여기에 제시된 것은 실제 현장 환경 온도 및 조명 조건에서 미생물 매트의 1차 생산성을 측정하기 위한 비용 효율적이고 운송 가능한 방법/시설입니다. 실험 설정은 널리 사용 가능한 재료를 기반으로하며 실험실 기반 모델의 장점을 제공하면서 다양한 조건에서 사용할 수 있습니다.
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이 논문에서
요약
초록
성장기 구배 동안 페리피톤의 현장 1차 생산성을 측정하면 환경 동인(주로 인 농도 및 광도)과 종 구성이 1차 생산성에 미치는 정량적 효과를 설명할 수 있습니다. 1 차 생산성은 주로 광도, 온도, 영양소의 가용성 및 유포 영역의 각 깊이에서 탄산염 시스템의 이온 종의 분포에 의해 좌우됩니다. 실험실에서 시뮬레이션하기가 매우 어려운 복잡한 시스템입니다. 이 저렴하고 운송 가능하며 건조하기 쉬운 플로팅 바지선을 사용하면 실제 자연 조건에서 직접 1차 생산성을 정확하게 측정할 수 있습니다. 이 방법론은 단단히 밀봉된 유리병에 통합된 비침습적 산소 센서를 사용하여 실시간으로 1차 생산성을 측정하여 온라인 산소 플럭스 모니터링을 가능하게 하고 대사 활동에 대한 새로운 통찰력을 제공하는 것을 기반으로 합니다. 미생물 매트(또는 기타 저서 생물)의 총 1차 생산성에 대한 상세한 계절적 현장 측정은 렌틱 수역에서 1차 생산성 역학을 제어하는 공정에 대한 현재 지식을 향상시킬 수 있습니다.
서론
1 차 생산성은 전체 시스템 먹이 그물을 형성하는 수생 시스템으로 자동 탄소가 들어가는 유일한 항목입니다1. 따라서 1 차 생산성의 정확한 추정은 수생 생태계의 기능을 이해하는 데 필수적인 단계입니다. 연안 지역은 1 차 생산성과 생물 다양성이 높은 지역입니다. 식물성 플랑크톤 외에도 페리피톤(이하 미생물 매트라고 함)과 거대조류는 연안 지역2의 1차 생산성에 크게 기여하는 것으로 추정됩니다. 그들의 정착 생활 방식과 상당한 공간적 이질성으로 인해 1 차 생산성의 정량화는 쉽지 않습니다.
1 차 생산성은 주로 광도, 온도, 영양소의 가용성 및 유포 영역 3,4의 각 깊이에서 탄산염 시스템의 이온 종의 분포에 의해 주도됩니다. 깊이는 미생물 매트의 공간 분포에 현저한 영향을 미칩니다. 미생물 군집은 얕은 깊이에서 높은 조사와 뚜렷한 계절적 온도 변화의 부작용에 대처하고 더 깊은 깊이에서 더 낮은 광도에 대처해야 합니다. 깊이 구배 외에도 동적 영양 상호 작용은 서로 다른 스케일5에서 여러 개의 복잡한 공간 패턴....
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프로토콜
참고: 샘플링하기 전에 전체 프로젝트 요구 사항, 통계 설계 또는 예상되는 표본 변동성을 기준으로 복제 정도를 결정합니다. 정확한 통계 분석과 잠재적인 샘플 손실 또는 파손을 설명하기 위해 5쌍의 밝고 어두운 배양 병의 5쌍이 제안됩니다. 설명 된 부유 식 실험 바지선은 5 개의 반복과 1 쌍의 빈 컨트롤을 운반하도록 설계되었습니다. 실험 바지선의 기술 도면은 그림 1 을 참조하십시오.
그림 1: 실험 바지선과 측면 플로트의 기술 도면. (A) 평면도: 바지선의 프레임은 4개의 알루미늄 플랫 바(회색)로 결합된 4개의 알루미늄 앵글 L 프로파일 조각(파란색)으로 구성됩니다. XPS 플로트 (분홍색)는 평행 한 알루미늄 조각의 두 지점에서 프레임에 장착됩니다. 배양 병 용 체인은 550mm 간....
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결과
그림 5: 낮 동안 미생물 매트의 순 및 총 생태계 생산성. (A) 가벼운 병-순 생태계 생산성 : 가벼운 병에서 미생물 매트의 순 산소 생산성의 시간 과정 데이터. 배양 병의 산소 농도 변화는 낮 동안 1 시간 후에 측정되었습니다. 회색 원: 미생물 매트 샘플이 있는 병. 흰색 원: 호수 물만 담긴 빈 병. (B) 어두운 병 호흡: 어두운 병의 독립 영양 및 종속 영양 호흡의 합. 배양 병의 산소 농도 변화는 일광 기간 동안 1 시간 후에 측정되었습니다. 회색 원: 미생물 매트 샘플이 있는 병. 흰색.......
