Name: Capire disciolto materia organica Biogeochimica Attraverso In Situ Nutrienti Manipolazioni in Stream ecosistemi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-29T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 38 s
Description: Scopri il metodo del nutrient pulse per manipolare la materia organica disciolta negli ecosistemi fluviali. Questa tecnica consente di studiare la risposta della materia organica ai cambiamenti di nutrienti.

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Gli autori ringraziano il Laboratorio di Analisi della Qualità dell'Acqua dell'Università del New Hampshire per l'assistenza nell'analisi dei campioni. Gli autori ringraziano anche due revisori anonimi i cui commenti hanno contribuito a migliorare il manoscritto. Questo lavoro è finanziato dalla National Science Foundation (DEB-1556603). Un finanziamento parziale è stato fornito anche dal progetto EPSCoR Ecosystems and Society (NSF EPS-1101245), dalla New Hampshire Agricultural Experiment Station (Scientific Contribution #2662), dal progetto USDA National Institute of Food and Agriculture (McIntire-Stennis) (1006760), dalla University of New Hampshire Graduate School e dal New Hampshire Water Resources Research Center.

1. Identificare e caratterizzare i Ideale Sperimentale flusso Reach <ol><li> Assicurarsi che raggiunge flusso sperimentali sono abbastanza a lungo per promuovere la completa miscelazione di soluti 11 e abbastanza a lungo in cui potrebbe essere l&#39;assorbimento biologico. lunghezze Reach possono variare tra i corsi d&#39;acqua ed esperimenti. In piccoli flussi headwater primo ordine, raggiunge la lunghezza può variare da 20-150 m (o più, se il sistema richiede) a seconda di scarico e altre proprietà fisiche del flusso. <ol><li> Escludere grandi vasche da raggiunge sperimentali, in quanto ritardano il movimento a valle dei soluti, sezioni di flusso minimo, e affluenti che diluire la soluzione aggiunto. Periodi di bassa scarico possono richiedere accorciando la lunghezza portata, mentre lo scarico superiore può richiedere una portata più lunga. </li><li> Identificare una posizione alla sommità del flusso portata sperimentale sopra un fucile per facilitare la miscelazione dei soluti aggiunti. Questo sarà il sito aggiunta. Nella parte inferiore del flusso sperimentaleraggiungere, identificare una posizione in cui flusso è ristretto e rappresentante di circa il 90% del flusso totale (figura 1). Questo sarà il sito di raccolta del campione. </li></ol></li></ol><img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54704/54704fig1.jpg" /> Figura 1:. Esempio di valle del sito di campionamento Un sito di campionamento ideale è dove la maggior parte del flusso è ristretto e facilmente accessibile senza disturbo del canale torrente e benthos. Ecco un pezzo caduto di detriti di legno ha creato questo punto di campionamento in un piccolo ruscello headwater primo ordine. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54704/54704fig1large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <ol start="2"><li> Ottenere concentrazioni di misurazione scarico e lo sfondo nutrienti dei soluti nelle precedenti esperimenti per calcolare la massa di soluti necessari per la manipulations. Si prega di consultare i calcoli in fase 2.2.1. <ol><li> Ottenere dati di concentrazione di sfondo per il soluto bersaglio di manipolazione (es NO 3 -) e cloruro (Cl -) che viene spesso utilizzato come tracciante conservativo. Utilizzare il tracciante conservativo nel contesto di questi esperimenti, per monitorare variazioni di conducibilità, che indicano l&#39;arrivo dell&#39;impulso nutrienti alla stazione di campionamento e la velocità con cui l&#39;impulso attraversa. Conducibilità, o conducibilità specifica, è un surrogato per le modifiche in-situ della concentrazione del tracciante conservativo. </li><li> Caratterizzare le proprietà fisico-chimiche della portata sperimentale raccogliendo dati ausiliari come la larghezza e la profondità portata, temperatura, pH e l&#39;ossigeno disciolto. <ol><li> Eseguire misurazioni che non possono essere realizzati con l&#39;uso di una sonda ambientale (ad esempio larghezza e profondità), il giorno prima o immediatamente dopo l&#39;esperimento per minimizzare qualsiasi bentonici oR disturbo chimico all&#39;interno del canale torrente. Dividere la portata sperimentale in transetti equidistanti (ad esempio, ogni 10 m), dove la larghezza e almeno 3 misurazioni di profondità possono essere valutati (per esempio a destra banca, thalweg, e la riva sinistra). Questi dati sono utili per collegare le proprietà fisiche di un flusso di misurazioni biogeochimici e se i ricercatori sono interessati a calcolare cinetica di assorbimento dei nutrienti e parametri 6 anche. