Name: La comprensión de materia orgánica disuelta Biogeoquímica través In Situ Nutrientes Las manipulaciones en la corriente de los ecosistemas (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-29T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 38 s
Description: Aprende a manipular la materia orgánica disuelta en ecosistemas de corrientes mediante pulsos de nutrientes in situ. Este método permite estudiar la respuesta de la materia orgánica a cambios en la concentración de nutrientes y comprender la biogeoquímica fluvial.

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Los autores agradecen al Laboratorio de Análisis de la Calidad del Agua de la Universidad de New Hampshire por su ayuda con el análisis de muestras. Los autores también agradecen a dos revisores anónimos cuyos comentarios han ayudado a mejorar el manuscrito. Este trabajo está financiado por la National Science Foundation (DEB-1556603). El financiamiento parcial también fue proporcionado por el Proyecto EPSCoR Ecosistemas y Sociedad (NSF EPS-1101245), la Estación Experimental Agrícola de New Hampshire (Contribución Científica # 2662), el Proyecto del Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del USDA (McIntire-Stennis) (1006760), la Escuela de Graduados de la Universidad de New Hampshire y el Centro de Investigación de Recursos Hídricos de New Hampshire.

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<li>Taylor, P. G., Townsend, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stoichiometric+control+of+organic+carbon-nitrate+relationships+from+soils+to+sea%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Stoichiometric control of organic carbon-nitrate relationships from soils to sea.</a> Nature. 464, 1178-1181 (2010).</li>
<li>Mulholland, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stream+denitrification+across+biomes+and+its+response+to+anthropogenic+nitrate+loading%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Stream denitrification across biomes and its response to anthropogenic nitrate loading.</a> Nature. 452, 202-205 (2008).</li>
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<li>Wymore, A. S., Rodríguez-Cardona, B., McDowell, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+response+of+dissolved+organic+nitrogen+to+nitrate+availability+in+headwater+streams%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeochemistry%22%5BJournal%5D)">Direct response of dissolved organic nitrogen to nitrate availability in headwater streams.</a> Biogeochemistry. 126 (1), 1-10 (2015).</li>
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<li>Kilpatrick, F. A., Wilson, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Book+3+Chapter+A9%2C+Measurement+of+time+of+travel+in+streams+by+dye+tracing%5BTitle%5D)+AND+%22Techniques+of+Water-Resources+Investigations+of+the+United+States+Geological+Survey%22%5BJournal%5D)">Book 3 Chapter A9, Measurement of time of travel in streams by dye tracing.</a> Techniques of Water-Resources Investigations of the United States Geological Survey. , (1989).</li>
<li>Lutz, B. D., Bernhardt, E. S., Roberts, B. J., Mulholland, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Examining+the+coupling+of+carbon+and+nitrogen+cycles+in+Appalachian+streams%3A+the+role+of+dissolved+organic+nitrogen%5BTitle%5D)+AND+%22Ecology%22%5BJournal%5D)">Examining the coupling of carbon and nitrogen cycles in Appalachian streams: the role of dissolved organic nitrogen.</a> Ecology. 92 (3), 720-732 (2011).</li>
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<li>Solinger, S., Kalbitz, K., Matzner, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controls+on+the+dynamics+of+dissolved+organic+carbon+and+nitrogen+in+a+Central+European+deciduous+forest%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeochemistry%22%5BJournal%5D)">Controls on the dynamics of dissolved organic carbon and nitrogen in a Central European deciduous forest.</a> Biogeochemistry. 55 (3), 327-349 (2001).</li>
<li>Kaushal, S. S., Lewis, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patterns+in+chemical+fractionation+of+organic+nitrogen+in+Rocky+Mountain+streams%5BTitle%5D)+AND+%22Ecosystems%22%5BJournal%5D)">Patterns in chemical fractionation of organic nitrogen in Rocky Mountain streams.</a> Ecosystems. 6 (5), 483-492 (2003).</li>
<li>Kaushal, S. S., Lewis, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fate+and+transport+of+organic+nitrogen+in+minimally+disturbed+montane+streams+of+Colorado%2C+USA%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeochemistry%22%5BJournal%5D)">Fate and transport of organic nitrogen in minimally disturbed montane streams of Colorado, USA.</a> Biogeochemistry. 74 (3), 303-321 (2005).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

El objetivo del método de pulso de nutrientes, tal como se presenta aquí, es caracterizar y cuantificar la respuesta de la piscina muy diverso del ambiente DOM agua de la corriente a través de un rango dinámico de un nutriente inorgánico añadido. Si el soluto añadido suficientemente aumenta la concentración del soluto reactiva, un gran espacio inferencial puede ser creado para entender cómo el ciclo biogeoquímico de DOM está ligada a la concentración de nutrientes. Este enfoque pulso de nutrientes es ideal, ya que impli...

