Lichaam grootte schalen relaties, zoals de positieve associatie tussen lichaamsmassa en stofwisseling, zijn bekend op het niveau van de individuele organisme en worden nu bestudeerd op hogere niveaus van organisatie1,2,3 . Deze allometrische relaties zijn meestal Power-Law functies van de vorm y = amb, waarbij Y is de variabele van belang (bijvoorbeeld, metabolisme, overvloed, of huis bereik grootte), M is de lichaamsmassa van een enkele of gemiddelde individu, b is een schaal coëfficiënt, en a is een constante. Voor statistisch gemak zijn Y -en M -gegevens vaak log-getransformeerd voorafgaand aan de analyse en gemodelleerd met lineaire vergelijkingen van het formulier logboek (Y) = Log (a) + b log (M), waarbij b en log ( a) wordt de lineaire model helling en onderscheppen, respectievelijk.
Het grootte spectrum is een soort allometrische relatie die de dichtheid voorspelt (D, het aantal individuen per eenheid gebied) of biomassa (B, de samengevat massa van individuen per eenheid gebied) als een functie van M (zie rubriek 4 voor aanvullende informatie over het gebruik van "genormaliseerde" D -of B -schattingen.) Net als andere schaal relaties tussen m en D of tussen m en Bspeelt het maat spectrum een centrale rol in de basis-en toegepaste ecologie. Op bevolkingsniveau interpreteren biologen vaak negatieve D
- M -relaties als bewijs van een dichtheids afhankelijke overleving of als modellen van het draagvermogen van het ecosysteem (d.w.z. de "zelf Verdunnende regel")4, 5. Op het niveau van de Gemeenschap kunnen B
M -relaties worden gebruikt om de effecten van antropogene verstoringen op systeemniveau te bestuderen, zoals maat-selectieve visserij6,7. Allometrische schaling van D en B met M zijn ook centraal in recente inspanningen om bevolking, Gemeenschap en ecosysteem ecologie2,8,9te verenigen.
Een bijzonder belangrijk kenmerk van het grootte spectrum is het feit dat het geheel Ataxic9,10is. Dit punt is gemakkelijk te missen bij het vergelijken van scatterplots van D
m -of B
- m -gegevens, maar het onderscheid tussen taxic -en ataxische modellen is een kritische. In taxic modellen wordt één M -waarde gebruikt om de gemiddelde lichaamsmassa van elk individu van een bepaalde soort of taxa11weer te geven. In Ataxic-modellen worden alle personen binnen een gegevensset verdeeld over een reeks van intervallen van de lichaamsgrootte of M -bakken, ongeacht hun taxonomische identiteit12. Deze laatste, ataxische benadering is voordelig in aquatische ecosystemen waar veel taxa een onbepaalde groei vertonen en een of meer ontogenetische verschuivingen in het voedingsgedrag ervaren; in deze gevallen zal een enkel soort M -gemiddelde het feit verhullen dat een soort verschillende functionele rollen kan vervullen gedurende zijn levensgeschiedenis9,13,14.
Hier presenteren we een compleet protocol om het grootte spectrum binnen wadable streams en rivieren te kwantificeren. Het protocol begint met veld bemonsteringsmethoden om de noodzakelijke vissen en benthische macroinvertevelde gegevens te verzamelen. Vis wordt verzameld door middel van een bemonsteringsproces met drie doorlaat depletie. De overvloed zal dan worden geschat op basis van de depletie gegevens met de Zippin methode15. Bij depletie bemonstering worden individuele vissen binnen een gesloten studie bereik (d.w.z. individuen kunnen noch het ingesloten bereik binnenkomen noch verlaten) uit het bereik gehaald door drie opeenvolgende monsters. Het aantal overgebleven vissen zal dus geleidelijk uitgeput raken. Uit deze uitputting trend, totale overvloed binnen het bereik van de studie kan worden geschat dan omgezet naar D (in vis per m2), met behulp van de bekende oppervlakte van het studie bereik. Benthische macroinvertebraten zullen worden verzameld met standaardsamplers met vaste oppervlakte en vervolgens worden geïdentificeerd en gemeten in het laboratorium.
Vervolgens worden de gecombineerde vis-en macro-Invertebrate gegevens gepartitioneerd tussen grootte opslaglocaties. Traditioneel, de octaaf of Log2 schaal (dat wil zeggen, verdubbelde intervallen) is gebruikt voor het instellen van de grootte bin grenzen16. Zodra een lijst met grootte opslaglocaties is vastgesteld, is het eenvoudig om afzonderlijke benthische macroinvertebraten onder hun respectieve grootte bakken te partitioneren, omdat ongewervelde dieren direct worden geïnventariseerd als aantallen individuen per eenheids gebied. Het schatten van visabundandansen binnen de grootte opslaglocaties is echter abstract, omdat deze schattingen uit de depletie gegevens worden afgeleid. Er worden daarom gedetailleerde instructies gegeven voor het inschatten van de overvloed van vis in grootte bakken, ongeacht de taxonomische identiteit, van depletie-steekproefgegevens.
Ten slotte wordt lineaire regressie gebruikt om het grootte spectrum te modelleren. Dit protocol is volledig compatibel met de originele, algemene methode van Kerr en Dickie16 en identiek aan de methoden gebruikt door McGarvey en Kirk, 201817 in een studie van vissen en ongewervelde grootte spectra in West Virginia streams. Door dit protocol te gebruiken, kunnen onderzoekers verzekeren dat hun resultaten direct vergelijkbaar zijn met andere studies die voortbouwen op Kerr en Dickie16, waardoor een breed en robuust begrip van de lichaamsgrootte relaties in zoet water wordt versneld ecosystemen en de mechanismen die hen aandrijmen.