume von Arten, die im Endangered Species Act aufgeführt sind, in US-Gewässern.
      1. Transportieren Sie das ARMS mit einer Milchkiste und einem Hebesack zum Benthos. Verkeil die Kalkstein-ARME in tote Riffmatrix (lebendes Gestein). Vermeiden Sie sandige Bodenlebensräume und solche, die stark von Rasenalgen oder benthischen Cyanobakterienmatten besiedelt sind.
      2. Platzieren Sie die Kalkstein-ARME neben felsigen Überhängen und Aufschlüssen, um sie vor Wellenbewegungen und Sturmfluten zu schützen.

2. Montage und Einsatz von Coral Arks

HINWEIS: In Tabelle 2 werden die Designüberlegungen von Coral Arks unter Berücksichtigung unterschiedlicher Projektparameter erörtert. Die Abmessungen der Unterelemente (Streben, Naben, Plattformen, Verankerungskomponenten und positiver Auftrieb) können je nach gewünschter Größe und Gewicht der endgültigen Coral Ark-Strukturen geändert werden.

  1. Einbau des Verankerungssystems
    HINWEIS: Wählen Sie das Verankerungssystem auf der Grundlage standort- und projektspezifischer Überlegungen aus, wie z. B. Arche-Design, Sturmhäufigkeit, Bodentyp, Standortexposition, Dauer des Projekts und erwartete Kräfte aufgrund von Luftwiderstand, Strömungen und Auftrieb. Siehe PADI41 für Einblicke in die Auswahl des Verankerungssystems.
    1. Verwenden Sie Sandschrauben in sandigen Böden und losen Schuttlebensräumen.
      1. Transportieren Sie die Sandschrauben zum Benthos. Stellen Sie die Sandschraube aufrecht, drehen Sie die Sandschraube und vergraben Sie sie, bis die erste Scheibe mit Sand oder losem Schutt bedeckt ist.
      2. Platzieren Sie eine 5 Fuß lange Metallwendestange durch das Auge des Ankers, so dass der Großteil der Drehstange aus einer Seite des Auges herausragt.
      3. Wenn Sie auf dem Benthos im Kreis laufen oder schwimmen, schrauben Sie die Sandschraube in den Untergrund, bis nur noch das Auge aus dem Benthos herausragt (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S20).
      4. Installieren Sie drei Sandschrauben in einem dreieckigen Muster, die durch ein Kettenzaumzeug verbunden sind, um die Haltekraft zu erhöhen (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S20).
    2. Verwenden Sie Halas-Anker in Lebensräumen mit hartem Boden und karbonathaltigem Basisgestein.
      1. Transportieren Sie 9-12 in Ringschrauben und einem Tauchbohrer (elektrisch oder pneumatisch) zur Ankerstelle.
      2. Verwenden Sie den Tauchbohrer und eine Mauerwerkslochsäge mit einem Durchmesser von 1 Zoll, um ein 9 Zoll tiefes und 1 Zoll breites Loch in das Grundgestein zu bohren. Reinigen Sie regelmäßig überschüssiges Substrat mit einem Putenbaster aus dem Loch.
      3. Füllen Sie das Loch mit Portlandzement oder Epoxidharz in Marinequalität. Schieben Sie den Ringschraubenschaft in das Loch und füllen Sie die verbleibenden Lücken mit Zement oder Epoxidharz.
      4. Lassen Sie den Zement/Epoxidharz 5 Tage aushärten.
      5. Um die Haltekraft zu erhöhen, installieren Sie drei Halas-Anker in einem dreieckigen Muster, die durch ein Kettenzaumzeug verbunden sind.
    3. Verwenden Sie blockartige Verankerungen an Standorten mit vorhandenen Verankerungsblöcken oder schweren Schuttelementen.
      HINWEIS: Die Installation eines neuen Verankerungsblocks erfordert handelsübliche Installationsausrüstung wie einen auf Lastkähnen montierten Kran und wird nicht für Projekte mit kleinerem Umfang empfohlen.
      1. Befestigen Sie das Verankerungssystem an vorhandenen schweren Schuttelementen (versenkte Schiffe, Motorblöcke) oder an vorhandenen Festmacherblockösen über Hardware und Tackle.
      2. Stellen Sie sicher, dass die Metallverankerungskomponenten aus ähnlichen Metallen bestehen und mit Opferanoden vor galvanischer Korrosion geschützt sind.
  2. Die 1V-Frequenzstruktur (zwei Plattformen)
    HINWEIS: Detaillierte Fertigungsanweisungen, einschließlich technischer Zeichnungen für die Herstellung der Komponenten, finden Sie in Abschnitt 4 von Ergänzungsdatei 1. Die Standardkomponenten, auf die in diesem Protokoll Bezug genommen wird (und die in der Materialtabelle) werden mit imperialen Einheiten beschrieben.
    1. Montage des geodätischen 1V-Rahmens
      1. Schrauben Sie eine 1/4-20 Edelstahl-Sechskantmutter auf eine 1/4-20 2,5-Zoll-Edelstahlschraube 3/4 des Weges bis zur Oberseite der Schraube. Setzen Sie die Schraube in eines der nach innen gerichteten Löcher der Strebe ein.
      2. Befestigen Sie eine Kontermutter auf der anderen Seite der Schraube und ziehen Sie sie fest, bis sie sicher mit dem PVC zusammenpasst, um zu verhindern, dass die Nabe über die Länge des Federbeins rutscht.
      3. Wiederholen Sie dies für die gegenüberliegende Seite des Federbeins und für die restlichen 29 Streben.
      4. Schieben Sie das Ende jedes Federbeins durch eines der Löcher in den Naben und befestigen Sie eine weitere Schraube durch das äußere Loch am Federbein, wobei Sie mit einer Kontermutter abschließen, um zu verhindern, dass das Federbein aus der Nabe rutscht (Zusatzdatei 1-Abbildung S24).
      5. Wiederholen Sie diesen Vorgang für alle fünf Streben in einer Nabe, und fügen Sie dann weitere Naben und Streben hinzu, bis die geodätische Kugel zusammengebaut ist (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S24).
      6. Wickeln Sie das 1/8-Zoll-Edelstahldrahtseil ab und beginnen Sie, es durch die Streben zu fädeln. Erstellen Sie 12 Schlaufen, etwa so groß wie ein Silberdollar, aus Nylonkabelbindern - eine für jeden Hub. Wenn das Drahtseil durch die Streben gefädelt ist, führen Sie das Seil durch die Kabelbinderschlaufe an der Nabe und fahren Sie dann mit der nächsten Strebe fort.
        HINWEIS: Einige Streben werden wiederholt.
      7. Fahren Sie mit dem Einfädeln fort, bis das Drahtseil durch alle Streben gefädelt ist, die in der Mitte jedes Scheitelpunkts durch die Kabelbinderschlaufe verbunden sind.
      8. Fädeln Sie das Kabel zurück zum Ausgangspunkt. Ziehen Sie mit einer Zange an den Kabelbinderschlaufen, um sie auf die kleinstmögliche Größe zu schrumpfen, und bringen Sie die Drahtseillängen nahe zusammen. Befestigen Sie eine 1/2-Zoll-Edelstahl-Kabelklemme an allen Drahtseillängen und ziehen Sie sie fest fest.
      9. Wiederholen Sie diesen Vorgang für alle Scheitelpunkte der Struktur.
      10. Verbinden Sie die Anfangslänge des Drahtseils mit der Endlänge und klemmen Sie diese mit drei 1/2-Zoll-Kabelklemmen zusammen.
        HINWEIS: Das Drahtseil (Bruchfestigkeit: 2.000 lb) sollte nun den größten Teil der auf die Struktur ausgeübten Last tragen und sie erheblich verstärken.
      11. Fügen Sie das Rigging-System hinzu, das aus zwei Längen von 3/8-Edelstahlkabeln besteht, die an jedem Ende hydraulisch auf eine Öse gequetscht werden. Bringen Sie die PVC-Endkappen so zwischen die Hänge an, dass das Kabel durch die gesamte Ark-Länge verläuft, mit Ösen oben und unten für die Festmacher-/Bojenbefestigungen. Ein Spannschlosssystem in der Mitte verbindet die beiden Längen des Edelstahlkabels.
      12. Führen Sie die unteren Enden des Kabels durch die Ober- und Unterseite der Arche und befestigen Sie die Endkappen mit einem Hammer an den oberen und unteren Naben. Schrauben Sie die Ringschrauben in das Spannschloss und ziehen Sie sie fest, bis genügend Spannung auf der Struktur vorhanden ist, um das System steif zu machen (Zusatzdatei 1-Abbildung S24).
      13. Fügen Sie jedes geformte Glasfasergitter, das in zwei halbe Fünfecke geschnitten ist, mit strapazierfähigen 250-Pfund-Kabelbindern in den Innenraum der Arche ein, um die Seiten der Plattform an den Ark-Streben zu verankern (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S24).
      14. Platzieren Sie unter der Struktur eine Länge des Glasfaser-I-Trägers so, dass sie beide Hälften der Glasfaserplattform verbindet. Befestigen Sie die Unterseite der Plattform mit zwei 1/4 in-20 Edelstahl-U-Bolzen.
      15. Wiederholen Sie dies für die anderen vier I-Träger und verteilen Sie sie gleichmäßig über die Länge der Plattform. Dies verbindet und stützt die beiden Hälften der Plattform, wodurch ein vollständiges Fünfeck entsteht.
      16. Ziehen Sie die strapazierfähigen Kabelbinder an den Rändern der Plattform fest und schneiden Sie den Überschuss ab. Am Ende dieses Schritts ist die interne Plattform fest in die Arche-Struktur integriert (Supplemental File 1-Figure S24).
      17. Verwenden Sie Edelstahl-Mausdraht, um die Enden des Spannschlosses und alle Schäkel zu bewegen. Am Ende dieses Schritts wird die Arche über zwei integrierte Plattformen verfügen, obere und untere Befestigungen für die Hardware-Befestigung und ein zentrales Kabel, das den Großteil der Spannkraft trägt, die durch Verankerung und positiven Auftrieb auf die Strukturen ausgeübt wird.
    2. Befestigung der Festmacherleine am geodätischen Rahmen
      HINWEIS: Verankerungssysteme sollten so ausgelegt sein, dass die Bruchfestigkeit aller einzelnen Verankerungskomponenten die aufgrund von Umgebungs- und extremen Umgebungsbedingungen zu erwartende maximale Belastung übersteigt. In den repräsentativen Ergebnissen finden Sie eine Beschreibung des Einsatzes der hydrodynamischen Modellierung bei der Auslegung von Verankerungssystemen. Es wird empfohlen, die Last auf mehrere Befestigungspunkte auf der Arche und auf dem Meeresbodenverankerungssystem zu verteilen, da dies dem System im Falle des Ausfalls einzelner Elemente Redundanz verleiht.
      1. Entwerfen Sie die Festmacherleinen und die Hardware, um sichere Verbindungen zwischen der Arche-Basis und dem Ankersystem zu gewährleisten (siehe Abbildung 1 für ein Beispiel).
        HINWEIS: Es wird empfohlen, das Verankerungssystem so zu konstruieren, dass die Mittellinie der Arche-Struktur in einer Tiefe von 30 m positioniert ist.
      2. Verbinden Sie die Oberseite einer doppelt gespleißten Linie mit einem Schäkel mit dem Basisauge der Arche. Verbinden Sie einen hochfesten Wirbelschäkel aus Edelstahl mit der Basis dieser Leitung (Abbildung 1 und Zusatzdatei 1 - Abbildung S25).
      3. Verbinden Sie die Oberseite einer doppelt gespleißten Schnur mit der Basis des Schwenkschäkels. Am unteren Rand dieser Zeile wird eine Verbindung zum Ankersystem hergestellt (Abbildung 1 und Zusatzdatei 1 - Abbildung S25).
    3. Transport der Arche zum Einsatzort
      1. Transportieren Sie die Arche mit einem Pritschenwagen zu einem Strand neben dem Einsatzort (küstennaher Einsatz mit Sandeintritt) oder zu einem Bootsstartplatz (Schiffseinsatz).
      2. Befestigen Sie einen 220-Pfund-Hebesack mit einem 1/2-Zoll-Schäkel am oberen rostfreien Auge der Arche.
      3. Befestigen Sie eine Festmacherleine, einschließlich der Hardware zur Befestigung am Meeresbodenanker, an der Basis der Arche.
      4. Für den Einsatz von einem Schiff ohne A-Rahmen oder Davit laden Sie die Arche so auf das Schiff, dass sie leicht vom Boot ins Wasser gerollt werden kann (vermeiden Sie Bugs mit hohen Kanonen oder Hecks mit Außenbordmotoren).
      5. Für den Einsatz vom Ufer aus rollen Sie die Arche bis zu einer ausreichenden Tiefe ins Wasser, in der das Hebekissen mit Luft gefüllt werden kann (Abbildung 3).
      6. Schwimmen, schleppen oder transportieren Sie die Arche zum Ankerplatz an der Oberfläche (Abbildung 3).
    4. Befestigung der Archen am Verankerungssystem
      HINWEIS: In diesem Stadium schwebt das Ark-System mit einem Hebesack an der Oberfläche über der Verankerungsstelle. Die folgenden Aufgaben werden unter Wasser auf SCUBA durchgeführt und erfordern ein Team von mindestens drei Tauchern.
      1. Entlüften Sie langsam die Luft aus dem Hebekissen und führen Sie einen kontrollierten Abstieg zum Verankerungssystem durch.
      2. Befestigen Sie die Verankerungshardware an der Basis der Arche am Verankerungssystem.
      3. Erhöhen Sie den positiven Auftrieb des Arks-Systems, indem Sie den Hebesack mit Luft füllen, und überprüfen Sie die Überwachungskomponenten auf strukturelle Integrität. Stellen Sie sicher, dass die Schäkel richtig sitzen und dass die Anker fest sitzen. Verwenden Sie Mausdraht, um alle Fesseln zu mausen.
