Un metodo a basso costo per misurare la produttività primaria in situ delle comunità periphyton delle acque leniche

Una misurazione dettagliata in situ della produttività lorda del periphyton o di qualsiasi microrganismo dell'acqua in un sito adatto può migliorare le attuali conoscenze dei processi che controllano la dinamica della produttività primaria nelle acque finitiche. I principali miglioramenti nei metodi proposti sono la non invasività, l'economicità e la possibilità di misurazioni simultanee in varie località. Consente inoltre la raccolta di risorse di dati di grandi dimensioni senza spese aggiuntive.

Sostituendo la chiatta nel condurre gli esperimenti, utilizzare un kayak gonfiabile in quanto è facilmente trasportabile. Selezionare un luogo con una profondità ideale per ancorare il galleggiante. Quindi, attaccare la chiatta assemblata dietro la poppa della barca e abbassare con attenzione l'ancora lungo il lato della barca.

Allineare l'ancora appendendola leggermente sotto la superficie dell'acqua in modo che il galleggiante possa essere facilmente trainato con l'ancora nel punto con la profondità richiesta. Dopo aver raggiunto il posto, slegare l'ancora dalla barca e abbassarla sul fondo, quindi fissare la chiatta alla catena dell'ancora e le catene per attaccare le bottiglie di incubazione alla chiatta. Per preparare le bottiglie di incubazione, attaccare i punti del sensore ottico di ossigeno alla parete interna di bottiglie trasparenti da 0,5 litri a collo largo con guarnizioni a tenuta di gas, quindi creare uno strato opaco per le bottiglie di trattamento scuro avvolgendole con nastro isolante nero.

Tagliare un piccolo foro nel punto del sensore ottico posizionato e assicurarsi che il foro tagliato sia leggermente più piccolo del diametro del sensore per evitare che la luce entri nella bottiglia. Posizionare le bottiglie di incubazione nella scatola portatile e immergersi con la scatola alla rispettiva profondità senza disturbare il sedimento nell'acqua circostante. Successivamente, utilizzando lunghe pinzette, riempire accuratamente i campioni nelle bottiglie di incubazione, facendo attenzione a non disturbare troppo la biomassa del campione.

Se le stuoie microbiche crescono su una superficie solida come una piccola pietra, trasferire con cura l'intera pietra con biomassa intatta nella bottiglia. Riempi un paio di bottiglie chiare e scure con acqua pulita dalle rispettive profondità senza sedimenti che fungano da controlli in bianco. Dopo essersi assicurati che l'acqua in tutte le bottiglie di incubazione sia pulita e non contenga sedimenti fastidiosi, portare le bottiglie chiuse alla barca ancorata alla chiatta galleggiante.

Attaccare le prime due paia di flaconi di incubazione ai moschettoni sulla prima catena, quindi misurare la concentrazione iniziale di ossigeno in ciascuna bottiglia utilizzando il misuratore di ossigeno a fibre ottiche. Collegare il cavo ottico del misuratore al sensore di ossigeno montato all'interno della bombola e, in pochi secondi, leggere la concentrazione di ossigeno nel misuratore e registrare il valore misurato. Immediatamente dopo la misurazione, abbassare con attenzione la catena con le bottiglie attaccate nell'acqua, assicurandosi che le bottiglie di incubazione siano posizionate alla stessa profondità da cui è stata campionata la biomassa posta in esse.

Dopo un'ora, misurare nuovamente la concentrazione di ossigeno tirando con attenzione ogni catena con le bottiglie nella barca. La lettura del valore di ossigeno è stata dimostrata in precedenza e abbassando nuovamente i campioni nell'acqua. Dopo aver completato tutte le misurazioni, prelevare i campioni dalle bottiglie di incubazione e strofinare il tappeto microbico cresciuto sulla superficie di una sostanza dura come la pietra con uno spazzolino da denti o un coltellino, quindi trasferire il contenuto in boccette di plastica.

Un aumento della concentrazione di ossigeno nel tempo è evidente sia nel controllo che nelle bottiglie campione esposte alla luce che indica la produttività netta dell'ecosistema. Tuttavia, la pendenza di aumento è significativamente più elevata nelle bottiglie con campioni di tappeti microbici. La variazione della concentrazione di ossigeno nel tempo nelle bottiglie scure è la somma della respirazione autotrofica ed eterotrofica.

In questo caso, la pendenza della concentrazione di ossigeno nella bottiglia di controllo non è significativamente diversa da zero. Sottraendo i tassi di respirazione dalla produttività netta dell'ecosistema si ottengono i tassi di produttività lorda dell'ecosistema e i dati sono conformi alla definizione. Un'applicazione pratica di questo metodo è stata ottenuta nei campi di tre laghi post-minerari che mostrano la produttività lorda dell'ecosistema della comunità perifita durante la stagione vegetativa.

Durante il processo di campionamento della biomassa sott'acqua, è importante assicurarsi che nessuna bolla d'aria rimanga intrappolata all'interno delle bottiglie di incubazione una volta chiuse dopo aver aggiunto i campioni. Utilizzando questa procedura, è possibile quantificare lo scambio di ossigeno tra il corpo idrico e qualsiasi organismo o comunità di organismi di dimensioni adeguate. Questo metodo consente di studiare la produttività primaria per tutto l'anno dell'organismo selezionato in situ rendendo il più possibile la condizione naturale, dando così un'idea migliore della sua importanza relativa per il metabolismo del carbonio per tutta la vita.