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토론
이 백서에 설명 된 방법론은 광학 산소 센서를 사용하여 O2 농도를 측정하는 비 침습적 기술과 결합 된 밝고 어두운 병 산소 기술의 원리를 기반으로합니다. 이 시스템은O2 측정을 위한 광섬유를 병에서 병으로 빠르게 이동할 수 있으므로 다양한 배양 설정을 병렬로 측정할 수 있습니다. 다양한 깊이의 저서 공동체는 분류 학적 구성과 생산성이 다를 수 있습니다. 병렬로 동시에 측정하면 시간을 절약하고 결과를보다 정확하게 만들 수 있으므로 periphyton이 자라는 전체 깊이 프로파일을 계산할 수 있습니다. 쉐이크 플라스크에 통합된 비침습적 산소 센서는 실시간 산소 플럭스 모니터링을 가능하게 합니다.
설계된 실험 설정을 통해 군집이 자연적으로 발생하는 각 깊이에서 미생물 군집의 1차 생산성을 측정할 수 있으며, 이는 실험실에서 시뮬레이션하기 어렵습니다(적절한 압력, 일주 과정의 온도 및 현장 광도 변화 추적, 다양한 영양소 가용성).......
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공개 사항
저자는 공개 할 이해 상충이 없음을 확인합니다.
감사의 글
이 연구는 체코 과학 재단 (GACR 19-05791S), RVO 67985939 및 전략 AV 21, 토지 절약 및 복구 프로그램 내에서 CAS의 지원을 받았습니다. 현장에서 촬영을 해준 Ondřej Sihelský에게 많은 감사를 드립니다 - 그가 없었다면 촬영은 완전히 지옥이었을 것입니다. 이 프로젝트는 연구 된 지역에 대한 액세스를 제공 한 Palivový Kombinát Ústí s.p. 및 Sokolovská Uhelná와의 긴밀한 협력 없이는 불가능했을 것입니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 알루미늄 각도 L 프로파일 40 x 40 mm x 3 mm, 길이 2,000 mm | |||
| 알루미늄 플랫 바 40 x 3 x 350 mm | |||
| 버킷 15 L 콘크리트 충전재 | |||
| 나사 잠금이 있는 카라빈 후크 50 x 5 mm | |||
| 전기 테이프 검정 | |||
| 압출 폴리스티렌 (XPS) 재료 500 x 200 x 150 mm | |||
| Fibox 3 LCD 추적 | PreSens Precision Sensing GmbH | 독립형 광섬유 산소 측정기 | |
| Hondex PS-7 휴대용 깊이 사운더 | Hondex - Honda | - 바닥에서 깊이까지 측정; https://www.honda-el.net/industry/ps-7e | |
| KORKEN - 유리 밀폐 항아리 0.5 L | IKEA | 인큐베이션 병; https://www.ikea.com/cz/en/p/korken-jar-with-lid-clear-glass-70213545/ | |
| 금속 후크 | |||
| 산소 센서 스폿 SP-PSt3-NAU-D5 | PreSens Precision Sensing GmbH | 실제 조건에서 측정을 위한 비침습적 광학 산소 센서 | |
| SCOUT 유아용 카누 | GUMOTEX | https://www.gumotexboats.com/en/scout-standard#0000-044667-021-13/11C | |
| 육각 너트가 있는 나사 10 x 170mm | |||
| 가 있는 나사 4 x 15mm | |||
| 너트 날개 너트 | |||
| 스냅 후크 50 x 5mm | |||
| 스틸 카라빈 후크 50 x 5mm | |||
| 와이어 직경 3mm의 스틸 체인, 내부 링크 5.5 x 26mm | |||
| 스틸 체인, 5m | |||
| 칫솔 | |||
| 핀셋 | |||
| 와셔 10 x 50 mm | |||
| 와셔 4 x 10 mm | |||
| 와셔 4 x 10 mm |
참고문헌
- Blachart, J. L., et al. Potential consequences of climate change for primary production and fish production in large marine ecosystems. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 367 (1605), 2979-2989 (2012).
- Howarth, R. W., Michaels, A. F. The Measurement of primary production in aquatic ecosystems.
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