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. Preparazione per Experiment <ol><li> Determinare la massa (kg) di soluto necessaria per la manipolazione utilizzando le equazioni riportate qui di seguito. Nota: L&#39;esempio che segue si applica a un esperimento a base di nitrati con NO 3 - in forma di nitrato di sodio (NaNO 3) e assume una aumento mirato di 3x sopra sfondo (equazioni sono basate su quelle di Kilpatrick e Cobb 12). In questo esempio le seguenti ipotesi sono state fatte con respect alle condizioni di fondo: scarico = 10 L / sec; [CL] = 10 mg / l; [NO 3 -] = 50 mg N / L. A causa delle variazioni tra esperimenti, regolare i dati di input richiesti. <ol><li> Calcolare l&#39;aumento mirato (Equazione 1): Mirata [NO 3 - mg N / L] = aumento di fondo previsto [NO 3 - mg N / L] aumento mirato * 150 mg N / L = 50 mg N / L * 3 </li><li> Calcolare il flusso di massa atomica totale (Equazione 2): Flusso di massa atomica totale (NO 3 - mcg N) = 30 min 60 sec * * Q (l / sec) * mirato [NO 3 - mg / L N] aumento Dove 30 minuti è la durata presunta di soluto di picco 12 e Q è scarico 2 700 000 mg N = 30 min 60 sec * * 10 L / s * 150 mg N / L </li><li> Calcolare il flusso di massa molecolare totale (Equazione 3): Flusso di massa molecolare totale (NO 3 - mcg N) = flusso di massa atomica totale (NO 3 - mcg N) / massa atomica (14) * ci molecolareight (85) Dove massa atomica si riferisce a N e peso molecolare si riferisce alla Nano 3. 16,392,857.14 mg N = 2.700.000 mg N / (14 * 85) </li><li> Calcolare la massa di aggiungere (Equazione 4): Messa da aggiungere (g) = flusso totale massa molecolare (NO 3 - mcg N) / 1.000.000 g / mg 16.39 g Nano 3 = 16,392,857.14 mg N / 1.000.000 g / mg Nota: Seguire i calcoli di cui sopra per altri soluti tra cui il tracciante conservativo (ad esempio, cloruro di sodio). Assicurarsi di regolare le masse atomiche e molecolari per il soluto di interesse. </li></ol></li><li> Preparare tutti i soluti un giorno prima esperimenti sul campo. Pesare abbastanza soluti di aumentare la concentrazione ambientale sia del tracciante biologica e il tracciante conservativo tre volte (o quantità desiderata) sopra sfondo. È importante che la quantità di soluti aggiunti provoca una variazione misurabile sopra concentrazione di fondo che è sufficiente a creare awgamma dinamica ide nella concentrazione di nutrienti aggiunti. <ol><li> Pesare soluti che utilizzano bilance analitiche e, successivamente, memorizzare in un ambiente pulito bottiglie di polietilene ad alta densità d&#39;acido con etichette appropriate. Esempi di traccianti biologici comprendono: NO 3 -: nitrato di sodio (Nano 3); NH 4 +: cloruro di ammonio (NH 4 Cl); PO 4 -3: fosfato di potassio (K 2 HPO 4). Tuttavia, la scelta del tracciante biologico sarà una funzione della domanda biogeochimico viene chiesto. Opzioni per traccianti conservativi includono cloruro di sodio (NaCl) e bromuro di sodio (NaBr). </li></ol></li><li> Raccogliere materiali rimanenti: libretto di campagna, nastro etichettatura e penna, campo nastro di misurazione, più fresco, conduttimetro, ~ 20 L secchio e grande bacchetta (ad esempio birra paddle, tondo per cemento armato, grande bastone), alta circa 50 pulite e lavata con acido 125 ml bottiglie in polietilene densità da. Etichettare le bottiglie da 125 ml # 1-50. Nota: Less di 50 campioni può essere preso per esperimento e campioni di fondo sono inclusi nei 50 bottiglie totali. </li><li> Opzionale: A seconda del numero di personale sul campo, eseguire il filtraggio del campione in loco (vedi sezione # 5). Se si sceglie questa opzione, portare 50 puliti, 60 ml bottiglie di polietilene ad alta densità pre-etichettati e lavata con acido nel campo. Etichettare le bottiglie da 60 ml # 1-50 per abbinare le bottiglie di raccolta ml 125. </li></ol> 3. Giornata di set up <ol><li> Distribuire il conduttimetro campo presso il sito di raccolta. Posizionare lo strumento a monte (circa 0,5-1,0 m) di cui verranno prelevati campioni di raccolta in modo del campione non interferisce con le letture dello strumento. Lo strumento resterà in vigore per tutto l&#39;esperimento. Un misuratore di campo conducibilità è migliore in quanto fornisce le letture di conducibilità in tempo reale, che sono necessari per determinare la frequenza di campionamento (vedi punto 5.2) e la filtrazione e l&#39;ordine di analisi (punti 5.3 e 6.1). </li><li> Raccogliere 125 ml di fondo samples in triplice copia nel sito aggiunta e al sito di raccolta della portata sperimentale prima dell&#39;aggiunta della soluzione. Questi dati saranno utilizzati per verificare giorno della concentrazione ambiente e per determinare la variazione della concentrazione di soluti lungo il torrente portata. Questi dati sono anche preziosi per collegare ambiente flusso chimica: - alle misure biogeochimici di interesse (ad esempio DOC NO 3 rapporti. 