materia orgánica disuelta (DOM) proporciona una fuente importante de energía y nutrientes a los ecosistemas de agua dulce y se define como la materia orgánica que pasa a través de un filtro de 0,7 micras. Dentro de los ecosistemas acuáticos, DOM también puede influir en la atenuación de la luz y la formación de complejos de metal. DOM es una mezcla altamente diversa y heterogénea de compuestos orgánicos con diversos grupos funcionales, así como nutrientes esenciales tales como el nitrógeno (N) y fósforo (P). Mientras que el término &quot;DOM&quot; describe toda la piscina incluyendo su C, N y P componentes, su concentración se mide como carbono orgánico disuelto (DOC). La complejidad molecular inherente de la piscina DOM sin embargo, crea retos para su estudio. Por ejemplo, no hay manera directa para medir la fracción de la reserva total de DOM compuesto de nutrientes orgánicos tales como nitrógeno orgánico disuelto (DON) y el fósforo orgánico disuelto (DOP). En lugar de ello, la concentración de nutrientes orgánicos debe ser determinada por la diferencia ( <em&gt; ejemplo, [DON] = [nitrógeno total disuelto] - [nitrógeno inorgánico disuelto]). Adición de una modificación de DOM realista para una corriente es difícil debido a la diversidad de la piscina DOM ambiente. Estudios previos han añadido fuentes de carbono simples (por ejemplo, glucosa, urea 1) o una fuente concreta, como la hojarasca lixiviado 2 para manipular concentraciones en el campo. Sin embargo, estas fuentes no son particularmente representativo de la piscina DOM ambiente. Tratando de perfeccionar o concentrarse DOM ambiente para la experimentación posterior también se forja con dificultades, como la pérdida de ciertas fracciones (por ejemplo, componentes altamente lábiles) durante el procesamiento. Como resultado, es difícil de entender los controles de la piscina DOM ambiente, ya que actualmente no poseemos ningún método para manipular directamente el depósito de DOM ambiente. Sin embargo, dado que la biogeoquímica de DOM está vinculada a los nutrientes que se encuentran comúnmente en el medio ambiente (por ejemplo nittasa [NO3 -] 3), podemos añadir otros solutos de flujo de los ecosistemas y medir la respuesta de la piscina DOM para estas manipulaciones. Mediante el examen de la forma en la piscina DOM responde a una amplia gama de concentraciones de nutrientes experimentalmente impuestas que esperamos obtener una mejor idea de cómo DOM responde a las fluctuaciones de las condiciones ambientales. Un método usado comúnmente en la biogeoquímica corriente es el método de adición de nutrientes. Experimentos de adición de nutrientes se han utilizado tradicionalmente para entender la cinética de absorción o el destino de la 4,5,6,7 soluto añadido. La adición de nutrientes pueden ser a corto plazo en la escala de 6 horas los días 4, o manipulaciones a más largo plazo en el transcurso de varios años 8. La adición de nutrientes también puede incluir nutrientes marcado con isótopos (por ejemplo, 15 N-NO 3 -) para rastrear nutriente añadido a través de reacciones biogeoquímicos. Sin embargo, los estudios basados ​​en isótopos son a menudo EXPEnsive y requieren análisis difíciles (por ejemplo) de las digestiones múltiples compartimentos bentónicos donde los nutrientes marcados con isótopos pueden ser retenidos. La experimentación reciente ha puesto de manifiesto la utilidad de los pulsos de nutrientes a corto plazo para dilucidar los controles de solutos no añadidas y ambientales tales como DOM 9,10, revelando un nuevo camino por el cual examinar en tiempo real en las reacciones in situ biogeoquímicos. Aquí describimos y demostrar los pasos metodológicos clave para la realización de los pulsos de nutrientes a corto plazo con el objetivo de comprender la biogeoquímica acoplada de C y N y en concreto los controles de la gran diversidad depósito de DOM. Este método fácilmente reproducible implica la adición de un pulso de nutrientes a un tramo de río experimental y la medición de los cambios en la concentración de soluto tanto el manipulado y la variable de respuesta de interés (por ejemplo, DOC, DON, DOP). Mediante la manipulación de las concentraciones de nutrientes directamente in situ que son capaces de alterar indirectamente el DOMpiscina y examinar cómo los cambios de DOM concentración a través de un rango dinámico de las concentraciones de nutrientes 10.

