Arki rafy koralowej: mezokosmos in situ i zestaw narzędzi do tworzenia społeczności rafowych

Jason  L. Baer; Jessica Carilli; Bart Chadwick; Mark Hatay; Anneke van der Geer; Yun Scholten; William Barnes; Jenna Aquino; Ashton Ballard; Mark Little; Jared Brzenski; Xiaofeng Liu; Gunther Rosen; Pei-Fang Wang; Jose Castillo; Andreas F. Haas; Aaron C. Hartmann; Forest Rohwer

doi:10.3791/64778

Artykuł metodologiczny

Arki rafy koralowej: mezokosmos in situ i zestaw narzędzi do tworzenia społeczności rafowych

4.4K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/64778

⸱

6 stycznia 2023

Jason L. Baer¹ , Jessica Carilli² , Bart Chadwick³ , Mark Hatay¹ , Anneke van der Geer¹ , Yun Scholten⁴ , William Barnes⁴ , Jenna Aquino¹ , Ashton Ballard¹ , Mark Little¹ , Jared Brzenski⁵ , Xiaofeng Liu⁶ , Gunther Rosen² , Pei-Fang Wang² , Jose Castillo⁵ , Andreas F. Haas⁴ , Aaron C. Hartmann⁷ , Forest Rohwer¹

¹Department of Biology, San Diego State University, ²Energy and Environmental Sciences Branch, Naval Information Warfare Center (NIWC) Pacific, ³Coastal Monitoring Associates, ⁴Department of Marine Microbiology and Biogeochemistry, NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research, ⁵Computational Science Research Center, San Diego State University, ⁶Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, ⁷Department of Organismic and Evolutionary Biology, Harvard University

W tym artykule

Podsumowanie

Zacumowane struktury geodezyjne zwane Arkami Koralowymi stanowią modułową, skalowalną i pionowo regulowaną platformę badawczą, która może być używana do budowania, monitorowania i zakłócania społeczności raf koralowych na wcześniej niedziałających obszarach, w tym na morzu.

Streszczenie

Rafy koralowe rozwijają się i zapewniają maksymalne usługi ekosystemowe, gdy wspierają wielopoziomową strukturę troficzną i rosną w korzystnych warunkach jakości wody, takich jak wysoki poziom światła, szybki przepływ wody i niski poziom składników odżywczych. Zła jakość wody i inne antropogeniczne czynniki stresogenne spowodowały śmiertelność koralowców w ostatnich dziesięcioleciach, prowadząc do degradacji troficznej i utraty złożoności biologicznej wielu raf. Rozwiązania mające na celu odwrócenie przyczyn degradacji troficznej pozostają nieuchwytne, częściowo dlatego, że wysiłki na rzecz odbudowy raf są często podejmowane w tych samych zmniejszonych warunkach, które spowodowały śmiertelność koralowców w pierwszej kolejności.

Arki koralowe, pozytywnie pływające, śródwodne struktury, są zaprojektowane tak, aby zapewnić lepsze warunki jakości wody i wspierać tajemniczą różnorodność biologiczną dla translokowanych i naturalnie rekrutowanych koralowców do tworzenia zdrowych mezokosmosów rafowych do wykorzystania jako długoterminowe platformy badawcze. Autonomiczne Struktury Monitorowania Raf (ARMS), pasywne urządzenia osadnicze, są wykorzystywane do przenoszenia tajemniczej różnorodności biologicznej rafy koralowej do Ark Koralowych, zapewniając w ten sposób "impuls" do naturalnej rekrutacji i przyczyniając się do ekologicznego wsparcia zdrowia koralowców. Modelowaliśmy i przetestowaliśmy eksperymentalnie dwie konstrukcje Arki, aby ocenić charakterystykę oporu konstrukcji i ocenić ich długoterminową stabilność w toni wodnej w oparciu o ich reakcję na siły hydrodynamiczne.

Następnie zainstalowaliśmy dwa projekty struktur Arks na dwóch rafach na Karaibach i zmierzyliśmy kilka wskaźników jakości wody związanych ze środowiskiem Arks w czasie. W momencie rozmieszczenia i 6 miesięcy po jego wdrożeniu, Arki Koralowe wykazywały ulepszone wskaźniki funkcji rafy, w tym wyższy przepływ, światło i rozpuszczony tlen, wyższą przeżywalność translokowanych koralowców oraz zmniejszoną sedymentację i mikrobializację w stosunku do pobliskich miejsc na dnie morskim na tej samej głębokości. Metoda ta zapewnia naukowcom adaptowalną, długoterminową platformę do budowania zbiorowisk rafowych, w których lokalne warunki jakości wody można dostosować poprzez zmianę parametrów rozmieszczenia, takich jak głębokość i lokalizacja.

Wprowadzenie

Na całym świecie ekosystemy raf koralowych przechodzą transformację od społeczności bentosowych o wysokiej różnorodności biologicznej do społeczności o niższej różnorodności, zdominowanych przez makroglony darniowe i mięsiste¹^,²^,³. Dziesięciolecia postępów w charakteryzowaniu mechanizmów degradacji raf koralowych ujawniły, w jaki sposób powiązania między społecznościami mikroorganizmów i makroorganizmów zwiększają tempo i dotkliwość tych przemian. Na przykład przełowienie raf koralowych przez populacje ludzkie inicjuje kaskadę troficzną, w której nadmiar fotosyntetycznie uzyskanych cukrów z nierozdrobnionych glonów kieruje energię do społeczności mikroorganizmów rafy, napędzając w ten sposób patogenezę i powodując spadek liczebności koralowców⁴^,5^,⁶. To troficzne obniżenie klasy jest wzmocnione przez utratę różnorodności biologicznej na rafach, która wynika z pogorszenia jakości wody⁷^,⁸. Eksperymenty na poziomie mezokosmosu można wykorzystać do lepszego zrozumienia i złagodzenia degradacji troficznej społeczności raf koralowych poprzez zwiększenie różnorodności biologicznej i poprawę jakości wody, ale wyzwania logistyczne utrudniają przeprowadzenie tych badań in situ.

Konsekwencją degradacji troficznej raf jest powszechna utrata tajemniczej różnorodności biologicznej, z której większość pozostaje nieopisana⁷^,⁹. Koralowce polegają na zróżnicowanym zestawie tajemniczych organizmów rafowych ("kryptobiota"), które wspierają ich zdrowie, odgrywając integralną rolę w obronie przed drapieżnikami¹⁰, cleaning¹¹, wypas konkurujących z glonami¹²^,¹³, oraz regulacja składu chemicznego wody rafowej¹⁴^,¹⁵. Do niedawna, ze względu na ograniczenia metodologiczne badań wizualnych, kryptobiota raf była niedostatecznie reprezentowana i słabo rozumiana w kontekście ekologii raf, a zatem rzadko jest brana pod uwagę w wysiłkach na rzecz odbudowy lub odbudowy raf. W ciągu ostatniej dekady zastosowanie ustandaryzowanych jednostek osadniczych zwanych Autonomicznymi Strukturami Monitorowania Raf (ARMS) w połączeniu z wysokoprzepustowymi podejściami do sekwencjonowania umożliwiło lepsze gromadzenie i charakteryzowanie kryptoflory rafowej ¹⁶^,¹⁷. ARMS pasywnie rekrutuje przedstawicieli prawie wszystkich znanych bioróżnorodności raf koralowych i pomogło ujawnić liczne funkcjonalne role organizmów kryptycznych w procesach zachodzących na skali rafy⁹^,¹⁸^,¹⁹^,²⁰^,²¹^,²²^,²³. Te jednostki osadnicze zapewniają zatem mechanizm translokacji tajemniczej fauny i flory rafowej wraz z koralowcami w celu zgromadzenia bardziej nienaruszonych społeczności rafowych z biologicznie zapośredniczonymi mechanizmami, takimi jak wypas, obrona i poprawa lokalnej jakości wody, które są niezbędne do utrzymania struktury troficznej.

Rafy zdominowane przez koralowce rozwijają się w środowiskach o wysokim natężeniu światła, niskiej zawartości składników odżywczych i dobrze natlenionym. Działalność człowieka, taka jak urbanizacja, rolnictwo i przełowienie, obniżyła jakość wody na wielu rafach koralowych poprzez zwiększenie ilości osadów, składników odżywczych, metali i innych związków w odpływie²⁴^,²⁵ oraz poprzez zmianę cyklu biogeochemicznego²⁶. Z kolei działania te degradują zbiorowiska rafowe poprzez przytłaczanie, wyczerpywanie energii, dostarczanie zanieczyszczeń związanych z sedymentacją²⁷^,²⁸, zwiększając wzrost makroglonów, które konkurują z koralowcami²⁹, zwiększając obfitość patogenów mikrobiologicznych⁶^,³⁰^,³¹i tworzenie stref hipoksyjnych, które zabijają kryptyczne bezkręgowce³²^,³³. Te i inne "lokalne wpływy" są potęgowane przez regionalne i globalne zmiany warunków oceanicznych, w tym rosnące temperatury i spadające pH, co jeszcze bardziej pogarsza warunki dla koralowców i innych organizmów rafowych³⁴^,³⁵. Na granicy faz bentos-woda, w szczególności, dynamika oddechowa i fotosyntetyczna zbiorowisk bentosowych powoduje wahania pH i rozpuszczonego tlenu, które stają się bardziej wyraźne na wysoce zdegradowanych rafach, tworząc w ten sposób warunki, których bezkręgowce bentosowe nie tolerują³²^,³⁶^,³⁷^,³⁸. Zapewnienie odpowiednich warunków jakości wody jest zatem niezbędne do budowy funkcjonujących zbiorowisk rafowych, ale pozostaje to wyzwaniem, ponieważ coraz większa liczba raf jest uwięziona w różnych stanach degradacji.

Wiele wyzwań stojących przed koralowcami i fundamentalnymi taksonami kryptycznymi na bentosie można przezwyciężyć poprzez przeniesienie się do środka wody, zdefiniowanej tutaj jako słup wody ustawiony między powierzchnią oceanu a dnem morskim. W środowisku śródwodnym jakość wody ulega poprawie³⁹^,⁴⁰, sedymentacja jest zmniejszona, a odległość od dna morskiego tłumi wahania parametrów związanych z metabolizmem bentosowym. Cechy te ulegają dalszej poprawie poprzez przenoszenie się na wybrzeże, gdzie oddziaływania antropogeniczne na lądzie, takie jak spływ pochodzący z lądu, stają się coraz bardziej osłabione wraz z odległością od wybrzeża. W tym miejscu przedstawiamy i udostępniamy protokoły budowania, wdrażania i monitorowania Ark Rafy Koralowej, podejście, które wykorzystuje poprawę warunków jakości wody w środkowej wodzie i włącza tajemniczą różnorodność biologiczną na zakotwiczonych, pozytywnie wypornych konstrukcjach do tworzenia społeczności raf koralowych.