13). </li><li> Registrare il tempo e la conducibilità di fondo campioni raccolti. </li><li> Registrare la conducibilità del flusso sfondo prima dell&#39;aggiunta soluzioni. </li></ol> 4. soluti Aggiunta <ol><li> Versare tutti i reagenti (16.39 g Nano 3 e il 1483 g NaCl) in un grande contenitore (ad esempio 20 L benna) e aggiungere acqua corrente sufficiente a sciogliere completamente i soluti. Risciacquare vasi reagenti tre volte con acqua flusso aggiuntivo e versare in un contenitore risciacquo soluzione. Tenere traccia di quantità di acqua aggiunta. <ol><li>Ad esempio, utilizzare un flacone da 500 ml di versare acqua corrente nel contenitore. Mescolare soluzione fino a quando tutti i reagenti sono stati completamente dissolto. </li></ol></li><li> Raccogliere 60 ml aliquota della soluzione additiva. Mantenere questo campione ad alta concentrazione separato (ad es sacchetto a chiusura lampo) da tutti gli altri campioni per ridurre al minimo la contaminazione incrociata. Questi campioni sono importanti se calcolo nutrienti cinetica di assorbimento 6 è un ulteriore obiettivo del progetto di ricerca come questi campioni possono essere utilizzati per determinare la massa esatta di soluti aggiunto. </li><li> Versare la soluzione nel sito aggiunta. A tale scopo, versando la soluzione in un movimento fluido e rapido per ridurre al minimo il tempo di ritardo di viaggio e schizzi che potrebbe ridurre la quantità di reagenti aggiunti. Risciacquare il contenitore e il mescolare bastone tre volte nel flusso immediatamente dopo l&#39;aggiunta di garantire tutti i reagenti sono stati aggiunti al flusso. <ol><li> Registrare il tempo è stata aggiunta la soluzione: h: min: sec. </li><li> Registrare le masse di aggiunta di rivelatori(Ad esempio Nano 3 e NaCl). </li><li> Dopo che la soluzione è stata aggiunta, non disturbare il flusso. Assicurarsi che tutte lungo il flusso si verifica sulle banche per garantire che il flusso benthos e la soluzione stessa non sono disturbati. </li></ol></li></ol> Campionamento 5. Campo <ol><li> Order bottiglie campionamento crescente attesa per soluzione per arrivare alla posizione di campionamento. Il tempo di percorrenza sarà una funzione di scarica e raggiungere la lunghezza e può essere determinato in anticipo (un giorno prima) o con una NaCl sola iniezione o rodamina colorante (che può essere utilizzato per stabilire il tempo di viaggio 14). Nota: Se si lavora su un progetto DON a tema, evitare l&#39;uso di colorante rodamina in quanto è un tipo di DON e pertanto modificare il ambiente DON piscina se eventuali resti alla portata di studio. </li></ol><img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/54704/54704fig2.jpg" /> Figura 2:Esempio schematico di soluto Curve Breakthrough (BTC). A BTC rappresenta variazioni di concentrazione del soluto nel tempo e può essere utilizzato per spiegare il transito e cicli biogeochimici di un tracciante in un flusso. Campioni prelevati devono essere prese attraverso il BTC con una frequenza che dà pari rappresentanza sia alla ascendenti e discendenti arti del BTC. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54704/54704fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <ol start="2"><li> Raccolta dei campioni Nota: Il onnicomprensiva obiettivo di raccolta del campione, è quello di rappresentare adeguatamente i cambiamenti nella concentrazione del soluto lungo entrambi i salita e discesa membra della rottura attraverso curva (BTC) (Figura 2). <ol><li> All&#39;arrivo della soluzione (rilevato tramite un aumento della conducibilità), raccogliere campioni in 125 ml bottiglie tutto il BTC tenendo un flacone 125 ml nel flusso principale di acqua del punto di prelievo. Velocely lavare la bottiglia con acqua corrente ed eliminare risciacquare a valle e poi prendere esempio. campione Cap e il luogo in più fresco. </li><li> Registrare il tempo (ore: min: sec) e la conduttività di ciascun campione prelevato lungo il BTC in un libro di campo (Tabella 1). </li><li> Raccogliere i campioni in base al tempo (ad esempio intervalli di 1 minuto) o in base alla velocità con cui i cambiamenti di conducibilità. Per esempio, se la conducibilità sta cambiando rapidamente, campionare ogni 30-60 secondi fino a cambiamenti nella conduttività lento, in cui i campioni di tempo possono essere prese ogni 5-10 minuti. Per gli intervalli basati sulla conduttività, prelevare campioni ogni 15-30 unità a seconda della velocità con cui la conducibilità sta cambiando. </li><li> Esempio fino conducibilità ritorna sfondo o entro 5 S / cm di condizioni di fondo. Intervalli di raccolta del campione può essere regolata durante l&#39;esperimento finché il BTC è ben rappresentata nei campioni prelevati. </li></ol></li></ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page = &quot;always&quot;&gt; <tbody><tr><td> Bottiglia # </td><td> conduttanza specifica </td><td> Tempo </td><td> Note </td></tr><tr><td> 1 </td><td></td><td> h: min: sec </td><td> es sfondo (downstream) </td></tr><tr><td> 2 </td><td></td><td></td><td> es sfondo (downstream) </td></tr><tr><td> 3 </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 4 </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 5 </td><td></td><td></td><td> ad esempio, campione a conduttanza picco </td></tr><tr><td> . </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> . </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> . </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Massima bottiglia # </td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table> Tabella 1PFieldlibro: Esempio Pagina dal laboratorio Libro e le informazioni richieste <ol start="3"><li> Esempio di filtraggio Nota: filtraggio dei campioni può avvenire sia in campo o al ritorno al laboratorio. <ol><li> Filtrare campioni dell&#39;arto crescente in ordine crescente conducibilità specifica fino al picco di conducibilità specifica. Attendere che l&#39;esperimento possa essere finita e campioni di filtro dal arto cadere in ordine crescente di conducibilità specifica (cioè iniziare con l&#39;ultimo campione e lavorare a ritroso verso la conducibilità specifica di picco). Nota: Questo ordine di campioni minimizza la contaminazione incrociata tra i campioni e consente lo stesso filtro, siringa, e portafiltro per essere utilizzato fintanto che il filtro, siringa e portafiltro opportunamente risciacquati tra ciascun campione (vedi i punti 5.3.2- 5.3.4). </li><li> Rimuovere lo stantuffo da una siringa da 60 ml e quindi chiudere rubinetto. Versare circa 10 ml di campione nella siringa e tornare stantuffo della siringa. Agitare siringa in modo tale campionerisciacqui pareti interne della siringa. siringa collegata alla porta-filtro e open rubinetto. Spingere campione attraverso porta-filtro e scartare risciacquare. </li><li> Rimuovere stantuffo e vicino rubinetto. Versare circa 30 ml di campione nella siringa e tornare stantuffo della siringa. Aperto stock-cock ed espellere ~ 10 ml con porta-filtro e in 60 ml bottiglia di campionamento. Tappare il flacone, agitare con filtrato e scartare. Ripetere questo passaggio per un totale di 3 risciacqui. Ciò garantirà eventuali impurità sono state rimosse dal contenitore del campione 60 ml e che le pareti sono rivestite con il campione. </li><li> Rimuovere stantuffo e vicino rubinetto. Versare ~ 60 ml di campione nella siringa e tornare stantuffo della siringa. Spingere il campione attraverso il porta filtro e nella bottiglia campione di 60 ml. Riempire le bottiglie fino alla spalla per evitare la rottura delle bottiglie con il freddo. Tappo di bottiglia e il luogo in più fresco. </li><li> Ripetere i passaggi 5.3.2-5.3.4 per tutti i campioni rimanenti. Cambiare filtro tra sale e scende campioni degli arti per minimizzare la contaminazione. </li&gt; <li> Trasportare i campioni al laboratorio lo stesso giorno e su ghiaccio. </li></ol></li></ol> 6. Preparazione per analisi di laboratorio <ol><li> Se il filtro dei campioni deve avvenire in laboratorio, seguire il protocollo come descritto nel paragrafo 5.3.1. Filtrare campioni sia ascendenti e discendenti arti del BTC in ordine crescente di conducibilità. Cambiare il filtro tra l&#39;aumento degli arti e il calo dei campioni degli arti. </li><li> Congelare campioni filtrati a -20 ° C fino al momento dell&#39;analisi. </li><li> Assicurarsi che le strutture analitiche sono attrezzati per gestire campioni altamente concentrati. Nota: alcuni laboratori non sono attrezzati per eseguire campioni altamente concentrati e, quindi, la cura dovrebbe essere presa. Incorporare gli standard preparata che cattura che più alto delle concentrazioni di soluto attesi. standard di alta concentrazione contribuirà a garantire una curva standard che cattura l&#39;intervallo previsto di concentrazione del soluto manipolati. </li><li> analizzare i campionida bassa ad alta conducibilità su tutti gli strumenti analitici. Ordinazione di campioni da bassa ad alta conducibilità specifica impedisce la contaminazione dei campioni basso contenuto di sale / nutrienti da campioni di sale / nutrienti. Questo significa campioni arti salita e discesa saranno miscelati rispetto alla sequenza. <ol><li> Analizzare campioni di carbonio organico totale disciolto, azoto totale disciolto, nitrato di ammonio e, anche se l&#39;esatta combinazione di analisi soluti sarà una funzione della domanda di ricerca (vedi Wymore et al. 10, per esempio). </li></ol></li></ol> Analisi 7. I dati <ol><li> Analizzare i dati utilizzando regressione lineare semplice. La variabile indipendente è la concentrazione della sostanza nutritiva aggiunta e la variabile dipendente è la concentrazione DOM sia come DOC o DON. Ogni punto sulla figura rappresenta un campione afferrare dalla curva svolta e nutriente che del campione e la concentrazione DOC / DON. </li></ol>