      4. Verbinden Sie das Auge einer kurzen, doppelt gespleißten Linie mit einem Schäkel mit dem oberen Auge des Arks-Systems. Verbinden Sie eine polyforme, aufblasbare Festmacherboje mit einem Schäkel am anderen Ende dieser Leine (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S25).
      5. Füllen Sie die Anlegeboje mit Luft mit einem Standard-Niederdruck-Luftdüsenadapter, der an einer Ponyflasche Druckluft befestigt ist, bis sie zu ca. 75 % mit Luft gefüllt ist.
      6. Entlüften Sie langsam die Luft aus dem Hebekissen und entfernen Sie sie aus dem System.
      7. Fügen Sie größere oder zahlreichere Verankerungsbojen für Archensysteme hinzu, die Kalkstein-ARMS verwenden oder um die Ansammlung biologischer Massen auszugleichen.
    5. Befestigung des Wappens an den Archen
      1. Holen Sie die ARMS von der Aussaatstelle und legen Sie sie in Milchkisten, die mit einer Maschenweite von 100 μm ausgekleidet sind, um den Verlust kleiner mobiler wirbelloser Tiere zu verhindern, die im ARMS leben.
      2. Bringen Sie die ARMS in Wannen mit schattigem, kühlem Meerwasser zu den Archenstandorten.
      3. Platzieren Sie die ARMS auf der oberen oder unteren Plattform der Archen und verteilen Sie das Gewicht gleichmäßig auf die Plattform.
      4. Führen Sie strapazierfähige Kabelbinder sowohl durch die geformte Glasfaserplattform als auch durch die Basis des PVC- oder Kalkstein-ARMS und ziehen Sie sie fest, um das ARMS am Arche-Rahmen zu befestigen (Zusatzdatei 1-Abbildung S25).
  3. Die 2V-Frequenzstruktur (Shell)
    HINWEIS: Detaillierte Fertigungsanweisungen, einschließlich technischer Zeichnungen für die Herstellung der Komponenten, finden Sie in Abschnitt 3 von Ergänzungsdatei 1.
    1. Montage des geodätischen 2V-Rahmens
      1. Montieren Sie das Ark-Montagegerüst gemäß der mitgelieferten Anleitung von VikingDome (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S11).
      2. Fügen Sie eine Unterlegscheibe zu einer 2,5 Zoll langen, 10/32 rostfreien Schraube hinzu. Führen Sie die Schraube durch eines der beiden Löcher am Ende einer Strebe, fügen Sie einen STAR-Verbinder an der Innenfläche hinzu (Loch speziell für S1- oder S2-Streben) und befestigen Sie sie mit einer Kontermutter.
      3. Wiederholen Sie dies für das zweite Schraubenloch. Fahren Sie fort, ohne die Kontermuttern festzuziehen, bis die Struktur vollständig montiert ist (Zusatzdatei 1-Abbildung S12).
      4. Ziehen Sie den Ark-Montagerahmen fest. Am Ende von Schritt 2.3.1.1 sind die Strut-STAR-Verbindungen lose und verformbar. Beginnen Sie mit dem Festziehen der Kontermuttern mit einem Steckschlüssel (10 mm oder 3/8 Zoll) und einem Kreuzschlitzschraubendreher.
      5. Fahren Sie in der gesamten Struktur fort, bis alle Kontermuttern festgezogen sind, wobei der Nyloneinsatz der Kontermutter vollständig in die Gewinde der Schrauben eingerastet ist.
      6. Fügen Sie Pad-Ösen für die Befestigung des Zaumzeugs hinzu. Fügen Sie der rostfreien S1-Strebe an der Basis der Arche eine Pad-Öse hinzu und sichern Sie sie mit vier 3-Zoll-Pfannenkopf-Edelstahlschrauben.
      7. Fügen Sie 1/4 von 20 Kontermuttern hinzu und ziehen Sie sie fest. Wiederholen Sie den Vorgang für insgesamt fünf Anlegestellen (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S17).
      8. Montieren Sie 10 ARMS-Grundplatten an den mittig gerichteten N2 STAR-Anschlüssen. Platzieren Sie eine 3-Zoll-Pfannenkopfschraube durch das mittlere Loch auf der ARMS-Grundplatte. Fügen Sie der Schraubenwelle einen grauen PVC-Abstandshalter hinzu und platzieren Sie ihn durch das mittlere Loch des N2 STAR-Steckers, wobei sich die Grundplatte in der Struktur befindet. Fügen Sie eine Unterlegscheibe und eine Kontermutter hinzu und ziehen Sie sie fest.
      9. Fügen Sie zwei Halterungen hinzu und verwenden Sie vier 3 1/4-Zoll-Sechskantschrauben und Kontermuttern, um die ARMS-Grundplatte an den Streben zu befestigen. Ziehen Sie alle Kontermuttern fest. Behalten Sie die gleiche Ausrichtung für alle ARMS-Grundplatten bei (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S15).
      10. Montieren Sie 20 Grundplatten aus Korallenplatten an den nach oben gerichteten Streben. Setzen Sie vier 3-Zoll-Sechskantschrauben durch die Löcher auf der Grundplatte der Korallenplatte und befestigen Sie sie mit einer Halterung und einer Kontermutter an der Strebe. Wiederholen Sie dies für die andere Seite. Ziehen Sie die Kontermuttern fest, um sie zu sichern (Zusatzdatei 1-Abbildung S15).
      11. Fügen Sie eine zentrale Rute und einen Schleppnetzschwimmer zum zentralen Rückgrat der Arche hinzu. Führen Sie einen 8 Fuß langen, ungewindeten Glasfaserstab in die STAR-Verbinder ein, die mit einem geschweißten Rohrsegment an der Basis der Arche modifiziert sind. Fügen Sie eine 1-Zoll-Unterlegscheibe und einen unmodifizierten Schleppnetzschwimmer auf den Glasfaserstab ohne Gewinde in der Struktur hinzu. Führen Sie den Stab durch den oberen STAR-Anschluss der Arche ein.
      12. Befestigen Sie die Schrauben durch das Metallrohr an den modifizierten STAR-Verbindern und die Kontermuttern an der Sicherungsstange im Inneren der Arche. Fügen Sie eine grüne Rohrklemme unter dem Schleppnetzschwimmer (Oberseite der Arche) hinzu und ziehen Sie sie fest.
      13. Montieren Sie modifizierte Schleppnetzschwimmer in den nach oben gerichteten N2- und N1-STAR-Steckverbindern, die mit einem 1-Zoll-Mittelloch modifiziert sind. Fügen Sie eine Glasfaserscheibe am längeren Ende des freiliegenden Glasfaserstabs mit Gewinde hinzu.
      14. Durch das modifizierte STAR-Verbindungsloch sichern, so dass der Schleppnetzschwimmer in die Struktur zeigt. Fügen Sie eine weitere Glasfaserscheibe und eine Glasfaser-Sechskantmutter hinzu. Ziehen Sie mit einem Schraubenschlüssel und durch Drehen der Schwimmer fest (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S16).
    2. Befestigung des Verankerungssystems am geodätischen Rahmen
      1. Entwerfen Sie die Festmacherleinen und die Hardware, um sichere Verbindungen zwischen der Arche-Basis und dem Ankersystem zu gewährleisten (siehe z. B. Abbildung 1 ).
        HINWEIS: Es wird empfohlen, das Verankerungssystem so zu konstruieren, dass die Mittellinie der Arche-Struktur in einer Tiefe von 10 m positioniert ist.
      2. Verbinden Sie jedes Padauge an der Basis der Arche-Struktur mit dem gespleißten Auge am Ende einer doppelt gespleißten Länge einer 3/4-Zoll-Spektrenlinie mit einem hochfesten 7/16-Zoll-Edelstahlschäkel (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S17).
      3. Verbinden Sie mit einem 1/2-Zoll-Schraubstiftschäkel das andere Ende jeder Spektrenlinie mit einem der beiden Edelstahl-Masterlinks, so dass jedes Glied zwei oder drei Anschlüsse hat.
      4. Befestigen Sie den 3/4-Zoll-Wirbelschäkel an der Unterseite des Masterlinks und das Auge einer 1-Zoll-Nylonschnur, die mit einem Fingerhut aus Edelstahl gespleißt ist.
      5. Befestigen Sie einen 3/4-Zoll-Schäkel am Auge und Fingerhut am anderen Ende der Nylonschnur. Dieser Schäkel wird mit dem Ankersystem verbunden (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S17).
    3. Transport der 2V Ark zum Einsatzort
      HINWEIS: Der Einsatz der Shell Ark erfordert ein Schiff mit flachem Heck und Innenbordmotoren, so dass die Ark vom Bootsdeck ins Wasser gerollt werden kann, oder ein Schiff mit einem großen Davit oder A-Rahmen.
      1. Transportieren Sie die Arche mit einem Pritschenwagen zum Dock oder Yachthafen.
      2. Laden Sie die Arche mit einem entsprechend großen Gabelstapler auf das Schiff (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S21).
      3. Befestigen Sie die Festmacherleinen und die Hardware, einschließlich der Downlines und der Hardware zur Befestigung am Ankersystem am Meeresboden, an der Basis der Arche.
      4. Transportieren Sie die Arche zum Ankerplatz (Abbildung 3). Bereiten Sie eine Leine vor, die ungefähr der Tiefe des Verankerungssystems entspricht, mit einem Schäkel an einem Ende und einer Boje am anderen Ende.
      5. Befestigen Sie das Schäkelende der Leine am Verankerungssystem, wobei das Bojenende an der Oberfläche schwimmt.
      6. Rollen Sie die Arche sicher vom Heckdeck ins Wasser oder setzen Sie die Arche mit einem Davit oder A-Rahmen ins Wasser ein. Befestigen Sie das Bojenende der Leine so an der positiv schwimmfähigen Arche, dass die Struktur über dem Verankerungssystem schwebt.
    4. Befestigung der Arche am Verankerungssystem
      HINWEIS: In diesem Stadium schwimmt die Arche-Struktur an der Oberfläche über der Verankerungsstelle, wobei die integrierten Auftriebselemente (Schwimmer) für den Auftrieb sorgen. Die folgenden Aufgaben werden unter Wasser auf SCUBA erledigt und erfordern ein Team von mindestens drei Tauchern und zwei Oberflächenunterstützungspersonal.
      1. Befestigen Sie den oberen Block eines Block- und Tackle-Flaschenzugsystems an einem sicheren Befestigungspunkt an der Basis der Arche, wickeln Sie die Riemenscheibe ab, während Sie in Richtung Meeresboden absteigen, und befestigen Sie dann den unteren Block am Verankerungssystem (Ergänzende Datei 1-Abbildung S19).
      2. Ziehen Sie die Leine durch den unteren Block, um die Riemenscheibe einzurasten und die Arche in die Tiefe zu ziehen. Die Leine sollte bei jedem Zug in die Klampe eingerastet werden (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S19).
        HINWEIS: Verwenden Sie für Arks-Systeme mit hohem anfänglichem positivem Auftrieb ein 6:1-Block- und Tackle-System für maximalen Kauf. Gewichte können auch vorübergehend am Arks-System angebracht werden, um die Auftriebskraft zu reduzieren, die zum Versenken der Struktur erforderlich ist.
      3. Ziehen Sie die Arche weiter in die Tiefe, bis die Downline und die Hardware der Verankerungsbefestigung mit dem Ankersystem verbunden werden können. Verwenden Sie Draht, um alle Fesseln mit der Maus zu entfernen.
      4. Überprüfen Sie alle Verankerungskomponenten auf Unversehrtheit. Stellen Sie sicher, dass die Schäkel richtig sitzen und die Anker fest sitzen.
      5. Übertragen Sie die Spannung langsam vom Block und Gerät auf das Verankerungssystem. Entfernen Sie den Block und das Gerät, die Gewichte und die Bojenleine.
    5. Befestigung des Wappens an den Archen
      1. Holen Sie die ARMS von der Aussaatstelle und legen Sie sie in Milchkisten, die mit einer Maschenweite von 100 μm ausgekleidet sind, um den Verlust kleiner mobiler wirbelloser Tiere zu verhindern, die im ARMS leben. Bringen Sie die ARMS in Wannen mit schattigem, kühlem Meerwasser zu den Archenstandorten.
      2. Manövrieren Sie das ARMS durch eine der größeren dreieckigen Öffnungen in der Nähe der Mittellinie der Arche, so dass sich das ARMS innerhalb der Struktur befindet. Halten Sie das ARMS fest an einer der weißen Grundplatten, die im Inneren des Ark-Rahmens montiert sind.
      3. Befestigen Sie eine 1/2 in-13, 1,75 Zoll lange Sechskantschraube aus Edelstahl durch ein offenes Eckloch der ARMS-Grundplatte und der weißen, darunter liegenden HDPE-Grundplatte, befestigen Sie eine Edelstahl-Kontermutter an der Schraube, die durch die andere Seite herausragt, und ziehen Sie sie fest, bis sie fest sitzt. Wiederholen Sie diesen Vorgang für die anderen drei Seiten (Abbildung 2D).
      4. Schieben Sie die ARMS hin und her, um eine feste Befestigung zu gewährleisten.
    6. Befestigung der Korallen an den Archen
      1. Befestigen Sie die Korallenplatten, die Korallen enthalten, die mit der Kalksteinfliese epoxidiert sind, an den HDPE-Grundplatten der Korallenplatte an der Außenseite der Arche mit 2 Zoll langen, 1/4 Zoll 20 Edelstahl-Sechskantschrauben, einer Unterlegscheibe und einer Kontermutter an allen vier Ecken.
      2. Ziehen Sie die Kontermuttern mit einem Steckschlüssel fest, um die Korallenplatte an Ort und Stelle zu befestigen.