Systemy Ark Rafy Koralowej, lub "Arki", składają się z dwóch głównych elementów: (1) zawieszonej sztywnej platformy geodezyjnej wyniesionej ponad bentos i (2) pokrytych organizmami lub "zasianych" RAMION, które przenoszą kryptobiotę rafy z pobliskich obszarów bentosowych, uzupełniając w ten sposób naturalne procesy rekrutacji, aby zapewnić translokowanym koralowcom bardziej zróżnicowaną i funkcjonalną społeczność rafową. Konstrukcja geodezyjna została dobrana tak, aby zmaksymalizować wytrzymałość i zminimalizować materiał budowlany (a co za tym idzie wagę), a także stworzyć wewnętrzne, turbulentne środowisko przepływu analogiczne do matrycy rafy.

Dwa projekty Ark zostały pomyślnie zainstalowane na dwóch karaibskich stanowiskach terenowych i są obecnie wykorzystywane do badań nad powstawaniem społeczności rafowych i sukcesją ekologiczną (Rysunek 1). Struktury Coral Arks mają być długoterminowymi platformami badawczymi i jako takie, głównym celem tego manuskryptu jest opisanie protokołów lokalizacji, instalacji, monitorowania i konserwacji tych struktur w celu maksymalizacji ich stabilności i długowieczności w środowisku śródwodnym. Połączenie modelowania i testów w wodzie wykorzystano do oceny charakterystyki oporu konstrukcji i dostosowania projektu do wytrzymania przewidywanych sił hydrodynamicznych. Po instalacji, zbiorowiska rafowe zostały założone na Arkach i w pobliskich miejscach kontroli bentosu na tej samej głębokości dzięki połączeniu aktywnej translokacji (koralowce i zasiane jednostki ARMS) i naturalnej rekrutacji. Warunki jakości wody, dynamika zbiorowisk mikrobiologicznych i przeżywalność koralowców na arkach zostały udokumentowane w kilku punktach czasowych we wczesnym okresie sukcesji i porównane z miejscami kontroli bentosowej. Do tej pory warunki związane ze środowiskiem Ark Koralowych w środkowej wodzie były konsekwentnie bardziej korzystne dla koralowców i związanych z nimi tajemniczych konsorcjów w porównaniu z sąsiednimi miejscami kontroli bentosu na tych samych głębokościach. Poniższe metody opisują kroki wymagane do odtworzenia podejścia Coral Arks, w tym sposób wyboru lokalizacji oraz projektowania i wdrażania struktur Coral Arks. Sugerowane podejścia do monitorowania Coral Arks są zawarte w Pliku Uzupełniającym 1.

Protokół

UWAGA: Szczegółowe informacje dotyczące produkcji, wdrażania i monitorowania konstrukcji ARMS i Coral Arks, w tym rysunki techniczne, schematy i zdjęcia, znajdują się w Pliku Uzupełniającym 1. Zaleca się, aby sekcje protokołu dotyczące prac podwodnych, w tym instalacji Ark i konstrukcji ARMS, były wykonywane przez zespół trzech nurków (na SCUBA) i dwóch pracowników wsparcia powierzchniowego.

1. Montaż i rozmieszczenie ARMS

UWAGA: RAMIONA to około 1 stopy³ (30 cm³) struktury wykonane z PVC lub wapiennych materiałów bazowych, które naśladują trójwymiarową złożoność podłoży rafowych o twardym dnie. W tabeli 1 omówiono dwa projekty ARMS z uwzględnieniem różnych uwarunkowań projektowych. Zaleca się, aby ARMS były stosowane przez 1-2 lata przed przeniesieniem do Arki, aby zmaksymalizować kolonizację przez tajemniczą faunę i florę.

RAMIONA PVC
UWAGA: Gotowe komponenty, o których mowa w tym protokole (i wymienione w Tabeli materiałów) są opisane za pomocą jednostek imperialnych. Wytworzone materiały są opisane za pomocą jednostek metrycznych. Szczegółowe instrukcje produkcyjne, w tym rysunki techniczne dotyczące produkcji komponentów, znajdują się w sekcji 1 pliku uzupełniającego 1.
1. montaż
  1. Włóż cztery z sześciokątnym o długości 1/4 cala 20 i 8 cali przez środkowe otwory w płycie podstawy z PVC o grubości 1/2 cala; następnie odwróć ją tak, aby były skierowane pionowo do góry.
  2. Dodaj nylonową podkładkę dystansową do każdej, a następnie dodaj płytę o grubości 1/4 cala, PVC 9 cali x 9 cali. W ten sposób powstaje otwarta warstwa między płytą podstawy a pierwszą płytą do układania w stos.
  3. Dodaj długą przekładkę krzyżową na dwóch w przeciwległych rogach, a następnie dodaj dwie krótkie przekładki krzyżowe na pozostałych, tak aby powstał znak "X". Dodaj kolejną płytę do układania w stos z PVC, aby utworzyć zamkniętą warstwę.
  4. Powtórz kroki 1.1.1.2 i 1.1.1.3, naprzemiennie między warstwami otwartymi i zamkniętymi, aż do dodania siedmiu do dziewięciu warstw płyty do (plik uzupełniający 1-Rysunek S5).
  5. Dodaj podkładkę, nakrętkę sześciokątną i nylonową przeciwnakrętkę wkładki na górze każdej i mocno dokręć.
2. W celu rozmieszczenia należy przetransportować zmontowane ramiona z PVC do docelowego miejsca rozmieszczenia, pokrywając ARMS siatką 100 μm podczas przenoszenia, aby zatrzymać małe ruchome bezkręgowce (plik uzupełniający 1 - rysunek S6). Zlokalizuj skrawek podłoża rafy koralowej w pobliżu zdrowych społeczności rafy koralowej.
  UWAGA: Konkretne miejsca rozmieszczenia powinny być wybierane z uwzględnieniem lokalnych przepisów i warunków pozwoleń, takich jak unikanie krytycznych siedlisk dla gatunków wymienionych w ustawie o gatunkach zagrożonych wyginięciem w wodach USA.
  1. Używając 3 długości pręta zbrojeniowego 1/2 cala i młotka, przymocuj RAMIONA do bentosu we wszystkich czterech rogach, wbijając pręt zbrojeniowy, lekko pochylony na zewnątrz, w wapień bazowy tak, aby pręt zbrojeniowy generował naprężenie względem krawędzi płyty podstawy (Rysunek 2A, B).
  2. Alternatywnie, połącz łańcuchy ARMS za pomocą wytrzymałych opasek kablowych i zakotwicz końce łańcuchów w utwardzonych workach (Rysunek 2C i plik uzupełniający 1-Rysunek S6).
Kamień wapienny ARMS
1. Do montażu zacznij od 12 cali x 12 cali niedokończonych płytek wapiennych lub trawertynowych (Rysunek 2). Zidentyfikuj pożądaną złożoność wnętrza wapiennego ARMS.
  UWAGA: Zaleca się stosowanie kostki 2 cm³. Alternatywne projekty i rozważania znajdują się w sekcji 2 pliku uzupełniającego 1.
  1. Za pomocą piły do płytek na mokro pokrój kilka niedokończonych płytek na kwadratowe przekładki o długości 2 cm (~250).
  2. Przytnij płytki trawertynowe do pożądanego kształtu dla warstw ARMS. Podobnie jak w przypadku RAMION PVC, użyj kwadratów o wymiarach 12 cali x 12 cali i ułóż je za pomocą przekładek, aby utworzyć kostki o długości 1 stopy^{i 3} (plik uzupełniający 1-rysunek S8).
  3. Używając dwuskładnikowej, nietoksycznej żywicy epoksydowej klasy morskiej, przyklej mniejsze kawałki trawertynu do większej płyty warstwowej trawertynu wzdłuż wstępnie narysowanego wzoru siatki.
  4. Przygotuj kilka warstw, które po ułożeniu razem osiągają pożądaną wysokość ARMS. Poczekaj, aż żywica epoksydowa utwardzi się zgodnie z zaleceniami producenta.
  5. Zamontuj płyty do układania ARMS za pomocą żywicy epoksydowej, aby przykleić każdą warstwę do warstwy znajdującej się nad nią.
    UWAGA: Wysokość ramion będzie się różnić w zależności od pożądanej wagi i złożoności wewnętrznej. Zalecany jest ostateczny rozmiar około 1 stopy³.
  6. Pozostaw żywicę epoksydową do utwardzenia się z bezpośredniego światła słonecznego przez 24 godziny przed rozmieszczeniem.
2. W celu rozmieszczenia przetransportuj zmontowane ramiona wapienne do docelowego miejsca rozmieszczenia. Zlokalizuj skrawek podłoża rafy koralowej w pobliżu zdrowych społeczności rafy koralowej.
  UWAGA: Konkretne miejsca rozmieszczenia powinny być wybierane z uwzględnieniem lokalnych przepisów i warunków pozwoleń, takich jak unikanie krytycznych siedlisk gatunków wymienionych w ustawie o gatunkach zagrożonych wyginięciem w wodach USA.
  1. Przetransportuj ARMS do bentosu za pomocą skrzynki na mleko i worka do podnoszenia. Wciśnij Limestone ARMS w martwą matrycę rafy (żywa skała). Unikaj siedlisk o piaszczystym dnie i tych silnie skolonizowanych przez glony darniowe lub bentosowe maty sinicowe.
  2. Umieść wapienne RAMIONA obok skalistych nawisów i wychodni, aby chronić je przed działaniem fal i falami sztormowymi.

2. Montaż i rozmieszczenie Coral Arks

UWAGA: Tabela 2 omawia rozważania projektowe Coral Arks przy różnych parametrach projektu. Wymiary elementów podrzędnych (rozpórki, piasty, platformy, elementy cumownicze i dodatnia pływalność) mogą być modyfikowane w zależności od pożądanego rozmiaru i wagi końcowych konstrukcji Coral Ark.