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

L&#39;obiettivo del metodo di impulso di nutrienti, come presentato qui, è quello di caratterizzare e quantificare la risposta del grande diversità piscina di ambiente DOM flusso di acqua attraverso una gamma dinamica di un nutriente inorganico aggiunto. Se il soluto aggiunto aumenta sufficientemente la concentrazione del soluto reattiva, un grande spazio inferenziale può essere creato per capire come il ciclo biogeochimico del DOM è legata a concentrazioni di nutrienti. Questo approccio impulso nutriente è ideale in qu...

sostanza organica disciolta (DOM) fornisce un&#39;importante fonte di energia e di nutrienti acqua dolce ecosistemi ed è definito come materia organica che passa attraverso un filtro 0,7 micron. All&#39;interno di ecosistemi acquatici, DOM può anche influenzare attenuazione chiara e metalli complessi. DOM è una miscela altamente diversificata ed eterogenea di composti organici con diversi gruppi funzionali, nonché nutrienti essenziali quali azoto (N) e fosforo (P). Mentre il termine &quot;DOM&quot; descrive l&#39;intera piscina compreso il suo C, N e P componenti, la sua concentrazione è misurata come carbonio organico disciolto (DOC). La complessità molecolare intrinseca della piscina DOM tuttavia, crea sfide per il suo studio. Ad esempio, non esiste un modo diretto per misurare la frazione del pool totale DOM composto di sostanze organiche quali azoto organico disciolto (DON) e fosforo organici disciolti (DOP). Invece, la concentrazione di sostanze organiche deve essere determinato per differenza ( <em&gt; ad esempio [DON] = [azoto totale disciolto] - [dissolto azoto inorganico]). Aggiunta di una modifica DOM realistico per un flusso è difficile a causa della diversità della piscina DOM ambiente. Studi precedenti hanno aggiunto le fonti di carbonio singoli (ad esempio glucosio, urea 1) o di una particolare sorgente come lettiera percolato 2 per manipolare concentrazioni in campo. Tuttavia, queste fonti non sono particolarmente rappresentativi della piscina DOM ambiente. Cercando di perfezionare o concentrato DOM ambiente per la successiva sperimentazione è anche battuto con difficoltà, tra cui la perdita di alcune frazioni (ad esempio componenti altamente labili) durante la lavorazione. Di conseguenza, è difficile capire i controlli sulla piscina DOM ambiente come noi attualmente non possediamo alcun metodo per manipolare direttamente alla piscina DOM ambiente. Tuttavia, dal momento che la biogeochimica del DOM è legata a sostanze nutritive che si trovano comunemente nell&#39;ambiente (ad es NITtasso di [NO 3 -] 3), possiamo aggiungere altri soluti per streaming ecosistemi e misurare la risposta della piscina DOM di queste manipolazioni. Esaminando come la piscina DOM risponde a una vasta gamma di concentrazioni di nutrienti sperimentalmente imposti speriamo di ottenere una migliore comprensione di come DOM risponde alle mutevoli condizioni ambientali. Un metodo comunemente usato nel flusso biogeochimica è metodo di aggiunta di nutrienti. Esperimenti aggiunta di nutrienti sono stati tradizionalmente utilizzati per comprendere la cinetica di assorbimento o il destino del 4,5,6,7 soluto aggiunto. Aggiunte nutrienti possono essere a breve termine sul hr 6 in scala giorno 4, o manipolazioni a lungo termine nel corso di più anni 8. Aggiunte nutrienti possono includere anche con isotopi nutrienti etichettati (ad esempio 15 N-NO 3 -) per tracciare sostanza nutritiva aggiunta attraverso reazioni biogeochimici. Tuttavia, gli studi isotopi-based sono spesso Expensive e richiedono analisi impegnative (ad esempio digestioni) dei comparti multipli bentonici in cui possono essere conservati i nutrienti isotopi marcati. Sperimentazione recente ha rivelato l&#39;utilità di impulsi di nutrienti a breve termine per chiarire i controlli soluti non aggiunto e ambientali come DOM 9,10, rivelando un nuovo modo con il quale per esaminare in tempo reale nelle reazioni biogeochimici situ. Qui si descrive e illustra le misure metodologici fondamentali per la conduzione degli impulsi di nutrienti a breve termine con l&#39;obiettivo di comprendere la biogeochimica accoppiata di C e N e in particolare i controlli sulla grande diversità piscina DOM. Questo metodo facilmente riproducibile comporta l&#39;aggiunta di un impulso di nutrienti in un flusso portata sperimentale e misurando le variazioni nella concentrazione del soluto sia manipolata e la variabile di risposta di interesse (ad esempio DOC, DON, DOP). Manipolando direttamente concentrazioni di nutrienti in situ siamo in grado di modificare indirettamente il DOMpiscina e esaminare come DOM variazioni di concentrazione di tutta una gamma dinamica di concentrazioni di nutrienti 10.