3. Überwachung und Wartung von Coral Arks

ANMERKUNG: Detaillierte Fertigungsanweisungen, einschließlich technischer Zeichnungen für die Herstellung der Komponenten, finden Sie in Abschnitt 7 der Zusatzdatei 1.

  1. Messung des Gewichts der Archen im Wasser
    1. Befestigen Sie die Tauchwägezelle an einem Block und greifen Sie das Flaschenzugsystem an, um die Spannung an der Festmacherleine vorübergehend auf das DMS-System zu übertragen.
    2. Befestigen Sie die Basis des Blocks und das Gerät an einer sicheren Stelle des Ark-Verankerungssystems, z. B. an einem Zwischenhindernis oder am Meeresbodenanker. Befestigen Sie die Oberseite der Wägezelle an einer sicheren Stelle am Ark-Montagerahmen (Zusatzdatei 1-Abbildung S33).
    3. Ziehen Sie die Leine durch das Block- und Tackle-Flaschenzugsystem, ohne die Verankerungskomponenten an der Arche zu entfernen oder zu verändern, so dass die Spannung vom Ark-Verankerungssystem auf das Flaschenzugsystem übertragen wird, wobei die Leine bei jedem Zug geklebt wird (Ergänzungsdatei 1-Abbildung S33).
    4. Stellen Sie sicher, dass die Festmacherleine vollständig durchlässig ist, damit der Dehnungsmessstreifen Zugspannungsmessungen erfassen kann (Zusatzdatei 1-Abbildung S33).
    5. Übertragen Sie die Spannung langsam vom Block- und Tackle-Flaschenzugsystem auf die Ark-Festmacherleine und überprüfen Sie, ob die Schäkel und andere Verankerungskomponenten richtig sitzen und sicher sind.
    6. Für die Langzeitdatenerfassung integrieren Sie eine Wägezelle als "Inline"-Komponente in das Verankerungssystem. Schalten Sie die Datenlogger regelmäßig aus, um die Daten abzurufen.
  2. Langfristige Wartung der Archen
    1. Führen Sie routinemäßige Inspektionen des Arks-Verankerungssystems durch und führen Sie bei Bedarf Wartungsarbeiten durch.
      HINWEIS: Siehe Ergänzende Datei-Abbildung S18 für ein Beispiel für eine Wartungs-Checkliste. Eine halbjährliche Wartung wird empfohlen.
    2. Stellen Sie sicher, dass die Anker weiterhin die maximale Haltekraft bieten (d. h. nicht aus dem Untergrund herausweichen).
    3. Reinigen Sie die Festmacherleinen von Verschmutzungsorganismen, die eindringen und die Integrität der Leinen beeinträchtigen können.
    4. Ersetzen Sie bei Bedarf verschlechternde Komponenten wie die Opferanoden, Schäkel und Festmacherleinen (Ergänzende Datei-Abbildung S18).
    5. Fügen Sie bei Bedarf zusätzlichen Auftrieb hinzu, indem Sie den vorhandenen Festmacherbojen feste Auftriebsschwimmer oder Luft hinzufügen, um die Ansammlung biologischer Massen auszugleichen.

Ergebnisse

Die oben genannten Methoden enthalten Montage- und Installationsanweisungen für zwei Designs von Coral Arks-Systemen. Prototypen für jedes Design wurden vor dem langfristigen Einsatz in San Diego, USA, zusammengebaut und in der Praxis getestet, um die Widerstandseigenschaften zu bewerten und die strukturelle Integrität auf der Grundlage modellierter und empirischer Festigkeitswerte zu optimieren. Die Modellierungsbemühungen, die für die Auswahl und Verfeinerung der beiden hier vorgestellten Arks-Geometrien von entscheidender Bedeutung sind, einschließlich der Ergebnisse von Windkanaltests, hydrodynamischen Simulationen und der Validierung der modellierten Werte im Wasser unter Verwendung von Prototypstrukturen, werden in Abschnitt 6 der Ergänzungsdatei 1 ausführlich beschrieben. Die Ergebnisse der Modellierung und In-Water-Tests des "Shell" Arks-Designs sind hier dargestellt. Zwei Strukturen jedes Designs wurden dann an karibischen Feldstandorten in Puerto Rico und Curaçao eingesetzt (insgesamt vier Arche-Strukturen installiert), und Korallen wurden in die Strukturen umgesiedelt. Die Wasserqualität, die mikrobielle Gemeinschaft und die Überlebensmetriken der Korallen, die mit dem "Shell"-Archen-Design und zwei Meeresbodenkontrollstandorten verbunden sind, wurden zu mehreren Zeitpunkten über einen Zeitraum von 6 Monaten gesammelt, um die Veränderungen der Umweltparameter und der Korallengesundheit zu charakterisieren und zu bestimmen, die mit den Archs-Strukturen nach der natürlichen Rekrutierung und der Hinzufügung von gesäten ARMS verbunden sind.

Widerstandseigenschaften von Coral Arks
Es ist wichtig, die Luftwiderstandseigenschaften von Coral Arks zu verstehen, um eine Struktur und Verankerung zu entwerfen, die die Zielumgebung überleben. Aus struktureller Sicht führt der hydrodynamische Luftwiderstand in Kombination mit dem Nettoauftrieb zu Lasten innerhalb des Bauwerks, insbesondere der Verankerung und ihres Verankerungssystems. Wir führten Modellierungen und experimentelle Messungen durch, um die Widerstandseigenschaften der Arks-Strukturen abzuschätzen. Die Ergebnisse dieser Tests für das "Shell"-Design von Arks-Strukturen sind im Folgenden aufgeführt. Die Modellierung wurde durchgeführt, indem der Luftwiderstand der einzelnen Elemente der Struktur geschätzt, summiert und dann das Ergebnis zu einem effektiven Luftwiderstandsbeiwert kombiniert wurde, wie in Gleichung (1) und Gleichung (2) gezeigt:

figure-results-1Bewertungen (1)

figure-results-2Bewertungen (2)

wobei D total der Gesamtwiderstand der Struktur ist, der aus der Summe der Di-Elementschleifen geschätzt wird, CD der Luftwiderstandsbeiwert der Gesamtstruktur ist, die Fluiddichte, U die Strömungsgeschwindigkeit des Objekts relativ zum Fluid ist und A die Stirnfläche der Struktur ist. In diesen Berechnungen wurde angenommen, dass es sich bei den Elementen um Zylinder handelt, deren Ausrichtung auf die Strömung durch die aufrechte Geometrie der Arche-Struktur bestimmt wird. Die Modellierung wurde für den gleichen Prototyp des "Shell"-Systems (eine geodätische 2-V-Kugel) durchgeführt, der vor dem Bau der endgültigen Feldsysteme für Schlepptests (siehe unten) verwendet wurde. Der Prototyp hatte eine Gesamtfrontfläche von ca. 2,10 m2, und die Modellierungsergebnisse zeigten einen effektiven Luftwiderstandsbeiwert für die gesamte Struktur von ca. 0,12. Der vom Modell vorhergesagte Widerstand der Struktur als Funktion der Geschwindigkeit ist in Abbildung 4 dargestellt.

Experimentelle Schätzungen der Widerstandskraft der Struktur, die bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten auftreten würde, wurden erhalten, indem die Arche-Struktur hinter einem Schiff mit einer Wägezelle, die in einer Linie mit der Schleppleine gespleißt war, und einem Neigungssensor gezogen wurde, um die Änderungen in der Ausrichtung der Arche relativ zur vertikalen Achse bei einem Bereich von Schleppgeschwindigkeiten aufzuzeichnen. Vor dem Abschleppen wurde das Gewicht der Struktur im Wasser bestimmt, und der Struktur wurde ausreichend zusätzliches Gewicht hinzugefügt, um einen Nettoauftrieb von ca. 200 kg zu simulieren (ein ursprüngliches Ziel für das System). Basierend auf der Spannung im Schleppseil und dem Neigungswinkel der Arche wurde der Luftwiderstand (D-Schlepp) bei jeder Geschwindigkeit mit Gleichung (3) bestimmt:

figure-results-3Bewertungen (3)

wobei T die gemessene Spannung der Wägezelle und der Neigungswinkel relativ zur vertikalen Achse ist. Die resultierende Beziehung zwischen Luftwiderstand und Geschwindigkeit ist in Abbildung 4 dargestellt. Eine Best-Fit-Widerstandskurve (in der Form D tow α U2; siehe Abbildung 4), kombiniert mit Schätzungen der Stirnfläche und der Wasserdichte, wurde dann verwendet, um den empirischen Luftwiderstandsbeiwert von 0,13 zu bestimmen.

Die Reynolds-Zahl während der Schlepptests (und der für die Modellierung verwendete Bereich) lag im Bereich von 105-10 6, im Allgemeinen in den turbulenten Strömungsbereichen. Typische Werte des Luftwiderstandsbeiwerts für eine Kugel in diesem Reynolds-Zahlenbereich liegen zwischen 0,2 und 0,4. Zu Vergleichszwecken ist in Abbildung 4 ein Diagramm der Widerstandskurve für eine Kugel mit einem Luftwiderstandsbeiwert von 0,3 dargestellt. Somit liegen die modellierten und experimentellen Schätzungen des Luftwiderstandsbeiwerts in der Größenordnung von zwei- bis dreimal kleiner als für eine Kugel, was mit dem offeneren Charakter der Struktur übereinstimmt.

Um diese modellierten Ergebnisse zu validieren, führten wir auch Feldmessungen der Reaktion von zwei "Shell" Arks-Strukturen auf die Strömung durch. Um dies zu erreichen, wurde die gleiche Wägezelle vorübergehend in einer Linie mit der Hauptfestmacherleine der Arche installiert, ein Neigungssensor wurde auf der Arche installiert und ein Strommesser wurde am Standort installiert, um gleichzeitig die Wassergeschwindigkeit zu überwachen. Die Auftriebs- und Widerstandskomponenten der Spannung wurden dann aus dem Neigungswinkel und den Wägezellenmessungen berechnet (Abbildung 5). Die aktuellen Geschwindigkeiten während des Messzeitraums waren relativ stabil bei etwa 20 cm/s, und der Datensatz war relativ kurz; Daher wurden die Daten über den Zeitraum gemittelt und verwendet, um den Feldwiderstand und die Geschwindigkeitsreaktion mit den modellierten und experimentellen Schleppschätzungen zu vergleichen. Diese Ergebnisse zeigen, dass unter den erwarteten Bedingungen am Einsatzort (Strömungsgeschwindigkeiten von bis zu 1,3 m/s während eines typischen Sturmereignisses) die Widerstandskraft des Systems voraussichtlich weniger als 300 kg betragen wird.

Beide "Shell"-Strukturen in Vieques, Puerto Rico, überlebten einen direkten Treffer des Hurrikans Fiona der Kategorie 1 im September 2022 ohne offensichtliche Schäden an den Strukturen, der Verankerung oder dem Verankerungssystem, was einen In-situ-Test ermöglicht, der das Design unterstützt. Eine nahegelegene Boje (CARICOOS) verzeichnete am Einsatzort Strömungsgeschwindigkeiten von 1,05 m/s in 10 m Tiefe, was einer Widerstandskraft von ca. 160 kg auf die Verankerungssysteme entspricht. Die Systeme wurden so konstruiert, dass sie einer Kraft von 1.600 kg standhalten (unter Berücksichtigung der Ankerkapazität und der Bruchfestigkeit der Komponenten) und daher nicht unter Umgebungs- oder typischen Sturmbedingungen ausfallen dürften.

Netto-Auftriebsüberwachung für Coral Arks
Derselbe Ansatz, der zur Validierung der Luftwiderstandseigenschaften der Arche-Strukturen beschrieben wurde, wurde auch verwendet, um eine Methode zur Überwachung des Nettoauftriebs der Archen zu entwickeln. Solange die physische Struktur der Arche konstant bleibt, bietet der Nettoauftrieb einen groben Näherungswert für die Überwachung der gesamten Verkalkung der Gemeinschaft und damit des Korallenwachstums sowie eine Wartungsmetrik, um festzustellen, ob das System einen ausreichenden positiven Auftrieb aufweist, um das biologische Wachstum im Laufe der Zeit zu kompensieren. Die Auftriebskomponente (B) der Verankerungsspannung wurde unter Verwendung der Daten des Dehnungsmessstreifens und des Neigungssensors in Gleichung (4) berechnet:

figure-results-4Bewertungen (4)

wobei T die gemessene Spannung der Wägezelle und der Neigungswinkel ist. Die resultierende Zeitreihe des Nettoauftriebs ist in Abbildung 5 dargestellt. Unter den relativ stabilen aktuellen Bedingungen, die während der Feldüberwachungsereignisse vorhanden waren, stellten wir fest, dass die beiden in Vieques, Puerto Rico, eingesetzten "Shell"-Arche-Strukturen ähnliche Nettoauftriebe von 82,7 kg ± 1,0 kg (Ark 1) und 83,0 kg ± 0,9 kg (Ark 2) aufwiesen, wenn sie über den Überwachungszeitraum gemittelt wurden (± einer Standardabweichung), nachdem alle Korallen und ausgesäten ARMS-Einheiten 6 Monate nach dem ersten Struktureinsatz in die Strukturen umgesiedelt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass mit Hilfe der Kurzzeitüberwachung während relativ stabiler Wasserströmungsperioden der Nettoauftrieb im Feld auf ~1 kg genau bestimmt werden kann, was sich langfristig für die Überwachung von Veränderungen der Biomasse als nützlich erweisen sollte.

Wasserqualität und Dynamik der mikrobiellen Gemeinschaft
Metriken im Zusammenhang mit der Wasserqualität und den mit der Wassersäule assoziierten mikrobiellen Gemeinschaften wurden an zwei Mittelwasser-"Shell"-Archen gemessen, die in 55 Fuß Wassertiefe mit der Spitze der Archen in einer Tiefe von 25 Fuß vor der Küste von Isla Vieques, Puerto Rico, verankert waren (Abbildung 6C). Die Wasserqualitätsmetriken, die mikrobiellen und viralen Abundanzen und die durchschnittliche Mikrobengröße von zwei Archen wurden mit den gleichen Metriken von zwei nahe gelegenen Meeresboden-"Kontroll"-Standorten verglichen, die sich ebenfalls in einer Tiefe von 25 Fuß, aber viel näher an der Küste befanden (Abbildung 6D). Die gezeigten Messungen wurden unmittelbar nach der Installation der Archen mit einer ersten Charge translozierter Korallen (November 2021) und 6 Monate später, nachdem eine zweite Charge von Korallen und ausgesäten ARMS in die Archen umgesiedelt wurde (Mai 2022), gesammelt; Sie wurden dann zum Vergleich über beide Standorte (Archen und Kontrollstandorte) gemittelt. Da die gesäten ARMS 6 Monate nach dem Einsatz in die Archen überführt wurden, war die Anhäufung von Lebensgemeinschaften auf den Strukturen während des ersten 6-Monats-Zeitraums mit Biofouling und natürlicher Rekrutierung verbunden.

Die Arks-Umgebung wies höhere durchschnittliche Tageslichtlichtintensitäten (Abbildung 6A), höhere durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeiten (Abbildung 6C), niedrigere Konzentrationen an gelöstem organischem Kohlenstoff (Abbildung 6F) und geringere Diel-Schwankungen der Konzentrationen von gelöstem Sauerstoff (Abbildung 6G) auf als die benthischen Kontrollstellen. Die Archen zeigten auch mikrobielle Gemeinschaften mit höheren Virus-Mikroben-Verhältnissen als die Kontrollstellen (Abbildung 7A), angetrieben von einer höheren Häufigkeit freier Viren (Abbildung 7C) und einer geringeren Häufigkeit von Mikroben (Abbildung 7B) in der Mittelwasser-Archenumgebung. Die mikrobiellen Gemeinschaften auf den Archen bestanden im Durchschnitt aus physisch kleineren Zellen als die mikrobiellen Gemeinschaften am Meeresboden (Abbildung 7D). Die Temperaturunterschiede zwischen den Archen und den Kontrollstellen waren nicht signifikant (Abbildung 6E). Alle oben genannten Trends stehen im Einklang mit einer besseren Wasserqualität und gesünderen mikrobiellen Gemeinschaften auf den Archen als an den Kontrollstandorten. Diese Bedingungen hielten in den ersten 6 Monaten des Einsatzes an, in denen sich auf den Archen eine im Entstehen begriffene biologische Gemeinschaft sowohl durch die Umsiedlung von Korallennoppen als auch durch die natürliche Rekrutierung aus der Wassersäule entwickelte und sukzessive Veränderungen erfuhr, sowie durch die Hinzufügung von gesäten ARMS auf den Strukturen in Monat 6.