Montaż systemu kotwienia
UWAGA: Wybierz system kotwienia w oparciu o względy specyficzne dla miejsca i projektu, takie jak konstrukcja Arki, częstotliwość sztormów, rodzaj dna, ekspozycja terenu, czas trwania projektu oraz przewidywane siły spowodowane oporem, prądami i wyporem. Zobacz PADI⁴¹, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat wyboru systemu cumowania.
1. Używaj piaskowych na piaszczystym dnie i luźnych siedliskach gruzowych.
  1. Przetransportować piaskowe do bentosu. Ustawiając piasku pionowo, przekręć i zakop do piasku, aż pierwszy krążek zostanie pokryty piaskiem lub luźnym gruzem.
  2. Umieść metalowy pręt obrotowy o długości 5 stóp przez oczko kotwicy tak, aby większość pręta obrotowego wystawała z jednej strony oka.
  3. Chodząc lub pływając w kółko po bentosie, wkręć z piaskiem w podłoże, aż z bentosu pozostanie tylko oko (plik uzupełniający 1-rysunek S20).
  4. Zamontuj trzy piaskowe w trójkątny układ, połączone uzdą łańcuchową, aby zwiększyć siłę trzymania (plik uzupełniający 1-rysunek S20).
2. Używaj kotew Halas w siedliskach twardego dna i węglanowej skały podstawowej.
  1. Transportować 9-12 w oczkowych i wiertarce zatapialnej (elektrycznej lub pneumatycznej) do miejsca zakotwiczenia.
  2. Użyj wiertła zatapialnego i otwornicy o średnicy 1 cala, aby wywiercić otwór o głębokości 9 cali i szerokości 1 cala w skale podstawowej. Okresowo usuwaj nadmiar podłoża z otworu za pomocą bastera do indyka.
  3. Wypełnij otwór cementem portlandzkim lub żywicą epoksydową klasy morskiej. Wciśnij wałek oczkowej do otworu, a pozostałe szczeliny wypełnij cementem lub żywicą epoksydową.
  4. Pozwól cementowi/żywicy epoksydowej utwardzić się przez 5 dni.
  5. Aby zwiększyć siłę trzymania, zainstaluj trzy kotwice Halas w trójkątny wzór, połączone uzdą łańcuchową.
3. Używaj cumowania blokowego w miejscach, w których istnieją bloki cumownicze lub ciężkie elementy gruzowe.
  UWAGA: Instalacja nowego bloku cumowniczego wymaga sprzętu instalacyjnego klasy komercyjnej, takiego jak dźwig montowany na barce, i nie jest zalecana w przypadku projektów o mniejszym zakresie.
  1. Przymocuj system cumowniczy do istniejących ciężkich elementów gruzowych (zatopione statki, bloki silnika) lub do istniejących oczek bloku cumowniczego za pomocą sprzętu i sprzętu.
  2. Upewnij się, że metalowe elementy cumownicze są wykonane z podobnych metali i zabezpieczone przed korozją galwaniczną za pomocą anod protektorowych.
Struktura częstotliwości 1 V (dwie platformy)
UWAGA: Szczegółowe instrukcje produkcyjne, w tym rysunki techniczne dotyczące produkcji komponentów, znajdują się w sekcji 4 pliku uzupełniającego 1. Gotowe komponenty, o których mowa w niniejszym protokole (i wymienione w Tabeli Materiałów), są opisane za pomocą jednostek imperialnych.
1. Montaż ramy geodezyjnej 1V
  1. Przykręć nakrętkę sześciokątną 1/4-20 ze stali nierdzewnej na 1/4-20 2.5 cala ze stali nierdzewnej w 3/4 wysokości do górnej części. Włóż do jednego z wewnętrznych otworów w rozpórce.
  2. Przymocuj przeciwnakrętkę po drugiej stronie, dokręcając ją, aż bezpiecznie zrówna się z PVC, aby zapobiec zsuwaniu się piasty na całej długości rozpórki.
  3. Powtórz dla przeciwnej strony rozpórki i dla pozostałych 29 rozpórek.
  4. Przepchnij koniec każdej rozpórki przez jeden z otworów w piastach i przykręć kolejną przez zewnętrzny otwór w rozpórce, kończąc przeciwnakrętką, aby zapobiec wysunięciu się rozpórki z piasty (plik uzupełniający 1-rysunek S24).
  5. Powtórz tę czynność dla wszystkich pięciu rozpórek w jednej piaście, a następnie kontynuuj dodawanie piast i rozpórek, aż kula geodezyjna zostanie zmontowana (plik uzupełniający 1-Rysunek S24).
  6. Rozwiń linę stalową ze stali nierdzewnej 1/8 cala i zacznij przewlekać ją przez rozpórki. Stwórz 12 pętli, mniej więcej wielkości srebrnego dolara, z nylonowych opasek kablowych - po jednej na każdą piastę. Gdy lina stalowa jest przewleczona przez rozpórki, przełóż linę przez pętlę opaski zaciskowej na piaście, a następnie przejdź do następnej rozpórki.
    UWAGA: Niektóre rozpórki zostaną powtórzone.
  7. Kontynuuj nawlekanie, aż lina stalowa zostanie przewleczona przez wszystkie rozpórki, połączone w środku każdego wierzchołka za pomocą pętli na opaskę zaciskową.
  8. Przeciągnij z powrotem do punktu początkowego. Za pomocą szczypiec pociągnij pętle opaski zaciskowej, aby skurczyć je do najmniejszego możliwego rozmiaru, zbliżając do siebie odcinki liny stalowej. Zamontuj ze stali nierdzewnej 1/2 cala clamp na wszystkich długościach liny stalowej i mocno dokręć.
  9. Powtórz te czynności dla wszystkich wierzchołków konstrukcji.
  10. Połącz początkową długość liny stalowej z długością końcową i zaciśnij je razem za pomocą trzech 1/2 cala clamps.
    UWAGA: Lina stalowa (wytrzymałość na zerwanie: 2,000 funtów) powinna teraz wytrzymać większość obciążenia nałożonego na konstrukcję, znacznie ją wzmacniając
  11. Dodaj system olinowania, który składa się z dwóch odcinków ze stali nierdzewnej 3/8 cala hydraulicznie naciągniętego na oko na każdym końcu. Zamontuj zaślepki z PVC między wnękami tak, aby przechodził przez całą długość arki, z oczkami na górze i na dole dla mocowań cumowniczych/boi. System rzymskich pośrodku łączy dwie długości ze stali nierdzewnej.
  12. Przełóż dolne końce przez górną i dolną część Arki, dopasowując zaślepki do górnej i dolnej piasty za pomocą młotka. Wkręć oczkowe w rzymską i dokręć, aż do uzyskania wystarczającego naprężenia konstrukcji, aby system był sztywny (plik uzupełniający 1 - rysunek S24).
  13. Dodaj każdą formowaną kratę z włókna szklanego, pociętą na dwa półpięciokąty, do wnętrza Arki za pomocą wytrzymałych opasek zaciskowych o wadze 250 funtów, aby zakotwiczyć boki platformy do rozpórek Arki (Plik uzupełniający 1-Rysunek S24).
  14. Pod konstrukcją umieść jedną długość dwuteownika z włókna szklanego tak, aby łączyła obie połówki platformy z włókna szklanego. Przymocuj do spodu platformy za pomocą dwóch w kształcie litery U 1/4 cala 20 ze stali nierdzewnej.
  15. Powtórz tę czynność dla pozostałych czterech belek dwuteowych, równomiernie rozkładając je wzdłuż platformy. Łączy to i podtrzymuje dwie połówki platformy, tworząc pełny pięciokąt.
  16. Zaciśnij wytrzymałe opaski zaciskowe na krawędziach platformy i odetnij nadmiar. Na końcu tego kroku wewnętrzna platforma jest mocno zintegrowana ze strukturą Arki (plik uzupełniający 1-rysunek S24).
  17. Użyj drutu myjącego ze stali nierdzewnej, aby umyć końce rzymskiej i wszystkie szekle. Na końcu tego etapu Arka będzie miała dwie zintegrowane platformy, górne i dolne mocowania do mocowania sprzętu oraz centralny, który przenosi większość siły naciągu wywieranej na konstrukcje poprzez zakotwiczenie i dodatnią pływalność.
2. Mocowanie liny cumowniczej do ramy geodezyjnej
  UWAGA: Systemy cumownicze powinny być zaprojektowane w taki sposób, aby wytrzymałość na zerwanie wszystkich poszczególnych elementów cumowniczych przekraczała maksymalne obciążenie oczekiwane ze względu na warunki otoczenia i ekstremalne warunki środowiskowe. Zapoznaj się z reprezentatywnymi wynikami, aby zapoznać się z opisem zastosowania modelowania hydrodynamicznego w projektowaniu systemów cumowniczych. Zaleca się rozłożenie obciążenia na wiele punktów mocowania na Arce i na systemie kotwienia dna morskiego, ponieważ zwiększa to redundancję systemu w przypadku awarii poszczególnych elementów.
  1. Zaprojektuj liny cumownicze i osprzęt tak, aby zapewnić bezpieczne połączenia między podstawą Arki a systemem kotwicznym (zobacz Rysunek 1 dla przykładu).
    UWAGA: Zaleca się zaprojektowanie systemu cumowania w taki sposób, aby linia środkowa konstrukcji Arki znajdowała się na głębokości 30 m.
  2. Połącz górną część podwójnie splecionej linki z oczkiem podstawy Arki za pomocą szekli. Podłącz obrotową szeklę o wysokiej wytrzymałości ze stali nierdzewnej do podstawy tej linii (Rysunek 1 i plik uzupełniający 1-Rysunek S25).
  3. Podłącz górną część podwójnie splecionej linki do podstawy szekli obrotowej. Dolna część tej linii połączy się z systemem kotwicznym (Rysunek 1 i plik uzupełniający 1-Rysunek S25).
3. Transport Arki na miejsce rozmieszczenia
  1. Przetransportuj Arkę ciężarówką z platformą na plażę przylegającą do miejsca rozmieszczenia (rozmieszczenie w pobliżu brzegu z wejściem piasku) lub na miejsce wodowania łodzi (rozmieszczenie statku).
  2. Przymocuj worek podnoszący o wadze 220 funtów do górnego nierdzewnego oka arki za pomocą szekli 1/2 cala.
  3. Przymocuj linę cumowniczą, w tym osprzęt do mocowania do kotwicy na dnie morskim, do podstawy Arki.
  4. W przypadku wystrzelenia ze statku bez ramy A lub żurawika, należy załadować Arkę na statek w taki sposób, aby można ją było łatwo stoczyć z łodzi do wody (unikając dziobu z wysokimi burtami lub rufy z silnikami zaburtowymi).
  5. Aby wystrzelić z brzegu, wtocz Arkę do wody, aż osiągnie wystarczającą głębokość, na której worek podnoszący może zostać napełniony powietrzem (Rysunek 3).
  6. Przepłyń, holuj lub przetransportuj Arkę do miejsca zakotwiczenia na powierzchni (Rysunek 3).
4. Mocowanie Ark do systemu cumowniczego
  UWAGA: Na tym etapie system Ark unosi się na powierzchni nad miejscem kotwienia za pomocą worka podnoszącego. Poniższe zadania są wykonywane pod wodą na SCUBA i wymagają zespołu co najmniej trzech nurków.
  1. Powoli odpowietrzając worek podnoszący, wykonaj kontrolowane zejście do systemu kotwiczenia.
  2. Przymocuj osprzęt cumowniczy u podstawy Arki do systemu kotwiczenia.
  3. Zwiększ dodatnią wyporność systemu Arks poprzez napełnienie worka podnośnika powietrzem i sprawdź elementy monitorujące pod kątem integralności strukturalnej. Upewnij się, że szekle są prawidłowo osadzone i że kotwy są mocno osadzone. Użyj drutu myszy, aby umyć wszystkie kajdany.