<table><tbody><tr><td>Nitrato di sodio</td><td>Qualsiasi</td><td>Qualsiasi</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro di sodio</td><td>Qualsiasi</td><td></td><td>Qualsiasi negozio può essere utilizzato anche il sale da cucina, tuttavia, contiene tracce di impurità</td></tr><tr><td>Filtri in fibra di vetro Whatman GFF</td><td>Qualsiasi</td><td>Siringa</td><td></td></tr><tr><td>filtrante BD</td><td>Qualsiasi</td><td>Qualsiasi</td><td></td></tr><tr><td>EMD Millipore Portafiltri Swinnex</td><td>Qualsiasi</td><td>Qualsiasi</td><td></td></tr><tr><td>Rubinetto della siringa</td><td>Qualsiasi</td><td>Qualsiasi Sonda</td><td></td></tr><tr><td>multiparametrica YSI</td><td>Yellow Springs International</td><td>556-01</td><td></td></tr><tr><td>Bottiglia in HDPE a bocca larga da 125 ml</td><td>Qualsiasi</td><td>Qualsiasi Bottiglie</td><td></td></tr> in <tr><td>HDPE da 60 ml</td><td>Qualsiasi</td><td>Qualsiasi</td><td></td></tr><tr><td>Secchio da 20 L</td><td>Qualsiasi</td><td>Qualsiasi</td><td></td></tr><tr><td>Nastro di misurazione sul campo</td><td>Qualsiasi</td><td>Qualsiasi</td><td></td></tr><tr><td>Nastro adesivo da laboratorio</td><td>Qualsiasi</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Qualsiasi bastoncino per mescolare</td><td>Qualsiasi</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dispositivo di raffreddamento</td><td>Qualsiasi</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Penna pennarello</td><td>Qualsiasi</td><td></td> Qualsiasitacchino <td></td></tr><tr><td>da campo</td><td>Qualsiasi</td><td>Pinzetta</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Qualsiasi</td><td>Sacchetti</td><td></td></tr><tr><td>con chiusura lampo</td><td>Qualsiasi</td><td>Qualsiasi</td><td></td></tr></tbody></table>

capire disciolto materia organica biogeochimica attraverso<em&gt; in situ</em&gt; nutrienti manipolazioni in stream ecosistemi

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

La materia organica disciolta (DOM) è una miscela altamente diversificata di molecole che fornisce una delle più grandi fonti di energia e nutrienti agli ecosistemi fluviali. Tuttavia, lo studio in situ del DOM è difficile in quanto la complessità molecolare del pool di DOM non può essere facilmente riprodotta a scopo sperimentale. Tuttavia, è stato dimostrato che l'aggiunta di nutrienti ai corsi d'acqua altera ripetutamente il pool di DOM in situ e nell'ambiente. Qui dimostriamo un metodo basato sul campo facilmente replicabile per manipolare il pool ambientale di DOM su scala ecosistemica. Durante gli esperimenti di impulso nutrizionale, è possibile esaminare le variazioni della concentrazione sia del carbonio organico disciolto che dell'azoto organico disciolto in un'ampia gamma di concentrazioni di nutrienti. Questo metodo consente ai ricercatori di esaminare i controlli sul pool DOM e di fare inferenze riguardo al ruolo e alla funzione che alcune frazioni del pool DOM svolgono all'interno degli ecosistemi. Sosteniamo l'uso di questo metodo come tecnica per aiutare a sviluppare una comprensione più profonda della biogeochimica del DOM e di come interagisce con i nutrienti. Con ulteriori sviluppi, questo metodo può aiutare a chiarire le dinamiche del DOM in altri ecosistemi.

