これは、魚と無脊椎動物のデータを組み合わせた大きさスペクトル(個々の質量と人口密度のスケーリング関係)をモデル化するプロトコルです。方法は次のとおりです: 定量的な魚や無脊椎動物のサンプルを収集するフィールドテクニック;フィールド データを標準化するラボ メソッド。と統計データ分析。
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この記事について
サマリー
要約
サイズスペクトルは、平均体重(M)と生態学的コミュニティまたは食物網内の個人の密度(D)との間の逆の同種スケーリング関係である。重要なのは、サイズスペクトルは、種の行動や生命の歴史特性ではなく、個々のサイズが生態系内の豊かさの主要な決定要因であると仮定します。したがって、種レベルのデータに焦点を当てた従来の同種関係(例えば、平均種の体の大きさと人口密度)とは異なり、サイズスペクトル分析は「アタキシック」であり、個々の標本は、そのサイズによってのみ識別される。分類のアイデンティティ。サイズスペクトルモデルは、従来の複雑な食品ウェブの効率的な表現であり、説明的な文脈や予測コンテキスト(例えば、基底資源の変化に対する大規模な消費者の反応を予測する)で使用することができます。多様な水生生態系からの実証研究はまた、サイズスペクトル斜面の類似性が中程度から高いレベルであると報告されており、一般的なプロセスが非常に異なる設定で小さな生物と大きな生物の豊富さを調節する可能性があることを示唆している。これは、ワダブルストリームでコミュニティレベルのサイズスペクトルをモデル化するためのプロトコルです。プロトコルは、3 つの主要な手順で構成されます。まず、局所密度を推定するために使用できる定量的なベンチック魚と無脊椎動物のサンプルを収集します。第二に、すべての個人をアタキシック単位(すなわち、分類のアイデンティティに関係なく、サイズで識別される個人)に変換し、ログ2サイズのビン内の個人を合計することによって、魚と無脊椎動物のデータを標準化します。第 3 に、線形回帰を使用して、非課税MとDの推定値の関係をモデル化します。D推定とサイズスペクトルモデリングを容易にするカスタムソフトウェアを含む、これらの各ステップを完了するための詳細な手順を本明細書に記載されています。
概要
体重と代謝率の間の正の関連など、体の大きさのスケーリング関係は、個々の生物レベルでよく知られており、現在、組織1、2、3のより高いレベルで研究されています。.これらの同種関係は、最も多くの場合、Y =aM bという形式のパワーロー関数であり、Yは目的の変数(例えば、代謝、豊富さ、またはホームレンジサイズ)であり、Mは単一または平均の体重である。 個別、b はスケーリング係数、a は定数です。 統計的な便宜上、Y およびMデータは、多くの場合、分析の前にログ変換され、フォーム ログ (Y) = log (a) + b log (M)の線形方程式でモデル化され、ここでbおよび log (a)は、それぞれ線形モデルの勾配と切片になります。
サイズスペクトルは、密度(D、単位面積当たりの個体数)またはバイオマス(B、単位面積当たりの個人の合計質量)をMの関数として予測する....
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プロトコル
ここに記載されているすべての方法は、バージニアコモンウェルス大学の機関動物ケアおよび使用委員会(IACUC)によって承認されています。
1. 魚類サンプルの収集・処理
- 研究範囲内で魚を隔離し、閉じた魚の集合体を作成する
- 上流と下流(方向は「上流」に面し、水流に対して相対的である)を識別し、調査範囲の端部に取り外し可能なフラグテープで端部をマークします。
注:スタディリーチの全長は任意ですが、ストリーム全体に存在する異なる生息地タイプ(例えば、リッフル、ラン、プール、アンダーカットバンクなど)の代表的な選択を包含するのに十分な長さである必要があります。ほとんどの場合、100 ~ 200 m のスタディ範囲で十分です。 - スタディの範囲の長さに沿って均等に分布する 5 ~ 10 トランスペクトで、濡れ流れチャネルの幅を測定します。平均湿ったチャネル幅にリーチの全長を掛けたように、スタディの総表面積を推定します。
- セキュアブロックネット(すなわち、上流線に浮かび上がったノットレスのセーヌと、下線の重み)が、スタディの上流と下流の端にあるストリームチャネルを横切って到達します。ミディアムを使用してメッシュネット(6.3~9.5mmまたは1/4~3/8インチメッシュ)を粗くし、破片や目詰まりの蓄積を最小限に抑えます。小さな魚が通過す....
- 上流と下流(方向は「上流」に面し、水流に対して相対的である)を識別し、調査範囲の端部に取り外し可能なフラグテープで端部をマークします。
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結果
元のフィールド データを含む例示の結果は、ウェストバージニア州南部の小さな流れであるウェストバージニア州の Slaunch Fork に対して提示されます。追加のサイズスペクトルモデルの結果は、同じ地域の他の2つのストリームについても提示されます:キャンプクリークとキャビンクリーク、ウェストバージニア州。これらは、McGarveyとカーク17に含まれる3つの研究サイトですが、ここで提示されたデータは、2015年5月に収集された新しいサンプルからのものです。サイズスペクトルモデリングプロセスの完全に動作した手動の例は、補足ファイル2のSlaunch Forkデータに含まれています。または、http://bit.ly/SizeSpectraでカスタム サイズスペクトル アプリケーション (図 3を参照) を使用して、すべての計算を自動化することもできます。
3つの研究のそれぞれにおいて、明確な、負
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ディスカッション
この非課税サイズスペクトルプロトコルは、河川魚と無脊椎動物のコミュニティ内のサイズ構造を定量化およびモデル化するために使用できます。河川生態系における以前のサイズスペクトル研究は、基本的な記述的研究39、40から縦方向の河川プロファイル41に沿った比較、および異なる生物地理的領域42の間で及んでいた。季節的な比較は43、44および最近、サイズスペクトルパラメータの季節変化が水温および水文学17にリンクされている。サイズスペクトル斜面はまた、連続する栄養レベル45、46の間で栄養伝達効率を推定するために使用され、サイズスペクトルインターセプトは、食品.......