Überleben der Korallen
Eine Kohorte von Korallen mit acht Arten und verschiedenen Morphologien wurde sowohl nach der Installation der Archen (Monat 0) als auch nach der Hinzufügung der ausgesäten ARMS im 6. Monat auf die Archen und benthischen Kontrollstellen verteilt. Die ursprünglichen Elternkolonien jeder Korallenart wurden in Nubbins (2-8 cm in einer bestimmten Dimension) fragmentiert und an Kalksteinkorallenplatten (vier bis fünf Noppen pro 20 cm2 Platte) befestigt, die sowohl an den Archen als auch an den Kontrollstandorten gleichmäßig verteilt waren, um sicherzustellen, dass die gleichen Arten und Genotypen sowohl an den Mittelwasser-Archen als auch an den Kontrollstandorten vertreten waren. Das Überleben dieser umgesiedelten Korallen wurde alle 3 Monate an den Archen und Kontrollstellen bewertet. Neun Monate nach der Translokation der ersten Korallenkohorte lebten auf den Archen noch mehr Korallen (80 %, Abbildung 8) als an den Kontrollstellen (42 %, Abbildung 8).

figure-results-5
Abbildung 1: Diagramm, das die strukturellen Komponenten von zwei vollständig installierten Coral Ark-Strukturen zeigt. Links werden die Strukturen "Shell" und "Two-Platform" (rechts) der Coral Arks gezeigt, zusammen mit zwei Methoden zur Bereitstellung von positivem Auftrieb und zwei Methoden zur Verankerung. Abkürzung: ARMS = Autonomous Reef Monitoring Structures. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

figure-results-6
Abbildung 2: Entwurf, Einsatz und Transfer von ARMS-Einheiten. (A-D) PVC-ARMS und (E-H) Kalkstein-ARMS von den Aussaatplätzen des Meeresbodens zu Korallenarchen. (A) Bildnachweis an Michael Berumen. (B) Bildnachweis an David Littschwager. Abkürzungen: PVC = Polyvinylchlorid; ARMS = Autonome Riffüberwachungsstrukturen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

figure-results-7
Abbildung 3: Bilder, die die Bereitstellungsphasen von Coral Arks darstellen, einschließlich des Transports zum Standort und der vollständigen Installation. (A-C) Shell-Typ- und (D-F) Zwei-Plattform-Systeme. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

figure-results-8
Abbildung 4: Widerstandseigenschaften der "Shell"-Arche-Strukturen basierend auf Modellierung, experimentellen Schlepptests und Feldvalidierung relativ zum Widerstand einer Kugel desselben ungefähren Maßstabs. "ARK1" und "ARK2" sind identische "Shell"-Arche-Strukturen, die am selben Standort in Vieques, Puerto Rico, installiert wurden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

figure-results-9
Abbildung 5: Gemessene Nettoauftriebswerte für zwei "Shell"-Archen in Vieques, Puerto Rico. Dargestellt sind die Wassergeschwindigkeit (rechte Achse, mittlere Farben), der Nettoauftrieb (linke Achse, helle Farben) und der berechnete Luftwiderstand/Spannung an der Festmacherleine (linke Achse, dunkle Farben) für "Shell" Ark 1 (blau) und "Shell" Ark 2 (grün). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

figure-results-10
Abbildung 6: Wasserqualitätsmetriken im Zusammenhang mit den "Shell"-Archen und den Kontrollstandorten des Meeresbodens in Vieques, Puerto Rico, unmittelbar nach der Installation und 6 Monate danach. (A) Tageslichtintensität, (B) aktuelle Geschwindigkeit, (C, D) Fotos, die 6 Monate nach der Installation aufgenommen wurden, (E) Temperatur, (F) gelöster organischer Kohlenstoff, (G) Änderungen des Gehalts an gelöstem Sauerstoff in den Archen im Vergleich zu Kontrollstandorten über 6 Monate. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

figure-results-11
Abbildung 7: Metriken im Zusammenhang mit den mit der Wassersäule assoziierten mikrobiellen Gemeinschaften auf den "Shell"-Archen und den Kontrollstellen für den Meeresboden in Vieques, Puerto Rico, unmittelbar nach der Installation und 6 Monate danach . (A) Virus-Mikroben-Verhältnis, (B) Bakterienzellhäufigkeit, (C) freie Virushäufigkeit und (D) durchschnittliche Bakterienzellgröße. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

figure-results-12
Abbildung 8: Anteil der überlebenden Korallen auf den "Shell"-Archen und Meeresbodenkontrollstellen in Vieques, Puerto Rico während der ersten 9 Monate nach der Umsiedlung. Die Bilder zeigen den Zustand einer einzelnen Korallenplatte auf den Archen (oben) und an den benthischen Kontrollstellen (unten) unmittelbar nach der Translokation (links) und 6 Monate nach der Translokation (rechts). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Tabelle 1: Überlegungen zur Konstruktion und zum Design von ARMS. Abkürzungen: ARMS = Autonomous Reef Monitoring Structures; PVC = Polyvinylchlorid. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.

Tabelle 2: Überlegungen zum Design von Coral Arks. Abkürzungen: PVC = Polyvinylchlorid; ARMS = Autonome Riffüberwachungsstrukturen; HDPE = Polyethylen hoher Dichte. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.

Ergänzende Datei. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen. 

Diskussion

Die oben vorgestellten repräsentativen Ergebnisse zeigen, dass Korallenarchen einen Lebensraum und verbesserte Wasserqualitätsbedingungen für den Aufbau von Riffgemeinschaften auf stabilen In-situ-Forschungsplattformen bieten. Archen und Meeresbodenkontrollstellen in gleicher Tiefe zeigten durchweg unterschiedliche Wasserqualitätsprofile. Höhere durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeiten und eine größere Entfernung von der Küste verringerten die Sedimentation und Trübung in der Mittelwasserumgebung an den Arks-Standorten (Abbildung 6B), was wahrscheinlich zu den niedrigeren gemessenen Konzentrationen an gelöstem organischem Kohlenstoff auf den Arks beitrug (Abbildung 6F). Darüber hinaus führten diese Verbesserungen der Wasserklarheit zu erhöhten Tageslichtintensitäten auf den Archen im Vergleich zu den Kontrollstandorten (Abbildung 6A). Geringere Diel-Schwankungen des gelösten Sauerstoffs deuten auf eine verbesserte Sauerstoffverfügbarkeit für Korallen auf den Archen im Vergleich zum Benthos hin, insbesondere nachts (Abbildung 6G). Diese Metriken wurden alle mit Verbesserungen des Korallenüberlebens42, des Wachstums 43,44,45 und der Erholung von Stress46,47 in früheren Arbeiten in Verbindung gebracht und können mit verbesserten Überlebensergebnissen von Korallen in Verbindung gebracht werden, die im Vergleich zu benthischen Kontrollstellen in Archen umgesiedelt werden (Abbildung 8 ). Die Tatsache, dass diese Bedingungen auch nach der Anhäufung erheblicher Biomasse durch Biofouling bestehen bleiben, deutet darauf hin, dass natürliche Rekrutierungsprozesse die verbesserten Wasserqualitätseigenschaften der Mittelwasserumgebung nicht beeinträchtigen. Archen wurden 3 km vor der Küste der benthischen Kontrollstandorte eingesetzt und profitierten wahrscheinlich von verringerten Einträgen von terrestrisch abgeleiteten Sedimenten, Nährstoffen und möglicherweise Fischereidruck, der küstennahe Standorte herausfordert. Die Ansiedlung von Archen in Gebieten mit sauberem Wasser und geringem menschlichen Einfluss (z. B. Offshore) kann eine bessere Umgebung als stark betroffene Küstengebiete bieten, um die Artenvielfalt der Riffe für Experimente auf Mesokosmenebene zu verbreiten.

Die vorläufigen Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass die Mittelwasserarchen weniger Mikrobialisierung erfahren, ein zentraler Riffprozess, der mit der Verschlechterung benthischer Rifflebensräume verbunden ist 4,48. Hohe Nährstoffeinträge und Überfischung wurden als Treiber für riffweite trophische Rückkopplungsschleifen identifiziert, in denen sich energetisch destabilisierte mikrobielle Gemeinschaften vermehren, was zu einem respiratorischen Abbau von metabolisch verfügbarem Sauerstoff und dem erhöhten Auftreten von Korallenpathogenen am Benthos führt 6,49,50,51 . Die verringerte Häufigkeit freier Viren an mikrobiell geprägten Riffen, die als primäre lytische Kontrolle des Wachstums mikrobieller Gemeinschaften dienen, deutet auf einen Zusammenbruch der trophischen Struktur hin, der eine weitere mikrobielle Expansion begünstigt52. Wassersäulen-assoziierte Mikroben auf den Archen waren sowohl weniger häufig (Abbildung 7B) als auch physisch kleiner (Abbildung 7D) als an den Standorten am Meeresboden. Die Archen zeigten auch ein höheres Virus-Mikroben-Verhältnis (Abbildung 7A), eine Fülle freier Viren (Abbildung 7C) und die Verfügbarkeit von gelöstem Sauerstoff, insbesondere nachts (Abbildung 6G). Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Mittelwasserumgebung im Vergleich zu den Meeresbodenstandorten ein geringeres Potenzial für Mikrobialisierung aufwies. Archen als Mesokosmen, auf denen die Umweltbedingungen einfach durch vertikale Anpassung in der Wassersäule verändert werden können, bieten die Möglichkeit, die mikrobiellen und molekularen Mechanismen des Riffabbaus zu mildern und weiter zu erforschen.

Geodätische Kugeln mit zwei unterschiedlichen Frequenzen wurden für das Design der hier vorgestellten Korallenarchen ausgewählt (Abbildung 1). Die geodätische Frequenz (1V, 2V, 3V) gibt die Anzahl der sich wiederholenden Unterelemente in einer geodätischen Kugel an, wobei höhere Frequenzen einer höheren Anzahl dreieckiger Unterelemente entsprechen. Aus struktureller Sicht verteilen geodätische Polyeder die mechanische Spannung in der gesamten Struktur, was zu einer hohen angeborenen Festigkeit für ihre Größe53,54 führt. Diese Eigenschaften sorgen für eine hohe Haltbarkeit und Langlebigkeit, gehen jedoch auf Kosten eines höheren hydrodynamischen Luftwiderstands, was zu höheren Belastungen des Verankerungssystems führen kann. Aus der Perspektive des Lebensraums stellt der von einem Arche-System erzeugte Widerstand einen Indikator für die Diffusion des Impulses innerhalb der Struktur und damit für den Grad der Verringerung der internen Umgebungsströmung dar. Die modellierten und experimentell validierten Ergebnisse deuten auf eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der "Shell"-Archen um 40 % bis 70 % im Vergleich zum umgebenden Strömungsfeld hin, was auf die Erzeugung einer turbulenten Strömung innerhalb der Strukturen zurückzuführen ist (siehe Abschnitt 6 der ergänzenden Datei 1). Während das optimale Ausmaß der internen Strömungsreduzierung nicht klar ist (und sich mit der geodätischen Häufigkeit unterscheidet), sind Bereiche mit reduzierter Strömung innerhalb der Struktur wichtig für die Schaffung von Nischenlebensräumen 55,56, die Remineralisierung von Nährstoffen 57,58 und die Förderung der Retention und Ansiedlung von Larven 59,60 . Im Allgemeinen erfordern größere und häufigere geodätische Strukturen, insbesondere an exponierteren Installationsorten, Verankerungssysteme mit höherer Haltekraft und mehr Redundanz, die in die Tragwerksplanung integriert sind.

Die Ergebnisse der feldbasierten Messungen der Widerstandskomponente der Spannung am "Shell" Ark-Verankerungssystem stimmten eng mit den Ergebnissen überein, die aus den modellierten und experimentellen Schleppschätzungen (Abbildung 4) generiert wurden, und lagen innerhalb der erwarteten Auslegungsbereiche. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Annahmen des hydrodynamischen Modells gültig sind und dass das Modell die Widerstandskräfte über die Hintergrundströmungsbereiche vorhersagen kann. Obwohl die Abweichungen in den modellierten und experimentellen Daten gering waren, ermöglichte der Bereich der Strömungen während des Testzeitraums, der typisch für Umgebungs- und Nicht-Sturm-Strömungsgeschwindigkeiten am Standort war, keine strenge Validierung über das gesamte Modellierungsspektrum. Bei der Vorhersage der Designanforderungen von Coral Arks-Systemen sollten Modellierungsbemühungen mit Informationen über die Häufigkeit von Stürmen und die Exposition an den geplanten Einsatzorten kombiniert werden, um Strukturen und Verankerungssysteme zu entwerfen, die die erwarteten hydrodynamischen Kräfte überstehen können. Die hier vorgestellte Modellierungsarbeit kann verwendet werden, um Ark-Systeme an anderen Standorten mit minimalen Eingaben (gewünschte Ark-Größe, Frequenz und durchschnittliche Stromgeschwindigkeiten am Einsatzort) zu entwerfen, indem Luftwiderstandsbeiwerte und maximale erwartete Kräfte auf das Verankerungs- und Verankerungssystem bereitgestellt werden.