<img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54704/54704fig3.jpg" /> Figura 3: Esempio. I risultati di nitrati (NO 3 -) Aggiunte con Dissolved Azoto (DON) come la variabile di risposta Le analisi sono regressioni lineari. Gli asterischi rappresentano la significatività statistica a α = 0,05. Nota la gamma dinamica in NO 3 - concentrazione che è stato raggiunto con il metodo dell&#39;impulso ...

materia organica disciolta fornisce una fonte importante di energia e nutrienti per lo streaming ecosistemi. Qui mostriamo un metodo basato su campi di manipolare il pool ambiente di materia organica disciolta in situ tramite impulsi di nutrienti facilmente replicabili.

Capire disciolto materia organica Biogeochimica Attraverso<em&gt; In Situ</em&gt; Nutrienti Manipolazioni in Stream ecosistemi

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

L'obiettivo generale di questo metodo di impulso nutrizionale è manipolare indirettamente il pool ambientale di materia organica disciolta per comprendere come tale pool di materia organica risponda a variazioni nella concentrazione di nutrienti. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nel campo della biogeochimica fluviale, ad esempio in che modo i cicli della materia organica e dei nutrienti siano interconnessi. Il vantaggio principale di questo metodo è che rappresenta una manipolazione dell'intero ecosistema ed è facilmente replicabile.Le implicazioni di questa tecnica si estendono all'export di carbonio e azoto nei bacini idrografici, poiché l'interazione tra questi elementi determina in che modo vengono trattenuti all'interno del corso d'acqua. Abbiamo avuto per la prima volta l'idea di questa tecnica quando abbiamo capito che l'approccio con slug di nutrienti generava un intervallo dinamico di concentrazioni di nutrienti e che le concentrazioni di materia organica disciolta erano sensibili a questi cambiamenti. Per iniziare, posizionare il misuratore di conducibilità in campo, scegliendo un punto situato approssimativamente tra 0,5 e 1,0 metri a monte del sito di campionamento.Il misuratore rimarrà in posizione per tutta la durata dell'esperimento. Successivamente, risciacquare tre volte bottiglie in polietilene ad alta densità precedentemente trattate con acido e utilizzarle per raccogliere 125 millilitri di campioni prelevati singolarmente in triplice replicato nel sito di aggiunta e poi nel sito di raccolta del tratto sperimentale. Questi campioni vengono utilizzati per determinare le concentrazioni ambientali prima dell'aggiunta della soluzione.Registrare la conducibilità di fondo nel corso d'acqua prima dell'aggiunta dei soluti. Successivamente, registrare l'ora di campionamento e la conducibilità dei campioni di fondo raccolti. In primo luogo, raccogliere l'acqua del corso d'acqua utilizzando un contenitore di grandi dimensioni.Quindi aggiungere tutti i reagenti e assicurarsi che i soluti siano completamente sciolti. Tenere traccia della quantità di acqua aggiunta. Risciacquare i contenitori dei reagenti tre volte con ulteriore acqua di corso e versare il risciacquo nel contenitore della soluzione.Agitare la soluzione con un bastoncino pulito fino a quando tutti i reagenti si sono sciolti. Etichettare in modo appropriato una bottiglia da 60 millilitri in polietilene ad alta densità e raccogliervi l'aliquota da 60 millilitri della soluzione aggiuntiva. Conservarla separatamente dagli altri campioni per evitare contaminazioni.Successivamente, versare il campione nel sito di aggiunta con un movimento fluido e rapido per ridurre al minimo il tempo di percorrenza ed evitare schizzi. Risciacquare immediatamente il contenitore e agitare il bastoncino nella corrente tre volte per rilasciare tutti i reagenti. Registrare il tempo in ore, minuti e secondi.Registrare le masse dei traccianti aggiunti, insieme al momento del rilascio, e fare attenzione a non disturbare il bentos del corso d'acqua o la soluzione fino al termine dell'esperimento. Sul sito di campionamento, predisporre in ordine crescente le bottiglie per campioni etichettate in attesa della soluzione. Utilizzare il misuratore di conducibilità da campo per effettuare le letture sul sito di campionamento.Il raggiungimento della soluzione verrà rilevato da un aumento della conducibilità. Una volta rilevato l'arrivo della soluzione, prendere un flacone pulito da 125 millilitri e risciacquarlo con l'acqua del corso d'acqua. Scartare l'acqua di risciacquo a valle del punto di campionamento, quindi raccogliere il campione posizionando il flacone nel flusso principale dell'acqua nel punto di campionamento.Ripetere questo processo di raccolta, utilizzando una bottiglia nuova dopo l'altra durante il passaggio della soluzione, e