  4. Połącz oczko krótkiej, podwójnie splecionej linki z górnym oczkiem systemu Arks za pomocą szekli. Podłącz poliformową, nadmuchiwaną boję cumowniczą do drugiego końca tej liny za pomocą szekli (plik uzupełniający 1-rysunek S25).
  5. Napełnij boję cumowniczą powietrzem za pomocą standardowego adaptera dyszy powietrznej niskiego ciśnienia przymocowanego do butelki ze sprężonym powietrzem, aż będzie wypełniona powietrzem w około 75%.
  6. Powoli odpowietrz worek podnoszący i wyjmij go z systemu.
  7. Dodać większe lub liczniejsze boje cumownicze dla systemów Arks wykorzystujących wapienne ARMS lub w celu kompensacji akumulacji masy biologicznej.
5. Dołączenie ARMS do Ark
  1. Pobrać ARMS z miejsca siewu i umieścić w skrzynkach na mleko wyłożonych siatką 100 μm, aby zapobiec utracie małych ruchomych bezkręgowców żyjących w ARMS.
  2. Przenieś ARMS do miejsc Arki w wannach z zacienioną, chłodną wodą morską.
  3. Umieść RAMIONA na górnej lub dolnej platformie Arki, równomiernie rozkładając ciężar na platformie.
  4. Przełóż wytrzymałe opaski kablowe zarówno przez formowaną platformę z włókna szklanego, jak i podstawę ARMS z PVC lub wapienia i dokręć, aby przymocować ARMS do ramy Ark (plik uzupełniający 1-rysunek S25).
Struktura częstotliwości 2 V (powłoka)
UWAGA: Szczegółowe instrukcje produkcyjne, w tym rysunki techniczne dotyczące produkcji komponentów, znajdują się w sekcji 3 pliku uzupełniającego 1.
1. Montaż ramy geodezyjnej 2V
  1. Zamontuj ramę montażową Arki zgodnie z dostarczonym przewodnikiem od VikingDome (plik uzupełniający 1-Rysunek S11).
  2. Dodaj podkładkę do ze stali nierdzewnej 10/32 o długości 2,5 cala. Włóż przez jeden z dwóch otworów na końcu rozpórki, dodając łącznik STAR do wewnętrznej powierzchni (otwór specyficzny dla rozpórek S1 lub S2) i przymocuj przeciwnakrętką.
  3. Powtórz te czynności dla drugiego otworu na. Kontynuuj bez dokręcania przeciwnakrętek, aż konstrukcja zostanie w pełni zmontowana (plik uzupełniający 1-rysunek S12).
  4. Dokręć ramę montażową Arki. Na końcu kroku 2.3.1.1 połączenia rozpórka-gwiazda będą luźne i plastyczne. Rozpocznij dokręcanie przeciwnakrętek za pomocą klucza nasadowego (nasadka 10 mm lub 3/8 cala) i śrubokręta krzyżakowego.
  5. Kontynuuj przez całą konstrukcję, aż wszystkie przeciwnakrętki zostaną dokręcone, z nylonową wkładką przeciwnakrętki całkowicie zaciśniętą na gwintach.
  6. Dodaj oczka podkładki do mocowania uzdy cumowniczej. Dodaj ucho podkładki do rozpórki ze stali nierdzewnej S1 u podstawy Arki i zabezpiecz czterema ze stali nierdzewnej z stożkowym 3 cale.
  7. Dodaj przeciwnakrętki 1/4 w 20 i dokręć. Powtórz te czynności dla łącznie pięciu punktów połączeń cumowniczych (plik uzupełniający 1-Rysunek S17).
  8. Zamontuj 10 płytek bazowych ARMS do środkowych złączy N2 STAR. Umieść z stożkowym stożkowym 3 cale przez środkowy otwór w płycie podstawy ARMS. Dodaj szary wspornik z PVC do wału i umieść go przez środkowy otwór łącznika N2 STAR, z płytą podstawy wewnątrz konstrukcji. Dodaj podkładkę i przeciwnakrętkę i dokręć.
  9. Dodaj dwa wsporniki i użyj czterech z sześciokątnym 3 1/4 cala i przeciwnakrętek, aby przymocować płytę bazową ARMS do rozpórek. Dokręć wszystkie przeciwnakrętki. Zachowaj tę samą orientację dla wszystkich płyt bazowych ARMS (plik uzupełniający 1-Rysunek S15).
  10. Zamontuj 20 płyt bazowych z płyty koralowej do rozpórek skierowanych do góry. Umieść cztery z sześciokątnym o średnicy 3 cali przez otwory w płycie podstawy z płyty koralowej i przymocuj do rozpórki za pomocą wspornika i przeciwnakrętki. Powtórz dla drugiej strony. Dokręć przeciwnakrętki, aby zabezpieczyć (plik uzupełniający 1-Rysunek S15).
  11. Dodaj centralny pręt i pływak włoka do środkowego grzbietu Arki. Włóż długi na 8 stóp, niegwintowany pręt z włókna szklanego do złączy STAR zmodyfikowanych spawanym segmentem rury u podstawy Arki. Dodaj podkładkę o średnicy 1 cala i niezmodyfikowany pływak włoka na niegwintowany pręt z włókna szklanego wewnątrz konstrukcji. Zakończ wkładanie pręta przez górne złącze STAR Arki.
  12. Dopasuj przez metalową rurkę na zmodyfikowanych złączach STAR i przeciwnakrętki do pręta blokującego wewnątrz Arki. Dodaj zieloną rurkę clamp ściśle poniżej pływaka włoka (górna część Arki) i dokręć.
  13. Zamontuj zmodyfikowane pływaki włoka wewnątrz górnych złączy N2 i N1 STAR zmodyfikowanych za pomocą 1 cala otworu środkowego. Dodaj podkładkę z włókna szklanego do dłuższego końca odsłoniętego gwintowanego pręta z włókna szklanego.
  14. Zabezpiecz przez zmodyfikowany otwór łącznika STAR tak, aby pływak włoka był skierowany do wnętrza konstrukcji. Dodaj kolejną podkładkę z włókna szklanego i nakrętkę sześciokątną z włókna szklanego. Dokręć za pomocą klucza i przekręcając pływaki (Plik uzupełniający 1-Rysunek S16).
2. Mocowanie systemu cumowniczego do ramy geodezyjnej
  1. Zaprojektuj liny cumownicze i osprzęt tak, aby zapewnić bezpieczne połączenia między podstawą Arki a systemem kotwicznym (patrz na przykład Rysunek 1).
    UWAGA: Zaleca się zaprojektowanie systemu cumowniczego w taki sposób, aby linia środkowa konstrukcji Arki znajdowała się na głębokości 10 m.
  2. Połącz każde oczko podkładki u podstawy konstrukcji Arki z połączonym oczkiem na końcu podwójnie splecionej długości linii widma 3/4 cala z szeklą ze stali nierdzewnej o wysokiej wytrzymałości 7/16 cala (plik uzupełniający 1-rysunek S17).
  3. Za pomocą szekli z kołkiem śrubowym 1/2 cala podłącz drugi koniec każdej linii widma do jednego z dwóch Masterlinków ze stali nierdzewnej, tak aby każde ogniwo miało dwa lub trzy połączenia.
  4. Przymocuj obrotową szeklę 3/4 cala do spodu Masterlinka i oczka 1-calowej nylonowej linki połączonej naparstkiem ze stali nierdzewnej.
  5. Przymocuj szeklę 3/4 cala do oka i naparstka na drugim końcu nylonowej linki. Szekla ta połączy się z systemem kotwicznym (plik uzupełniający 1-Rysunek S17).
3. Transport Arki 2V na miejsce rozmieszczenia
  UWAGA: Rozmieszczenie Shell Ark wymaga statku z płaską rufą i silnikami stacjonarnymi, tak aby Arka mogła zostać stoczyona z pokładu łodzi do wody, lub statku z dużym żurawikiem lub ramą A.
  1. Przetransportuj Arkę ciężarówką z platformą do doku lub przystani.
  2. Załaduj Arkę na statek za pomocą wózka widłowego o odpowiedniej wielkości (Plik uzupełniający 1-Rysunek S21).
  3. Przymocuj liny cumownicze i osprzęt, w tym liny dolne i osprzęt do mocowania do systemu kotwicznego dna morskiego, do podstawy Arki.
  4. Przetransportuj Arkę do miejsca kotwiczenia (Rysunek 3). Przygotować linę o długości w przybliżeniu równej głębokości systemu kotwicznego z szeklą na jednym końcu i boją na drugim końcu.
  5. Przymocuj koniec liny szelaka do systemu kotwiczenia, tak aby koniec boi unosił się na powierzchni.
  6. Bezpiecznie stoczyć arkę z pokładu rufowego do wody lub rozłożyć arkę do wody za pomocą żurawika lub ramy A. Przymocuj koniec liny boi do arki o dodatnim wyporu tak, aby konstrukcja unosiła się nad systemem kotwienia.
4. Mocowanie Arki do systemu cumowania
  UWAGA: Na tym etapie konstrukcja Arki unosi się na powierzchni nad miejscem kotwiczenia ze zintegrowanymi elementami wypornościowymi (pływakami) zapewniającymi pływanie. Następujące zadania są wykonywane pod wodą na SCUBA i wymagają zespołu składającego się z co najmniej trzech nurków i dwóch pracowników obsługi powierzchniowej.
  1. Przymocuj górny blok systemu bloczków i zaczepów do bezpiecznego punktu mocowania u podstawy Arki, rozwijając bloczek podczas schodzenia w kierunku dna morskiego, a następnie przymocuj dolny blok do systemu kotwiącego (Plik uzupełniający 1-Rysunek S19).
  2. Przeciągnij linkę przez dolny blok, aby włączyć koło pasowe, wciągając Arkę na głębokość. Lina powinna być blokowana w knagi przy każdym pociągnięciu (Plik uzupełniający 1-Rysunek S19).
    UWAGA: W przypadku systemów Arks o wysokiej początkowej dodatniej pływalności, użyj systemu bloków i chwytów 6:1, aby uzyskać maksymalny zakup. Obciążniki mogą być również tymczasowo przymocowane do systemu Arki, aby zmniejszyć siłę wyporu niezbędną do zatopienia konstrukcji.
  3. Kontynuuj ciągnięcie arki na głębokość, aż lina dolna i osprzęt cumowniczy będą mogły zostać podłączone do systemu kotwicznego. Użyj drutu, aby umyć wszystkie kajdany.
  4. Sprawdź wszystkie elementy cumownicze pod kątem integralności. Upewnij się, że szekle są prawidłowo osadzone, a kotwy są mocno osadzone.
  5. Powoli przenoś napięcie z bloku i sprzętu na system cumowniczy. Usuń blok i sprzęt, ciężarki i linę boi.
5. Dołączenie ARMS do Ark
  1. Pobrać ARMS z miejsca siewu i umieścić w skrzynkach na mleko wyłożonych siatką 100 μm, aby zapobiec utracie małych ruchomych bezkręgowców żyjących w ARMS. Przenieś ARMS do miejsc Arki w wannach z zacienioną, chłodną wodą morską.
  2. Manewruj RAMIONAMI przez jeden z większych trójkątnych otworów w pobliżu linii środkowej arki tak, aby RAMIONA znalazły się wewnątrz konstrukcji. Przytrzymaj mocno ARMS na jednej z białych płyt bazowych zamontowanych wewnątrz ramy Arki.
  3. Zamocuj z sześciokątnym ze stali nierdzewnej o długości 1/2 cala 1/2 cala i 1.75 cala przez otwarty otwór narożny płyty podstawy ARMS i białej, leżącej pod spodem płyty podstawy HDPE, przymocuj przeciwnakrętkę ze stali nierdzewnej do wystającej z drugiej strony i dokręć, aż będzie dobrze dopasowana. Powtórz dla pozostałych trzech stron (Rysunek 2D).
  4. Popychaj RAMIONA do przodu i do tyłu, aby zapewnić mocne mocowanie.
6. Przywiązanie koralowców do Ark
  1. Przymocuj płyty koralowe zawierające koralowce epoksydowe do płytek wapiennych do płytek bazowych HDPE z płyty koralowej na zewnątrz Arki za pomocą z sześciokątnym ze stali nierdzewnej o długości 2 cali i 1/4 cala 20, podkładki i przeciwnakrętki we wszystkich czterech rogach.
  2. Dokręć przeciwnakrętki za pomocą klucza nasadowego, aby zamocować płytkę koralową na miejscu.