Arche- und ARMS-Systeme sind modular aufgebaut und können in anderen Maßstäben und mit alternativen Materialien als den hier beschriebenen gebaut werden. Obwohl ihre endgültige Langlebigkeit noch nicht bestimmt wurde, wurden Korallenarchen für einen Lebenszyklus von etwa 10 Jahren entwickelt. Die Materialzusammensetzung der Archen und ARMS beeinflusst die Langlebigkeit der Strukturen, das Gewicht der Systeme und damit den erforderlichen Auftrieb, um das Gewicht auszugleichen, und kann die Reaktion der frühen Bewuchsgemeinschaften beeinflussen (Supplemental File 1-Abbildung S7). Zum Beispiel bietet Kalkstein ein natürlicheres Substrat für die biologische Besiedlung des ARMS und wird auf den meisten Karbonat-Riffinseln leicht und kostengünstig beschafft, ist jedoch zerbrechlicher und schwerer als andere Materialien wie PVC und Glasfaser. Diese Faktoren sollten im Vergleich zu standortspezifischen Merkmalen berücksichtigt werden, um ARMS, Archen und Verankerungssysteme zu entwerfen, die die gewünschten Projektergebnisse am besten berücksichtigen.

Die Einsatzorte für Korallenarchen sollten auch auf der Grundlage der beabsichtigten Projektziele (d. h. Forschung, Minderung oder Wiederherstellung) ausgewählt werden. Zu den Faktoren, die bei der Standortauswahl zu berücksichtigen sind, gehören der Zugang zu Materialien, der Zustand oder Zustand des Riffs, die Investition/Beteiligung der Gemeinschaft, die Ressourcenbegrenzung, die institutionelle Unterstützung und die Genehmigungsanforderungen. Korallenarchen können Möglichkeiten bieten, spezifische Bedürfnisse an Standorten zu erfüllen, die (1) lebende Korallenriffe enthalten, die sich in einem relativ schlechten Zustand befinden und von Wiederherstellungsaktivitäten profitieren würden, um die Rekrutierung von Korallen, die Korallenbedeckung, den Küstenschutz oder die menschlichen Nahrungsressourcen zu verbessern; (2) die Notwendigkeit haben, Korallen an einen anderen Ort umzusiedeln, was beispielsweise der Fall sein kann, wenn es gesetzliche Anforderungen gibt, lebende Korallen von Trümmern zu entfernen, die entfernt werden sollen (an diesen Standorten können Korallenarchen in Zusammenarbeit mit oder zur Unterstützung bestehender Wiederherstellungs- und Auspflanzungsbemühungen verwendet werden, um die Umsiedlungsergebnisse zu verbessern); (3) die Erforschung neuartiger Konservierungs- und Restaurierungstechnologien unter Verwendung von Korallenarchen erfordern, um den Erfolg lokaler Bemühungen zu verbessern; oder (4) hinreichend unterschiedliche lokale Bedingungen aufweisen (d.h. unterschiedliche Ausmaße des anthropogenen Einflusses), was bedeutet, dass standardisierte Mesokosmen aussagekräftige Vergleiche über Riffprozesse und -interventionen liefern könnten. Die spezifischen Ansätze zur Überwachung von Aspekten des Coral Arks-Ökosystems wie biologisches Wachstum, Diversität und Wasserchemie variieren je nach Projektziel und standortspezifischen Variablen. Ein repräsentativer Überblick über die bisher durchgeführte wissenschaftliche Überwachung von Korallenarchen ist in Abschnitt 5 des Ergänzungsdossiers 1 enthalten.

Das Design der Korallenarchenstrukturen kann Korallen nahezu jeder Art, Größe und jedes Alters aufnehmen und sollte im Vergleich zu denen auf einem gestörten Riffbenthos verbesserte Bedingungen bieten. Abhängig von den Wachstums- und Verkalkungsraten, die an einem bestimmten System beobachtet werden, kann die Hinzufügung von positivem Auftrieb zu den Arks-Strukturen erforderlich sein, um das biologische Wachstum zu kompensieren und das Risiko des Absinkens zu verringern. Positiv schwimmfähige Mittelwasserstrukturen können mit einer Zug-/Druckwägezelle oder einem Dehnungsmessstreifen gewogen werden, um festzustellen, ob das Gewicht der Gemeinschaft im Wasser zunimmt (Abbildung 5). Periodische oder Langzeitmessungen mit der Wägezelle können andere Korallenwachstumsmetriken mit feiner Auflösung ergänzen, um eine Metrik für das Wachstum/die Verkalkung auf Gemeindeebene zu generieren, und wurden als regelmäßige Wartungsaufgabe aufgenommen, um festzustellen, ob das System über einen ausreichenden positiven Auftrieb verfügt, um dieses biologische Wachstum im Laufe der Zeit zu kompensieren. Für den Fall, dass eine installierte Arche nicht mehr überwacht oder gewartet werden kann, könnte sie verlegt und/oder der Auftrieb entfernt werden, damit die Arche fest mit dem Benthos verbunden werden kann.

Die hier beschriebenen Methoden bieten Forschern ein vielseitiges Toolkit für den Aufbau von Mittelwasserriffgemeinschaften, die an Orten mit verbesserter Wasserqualität angesiedelt werden können. Durch die Veränderung der Tiefe oder Lage der Arks-Strukturen können Änderungen der Wasserqualitätsparameter experimentell mit Änderungen der Struktur der Riffgemeinschaften und der Sukzessionsverläufe in Verbindung gebracht werden. Dieses Konstruktionsmerkmal ermöglicht es den Forschern, den reichlich vorhandenen und ungenutzten Raum in der Mittelwasserumgebung zu nutzen, um Korallenriff-Mesokosmen zusammenzustellen und zu untersuchen. Die Verwendung von gesäten ARMS, um kryptische Biodiversität zu verlagern und der natürlichen Rekrutierung von mobil grasenden wirbellosen Tieren einen "Schub" zu verleihen, bietet eine funktionelle Lösung zur Reduzierung des Algen-Biofoulings und damit der benthischen Konkurrenz für Korallen. Die Verwendung etablierter und standardisierter Stichprobenstrukturen als Bestandteile dieses Systems bietet einen Mehrwert, indem sie die langfristige Überwachung kryptischer Gemeinschaften auf Arks und den Vergleich mit Datensätzen ermöglicht, die mit ARMS als globalem Biodiversitätszählungsinstrument generiert wurden.

Korallenarchen können als ganzheitlichere, integrierte und selbstregulierende Plattform für die Vermehrung von Korallen- und Wirbellosenbiomasse dienen, die dann in nahe gelegene degradierte Riffe ausgepflanzt werden kann und Korallen einen sicheren Hafen bieten kann, um unter verbesserten Wasserqualitätsbedingungen zu wachsen und sich zu vermehren. Wie derzeit in Puerto Rico demonstriert wird, können Archen verbesserte Überlebensergebnisse für Minderungsprojekte erzielen, die die Umsiedlung von Korallen und die Artenvielfalt der Riffe aus Trümmern oder degradierten Gebieten beinhalten. Archen sind in langfristigen Projekten als Methode relevant, um Lebensräume für Fischpopulationen zu ersetzen, neue Schutzstrategien zu testen und die einheimische Artenvielfalt der Riffe zu erhalten. Dabei bieten Archen vielseitige Werkzeuge für die Durchführung von In-situ-Studien von Riffanordnungen und ökologischer Sukzession und können neue Einblicke in die Riffkonnektivität gewinnen.

Offenlegungen

Die Autoren haben keine konkurrierenden finanziellen Interessen oder andere Interessenkonflikte.