<table><tbody><tr><td>Nitrato de sodio</td><td>Cualquier</td><td></td><td></td></tr><tr><td>cloruro de sodio</td><td></td><td></td> Cualquier La <td>sal de mesa comprada en la tienda también se puede usar, sin embargo, contiene trazas de impurezas</td></tr><tr><td>Filtros de fibra de vidrio Whatman GFF</td><td>Cualquiera</td><td>Cualquier</td><td></td></tr><tr><td>jeringa de filtrado BD</td><td>Cualquier</td><td></td><td></td></tr><tr><td>EMD Millipore Swinnex Portafiltros</td><td>Cualquier</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Llave de paso de la jeringa</td><td>Cualquiera</td><td>Cualquiera</td><td></td></tr><tr><td>Sonda multiparamétrica YSI</td><td>Yellow Springs International</td><td>556-01</td><td></td></tr><tr><td>Boca ancha Botellas de HDPE de 125 ml</td><td>Cualquiera</td><td>Cualquiera Botellas</td><td></td></tr><tr><td>de HDPE de 60 ml</td><td>Cualquiera Cualquiera</td><td>Cubo</td><td></td></tr> de <tr><td>20 L</td><td>Cualquiera</td><td>Cualquier</td><td></td></tr><tr><td>Cinta métrica de campo</td><td>Cualquiera</td><td>Cualquiera</td><td></td></tr><tr><td>Cinta de etiquetado de laboratorio</td><td>Cualquiera</td><td>Cualquier</td><td></td></tr><tr><td>varilla para remover</td><td>Cualquier</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cualquiera Nevera</td><td>Cualquiera</td><td>Cualquier</td><td></td></tr> rotulador <tr><td>Sharpie</td><td>Cualquier</td> Cualquiera <td>Cuaderno</td><td></td></tr> de <tr><td>campo</td><td>Cualquier</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pinza</td><td>Cualquiera</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cualquiera Bolsas con cierre hermético</td><td>Cualquier</td><td>Cualquiera</td><td></td></tr></tbody></table>

la comprensión de materia orgánica disuelta biogeoquímica través<em&gt; in situ</em&gt; nutrientes las manipulaciones en la corriente de los ecosistemas

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

La materia orgánica disuelta (DOM) es una mezcla muy diversa de moléculas que proporciona una de las mayores fuentes de energía y nutrientes a los ecosistemas fluviales. Sin embargo, el estudio in situ de DOM es difícil, ya que la complejidad molecular del grupo de DOM no se puede reproducir fácilmente con fines experimentales. Sin embargo, se ha demostrado que las adiciones de nutrientes a los arroyos alteran repetidamente la piscina DOM in situ y ambiental. Aquí demostramos un método basado en campo fácilmente replicable para manipular la reserva ambiental de DOM a escala de ecosistema. Durante los experimentos de pulso de nutrientes, los cambios en la concentración de carbono orgánico disuelto y nitrógeno orgánico disuelto se pueden examinar en una amplia gama de concentraciones de nutrientes. Este método permite a los investigadores examinar los controles del grupo DOM y hacer inferencias sobre el papel y la función que desempeñan ciertas fracciones del grupo DOM dentro de los ecosistemas. Abogamos por el uso de este método como una técnica para ayudar a desarrollar una comprensión más profunda de la biogeoquímica DOM y cómo interactúa con los nutrientes. Con un mayor desarrollo, este método puede ayudar a dilucidar la dinámica de DOM en otros ecosistemas.

<img alt="figura 3" src="/files/ftp_upload/54704/54704fig3.jpg" /> Figura 3: Ejemplo. Los resultados de nitrato (NO 3 -) Adiciones con nitrógeno orgánico disuelto (DON) como variable de respuesta Los análisis son regresiones lineales. Los asteriscos representan significación estadística a α = 0,05. Tenga en cuenta el rango dinámico de NO 3 - concentración que se consigue con el método de p...

materia orgánica disuelta proporciona una fuente importante de energía y nutrientes de flujo de los ecosistemas. Aquí se demuestra un método basado en el campo de manipular la piscina ambiente de la materia orgánica disuelta en situ a través de impulsos de nutrientes fácilmente reproducibles.

La comprensión de materia orgánica disuelta Biogeoquímica través<em&gt; In Situ</em&gt; Nutrientes Las manipulaciones en la corriente de los ecosistemas

Dissolved organic matter (DOM) is a highly diverse mixture of molecules providing one of the largest sources of energy and nutrients to stream ecosystems. ...

El objetivo general de este método de pulso nutricional consiste en manipular indirectamente el reservorio ambiental de materia orgánica disuelta para comprender cómo responde este reservorio de materia orgánica a cambios en la concentración de nutrientes. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la biogeoquímica fluvial, como la forma en que están vinculados el ciclo de la materia orgánica y el de los nutrientes. La principal ventaja de este método es que representa una manipulación de todo el ecosistema y puede replicarse fácilmente.Las implicaciones de esta técnica se extienden a la exportación de carbono y nitrógeno en cuencas hidrográficas, ya que la interacción de estos elementos determina cómo se retienen dentro del curso de agua. Tuvimos por primera vez la idea de esta técnica cuando nos dimos cuenta de que el enfoque del pulso nutricional generaba un rango dinámico de concentraciones de nutrientes y de que las concentraciones de materia orgánica disuelta eran sensibles a estos cambios. Para comenzar, despliegue el medidor de conductividad de campo, seleccionando un lugar aproximadamente entre 0,5 y 1,0 metros aguas arriba del sitio de recolección

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Aprende a manipular la materia orgánica disuelta en ecosistemas de corrientes mediante pulsos de nutrientes in situ. Este método permite estudiar la respuesta de la materia orgánica a cambios en la concentración de nutrientes y comprender la biogeoquímica fluvial.

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