3. Monitorowanie i konserwacja Coral Arks

UWAGA: Szczegółowe instrukcje dotyczące produkcji, w tym rysunki techniczne dotyczące produkcji komponentów, znajdują się w sekcji 7 pliku uzupełniającego 1.

Pomiar masy Ark w wodzie
1. Przymocuj zanurzalne ogniwo obciążnikowe do systemu bloczków blokowych i zaczepowych, aby użyć ich do tymczasowego przenoszenia naprężenia liny cumowniczej na system tensometryczny.
2. Przymocuj podstawę bloku i sprzęt w bezpiecznym miejscu w systemie cumowniczym Arki, takim jak pośredni punkt szekli lub do kotwicy na dnie morskim. Przymocuj górną część ogniwa obciążnikowego w bezpiecznym miejscu na ramie montażowej Ark (plik uzupełniający 1-rysunek S33).
3. Nie usuwając ani nie zmieniając elementów cumowniczych na Arce, przeciągnij linę przez blok i system kół pasowych tak, aby napięcie było przenoszone z systemu cumowniczego Arki na system kół pasowych, zaciskając linę przy każdym pociągnięciu (Plik uzupełniający 1 - Rysunek S33).
4. Upewnij się, że lina cumownicza jest całkowicie poluzowana, aby tensometr mógł zebrać pomiary naprężenia (plik uzupełniający 1-rysunek S33).
5. Powoli przenoś napięcie z systemu bloczków blokowych i zaczepowych na linę cumowniczą Ark, sprawdzając, czy szekle i inne elementy cumownicze są prawidłowo osadzone i bezpieczne.
6. W celu długoterminowego gromadzenia danych należy zintegrować ogniwo obciążnikowe z systemem cumowniczym jako komponent "w linii". Okresowo wyłączaj rejestratory danych, aby pobrać dane.
Długotrwała konserwacja Ark
1. Wykonuj rutynowe przeglądy systemu cumowania Arks i w razie potrzeby przeprowadzaj prace konserwacyjne.
  UWAGA: Zobacz Plik uzupełniający - rysunek S18, aby zapoznać się z przykładową listą kontrolną konserwacji. Zalecana jest konserwacja dwa razy w roku.
2. Upewnij się, że kotwy nadal zapewniają maksymalną siłę trzymania (tj. nie wycofują się z podłoża).
3. Oczyść liny cumownicze z organizmów zanieczyszczających, które mogą zaatakować i zagrozić integralności lin.
4. W razie potrzeby wymień elementy degradujące, takie jak anody protektorowe, szekle i liny cumownicze (Plik uzupełniający - rysunek S18).
5. W razie potrzeby należy dodać dodatkową pływalność poprzez dodanie stałych pływaków wyporności lub powietrza do istniejących boi cumowniczych, aby skompensować akumulację masy biologicznej.

Wyniki

Powyższe metody zawierają instrukcje montażu i instalacji dla dwóch projektów systemów Coral Arks. Przed długoterminowym wdrożeniem, w San Diego w USA, zmontowano i przetestowano w warunkach terenowych prototypy każdego z projektów, aby ocenić charakterystykę oporu i zoptymalizować integralność strukturalną w oparciu o modelowane i empiryczne wartości wytrzymałości. Prace nad modelowaniem, które odegrały kluczową rolę w wyborze i dopracowaniu geometrii obu zaprezentowanych tutaj konstrukcji Arks, w tym wyniki badań w tunelu aerodynamicznym, symulacje hydrodynamiczne oraz walidacja wartości modelowanych w wodzie z wykorzystaniem prototypowych struktur, zostały szczegółowo opisane w Sekcja 6 z Plik uzupełniający 1Poniżej przedstawiono wyniki modelowania oraz testów w wodzie projektu Arks typu „Shell”. Następnie dwie struktury każdego projektu rozmieszczono w terenie na Karaibach, w Portoryko i na Curaçao (łącznie zainstalowano cztery struktury Arks), a następnie przeniesiono na nie koralowce. W kilku punktach czasowych w ciągu 6 miesięcy zebrać dane dotyczące jakości wody, społeczności drobnoustrojów oraz wskaźników przeżywalności koralowców powiązanych z projektem Arks typu „Shell” oraz dwoma kontrolnymi obszarami dna morskiego, aby scharakteryzować i określić zmiany w parametrach środowiskowych i stanie zdrowia koralowców związanych ze strukturami Arks po naturalnej rekrutacji i dodaniu zaszczepionych ARMS.

Charakterystyka oporu Coral Arks
Zrozumienie charakterystyki oporu konstrukcji Coral Arks jest kluczowe dla zaprojektowania struktury i systemu cumowania, które przetrwają w docelowym środowisku. Z perspektywy konstrukcyjnej opór hydrodynamiczny, w połączeniu z wypadkową wypornością, generuje obciążenia w obrębie struktury, szczególnie w systemie cumowniczym i kotwiczącym. Przeprowadzono modelowanie oraz pomiary eksperymentalne w celu oszacowania charakterystyki oporu struktur Arków. Wyniki tych testów dla projektu struktur Arków typu „Shell” przedstawiono poniżej. Modelowanie polegało na oszacowaniu oporu poszczególnych elementów struktury, zsumowaniu ich, a następnie wyznaczeniu efektywnego współczynnika oporu, zgodnie z równaniem (1) i równaniem (2):

Równanie na całkowite przemieszczenie, D_total=Σ od i=0 do n z D_i; wzór matematyczny. (1)

$Wzór na współczynnik oporu $C_D = \frac{D_{\text{total}}}{\frac{1}{2} \rho U^2 A}$, analiza aerodynamiczna$ (2)

gdzie D_total to całkowity opór konstrukcji oszacowany z sumy oporów poszczególnych elementów D_i, C_D to ogólny współczynnik oporu konstrukcji, gęstość płynu, U prędkość przepływu obiektu względem płynu, a A to powierzchnia czołowa konstrukcji. W obliczeniach tych przyjęto, że wszystkie elementy są cylindrami, a ich orientacja względem przepływu wynika z pionowej geometrii konstrukcji Arki. Modelowanie przeprowadzono dla tego samego prototypowego systemu „Shell” (geodezyczna sfera 2V), który został wykorzystany do testów holowania (opisanych poniżej) przed zbudowaniem ostatecznych systemów terenowych. Prototyp miał całkowitą powierzchnię czołową wynoszącą około 2,10 m², a wyniki modelowania wskazały efektywny współczynnik oporu dla całej konstrukcji na poziomie około 0,12. Przewidziany w modelu opór konstrukcji w funkcji prędkości przedstawiono na Rysunku 4.

Doświadczalne szacunki siły oporu konstrukcji, która wystąpiłaby przy różnych prędkościach przepływu, uzyskano poprzez holowanie konstrukcji Ark za jednostką pływającą z zastosowaniem przetwornika siły wpiętego szeregowo w linę holowniczą oraz czujnika nachylenia w celu rejestracji zmian orientacji Ark względem osi pionowej przy zakresie prędkości holowania. Przed holowaniem określono ciężar konstrukcji w wodzie i dodano do niej odpowiedni dodatkowy ciężar, aby zasymulować wypadkową wyporność wynoszącą około 200 kg (początkowy cel dla systemu). Na podstawie naciągu w linie holowniczej oraz kąta nachylenia Ark wyznaczono opór (D_tow) dla każdej prędkości, korzystając z równania (3):

Równowaga statyczna; równanie: D<sub>tow</sub> = T × sinθ; wzór fizyczny; składowe wektora. (3)

gdzie T jest mierzonym napięciem z tensometru, a kąt pochylenia jest mierzony względem osi pionowej. Wynikowa zależność oporu od prędkości została przedstawiona na Rysunek 4Krzywa oporu o najlepszym dopasowaniu (w postaci D_tow α U²; patrz Rycina 4), w połączeniu z szacunkami powierzchni czołowej oraz gęstości wody, został następnie wykorzystany do wyznaczenia empirycznego współczynnika oporu wynoszącego 0,13.

Liczba Reynoldsa podczas testów holowania (oraz zakres stosowany do modelowania) mieściła się w przedziale 10⁵-10⁶, co zazwyczaj odpowiada turbulentycznym reżimom przepływu. Typowe wartości współczynnika oporu dla kuli w tym zakresie liczb Reynoldsa wynoszą od 0,2 do 0,4. W celach porównawczych na Rysunku 4 przedstawiono wykres krzywej oporu dla kuli o współczynniku oporu wynoszącym 0,3. Zatem modelowe i eksperymentalne szacunki współczynnika oporu są od dwóch do trzech razy mniejsze niż dla kuli, co jest zgodne z bardziej otwartym charakterem struktury.