Danksagungen

Wir danken Mark Vermeij, Kristen Marhaver und der CARMABI Research Foundation in Curaçao für die Bereitstellung von Ressourcen, Unterstützung und Erkenntnissen für dieses Projekt. Wir danken dem NAVFAC Atlantic Vieques Restoration Program und dem Jacobs Engineering-Team für ihre umfangreiche logistische und technische Unterstützung bei der Installation, Wartung und Überwachung der Coral Arks in Vieques. Wir danken auch Mike Anghera, Toni Luque, Cynthia Silveira, Natascha Varona, Andres Sanchez-Quinto, Lars ter Horst und Ben Darby für ihre Hilfe und ihren konstruktiven Beitrag vor Ort. Diese Forschung wurde durch einen Gordon and Betty Moore Foundation Aquatic Symbiosis Investigator Award an FLR und durch das Environmental Security Technology Certification Program (RC20-5175) des US-Verteidigungsministeriums finanziert.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
PVC ARMS
316 Edelstahl Sechskantschraube, teilweise Gewinde, 8" Länge, 1/4"-20 GewindegrößeMcMaster Carr92186A569Schrauben für PVC ARMS Montage
Pro Einheit: 4x
316 Edelstahl Sechskantmutter, superkorrosionsbeständig, 1/4"-20 GewindegrößeMcMaster Carr94805A029Muttern für PVC ARMS Montage
Pro Stück: 8x
316 Edelstahl Nylon-Einsatz-Kontermutter, super-korrosionsbeständig, 1/4"-20 GewindegrößeMcMaster Carr90715A125Kontermuttern für PVC ARMS-Montage
Pro Stück: 4x
316 Unterlegscheibe aus Edelstahl für 1/4" Schraubengröße, 0,281" ID, 0,625" ODMcMaster Carr90107A029Unterlegscheiben für PVC ARMS-Montage
Pro Stück: 8x
Nylon Abstandshalter ohne Gewinde - 1/2" lang, 1/2" OD, schwarzMcMaster Carr90176A159Nylon Abstandshalter für PVC ARMS-Montage
Pro Stück: 20x
PVC Platte Typ 1, 0,25" dick, grauMcMaster Carr8747K215PVC für ARMS Stapelplatten. Siehe Ergänzungsdatei 1-figurig SI 4.
Pro Stück: 9x
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
PVC-Platte Typ 1, 0,5" dick, grauMcMaster Carr8747K217PVC für ARMS-Grundplatten. Siehe Ergänzungsdatei 1-figurig SI 1.
Pro Einheit: 1x
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
PVC-Platte Typ 1, 0,5" dick, grauMcMaster Carr8747K217PVC für ARMS lange Kreuzabstandshalter. Siehe Ergänzungsdatei 1-figurig SI 2.
Pro Einheit: 4x
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
PVC-Platte Typ 1, 0,5" dick, grauMcMaster Carr8747K217PVC für ARMS kurze Kreuzabstandshalter. Siehe Ergänzungsdatei 1-fig SI 3.
Pro Einheit: 8x
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Ratschen-Kombischlüssel, 7/16"McMaster Carr5163A15Schraubenschlüssel zur Befestigung von PVC-ARMS-Hardware
Pro Einheit: 2x
Bewehrungsstahl, 3 Fuß Längen, 1/2" dickeMcMaster Carr7480N115Bewehrungspfähle zur Befestigung von PVC-ARMS an Benthos. Hammer erforderlich.
Pro Einheit: 4x
fortlaufend nummerierte Metall-TagsMcMaster Carr2208N349Nummerierte Tags für ARMS ID
Pro Einheit: 1x
Limestone ARMS
DeWalt Nass-FliesensägeHome DepotD24000SKalksteinfliesen in stapelbare Stücke schneiden
Pro Einheit: 1x
Lift Bag, 50 lb KapazitätAmazonB07GCNGRDRHebekissen für den Transport von Kalkstein ARMS nach benthos
Pro Einheit: 1x
Milchkiste, Heavy Duty, 13" x 19" x 11" AmazonB06XGBDJMD Kiste für den Transport von Kalkstein ARMS nach benthos
Pro Einheit: 1x
natürliche Kalkstein- oder Travertinfliese (ungefüllt) - 12" x 12"Bedrosians Fliese & SteinTRVSIENA1212TGrundmaterial für Kalkstein ARMS Schichten und Stapelstücke. Siehe Zusatzdatei 1-Abbildung SI 7 und Abbildung SI 8.
Pro Einheit: 10x
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
PC-11 Epoxid-Klebepaste, zweiteilig AmazonB008DZ1864Zweikomponenten-Epoxidharz für Kalkstein ARMS-Baugruppe
Shell Ark
Downline: 1" Nylon, 6' lange Kausche von Kausche zu Fingerhut mit rostfreier Segelmacherkausche oben, strapazierfähige verzinkte Kausche untenWest MarineCustomNylon Festmacherleine zum Befestigen von Ark Festmacherzaumzeug am Ankersystem.
Pro Einheit: 1
Hauptstruktur: 105-B EpoxyWest Marine (hergestellt von West System)318352Epoxidharz zur Abdichtung von Schaumstoff in den Streben. 
Hauptstruktur: 205-B HärterWest Marine (hergestellt von West System)318378Epoxidharz zur Abdichtung von Schaumstoff in den Streben. 
Festmacherzaumzeug: 3-1/8" x 2" kleines Padeye mit Diamantbasis mit 7/8" BügelWest Marine (Made by Harken)130560Padeyes zum Befestigen des Verankerungssystems an der Ark-Basis.
Pro Einheit: 5
Hauptstruktur: 3/4" H-80 Divinycell Closed-Cell Foam, glattes Blech 48" x 96"Fiberglas VersorgungL18-1110Schwimmfähiger Schaumstoff für Streben. Schaumstoff in 1,5" breite Streifen schneiden, 15,5" lang für S1-Streben und 19" lang für S2-Streben, zu den Streben hinzufügen.
Pro Einheit: 120
Downline: 3/4" Edelstahl MasterlinkLift-It (Made by Suncor)S0652-0020Masterlink, verbindet die Oberseite des Wirbels mit dem unteren Teil der 5-Punkt-Festmacherwaage.
Pro Einheit: 1
Festmacherzaumzeug: 3/8" Edelstahl Long D Schäkel mit unverlierbarem selbstsicherndem StiftWest Marine (Made by Wichard)116293Hochfeste Schäkel zur Verbindung der Pad-Ösen mit dem Verankerungssystem.
Pro Einheit: 5
Hauptstruktur: 316 SS, Pan Head Phillips Screw, 1/4-20, 3" LongMcMaster Carr91735A385Schrauben zur Befestigung von Rumpfanoden an rostfreien Streben
Pro Einheit: 2
ARMS-Aufsätze: 316 Edelstahl Nylon-Einsatz-Kontermutter, superkorrosionsbeständig, 1/2"-13 GewindegrößeMcMaster90715A165Kontermuttern zur Befestigung von ARMS an ARMS Montagegrundplatten (8 pro Stück)
Pro Stück: 80
ARMS Grundplatten: 316 Edelstahl Nylon-Einsatz-Kontermutter, superkorrosionsbeständig, 1/4"-20 GewindegrößeMCMASTER90715A125Kontermuttern für ARS-Montagegrundplatten (Streben und Sterne)
Pro Stück: 600
Korallenplatten-Grundplatten: 316 Edelstahl Nylon-Einsatz-Kontermutter, superkorrosionsbeständig, 1/4"-20 GewindegrößeMcMaster90715A125Kontermuttern zur Befestigung von Korallenplatten-Grundplatten an Streben
Pro Stück: 600
Korallenplattenbefestigung: 316 Edelstahl Nylon-Einsatz-Kontermutter, superkorrosionsbeständig, 1/4"-20 GewindegrößeMcMaster90715A125Kontermuttern zur Befestigung von Korallenplatten an Grundplatten
Pro Einheit: 80
Festmacher-Zaumzeug: 316 Edelstahl-Nylon-Einsatz-Kontermutter, superkorrosionsbeständig, 1/4"-20 GewindegrößeMcMaster90715A125Padeye-Kontermuttern zur Befestigung von Pad-Ösen an Streben.
Pro Stück: 20
Hauptstruktur: 316 Edelstahl-Nylon-Einsatz-Kontermutter, super-korrosionsbeständig, 10-32 GewindegrößeMcMaster90715A115Kontermuttern für Sternstrebe-Verbindungen
Pro Stück: 475
Hauptaufbau: 316 Edelstahl-Flachkopf-Kreuzschlitzschraube, 10-32 Gewinde, 2-1/2" langMcMaster91735A368Schrauben für Sternstreben-Verbindungen
Pro Stück: 475
Festmacher-Zaumzeug: 316 Edelstahl-Kreuzschlitzschrauben, 1/4"-20 Gewindegröße, 2-3/4" langMcMaster91500A341Padeye-Schrauben zur Befestigung von Pad-Ösen an Streben.
Pro Stück: 15
ARMS Grundplatten: 316 Edelstahl Phillips Flachkopfschrauben, 1/4"-20 Gewindegröße, 3" langMcMaster91500A554Schrauben zur Befestigung von ARMS Montagegrundplatten an Stars
Pro Stück: 475
Festmacherzaumzeug: 316 Edelstahl Phillips Flachkopfschrauben, 1/4"-20 Gewindegröße, 3" langMcMaster91500A554Padeye Schrauben zum Befestigen von Pad-Ösen durch Streben & Sterne.
Pro Einheit: 5
Festmacher-Zaumzeug: 316 Edelstahl Schraubbolzen Schäkel - zum Heben, 1/2" dickMcMaster3583T15Schäkel zum Verbinden von unteren Waagen Kauschen mit kleinen Gliedern auf Masterlink.
Pro Einheit:
5 ARMS Anbauteile: 316 Edelstahl Split Lock Unterlegscheibe für 1/2" Schraubengröße, 0,512" ID, 0,869" ODMcMaster92147A033Sicherungsscheiben zur Befestigung von ARMS an ARMS Montagegrundplatten (4 pro Stück)
Pro Einheit: 40
ARMS Befestigungen: 316 Edelstahlscheibe für 1/2" Schraubengröße, 0,531" ID, 1,25" ODMcMaster90107A033Unterlegscheiben zur Befestigung von ARMS an ARMS Montagegrundplatten (4 pro Stück)
Pro Einheit: 40
ARMS Grundplatten: 316 Edelstahl-Unterlegscheibe für 1/4" Schraubengröße, 0,281" ID, 0,625" ODMcMaster90107A029Unterlegscheiben zur Befestigung von ARS-Montagegrundplatten an Streben
Pro Einheit: 40
Grundplatten für Korallenplatten: 316 Unterlegscheibe aus Edelstahl für 1/4" Schraubengröße, 0,281" ID, 0,625" ODMcMaster90107A029Unterlegscheiben zur Befestigung von Grundplatten für Korallenplatten an Streben
Pro Einheit: 40
Korallenplattenbefestigung: 316 Edelstahlscheibe für 1/4" Schraubengröße, 0,281" ID, 0,625" ODMcMaster90107A029Unterlegscheiben zur Befestigung von Korallenplatten an Grundplatten
Pro Einheit: 160
Hauptstruktur: 316 Edelstahlscheibe für Anzahl 10 Schraubengröße, 0,203" ID, 0,438" ODMcMaster90107A011Unterlegscheiben für Sternstrebenverbindungen
Pro Einheit: 475
Auftrieb: 316 Edelstahl-Unterlegscheibe, 1" Schraubengröße, 2" ODMcMaster90107A038Große Unterlegscheiben für die zentrale Stange (2 pro Schwimmer)
Pro Einheit: 22
ARMS-Anbauteile: 316 Edelstahl-Unterlegscheibe, übergroß, 1/2" Schraube, 1,5" AD, 0,052" - 0,072" DickeMcMaster91525A145Übergroße Unterlegscheiben zur Befestigung von ARMS an ARMS-Montagegrundplatten (4 pro Einheit)
Pro Einheit: 40
Korallenplatten: 3M Marine Kleb- und Dichtstoff - Schnelle Aushärtung 5200 McMaster67015A44Klebstoff zum Verkleben von Kalksteinfliesen mit PVC-Korallengrundplatten. Ecken mit Mauerbohrer ausbohren. 
Auftrieb: 3M Marine Kleb- und Dichtstoff - Schnelle Aushärtung 5200 McMaster67015A44Kleber zum Befestigen von GFK-Gewindestangen in Schleppnetzschwimmern
Pro Einheit: 2
Festmacherzaum: 5/8" Dyneema mit rostfreien Segelmacherkauschen oben und untenWest MarineCustom5-Leg Festmacherzaumzeug zum Befestigen von Ark an der Downline.
Pro Stück: 5
Downline: Gabelkopf-zu-Gabelkopf-Drehgelenk - nicht zum Heben, Edelstahl 316, 6-7/32" LongMcMaster37405T29Wirbel, unten verbindet sich mit der Oberseite der Downline, oben verbindet sich mit dem großen Glied im Masterlink.
Pro Einheit: 1
Auftrieb: Fiberglas-Sechskantmutter, 1"-8 GewindegrößeMcMaster91395A038Fiberglas-Sechskantmuttern zum Befestigen von GFK-Gewindestangen in Schleppnetzschwimmern
Pro Einheit: 30
Auftrieb: Fiberglas-Gewindestange, 1"-8 Gewindegröße, 8 Fuß langMcMaster91315A238Fiberglas-Gewindestange zum Befestigen des Schwimmers an Ark. Siehe Ergänzungsdatei 1-figuriger SI 16.
Pro Einheit: 10
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Ankersystem: Schäkel aus verzinktem legiertem Stahl mit Schraubstift - zum Heben, 1/2" dickerMcMaster3663T42Mittlerer Schäkel von der Kette bis zum Birnenglied.
Pro Einheit: 3
Ankersystem: Schäkel aus verzinktem legiertem Stahl mit Schraubstift - zum Heben, 3/4" dickerMcMaster3663T44Oberer großer Schäkel zum Verbinden des Birnenglieds mit dem unteren Unterlegfingerhut.
Pro Einheit: 1
Ankersystem: Schäkel aus verzinktem legiertem Stahl mit Schraubstift - zum Heben, 3/4" dickerMcMaster3663T44Ankerschäkel.
Pro Einheit: 3
Ankersystem: Schäkel aus verzinktem legiertem Stahl mit Schraubstift - zum Heben, 3/8" dickerMcMaster3663T51Schäkel zum Verbinden der Kette mit dem oberen mittleren Schäkel.
Pro Einheit: 3
Ankersystem: Schäkel aus verzinktem legiertem Stahl mit Schraubstift - zum Heben, 3/8" dickerMcMaster3663T51Unterer kleiner Schäkel zum Verbinden von Kette und Ankerschäkel.
Pro Einheit: 3
Installieren & Werkzeuge: HARKEN– 57mm Carbo Air® Triple BlockWest Marine200076Oberseite des Blocks und Tackle
Pro Einheit: 1
Installation & Werkzeuge: HARKEN– 57mm Carbo Air® Triple Block mit Becket und CamWest Marine1171644Basis aus Block und Tackle
Pro Einheit: 1
ARMS Grundplatten: Schrumpfschlauch, 0,50" ID vor dem SchrumpfenMcMaster7856K47Schrumpfschlauch für Rutschfestigkeit. Schneiden Sie in 1,5-Zoll-Längen, schieben Sie sie über eine SS-U-Bolzenhalterung und ziehen Sie sie mit einer Heißluftpistole fest.
Pro Einheit: 20
Grundplatten aus Korallenplatte: Schrumpfschlauch, 0,50" ID vor dem SchrumpfenMcMaster7856K47Schrumpfschlauch für Rutschfestigkeit. Schneiden Sie in 1,5-Zoll-Längen, schieben Sie sie über eine SS-U-Bolzenhalterung und ziehen Sie sie mit einer Heißluftpistole fest.
Pro Einheit: 40
Auftrieb: Schrumpfschlauch zum Abdecken von Gewindestangen vor der Montage in Schwimmern, 14-Zoll-AbschnitteMcMaster7856K66Schrumpfschlauch für Rutschfestigkeit. In 14" Längen schneiden. Gleiten Sie auf Glasfaserstangen, wobei 1" an einem Ende und 2-1/4" am anderen Ende freiliegen. Verwenden Sie die Heißluftpistole, um zu schrumpfen, bis sie fest ist.
Pro Einheit: 11 
Ankersystem: Hochfeste Kette der Güteklasse 40/43 - Nicht zum Heben, verzinkter Stahl, 5/16 HandelsgrößeMcMaster3588T23Kette zum Verbinden von Ankern und Downline.
Pro Einheit: 3
Installieren & Werkzeuge: LOW-STRETCH ROPE, 7/16" DURCHMESSERMcMaster3789T25Seil für Block und Tackle
Pro Einheit: 250
ARMS Grundplatten: Feuchtigkeitsbeständiges HDPE in Marinequalität, 48" x 48", 1/2" dickesMcMaster9785T82Blech für ARMS-Montagegrundplatten. Siehe Zusatzdatei 1-fig SI 13.
Pro Einheit: 10
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Grundplatten für Korallenplatten: Feuchtigkeitsbeständiges HDPE in Marinequalität, 48" x 48", 1/2" dickesMcMaster9785T82Blech für Grundplatten aus Korallenplatte. Siehe Ergänzungsdatei 1-fig SI 14.
Pro Einheit: 20
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Festmacherzaumzeug: Martyr Collar Anode Zink 3/4" x 2 1/8" x 2 1/8"West Marine5538715Opferanoden für Masterlinks an Festmacherleinen
Pro Einheit: 2
Hauptstruktur: Martyr Rumpfanode Zink 6 1/4" x 2 3/4" x 5/8"West Marine484998Opferanoden für rostfreie Streben an der Ark Base
Pro Stück: 3
ARMS Grundplatten: Montageplatte für 1/4"-20 Gewindegröße, 2" ID 304 Edelstahl U-BolzenMCMASTER8896T156Halterungsplatte mit Schrumpfschlauch, zur Befestigung von ARMS Montagegrundplatten an Streben
Pro Stück: 6
Coral Plate Grundplatten: Montageplatte für 1/4"-20 Gewindegröße, 2" ID 304 Edelstahl U-BolzenMCMASTER8896T156Halterungsplatte mit Schrumpfschlauch, zur Befestigung von Korallenplatten-Grundplatten an Streben
Pro Stück: 40
Hauptstruktur: N1 Stars, 316 SS, 5mm dicke Verbinder für DIY VikingDome F2 Sphere, modifiziert Viking DomeICO2-AISIN1 Sterne modifiziert für Zentralstab. Maschinen-/Schweißverbindungen zum Einsetzen der Ober- und Unterseite eines GFK-Strukturstabs ohne Gewinde. Siehe Ergänzungsdatei 1-figurige SI 10.
Pro Einheit: 2
Hauptstruktur: N1 Stars, 316 SS, 5mm dicke Verbinder für DIY VikingDome F2 Sphere, unmodifizierteViking DomeICO2-AISIunmodifizierte N1 Stars für die Ark-Montage. Siehe Ergänzungsdatei 1-figurige SI 10