registrare il tempo di raccolta e la conducibilità di ciascun campione. Continuare il campionamento fino a quando la conducibilità non torna entro cinque microsiemens per centimetro rispetto al livello di fondo. Chiudere i campioni con un tappo e conservarli in un contenitore refrigerato.Disporre innanzitutto i campioni per la filtrazione in modo che il limite crescente venga filtrato in ordine crescente di conducibilità specifica fino al picco. Successivamente, disporre i campioni del limite decrescente da filtrare in ordine crescente di conducibilità specifica. Per filtrare i campioni, prendere una siringa da 60 millilitri, rimuovere lo stantuffo e quindi chiudere il rubinetto. Versare circa 10 millilitri di campione nella siringa e reinserire lo stantuffo. Agitare la siringa in modo che il campione risciacqui le pareti interne. Successivamente, collegare un supporto per filtro alla siringa e aprire il rubinetto. Spingere il campione attraverso il filtro premendo lo stantuffo e scartare il risciacquo. Rimuovere lo stantuffo e chiudere il rubinetto. Questa volta, versare 30 millilitri dello stesso campione nella siringa e reinserire lo stantuffo.Con la siringa posizionata in modo da espellere in un flacone campione pulito da 60 millilitri, aprire il rubinetto e spingere circa 10 millilitri attraverso il filtro. Chiudere il flacone, agitarlo delicatamente e scartare il filtrato. Ripetere l'operazione tre volte per assicurarsi che le impurità siano rimosse dal flacone e che le pareti siano ricoperte dal campione.Rimuovere nuovamente lo stantuffo e chiudere il rubinetto. Versare circa un campione di 60 millilitri nella siringa e reinserire lo stantuffo. Spingere il campione attraverso il portafiltro nella bottiglia per campioni da 60 millilitri.Riempire le bottiglie fino al collo, chiuderle con il tappo e collocare i campioni in un contenitore refrigerato. Infine, analizzare i campioni per il carbonio organico disciolto e l'azoto, nonché per qualsiasi altro parametro di interesse, in ordine crescente di conducibilità. Questi grafici rappresentano regressioni lineari delle misurazioni delle concentrazioni di azoto organico disciolto, o DON, dopo l'aggiunta di nitrato mediante il metodo a impulsi.I risultati mostrano che le concentrazioni di azoto organico disciolto variano in risposta all'aggiunta di nitrato. È stata inoltre osservata una variazione nella risposta dell'azoto organico disciolto all'interno dei siti in diversi momenti del campionamento, il che suggerisce che le comunità microbiche acquatiche possano utilizzare diverse componenti della materia organica disciolta in diversi periodi della stagione di crescita. Le correlazioni positive sono interpretate come indicazione del ruolo dell'azoto organico disciolto come fonte nutritiva, mentre le correlazioni negative sono interpretate come indicazione del ruolo dell'azoto organico disciolto come fonte energetica.Gli esperimenti che hanno mostrato relazioni non significative riflettono un pool di DON non reattivo o un pool in cui i processi basati sui nutrienti e quelli basati sull'energia si compensano. Qui, i grafici mostrano le regressioni lineari del carbonio organico disciolto, o DOC, dopo l'aggiunta di nitrato. Contrariamente ai grafici del DON, questi mostrano pochi casi di variazioni significative nella concentrazione di DOC a seguito dell'aggiunta di nitrato.Questo potrebbe indicare che le frazioni ricche di azoto e ricche di carbonio del pool di materia organica disciolta sono soggette a specifici controlli ecologici e biogeochimici e che il pool ambientale di DOC è altamente recalcitrante. Una volta padroneggiata, questa tecnica può richiedere da tre a sei ore a seconda del sistema. Durante l'esecuzione di questo metodo, è importante evitare la contaminazione di campioni a bassa conducibilità con campioni ad alta conducibilità.Seguendo questa procedura, è possibile calcolare altri metodi, come la cinetica dell'assorbimento dei nutrienti, per determinare in che modo la velocità e il flusso dell'assorbimento dei nutrienti influenzano le concentrazioni di carbonio organico disciolto e azoto organico disciolto. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della biogeochimica acquatica per esplorare i fattori che regolano il trattenimento dei nutrienti negli ecosistemi fluviali. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sul ciclo dei nutrienti nei corsi d'acqua, potrebbe potenzialmente essere applicato anche ad altri ambienti, come sistemi di acqua sotterranea e sistemi estuarini.Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come eseguire esperimenti di aggiunta di nutrienti negli ecosistemi dei corsi d'acqua montani.

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