Aby zwalidować uzyskane wyniki modelowania, przeprowadzono również pomiary terenowe odpowiedzi dwóch struktur Ark typu „Shell” na przepływ wody. W tym celu ten sam czujnik siły zainstalowano tymczasowo szeregowo z główną liną cumową Arka, na Arku zamontowano czujnik nachylenia, a w miejscu badań zainstalowano nurtomierz w celu jednoczesnego monitorowania prędkości wody. Składowe wyporu i oporu naciągu obliczono następnie na podstawie kąta nachylenia oraz pomiarów z czujnika siły (Rycina 5). Prędkości prądu w okresie pomiarowym były stosunkowo stabilne i wynosiły około 20 cm/s, a zestaw danych był stosunkowo krótki; w związku z tym dane uśredniono z całego okresu i wykorzystano do porównania terenowego oporu oraz odpowiedzi prędkości z wartościami oszacowanymi w modelu i podczas eksperymentalnego holowania. Wyniki te pokazują, że w przewidywanych warunkach w miejscu rozmieszczenia (prędkości przepływu do 1,3 m/s podczas typowego sztormu) siła oporu działająca na system powinna być mniejsza niż 300 kg.

Obie struktury typu „Shell” w Vieques w Puerto Rico przetrwały bezpośrednie uderzenie huraganu Fiona 1. kategorii we wrześniu 2022 roku bez widocznych uszkodzeń konstrukcji, cumowania lub systemu kotwiczenia, co stanowi test in situ potwierdzający poprawność projektu. Pobliska boja (CARICOOS) zarejestrowała prędkość prądów wynoszącą 1,05 m/s na głębokości 10 m w miejscu rozmieszczenia, co odpowiada sile oporu wynoszącej około 160 kg działającej na systemy cumownicze. Systemy zostały zaprojektowane tak, aby wytrzymać siłę 1 600 kg (biorąc pod uwagę nośność kotwicy i wytrzymałość komponentów na zerwanie), w związku z czym nie przewiduje się ich awarii w warunkach otoczenia lub podczas typowych burz.

Monitorowanie wypadkowej wyporności dla Arki Koralowej
To samo podejście, opisane przy walidacji charakterystyki oporu struktur Arki, zostało wykorzystane do opracowania metody monitorowania wypadkowej wyporności Ark. Dopóki fizyczna struktura Arki pozostaje niezmienna, wypadkowa wyporność stanowi przybliżony wskaźnik do monitorowania ogólnej kalcyfikacji kolonii i tym samym wzrostu koralowców, a także parametr konserwacyjny pozwalający określić, czy system posiada wystarczającą dodatnią wyporność, aby zrekompensować wzrost biologiczny w czasie. Składnik wyporności (B) naciągu cumy obliczono, wykorzystując dane z tensometru i czujnika nachylenia w równaniu (4):

Równanie równowagi statycznej B=Tcosθ, przedstawiające analizę składowych siły. (4)

gdzie T to zmierzone naprężenie z tensometru, a kątem nachylenia. Wynikowy szereg czasowy wypadkowej wyporności przedstawiono na Rysunku 5. W stosunkowo stabilnych warunkach prądów występujących podczas zdarzeń monitorowania w terenie stwierdzono, że dwie struktury Arks typu „Shell” rozmieszczone w Vieques w Puerto Rico posiadają podobną wypadkową wyporność wynoszącą 82,7 kg ± 1,0 kg (Ark 1) oraz 83,0 kg ± 0,9 kg (Ark 2) przy uśrednieniu z okresu monitorowania (± jedno odchylenie standardowe), po przeniesieniu wszystkich koralowców i zasianych jednostek ARMS na struktury 6 miesięcy po ich początkowym rozmieszczeniu. Wyniki pokazują, że krótkoterminowe monitorowanie podczas stosunkowo stabilnych okresów przepływu wody może być wykorzystane do wyznaczenia wypadkowej wyporności w terenie z dokładnością do ~1 kg, co powinno okazać się przydatne w dłuższej perspektywie przy monitorowaniu zmian biomasy.

Jakość wody i dynamika społeczności mikrobowych
Parametry związane z jakością wody i społecznościami mikrobowymi związanymi z kolumną wody mierzono na dwóch pełnomorskich arkach typu „Shell”, zakotwiczonych na głębokości 55 ft, przy czym górna część ark była na głębokości 25 ft, u wybrzeży Isla Vieques w Puerto Rico (Rysunek 6C). Parametry jakości wody, liczebność mikroorganizmów i wirusów oraz średnia wielkość drobnoustrojów z dwóch ark porównano z tymi samymi parametrami z dwóch pobliskich kontrolnych stanowisk na dnie morskim, które również znajdowały się na głębokości 25 ft, ale znacznie bliżej brzegu (Rysunek 6D). Przedstawione pomiary zebrano bezpośrednio po zainstalowaniu ark wraz z pierwszą partią przemieszczonych koralowców (listopad 2021) oraz 6 miesięcy później, po przemieszczeniu na arki drugiej partii koralowców i zasianych struktur ARMS (maj 2022); następnie wyciągnięto średnią dla obu stanowisk (ark i stanowisk kontrolnych) w celu porównania. Ponieważ zasiane struktury ARMS zostały przeniesione na arki 6 miesięcy po ich rozmieszczeniu, gromadzenie się społeczności biologicznych na strukturach w ciągu pierwszych 6 miesięcy było związane z biofoulingiem i naturalnym rekrutowaniem.

Środowisko Arków charakteryzowało się wyższymi średnimi natężeniami światła w ciągu dnia (Ryc. 6A), wyższą średnią prędkością przepływu (Ryc. 6C), niższymi stężeniami rozpuszczonego węgla organicznego (Ryc. 6F) oraz mniejszymi dobowymi wahaniami stężeń tlenu rozpuszczonego (Ryc. 6G) niż w bentosowych punktach kontrolnych. Arki wykazywały również społeczności mikrobowe o wyższych stosunkach wirusów do mikrobów niż w punktach kontrolnych (Ryc. 7A), co wynikało z większej liczebności wolnych wirusów (Ryc. 7C) i mniejszej liczebności mikrobów (Ryc. 7B) w środowisku Arków w toni wodnej. Społeczności mikrobowe na Arkach składały się średnio z komórek mniejszych fizycznie niż społeczności mikrobowe w punktach na dnie morskim (Ryc. 7D). Różnice w temperaturze między Arkami a punktami kontrolnymi nie były istotne (Ryc. 6E). Wszystkie powyższe trendy są zgodne z lepszą jakością wody i zdrowszymi społecznościami mikrobowymi na Arkach niż w punktach kontrolnych. Warunki te utrzymywały się przez pierwsze 6 miesięcy rozmieszczenia, podczas których na Arkach rozwijała się początkowa społeczność biologiczna — zarówno poprzez translokację fragmentów koralowców (nubbins) i naturalną rekrutację z kolumny wody i przechodzenie zmian sukcesyjnych, jak i poprzez dodanie zaszczepionych ARMS do struktur w 6. miesiącu.

Przeżywalność koralowców
Kohorta koralowców obejmująca osiem gatunków i różnorodne morfologie została rozmieszczona w Arkach oraz w bentycznych punktach kontrolnych, zarówno po instalacji Arków (miesiąc 0), jak i po dodaniu zasianych ARMS w 6. miesiącu. Pierwotne kolonie macierzyste każdego gatunku koralowca zostały podzielone na fragmenty, tzw. nubbiny (2-8 cm w danym wymiarze), i przymocowane do wapiennych płytek koralowych (od czterech do pięciu nubbinów na płytkę o powierzchni 20 cm²), które rozmieszczono równomiernie w Arkach i punktach kontrolnych, zapewniając obecność tych samych gatunków i genotypów zarówno w punktach z Arkami w toni wodnej, jak i w punktach kontrolnych. Przeżywalność tych przemieszczonych koralowców była oceniana co 3 miesiące w Arkach i punktach kontrolnych. Dziewięć miesięcy po przemieszczeniu pierwszej kohorty koralowców, w Arkach przeżyło więcej osobników (80%, Rycina 8) w porównaniu do punktów kontrolnych (42%, Rycina 8).

Schemat systemu monitorowania koralowców z bojami cumowniczymi i ARMS do badań nad różnorodnością biologiczną mórz.
Rycina 1: Schemat przedstawiający elementy strukturalne dwóch w pełni zainstalowanych struktur Coral Ark. Po lewej pokazano strukturę Coral Ark typu „Shell” (muszla), a po prawej typu „Two-Platform” (dwupłatformowa), wraz z dwiema metodami zapewnienia wyporności dodatniej oraz dwiema metodami kotwiczenia. Skrót: ARMS = Autonomous Reef Monitoring Structures. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Sztuczne struktury rafowe do regeneracji koralowców w środowiskach morskich; obejmuje przygotowanie i rozmieszczenie.
Rycina 2: Projektowanie, rozmieszczanie i przenoszenie jednostek ARMS. (A-D) ARMS z PVC oraz (E-H) ARMS z wapienia z miejsc zasiewu na dnie morskim do Ark koralowych. (A) Zdjęcie: Michael Berumen. (B) Zdjęcie: David Littschwager. Skróty: PVC = polichlorek winylu; ARMS = Autonomous Reef Monitoring Structures. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Układ do badań morskich przedstawiający zanurzalne klatki do odtwarzania rafy koralowej w środowisku oceanicznym.
Rysunek 3: Zdjęcia przedstawiające etapy wdrażania Ark koralowych, w tym transport na miejsce i pełną instalację. (A-C) Systemy typu muszlowego oraz (D-F) systemy typu dwupodestowego. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Wykres zależności oporu od prędkości holowania z liniami dopasowania; analiza danych dla badania dynamiki wody.
Rycina 4: Charakterystyka oporu struktur typu „Shell” Ark w oparciu o modelowanie, eksperymentalne testy holowania i walidację w terenie w odniesieniu do oporu sfery o zbliżonej skali. „ARK1” i „ARK2” to identyczne struktury typu „Shell” Ark zainstalowane w tej samej lokalizacji w Vieques, Puerto Rico. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny.