Pro Einheit: 10
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Hauptstruktur: N2 Stars, 316 SS, 5mm dicke Verbinder für DIY VikingDome F2 Sphere, modifizierteViking DomeICO2-AISIN2 Sterne modifiziert für Schwimmer. Bohren Sie ein größeres Mittelloch für 1" Gewindestange aus Glasfaser.
Pro Einheit: 10
Hauptstruktur: N2 Sterne, 316 SS, 5 mm dicke Verbinder für DIY VikingDome F2 Sphere, modifizierteViking DomeICO2-AISIN2 Sterne modifiziert für Pad-Augen. Bohren Sie ein größeres Bolzenloch (Bit - 1/4") in das äußere Loch eines Arms für den Padeye-Stecker.
Pro Einheit: 5 
Hauptstruktur: N2 Stars, 316 SS, 5mm dicke Verbinder für DIY VikingDome F2 Sphere, unmodifizierteViking DomeICO2-AISIunmodifizierte N2 Sterne für die Ark-Montage
Pro Einheit: 15
Ankersystem: Birnenförmiges Glied - nicht zum Heben, verzinkter Stahl, 3/4" dickesMcMaster3567T34Glied zum Verbinden von 3x 1/2" Schäkeln mit dem oberen großen Schäkel.
Pro Einheit: 1
Installieren & Werkzeuge: Kreuzschlitzschraubendreher, Größe Nr. 2McMaster Carr5682A28Kontermuttern an Sternstrebenschrauben festziehen
Pro Stück: 1
Korallenplatten: PVC-Platte Typ 1, grau, 48" x 48", 1/4" dickMcMaster8747K194PVC-Grundplatten für Korallenplatten. Siehe Ergänzungsdatei 1-fig SI 4.
Pro Einheit: 20
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Installieren & Werkzeuge: Ratschen-Ring-Maulschlüssel, 3/4"McMaster Carr5163A21Befestigen Sie ARMS an ARMS-Montagegrundplatten
Pro Einheit: 2
Installieren & Werkzeuge: Ratschen-Ringschlüssel, 3/8"McMaster Carr5163A14Kontermuttern an Sternstrebenschrauben festziehen
Pro Stück: 2
Installieren & Werkzeuge: Ratschen-Ring-Maulschlüssel, 7/16"McMaster Carr5163A15Korallenplatten an Korallenplatten-Grundplatten befestigen
Pro Einheit: 2
Installieren & Werkzeuge: Runder Mehrzweck-Edelstahldraht mit Biegung und Schräge, Durchmesser von 0,012 Zoll, 645 FußMcMaster9882K35Draht zum Bestücken von rostfreien Schäkeln
Pro Einheit: 1
Hauptstruktur: S1 Streben - Strukturelles GFK-Fiberglas-Vierkantrohr, 2" breit x 2" hoch außen, 1/4" WandstärkeMcMaster8548K34Fiberglas S1 Federbeine. Schneiden auf 20.905" Länge (531 mm), Bohren von Bolzenlöchern (Bit - 7/32"), Füllung mit divinycell-Schaum & Epoxid. Siehe Ergänzungsdatei 1-fig SI 9
Pro Einheit: 55
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Hauptstruktur: S1 Struts (SS) - Korrosionsbeständiges Rechteckrohr aus Edelstahl 316/316L, Wandstärke 0,12" außenMcMaster2937K17Stainless S1 Streben. Schneiden auf 20.905" Länge (531 mm), Bohren von Bolzenlöchern (Bit - 1/4"). Siehe Ergänzungsdatei 1-fig SI 9.
Pro Einheit: 5
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Hauptstruktur: S2 Struts - Strukturelles GFK-Fiberglas-Vierkantrohr, 2" breit x 2" hoch außen, 1/4" WandstärkeMcMaster8548K34Fiberglas S2 Streben. Schneiden auf 24.331" Länge (618 mm), Bohren von Bolzenlöchern (Bit - 7/32"), Füllung mit divinycell-Schaum & Epoxid. Siehe Zusatzdatei 1-fig SI 9.
Pro Einheit: 60
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Ankersystem:  Skrew SK2500 Spatenanker USASK2500Zweiplatten-Sandschraubanker
Pro Einheit: 3
Korallenplatten: Edelstahlscheiben für 1/4" Schraubengröße, 0,281" ID, 0,625" ODMcMaster90107A029Nummerierte Etiketten für Korallenplatten. Stempeln Sie SS-Unterlegscheiben mit nummerierten Stempeln und kleben Sie sie auf die Korallenplatte für spätere ID.
Pro Einheit: 100 
Hauptstruktur: Strukturelle GFK-Fiberglasstange, 10 Fuß lang, 1" DurchmesserMcMaster8543K26Zentrale Fiberglasstange, geschnitten auf Ark Durchmesser
Pro Einheit: 1
ARMS-Befestigungen: Superkorrosionsbeständige Sechskantschraube aus Edelstahl 316, 1/2"-13 Gewindegröße, 1-3/4" langMcMaster93190A718Schrauben zur Befestigung von ARMS an ARMS-Montagegrundplatten (4 pro Einheit)
Pro Einheit:
40 Korallenplattenbefestigung: Superkorrosionsbeständige Sechskantschraube aus Edelstahl 316, Gewindegröße 1/4"-20, 2" lang,McMaster93190A550Schrauben zum Befestigen von Korallenplatten an Grundplatten
Pro Einheit: 80
ARMS Grundplatten: Superkorrosionsbeständige Sechskantschraube aus Edelstahl 316, 1/4"-20 Gewindegröße, 3-1/2" langMCMASTER92186A556Schrauben zur Befestigung von ARMS Montagegrundplatten an Streben
Pro Einheit: 40
Grundplatten aus Korallenplatte: Superkorrosionsbeständige Sechskantschraube aus Edelstahl 316, 1/4"-20 Gewindegröße, 3" lang, teilweise mit GewindeMCMASTER92186A554Schrauben zur Befestigung von Grundplatten aus Korallenplatte an Streben
Pro Einheit: 160
Auftrieb: TFLOAT 14" MITTELLOCH ODER 437FM, modifiziertSeattle MarineYUN12B-8 14" Schleppnetzschwimmer für die Montage an Stars. Schieben Sie die Glasfaserstange mit Schrumpfschlauch durch den Schleppnetzschwimmer. Fügen Sie auf beiden Seiten eine rostfreie Unterlegscheibe und eine Sechskantmutter aus Fiberglas hinzu. Dichten Sie Unterlegscheiben mit 3M 5200 ab. Ziehen Sie die Muttern fest. Siehe Ergänzungsdatei 1-fig SI 16.
Pro Einheit: 11
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Auftrieb: TFLOAT 14" CENTERHOLE OR 437FM, unmodifiziertSeattle MarineYUN12B-8 14" Schleppnetz-Schwimmer
Pro Stück: 2
ARMS-Grundplatten: Dickwandiges dunkelgraues PVC-Rohr für Wasser, ohne Gewinde, 1/4 Rohrgröße, 5 Fuß langMCMASTER48855K41Sternabstandshalter zur Befestigung von ARMS-Montagegrundplatten an Sternen. Geschnitten auf 1,75" lange Abschnitte.
Pro Einheit: 40
Korallenplatten: Ungefüllte, natürliche Travertin-Bodenfliesen, 16" x 16"Home Depot304540080Kalksteinfliesen für Korallenplatten. Schneiden Sie auf 9" x 9" Fliesen mit einer Nassfliesensäge.
Pro Einheit: 20
Auftrieb: Vibrationsdämpfende Fräsklemme, Schweißhalterung, Polypropylen mit Edelstahlplatten, 1" IDMcMaster3015T47Befestigung für Mittelstange und Schwimmer
Pro Einheit: 1
Auftrieb: wasser- und dampfbeständige Fiberglasscheibe für 1" Schraubengröße, 1.015" ID, 1.755" ODMcMaster93493A110Fiberglasscheiben zum Befestigen von GFK-Gewindestangen in Schleppnetzschwimmern
Pro Einheit: 20
Installieren & Werkzeuge: Zinkverzinkter Stahldraht, 0,014" Durchmesser, 475 Fuß langMcMaster8872K19Draht zum Verschmelzen von verzinkten Schäkeln
Pro Einheit: 1
Two Platform Ark
Downline: 1" Nylon, 15' Länge Kausche zu Fingerhut mit SS Sailmaker Fingerhut oben gespleißt, verzinkter Fingerhut unten gespleißtWest MarineCustomLäuft von der Unterseite des Wirbelschäkels (SS) bis zur Oberseite des Ankersystems (verzinkt)
Pro Einheit: 1x
Downline: 1/2" Spectra Rope mit SS316 Sailmakers Kauschen oben und unten gespleißtWest MarineCustomLäuft von der Unterseite der Ark bis zur Oberseite des Wirbelschäkels.
Pro Einheit: 2x
Auftrieb: 1/2" Spectra Rope mit SS316 Sailmakers Fingerhüten oben und unten gespleißtWest MarineCustomVerbindet die Verankerungsboje mit der oberen Öse am Ark
Pro Einheit: 2x
Hauptstruktur: 3/8 x 36 Zoll SS Fingerhut Öse Pressen und 5/8 Backen-Spannschloss KabelkonfektionPacific Rigging & LoftCustomCustom Rigging-System mit Spannschloss, 3/8" SS Drahtseil in PVC-Endkappen eingepresst
Pro Einheit: 1x
Hauptstruktur: 304 SS U-Bolzen mit Montageplatte, 1/4"-20, 2" IDMcMaster Carr8896T123Zum Verbinden von Fiberglas-Plattformen mit I-Trägern
Pro Einheit: 10x
Hauptstruktur: 316 SS Sechskantmutter, 1/4"-20McMaster Carr94804A029Für Feststellstreben in Naben
Pro Stück: 120x
Hauptaufbau: 316 SS Nylon-Insert Kontermutter, 1/4"-20McMaster Carr90715A125Für Feststellstreben in Naben
Pro Stück: 240x
Hauptaufbau: 316 SS Pan Head Phillips Schraube, 1/4"-20 Gewinde, 2,5" langMcMaster Carr91735A384Für Feststellstreben in Naben
Pro Stück: 120x
Downline: 316 SS Safety-Pin Schäkel, 1/2" dickMcMaster Carr3860T25Ark untere Öse mit 1/2" Spectra Seil verbinden.
Pro Einheit: 1x
Auftrieb: 316 SS Safety-Pin Schäkel, 1/2" dickMcMaster Carr3860T25Verbindet die Unterseite des 1/2" Seils mit der oberen Ark eye
Pro Einheit: 2x
Auftrieb: 316 SS Safety-Pin Schäkel, 7/16" dickerMcMaster Carr3860T24Verbindet die Verankerungsboje mit 1/2" Seil
Pro Einheit: 2x
Installieren & Werkzeuge: Dorn mit 7/16" Sechskant für Lochsäge mit 1-1/2" DurchmesserMcMaster Carr4066A63Bohren Sie Löcher in 6" PVC (Naben)
Pro Einheit: 1x
Hauptaufbau: Klemmbügel, Edelstahl 304, 1/4"-20 Gewindegröße, 9/16" IDMcMaster Carr3042T149Zum Spannen von SS-Drahtseil an Ark vertices
Pro Einheit: 15x
Downline: Gabelkopf-zu-Gabelkopf-Wirbel, 316 SS, 5-7/16" LongMcMaster Carr37405T28Wirbelschäkel zwischen 1/2" Spectra Seil und 1" Nylon Downline
Pro Einheit: 1x
Hauptstruktur: Korrosionsbeständiges Drahtseil, 316 SS, 1/8" DickerMcMaster Carr8908T44Schnur durch montierten Ark und Klemme an den Ecken
Pro Einheit: 250ft
Hauptstruktur: Fiberglas geformtes Gitter, quadratisches Gitter, 1" Rasterhöhe, 1-1/2" x 1-1/2" quadratisches Gitter, Körnungsoberfläche, 70% offene FlächeMcNicholsMS-S-100Auf halbe Fünfeckform geschnitten, Spiegelbilder. Siehe Abbildung S23.
Pro Einheit: 2x
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Ankersystem: Schraubstecker aus verzinktem legiertem Stahl, 1/2" dickMcMaster Carr3663T42Verbindet die Basis von 1" Nylon-Downline mit der Ankerkette
Pro Einheit: 1x
Ankersystem: Schraubbolzenschäkel aus verzinktem legiertem Stahl, 3/8" dickMcMaster Carr3663T51Verbindet die Ankerkette miteinander
Pro Einheit: 1x
Ankersystem: Kette der Güteklasse 30, verzinkter Stahl, 1/4 HandelsgrößeMcMaster Carr3592T45Ankerkette
Installieren & Werkzeuge: HARKEN– 57 mm Carbo Air Triple BlockWest Marine200076Oberseite von Block und Tackle
Pro Einheit: 1x
Installieren & Werkzeuge: HARKEN– 57 mm Carbo Air Triple Block mit Becket und CamWest Marine1171644Basis aus Block und Tackle
Pro Stück: 1x
Einbau & Werkzeuge: Lochsäge, 1-15/16" Schnitttiefe, 1-1/2" DurchmesserMcMaster Carr4066A27Bohren Sie Löcher in 6" PVC (Naben)
Pro Einheit: 1x
Installieren & Werkzeuge: Niederdruck-InflatordüseAmazon (Made by Trident)B00KAI940EVerankerungsbojen unter Wasser aufblasen
Pro Einheit: 1x
Installieren & Werkzeuge: NIEDRIGES SEIL, 7/16" DURCHMESSERMcMaster3789T25Seil für Block und Tackle
Pro Einheit: 100ft
Hauptstruktur: Nylon-Kabelbinder, UV-beständig Heavy Duty, 19" lang, 250 lb StärkeCableTiesAndMoreCT19BKZur Sicherung von Plattformen am Ark-Rahmen
Pro Einheit: 30x
Installieren & Werkzeuge: Kreuzschlitzschraubendreher, Größe Nr. 3McMaster Carr5682A29Zum Blockieren von Streben in Naben
Pro Stück: 1x
Auftrieb: Polyform Boje, A-5 Serie Allzweckboje, 27"West Marine (Made by PolyformUS)11630142Verankerungsboje für Auftrieb.
Pro Einheit: 2x
Hauptstruktur: PVC Rohr, Schedule 80, 1" DurchmesserMcMaster Carr48855K13Streben. Auf Längen von 1,2 m (4 ft) geschnitten, Bohren zur Aufnahme von Schrauben
Pro Einheit: 30x
Hauptstruktur: PVC-Rohr, Schedule 80,6" Durchmesser McMaster Carr48855K42Naben. Schneiden Sie in 4-Zoll-Längen und bohren Sie mit einer 1-1/2-Zoll-Lochsäge 5 Löcher symmetrisch um die Mittellinie. Siehe Ergänzungsdatei 1-fig S22.
Pro Einheit: 12x
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Hauptstruktur: PVC-Rohrverschraubung mit dicken Wänden, Endkappe, Schedule 80, 6" Durchmesser, weiblichePRMFiltration (Made by ERA)PVC80CAP600XEndkappen für Ober- und Unterseite von Ark. Untere 2 Zoll abschneiden.
Pro Einheit: 2x
Installieren & Werkzeuge: Ratschen-Ringmaulschlüssel, 7/16"McMaster Carr5163A15Zum Festhalten von Federbeinen in Naben
Pro Stück: 1x
Installieren & Werkzeuge: Ratschen-PVC-Schneider, 1-1/4"McMaster Carr8336A111" PVC in Streben schneiden
Pro Einheit: 1x
Hauptstruktur: Ring, 18-8 SS, für 5/32 Kettenhandelsgröße, 3/4" InnenlängeMcMaster Carr3769T71Ersatz für 1/2" SS Drahtseilklemmen.
Pro Einheit: 12x
Installieren & Werkzeuge: Runder Mehrzweck-Edelstahldraht mit Biege- und Schräglauf, Durchmesser von 0,012", 645 FußMcMaster9882K35Draht zum Mischen von Edelstahlschäkeln
Pro Einheit: 1
Hauptstruktur: Struktureller GFK-Fiberglas-I-Träger, 1/4" Wandstärke, 1-1/2" breit x 3" hoch, 5 Fuß langMcMaster Carr9468T41Geschnitten auf 5 1 Fuß lange Abschnitte.
Pro Einheit: 1x
Installieren & Werkzeuge: Unterwasser-Hebesack, 220 lbs TragfähigkeitSubsalve CommercialC-200Transport Ark zum Einsatzort
Pro Einheit: 1x
Installieren & Werkzeuge: Zinkverzinkter Stahldraht, 0,014" Durchmesser, 475 Fuß langMcMaster8872K19Draht zum Verschmelzen von verzinkten Schäkeln
Pro Stück: 1x
Dehnungsmessstreifen
316 Edelstahl  Stahlringschraube, zum Heben, M16 x 2 Gewindegröße, 27 mm GewindelängeMcMaster Carr3130T14Für DMS-Ringschrauben
Pro Stück: 2x
Bridge101A Datenlogger, 30 mVMadgeTechBridge101A-30Erfassen von Spannungsdaten von der Wägezelle.
Pro Stück: 1x
chemikalienbeständig  PVC-Stange, 2" DurchmesserMcMaster Carr8745K26Für Endkappe des Datenloggergehäuses. Siehe Ergänzungsdatei 1-fig S32.
Pro Stück: 1x
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Spannen  U-Bolzen, Edelstahl 304, 5/16"-18 Gewindegröße, 1-3/8" IDMcMaster Carr3042T154Zur Befestigung des Datenloggergehäuses an Dehnungsmessstreifen.
Pro Stück: 1x 
Dow Corning Molykote 44 Medium Grease LubricantAmazon (Made by Dow Corning)B001VY1EL8Zum Stecken von männlichen und weiblichen Unterwassersteckverbindern.
Pro Stück: 1x
STA-8 Edelstahl S Typ Zug- und Druck-WägezelleLCM SystemsSTA-8-1T-SUBWägezellen-Instrument zur Beurteilung des Wassergewichts.
Pro Stück: 1x 
Standard-Wand  Klares blaues Hart-PVC-Rohr für Wasser, ohne Gewinde, 1-1/2 Rohrgröße, 2 ftMcMaster Carr49035K47Für Datenloggergehäuse. Siehe Ergänzungsdatei 1-fig S31.
Pro Stück: 1x
Bezieht sich auf Zeichnung: Ja
Norm-Wand  PVC-Rohrverschraubung für Wasser, Kappe, weiß, 1-1/2 Rohrgröße BuchseMcMaster Carr4880K55Für Datenloggergehäuse.
Pro Einheit: 2x
Strukturelle GFK-Glasfaserplatte, 12" breit x 12" lang, 3/16" dickMcMaster Carr8537K24Zur Befestigung des Datenloggergehäuses an Dehnungsmessstreifen.
Pro Einheit: 1x
SubConn Micro Rundsteckverbinder, Buchse, 4-PortMcCartney (Made by SubConn)MCBH4FEinbau in die bearbeitete Gehäuse-Endkappe.
Pro Stück: 1x
SubConn Micro Circular Connector, Stecker, 4-poligMcCartney (Made by SubConn)MCIL4MSpleiß auf Wägezellenverdrahtung und wasserdichte Verbindung.
Pro Stück: 1x
Schraubensicherung  Loctite  262,  0.34 FL.  oz FlascheMcMaster Carr91458A170Für DMS-Ringschrauben
Pro Stück: 1x
Schwingungsdämpfung  Fräsklemme, schweißmontierbar, Polypropylen mit verzinkter Stahldeckplatte, 1-7/8" IDMcMaster Carr3015T39Zur Befestigung des Datenloggergehäuses an einem Dehnungsmessstreifen.
Pro Stück: 1x