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開示事項
著者は何も開示していない。
謝辞
この研究のための資金は、国立科学財団(助成金DEB-1553111)と科学研究のためのエプリー財団によって提供されました。この原稿はVCUライスリバーズセンターの寄付#89です。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| チェストウェーダー | 複数のオプション | n/a | 電気釣り中に使用する個人用保護具。「呼吸可能な」ウェーダーは、電流が流れるため使用しないでください。 |
| ラバーラインマンの手袋 | 複数のオプション | n/a | 電気釣り中に使用する個人用保護具。 |
| グラスファイバーポール付きディップネット | 複数のオプション | n/a | 電気釣り中に気絶した魚を捕まえるために使用されます。 |
| バックパック電気釣りユニット | Smith-Root;ホールテック;中西部の湖の管理;Aqua Shock Solutions | www.smith-root.com; www.halltechaquatic.com; https://midwestlake.com; https://aquashocksolutions.com/ | Backpack 電気釣機は、現在、北米の 4 つの独立した会社によって製造および販売されています。価格と保証/技術サポートは、ベンダーを選択する際の最も重要な要素です。 |
| ブロックネット/引き網(×2) | ダルースネット | https://duluthfishnets.com/ | 必要な長さはストリーム幅によって異なります。3/8インチメッシュをお勧めします。 |
| 1インチのナイロンウェビング付きカムアクションユーティリティストラップ(×4) | 複数のオプション | n/a | ブロックネットを固定/固定するために使用されます。オートサプライ店、金物店、百貨店で購入できます。 |
| 大きなテントの杭(×4) | 複数のオプション | n/a | ブロックネットを固定/固定するために使用されます。キャンプ用品店やデパートで購入できます。 |
| 5ガロンのプラスチックバケツ(×5) | 複数のオプション | n/a | 電気釣り中に魚を保持し、輸送するために使用されます。金物店、塗料用品店でお求めいただけます。 |
| 10-20ガロントートバッグ(×3) | 複数のオプション | n/a | 捕獲した魚のライブウェル、鎮静タンク、回収ビンとして使用されます。金物店や百貨店で購入できます。 |
| 電池式の「餌バケツ」曝気ポンプ | Cabelas | IK-019008 | フィールド処理中にビンを保持している魚を曝気するために使用されます。 |
| 魚の麻酔(Tricaine-S) | Syndel | www.syndel.com | 野外処理のための魚を鎮静させるために使用されます。Tricaine-Sは、米国食品医薬品局(FDA)によって規制されています。 |
| 折りたたみ式キャンプテーブルと椅子 | Cabelas | IK-518976;IK-552777魚 | のサンプルを処理するために使用されます。 |
| ポップアップキャノピー | 複数のオプション | n/a | 必要に応じて、日光や雨からの保護に使用されます。 |
| 魚の測定板Wildco | 3-118-E40 | 魚の長さを測定するために使用されます。 | |
| バッテリー駆動のフィールドスケールと計量皿 | 複数のオプション | n/a | 魚の計量に使用されます。0.1または0.01グラムの精度で重量を量る必要があります。 |
| 透明なプラスチック製の風/雨のバッフル | 複数のオプション | n/a | 雨や風の強い条件でスケールをシールドするために使用されます。はかりと計量皿を覆うのに十分な大きさでなければなりません。 |
| 白いプラスチックまたはエナメルの検査トレイ | 複数のオプション | n/a | トレイは、野外で魚を検査するために不可欠です。 |
| ステンレス製鉗子 | 複数のオプション | n/a | 鉗子は、小魚の検査や無脊椎動物を試料瓶に移す際に役立ちます。 |
| 手の拡大鏡 | 複数のオプション | n/a | 倍率は、野外で魚の標本を識別する際によく役立ちます。 |
| 魚の識別キーn | / a | n / aラミネート | キーは、特定の場所用にカスタム準備され、最も効果的です。 |
| 防水紙に印刷されたデータシート | 雨の中の儀式 | n/a | 防水紙は、水生標本を扱う際に不可欠です。 |
| 格納式グラスファイバーフィールドテープ | Lufkin | n / a | ストリームチャネルの寸法を測定するために使用されます。 |
| SurberサンプラーまたはHessサンプラーWildco | 3-12-D56; 3-16-C52 | これらの固定領域底生サンプラーのいずれかは、砂利または小石の基質を持つ浅い流れでうまく機能します。 | |
| 70%エタノールまたはイソプロピルアルコール | 複数のオプション | n/a | 無脊椎動物の防腐剤として使用されます。 |
| 広口無脊椎動物標本瓶(20-32オンス) | U.S.プラスチック・コーポレーション | 67712 | 広口プラスチックの瓶なら何でも使えますが、これらの特定の瓶は耐久性があり、安価です。 |
参考文献
- Peters, R. H. The ecological implications of body size. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. (1983).
- Brown, J. H., Gillooly, J. F., Allen, A. P., Savage, V. M., West, G. B. Toward a metabolic theory of ecology. Ecology. 85 (7), 1771-1789 (2004).
- Marquet, P. A., et al.
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再版と許可