Wykres siły w funkcji czasu; dane dotyczące oporu, wypadkowej wyporności i prędkości wody; analiza sił hydrodynamicznych.
Rysunek 5: Zmierzone wartości wypadkowej wyporności dla dwóch arków typu „Shell” w Vieques, Puerto Rico. Przedstawiono prędkość wody (oś prawa, kolory średnie), wyporność wypadkową (oś lewa, kolory jasne) oraz obliczony opór/napięcie linii cumowniczej (oś lewa, kolory ciemne) dla Arka „Shell” 1 (kolor niebieski) i Arka „Shell” 2 (kolor zielony). Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Eksperyment z restauracji rafy koralowej; analiza wykresów pudełkowych natężenia światła, prądu, temperatury; instalacja podwodna.
Rysunek 6: Parametry jakości wody związane z Arkami typu „Shell” oraz kontrolnymi stanowiskami na dnie morskim w Vieques w Puerto Rico, bezpośrednio po instalacji oraz 6 miesięcy później. (A) Natężenie światła w ciągu dnia, (B) prędkość prądu, (C,D) zdjęcia wykonane 6 miesięcy po instalacji, (E) temperatura, (F) rozpuszczony węgiel organiczny, (G) zmiany poziomu tlenu rozpuszczonego w Arkach w porównaniu ze stanowiskami kontrolnymi w ciągu 6 miesięcy. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Dynamika mikrobiologiczna i wirusowa: wykresy pudełkowe przedstawiające stosunki wirusów do drobnoustrojów oraz liczbę cząsteczek w czasie.
Rycina 7: Parametry związane ze społecznościami drobnoustrojów w kolumnie wody na arkach „Shell” oraz w kontrolnych punktach na dnie morskim w Vieques, Puerto Rico bezpośrednio po instalacji i 6 miesięcy później. (A) Stosunek wirusów do drobnoustrojów, (B) liczebność komórek bakteryjnych, (C) liczebność wolnych wirusów oraz (D) średnia wielkość komórek bakteryjnych. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Wykres przeżywalności koralowców; % przeżywalności w funkcji czasu; Ark vs. Kontrola; zawiera zdjęcia z 0. i 6. miesiąca.
Rycina 8: Odsetek przeżywających koralowców na Arkach typu „Shell” oraz w kontrolnych punktach na dnie morskim w Vieques, Puerto Rico, w ciągu pierwszych 9 miesięcy po translokacji. Zdjęcia przedstawiają stan pojedynczej płyty koralowca na Arkach (góra) i w bentosowych punktach kontrolnych (dół) bezpośrednio po translokacji (lewo) oraz 6 miesięcy po translokacji (prawo). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Tabela 1: Konstrukcja i kwestie projektowe ARMS. Skróty: ARMS = Autonomous Reef Monitoring Structures; PVC = polichlorek winylu. Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.

Tabela 2: Założenia projektowe Coral Arks. Skróty: PVC = polichlorek winylu; ARMS = Autonomous Reef Monitoring Structures; HDPE = polietylen o wysokiej gęstości. Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.

Plik uzupełniający. Proszę kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.

Dyskusja

Reprezentatywne wyniki przedstawione powyżej pokazują, że Arki Koralowe zapewniają siedlisko i lepsze warunki jakości wody do gromadzenia zbiorowisk rafowych na stabilnych platformach badawczych in situ. Arki i stanowiska kontroli dna morskiego na tej samej głębokości wykazywały konsekwentnie różne profile jakości wody. Wyższe średnie prędkości prądu i dalsza odległość od wybrzeża zmniejszyły sedymentację i zmętnienie w środowisku śródwodnym w miejscach Arks (Rysunek 6B), prawdopodobnie przyczyniając się do niższych zmierzonych stężeń rozpuszczonego węgla organicznego na Arkach (Rysunek 6F). Co więcej, ta poprawa przejrzystości wody skutkowała zwiększonym natężeniem światła w ciągu dnia na Arkach w stosunku do miejsc kontrolnych (Rysunek 6A). Mniejsze wahania tlenu rozpuszczonego wskazują na lepszą dostępność tlenu dla koralowców na Arkach w porównaniu z bentosem, szczególnie w nocy (Ryc. 6G). Wszystkie te wskaźniki zostały powiązane z poprawą przeżywalności koralowców⁴², wzrostem 43,44,45 i regeneracją po stresie ^46,47 w poprzednich pracach i mogą być powiązane z lepszymi wynikami przeżycia koralowców przeniesionych do Arks w porównaniu z miejscami kontroli bentosu (Rysunek 8). Fakt, że warunki te utrzymują się nawet po akumulacji znacznej biomasy w wyniku biofoulingu, wskazuje, że naturalne procesy rekrutacji nie zmniejszają poprawy jakości wody w środowisku śródwodnym. Arki zostały rozmieszczone 3 km od brzegu od miejsc kontroli bentosu i prawdopodobnie skorzystały na zmniejszonym dopływie osadów pochodzących z Ziemi, składników odżywczych i prawdopodobnie presji połowowej, która stanowi wyzwanie dla stanowisk przybrzeżnych. Lokalizowanie Ark na obszarach o czystej wodzie i niewielkim wpływie człowieka (takich jak wybrzeże) może zapewnić lepsze warunki niż silnie dotknięte strefy przybrzeżne do rozmnażania różnorodności biologicznej raf do eksperymentów na poziomie mezokosmosu.

Wstępne wyniki sugerują również, że arki śródwodne doświadczyły mniejszej mikrobializacji, procesu centralnej rafy związanej z degradacją siedlisk raf bentosowych ^4,48. Wysoki dopływ składników odżywczych i przełowienie zostały zidentyfikowane jako czynniki napędzające troficzne pętle sprzężenia zwrotnego na całej rafie, w których namnażają się energetycznie zdestabilizowane społeczności mikroorganizmów, co skutkuje spadkiem oddychania metabolicznie dostępnego tlenu i zwiększoną częstością występowania patogenów koralowców w bentosie 6,49,50,51 . Zmniejszona liczebność wolnych wirusów na mikrobiologicznych rafach, które służą jako główna kontrola lityczna wzrostu społeczności drobnoustrojów, wskazuje na załamanie struktury troficznej, które sprzyja dalszej ekspansji mikrobiologicznej⁵². Mikroorganizmy związane z kolumną wody na arkach były zarówno mniej liczne (Ryc. 7B), jak i fizycznie mniejsze (Ryc. 7D) niż na dnie morskim. Arki wykazywały również wyższy stosunek wirusów do mikroorganizmów (Figura 7A), obfitość wolnych wirusów (Figura 7C) i dostępność rozpuszczonego tlenu, szczególnie w nocy (Figura 6G). Podsumowując, odkrycia te wskazują, że środowisko śródwodne wykazywało mniejszy potencjał mikrobializacji w porównaniu z miejscami na dnie morskim. Arki, jako mezokosmosy, na których warunki środowiskowe mogą być zmieniane po prostu przez pionową regulację słupa wody, oferują możliwość złagodzenia i dalszego zbadania mikrobiologicznych i molekularnych mechanizmów degradacji raf.

Sfery geodezyjne o dwóch różnych częstotliwościach zostały wybrane do projektu prezentowanych tu Ark Koralowych (Rysunek 1). Częstotliwość geodezyjna (1V, 2V, 3V) wskazuje liczbę powtarzających się podelementów w sferze geodezyjnej, przy czym wyższe częstotliwości odpowiadają większej liczbie trójkątnych podelementów. Z konstrukcyjnego punktu widzenia wielościany geodezyjne rozkładają naprężenia mechaniczne w całej konstrukcji, co skutkuje wysoką wytrzymałością wrodzoną jak na ich rozmiar^53,54. Te cechy zapewniają wysoką trwałość i długowieczność, ale kosztem większego oporu hydrodynamicznego, co może skutkować większymi obciążeniami systemu cumowniczego. Z punktu widzenia siedliska, opór generowany przez system Ark stanowi wskaźnik dyfuzji pędu w konstrukcji, a tym samym stopnia, w jakim wewnętrzny przepływ otoczenia jest zmniejszony. Modelowane i potwierdzone eksperymentalnie wyniki wskazują na zmniejszenie prędkości przepływu o 40%-70% wewnątrz Ark "Powłoki" w stosunku do otaczającego pola przepływu z powodu generowania turbulentnego przepływu wewnątrz struktur (patrz sekcja 6 pliku uzupełniającego 1). Podczas gdy optymalny poziom redukcji przepływu wewnętrznego nie jest jasny (i różni się w zależności od częstotliwości geodezyjnej), obszary zmniejszonego przepływu w strukturze są ważne dla tworzenia siedlisk niszowych^55,56, remineralizacji składników odżywczych^57,58 oraz promowania retencji i osiedlania się larw^59,60. Ogólnie rzecz biorąc, większe konstrukcje geodezyjne o wyższej częstotliwości, szczególnie w bardziej odsłoniętych miejscach instalacji, wymagają systemów kotwiących o większej sile trzymania i większej redundancji uwzględnionej w projekcie konstrukcyjnym.

Wyniki pomiarów terenowych składowej oporu naprężenia w systemie cumowniczym Ark "Shell" były ściśle zgodne z wynikami uzyskanymi na podstawie modelowanych i eksperymentalnych szacunków holowania (rysunek 4) i mieściły się w oczekiwanych zakresach projektowych. Wyniki te wskazują, że założenia modelu hydrodynamicznego są słuszne i że model może przewidywać siły oporu w zakresach prądów tła. Jednakże, podczas gdy odchylenia w modelowanych i eksperymentalnych danych były niewielkie, zakres przepływów w okresie testowym, który był typowy dla prędkości przepływu w otoczeniu, niesztormowym w tym miejscu, nie umożliwił rygorystycznej walidacji w pełnym spektrum modelowania. Przewidując wymagania projektowe systemów Coral Arks, wysiłki związane z modelowaniem powinny być połączone z informacjami na temat częstotliwości sztormów i narażenia w planowanych miejscach rozmieszczenia, aby zaprojektować konstrukcje i systemy cumownicze, które mogą przetrwać przewidywane siły hydrodynamiczne. Przedstawione tutaj prace modelarskie mogą być wykorzystane do projektowania systemów Ark w innych lokalizacjach przy minimalnych nakładach (pożądany rozmiar Arki, częstotliwość i średnie prędkości prądu w miejscu rozmieszczenia) poprzez zapewnienie współczynników oporu i maksymalnych oczekiwanych sił działających na system cumowania i kotwienia.

Systemy Arks i ARMS są modułowe i mogą być budowane w różnych skalach i z innych materiałów niż te opisane tutaj. Chociaż ich ostateczna długość życia nie została jeszcze określona, Coral Arks zostały zaprojektowane tak, aby miały około 10-letni cykl życia. Skład materiałowy Arks i ARMS wpływa na długowieczność konstrukcji, ciężar systemów, a tym samym na wymaganą wyporność do zrównoważenia ciężaru i może wpływać na reakcję wczesnych społeczności zarastających (plik uzupełniający 1 - rysunek S7). Na przykład wapień stanowi bardziej naturalne podłoże do kolonizacji biologicznej na ARMS i jest łatwo i niedrogo pozyskiwany na większości wysp raf węglanowych, ale jest bardziej kruchy i cięższy niż inne materiały, takie jak PVC i włókno szklane. Czynniki te powinny być brane pod uwagę w odniesieniu do cech charakterystycznych dla danego miejsca, aby zaprojektować ARMS, arki i systemy cumownicze, które najlepiej odpowiadają pożądanym wynikom projektu.