Referenzen

  1. Pandolfi, J. M., et al. Global trajectories of the long-term decline of coral reef ecosystems. Science. 301 (5635), 955-958 (2003).
  2. Hughes, T. P., et al. Phase shifts, herbivory, and the resilience of coral reefs to climate change. Current Biology. 17 (4), 360-365 (2007).
  3. McManus, J. W., Polsenberg, J. F. Coral-algal phase shifts on coral reefs: Ecological and environmental aspects. Progress in Oceanography. 60 (2-4), 263-279 (2004).
  4. Haas, A. F., et al. Global microbialization of coral reefs. Nature Microbiology. 1, 16042(2016).
  5. Dinsdale, E. A., et al. Microbial ecology of four coral atolls in the Northern Line Islands. PLoS One. 3 (2), 1584(2008).
  6. Zaneveld, J. R., et al. Overfishing and nutrient pollution interact with temperature to disrupt coral reefs down to microbial scales. Nature Communications. 7, 11833(2016).
  7. Estes, J. A., et al. Trophic downgrading of planet earth. Science. 333 (6040), 301-306 (2011).
  8. Houk, P., Musburger, C. Trophic interactions and ecological stability across coral reefs in the Marshall Islands. Marine Ecology Progress Series. 488, 23-34 (2013).
  9. Pearman, J. K., Anlauf, H., Irigoien, X., Carvalho, S. Please mind the gap - Visual census and cryptic biodiversity assessment at central Red Sea coral reefs. Marine Environmental Research. 118, 20-30 (2016).
  10. Stella, J. S., Pratchett, M. S., Hutchings, P. A., Jones, G. P. Coral-associated invertebrates: Diversity, ecological importance and vulnerability to disturbance. Oceanography and Marine Biology: An Annual Review, edited by. Gibson, R. N., Atkinson, R. J. A., Gordon, J. D. M. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2011).
  11. Stewart, H. L., Holbrook, S. J., Schmitt, R. J., Brooks, A. J. Symbiotic crabs maintain coral health by clearing sediments. Coral Reefs. 25 (4), 609-615 (2006).
  12. Williams, S. M. The reduction of harmful algae on Caribbean coral reefs through the reintroduction of a keystone herbivore, the long-spined sea urchin Diadema antillarum. Restoration Ecology. 30 (1), 13475(2022).
  13. Francis, F. T., Filbee-Dexter, K., Yan, H. F., Côté, I. M. Invertebrate herbivores: Overlooked allies in the recovery of degraded coral reefs. Global Ecology and Conservation. 17, 00593(2019).
  14. De Goeij, J. M., et al. Surviving in a marine desert: The sponge loop retains resources within coral reefs. Science. 342 (6154), 108-110 (2013).
  15. Rix, L., et al. Differential recycling of coral and algal dissolved organic matter via the sponge loop. Functional Ecology. 31 (3), 778-789 (2017).
  16. Plaisance, L., Caley, M. J., Brainard, R. E., Knowlton, N. The diversity of coral reefs: What are we missing. PLoS One. 6 (10), 25026(2011).
  17. Leray, M., Knowlton, N. DNA barcoding and metabarcoding of standardized samples reveal patterns of marine benthic diversity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (7), 2076-2081 (2015).
  18. Pearman, J. K., et al. Disentangling the complex microbial community of coral reefs using standardized Autonomous Reef Monitoring Structures (ARMS). Molecular Ecology. 28 (15), 3496-3507 (2019).
  19. Pearman, J. K., et al. Cross-shelf investigation of coral reef cryptic benthic organisms reveals diversity patterns of the hidden majority. Scientific Reports. 8, 8090(2018).
  20. Carvalho, S., et al. Beyond the visual: Using metabarcoding to characterize the hidden reef cryptobiome. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 286 (1896), 20182697(2019).
  21. Hartmann, A. C., et al. Meta-mass shift chemical profiling of metabolomes from coral reefs. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (44), 11685-11690 (2017).
  22. Ransome, E., et al. The importance of standardization for biodiversity comparisons: A case study using autonomous reef monitoring structures (ARMS) and metabarcoding to measure cryptic diversity on Mo'orea coral reefs, French Polynesia. PLoS One. 12 (4), 0175066(2017).
  23. Pennesi, C., Danovaro, R. Assessing marine environmental status through microphytobenthos assemblages colonizing the Autonomous Reef Monitoring Structures (ARMS) and their potential in coastal marine restoration. Marine Pollution Bulletin. 125 (1-2), 56-65 (2017).
  24. Bartley, R., et al. Relating sediment impacts on coral reefs to watershed sources, processes and management: A review. Science of the Total Environment. 468-469, 1138-1153 (2014).
  25. Häder, D. P., et al. Anthropogenic pollution of aquatic ecosystems: Emerging problems with global implications. Science of the Total Environment. 713, 136586(2020).
  26. Bianchi, D., Carozza, D. A., Galbraith, E. D., Guiet, J., DeVries, T. Estimating global biomass and biogeochemical cycling of marine fish with and without fishing. Science Advances. 7 (41), (2021).
  27. Rogers, C. S. Responses of coral reefs and reef organisms to sedimentation. Marine Ecology Progress Series. 62, 185-202 (1990).
  28. Fabricius, K. E. Effects of terrestrial runoff on the ecology of corals and coral reefs: Review and synthesis. Marine Pollution Bulletin. 50 (2), 125-146 (2005).
  29. Littler, M. M., Littler, D. S., Brooks, B. L. Harmful algae on tropical coral reefs: Bottom-up eutrophication and top-down herbivory. Harmful Algae. 5 (5), 565-585 (2006).
  30. Scofield, V., Jacques, S. M. S., Guimarães, J. R. D., Farjalla, V. F. Potential changes in bacterial metabolism associated with increased water temperature and nutrient inputs in tropical humic lagoons. Frontiers in Microbiology. 6, 310(2015).
  31. Cárdenas, A., et al. Excess labile carbon promotes the expression of virulence factors in coral reef bacterioplankton. ISME Journal. 12, 59-76 (2018).
  32. Johnson, M. D., et al. Rapid ecosystem-scale consequences of acute deoxygenation on a Caribbean coral reef. Nature Communications. 12, 4522(2021).
  33. Altieri, A. H., et al. Tropical dead zones and mass mortalities on coral reefs. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (14), 3660-3665 (2017).
  34. Timmers, M. A., et al. Biodiversity of coral reef cryptobiota shuffles but does not decline under the combined stressors of ocean warming and acidification. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 118 (39), 2103275118(2021).
  35. Enochs, I. C., et al. Shift from coral to macroalgae dominance on a volcanically acidified reef. Nature Climate Change. 5 (12), 1083-1088 (2015).
  36. Nelson, H. R., Altieri, A. H. Oxygen: The universal currency on coral reefs. Coral Reefs. 38, 177-198 (2019).
  37. Wallace, R. B., Baumann, H., Grear, J. S., Aller, R. C., Gobler, C. J. Coastal ocean acidification: The other eutrophication problem. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 148, 1-13 (2014).
  38. Haas, A. F., et al. Effects of coral reef benthic primary producers on dissolved organic carbon and microbial activity. PLoS One. 6 (11), 27973(2011).
  39. Shafir, S., Van Rijn, J., Rinkevich, B. A mid-water coral nursery. Proceedings of the 10th International Coral Reef Symposium. , Okinawa, Japan. 1674-1679 (2006).
  40. Rinkevich, B. The active reef restoration toolbox is a vehicle for coral resilience and adaptation in a changing world. Journal of Marine Science and Engineering. 7 (7), 201(2019).
  41. Mooring Buoy Planning Guide. International PADI, Inc. , Available from: http://www.coris.noaa.gov/activities/resourcesCD/resources/mooring_buoy_g.pdf (2005).
  42. Nakamura, T., Van Woesik, R. Water-flow rates and passive diffusion partially explain differential survival of corals during the 1998 bleaching event. Marine Ecology Progress Series. 212, 301-304 (2001).
  43. Dennison, W. C., Barnes, D. J. Effect of water motion on coral photosynthesis and calcification. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 115 (1), 67-77 (1988).
  44. Mass, T., Genin, A., Shavit, U., Grinstein, M., Tchernov, D. Flow enhances photosynthesis in marine benthic autotrophs by increasing the efflux of oxygen from the organism to the water. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (6), 2527-2531 (2010).
  45. Finelli, C. M., Helmuth, B. S., Pentcheff, N. D., Wethey, D. S. Intracolony variability in photosynthesis by corals is affected by water flow: Role of oxygen flux. Marine Ecology Progress Series. 349, 103-110 (2007).
  46. Nakamura, T., Yamasaki, H., Van Woesik, R. Water flow facilitates recovery from bleaching in the coral Stylophora pistillata. Marine Ecology Progress Series. 256, 287-291 (2003).
  47. Nakamura, T., Yamasaki, H. Requirement of water-flow for sustainable growth of Pocilloporid corals during high temperature periods. Marine Pollution Bulletin. 50 (10), 1115-1120 (2005).
  48. McDole, T., et al. Assessing coral reefs on a Pacific-wide scale using the microbialization score. PLoS One. 7 (9), 43233(2012).
  49. Haas, A. F., Jantzen, C., Naumann, M. S., Iglesias-Prieto, R., Wild, C. Organic matter release by the dominant primary producers in a Caribbean reef lagoon: Implication for in situ O2 availability. Marine Ecology Progress Series. 409, 27-39 (2010).
  50. Haas, A. F., et al. Influence of coral and algal exudates on microbially mediated reef metabolism. PeerJ. 1, 108(2013).
  51. Silveira, C. B., et al. Microbial processes driving coral reef organic carbon flow. FEMS Microbiology Reviews. 41 (4), 575-595 (2017).
  52. Knowles, B., et al. Lytic to temperate switching of viral communities. Nature. 531 (7595), 466-470 (2016).
  53. Szmit, R. Geometry design and structural analysis of steel single-layer geodesic domes. 2017 Baltic Geodetic Congress (BGC Geomatics). , 205-209 (2017).
  54. Laila, T., Arruda, A., Barbosa, J., Moura, E. The constructive advantages of Buckminster Fuller's geodesic domes and their relationship to the built environment ergonomics. Advances in Ergonomics in Design. Proceedings of the AHFE 2017 International Conference on Ergonomics in Design, July 17-21, 2017. , The Westin Bonaventure Hotel, Los Angeles, California. (2018).
  55. Graham, N. A. J., Nash, K. L. The importance of structural complexity in coral reef ecosystems. Coral Reefs. 32, 315-326 (2013).
  56. Alldredge, A. L., King, J. M. Distribution, abundance, and substrate preferences of demersal reef zooplankton at Lizard Island Lagoon, Great Barrier Reef. Marine Biology. 41, 317-333 (1977).
  57. Scheffers, S. R., Nieuwland, G., Bak, R. P. M., Van Duyl, F. C. Removal of bacteria and nutrient dynamics within the coral reef framework of Curaçao (Netherlands Antilles). Coral Reefs. 23 (3), 413-422 (2004).
  58. Van Duyl, F. C., Scheffers, S. R., Thomas, F. I. M., Driscoll, M. The effect of water exchange on bacterioplankton depletion and inorganic nutrient dynamics in coral reef cavities. Coral Reefs. 25, 23-36 (2006).
  59. Reidenbach, M. A., Stocking, J. B., Szczyrba, L., Wendelken, C. Hydrodynamic interactions with coral topography and its impact on larval settlement. Coral Reefs. 40 (2), 505-519 (2021).
  60. Reidenbach, M. A., Koseff, J. R., Koehl, M. A. R. Hydrodynamic forces on larvae affect their settlement on coral reefs in turbulent, wavedriven flow. Limnology and Oceanography. 54 (1), 318-330 (2009).

Nachdrucke und Genehmigungen

Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden

Genehmigung beantragen

Schlagwörter

Riff MesokosmosAssemblierung von RiffgemeinschaftenKorallentranslokationautonomes Riff MonitoringWasserqualit tsmetrikenMontage eines geod tischen Rahmensbenthische Meeresgemeinschaftenmikrobielle Gemeinschaftsanalysekologisches Monitoring

Verwandte Artikel