Miejsca rozmieszczenia Coral Arks powinny być również wybrane w oparciu o zamierzone cele projektu (tj. badania, łagodzenie skutków lub odbudowę). Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze lokalizacji, obejmują dostęp do materiałów, stan lub stan rafy, inwestycje/zaangażowanie społeczności, ograniczenie zasobów, wsparcie instytucjonalne i wymagania dotyczące pozwoleń. Arki koralowe mogą stwarzać możliwości zaspokojenia szczególnych potrzeb w miejscach, w których (1) znajdują się żywe rafy koralowe, które są w stosunkowo złym stanie i skorzystałyby na działaniach rekultywacyjnych w celu zwiększenia rekrutacji koralowców, pokrywy koralowej, ochrony wybrzeża lub zasobów żywnościowych dla ludzi; (2) mają potrzebę przeniesienia koralowców w inne miejsce, co może nastąpić, na przykład, gdy istnieją wymogi prawne dotyczące przenoszenia żywych koralowców z przedmiotów gruzowych przeznaczonych do usunięcia (w tych miejscach Arki Koralowe mogą być wykorzystywane we współpracy lub w celu wsparcia istniejących wysiłków na rzecz odbudowy i sadzenia w celu poprawy wyników translokacji); (3) wymagać badań nad nowatorskimi technologiami konserwacji i odbudowy z wykorzystaniem Ark Koralowych w celu poprawy powodzenia lokalnych wysiłków; lub (4) mają wystarczająco odrębne warunki lokalne (tj. różną wielkość wpływu antropogenicznego), co oznacza, że standaryzowane mezokosmosy mogą dostarczyć znaczących porównań dotyczących procesów i interwencji rafowych. Konkretne podejścia do monitorowania aspektów ekosystemu Coral Arks, takich jak wzrost biologiczny, różnorodność i skład chemiczny wody, będą się różnić w zależności od projektów w oparciu o cele projektu i zmienne specyficzne dla danego miejsca. Reprezentatywny zarys dla prowadzonego do tej pory naukowego monitoringu Coral Arks znajduje się w sekcji 5 pliku uzupełniającego 1.

Konstrukcja Coral Arks może pomieścić koralowce prawie każdego gatunku, wielkości i wieku i powinna zapewnić lepsze warunki w porównaniu z tymi, które znajdują się na zaburzonym bentosie rafowym. W zależności od tempa wzrostu i zwapnienia obserwowanego w danym systemie, może być wymagane dodanie dodatniej wyporności do struktur Arki, aby skompensować wzrost biologiczny i zmniejszyć ryzyko zatonięcia. Konstrukcje o dodatniej wyporności wód przywodnych można zważyć za pomocą ogniwa obciążnikowego lub tensometru rozciągającego/ściskającego lub tensometru, aby określić, czy masa społeczności w wodzie wzrasta (rysunek 5). Okresowe lub długoterminowe pomiary przy użyciu ogniwa obciążnikowego mogą uzupełniać inne wskaźniki wzrostu koralowców o dokładniejszej rozdzielczości w celu wygenerowania wskaźnika wzrostu/zwapnienia na poziomie społeczności i zostały włączone jako regularne zadanie konserwacyjne w celu określenia, czy system ma wystarczającą dodatnią pływalność, aby skompensować ten biologiczny wzrost w czasie. W przypadku, gdy zainstalowana Arka nie może być już monitorowana lub konserwowana, może zostać przeniesiona i/lub wyporność może zostać usunięta, aby umożliwić mocne przymocowanie Arki do bentosu.

Opisane tutaj metody zapewniają naukowcom wszechstronny zestaw narzędzi do tworzenia zbiorowisk raf śródwodnych, które można umieszczać w miejscach o lepszej jakości wody. Zmieniając głębokość lub położenie struktur Arki, zmiany parametrów jakości wody można eksperymentalnie powiązać ze zmianami w strukturze zbiorowisk rafowych i trajektoriach sukcesji. Ta cecha konstrukcyjna pozwala naukowcom wykorzystać obfitą i niewykorzystaną przestrzeń w środowisku śródwodnym do tworzenia i badania mezokosmosów raf koralowych. Wykorzystanie wysiewanych ARMS do translokacji kryptycznej różnorodności biologicznej i "pobudzenia" naturalnej rekrutacji mobilnych bezkręgowców do wypasu stanowi funkcjonalne rozwiązanie w zakresie redukcji biofoulingu glonów, a tym samym konkurencji bentosowej dla koralowców. Wykorzystanie ustalonych i ustandaryzowanych struktur próbkowania jako elementów tego systemu zapewnia wartość dodaną, umożliwiając długoterminowe monitorowanie społeczności kryptycznych na arkach i porównanie ze zbiorami danych wygenerowanymi przy użyciu ARMS jako globalnego narzędzia spisu różnorodności biologicznej.

Arki koralowe mogą służyć jako bardziej holistyczna, zintegrowana i samoregulująca się platforma do rozmnażania biomasy koralowców i bezkręgowców, które można następnie przesadzić do pobliskich zdegradowanych raf i mogą zapewnić bezpieczną przystań dla koralowców do wzrostu i rozmnażania się w lepszych warunkach jakości wody. Jak obecnie wykazano w Portoryko, arki mogą zapewnić lepsze wyniki w zakresie przetrwania w projektach łagodzących obejmujących przenoszenie koralowców i różnorodności biologicznej raf z przedmiotów śmieciowych lub obszarów zdegradowanych. Arki mają znaczenie w długoterminowych projektach jako metoda zastępowania siedlisk dla populacji ryb, testowania nowych strategii ochrony i zachowania rodzimej różnorodności biologicznej raf. W ten sposób Arks zapewnia wszechstronne narzędzia do prowadzenia badań in situ zespołów raf i sukcesji ekologicznej, a także może dostarczyć nowych informacji na temat połączeń rafowych.

Oświadczenia

Autorzy nie mają konkurencyjnych interesów finansowych ani innych konfliktów interesów.

Podziękowania

Dziękujemy Markowi Vermeijowi, Kristen Marhaver i Fundacji Badawczej CARMABI na Curaçao za udostępnienie zasobów, wsparcia i wglądu w ten projekt. Dziękujemy NAVFAC Atlantic Vieques Restoration Program oraz zespołowi Jacobs Engineering za ich znaczące wsparcie logistyczne i techniczne w instalacji, konserwacji i monitorowaniu Coral Arks w Vieques. Jesteśmy również wdzięczni Mike'owi Angherze, Toni Luque, Cynthii Silveirze, Nataschy Varonie, Andresowi Sanchezowi-Quinto, Larsowi ter Horstowi i Benowi Darby'emu za ich pomoc i konstruktywny wkład w tę dziedzinę. Badania te zostały sfinansowane przez Gordon and Betty Moore Foundation Aquatic Symbiosis Investigator Award dla FLR oraz przez Program Certyfikacji Technologii Bezpieczeństwa Środowiskowego Departamentu Obrony (RC20-5175).

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
RAMIONA PVC
częściowo gwintowana, 8" długość, 1/4"-20 Rozmiar gwintu	McMaster Carr	92186A569	do montażu PVC ARMS Na jednostkę: 4x nakrętka
sześciokątna ze stali nierdzewnej 316, super odporna na korozję, 1/4"-20 Rozmiar gwintu	McMaster Carr	94805A029	Nakrętki do montażu PVC ARMS Na jednostkę: 8x
316 Nakrętka zabezpieczająca ze stali nierdzewnej z wkładką nylonową, super odporna na korozję, rozmiar gwintu 1/4 "-20	McMaster Carr	90715A125	Nakrętki zabezpieczające do montażu PVC ARMS Na jednostkę: 4x
316 Podkładka ze stali nierdzewnej do rozmiaru 1/4", 0,281" ID, 0,625" OD	McMaster Carr	90107A029	Podkładki do montażu PVC ARMS Na jednostkę: 8x
Nylonowe niegwintowane podkładki dystansowe - 1/2" Long, 1/2" OD, czarne	McMaster Carr	90176A159	Nylonowe dystanse do montażu PVC ARMS Na jednostkę: 20x
Arkusz PVC typu 1, 0,25" grubości, szary	McMaster Carr	8747K215	PVC do płyt do układania ARMS. Patrz plik uzupełniający 1-rysunek SI 4. Na jednostkę: 9x Odnosi się do rysunku: Tak
Arkusz PVC typu 1, grubość 0,5 cala, szary	McMaster Carr	8747K217	PVC do płyt bazowych ARMS. Patrz plik uzupełniający 1-rysunek SI 1. Na jednostkę: 1x Odnosi się do rysunku: Tak
Arkusz PVC typu 1, grubość 0,5 cala, szary	McMaster Carr	8747K217	PVC do długich dystansów krzyżowych ARMS. Patrz plik uzupełniający 1-rysunek SI 2. Na jednostkę: 4x Odnosi się do rysunku: Tak
Arkusz PVC typu 1, grubość 0,5 cala, szary	McMaster Carr	8747K217	PVC do krótkich dystansów krzyżowych ARMS. Zobacz plik uzupełniający 1-Rysunek SI 3. Na jednostkę: 8x Odnosi się do rysunku: Tak
Klucz płasko-oczkowy z grzechotką, 7/16"	McMaster Carr	5163A15	Klucze do mocowania sprzętu PVC ARMS Na jednostkę: 2x
pręt zbrojeniowy, długości 3 stóp, grubość 1/2	McMaster Carr	7480N115	Kołki do prętów zbrojeniowych do mocowania ramion PVC do bentosu. Wymagany młotek. Na jednostkę: 4x
kolejno numerowane metalowe znaczniki	McMaster Carr	2208N349	Numerowane znaczniki dla ARMS ID Na jednostkę: 1x
wapienny ARMS
DeWalt Piła do płytek na mokro	Depot	D24000S	Pokrój płytki wapienne na kawałki, które można układać w stosy Na jednostkę: 1x
Torba podnosząca, 50 funtów Pojemność	Amazon	B07GCNGRDR	Torba podnosząca do transportu RAMION wapiennych do bentosu Na jednostkę: 1x
Skrzynka na mleko, Heavy Duty, 13" x 19" x 11"	Amazon	B06XGBDJMD	Skrzynia do transportu wapienia ARMS do bentos Na jednostkę: 1x
Płytka z naturalnego wapienia lub trawertynu (bez wypełnienia) - 12" x 12"	Płytki Bedrosians i Kamień	TRVSIENA1212T	Materiał bazowy do warstw ARMS z wapienia i elementów do układania w stosy. Patrz plik uzupełniający 1-Rysunek SI 7 i Rysunek SI 8. Na jednostkę: 10x Odnosi się do rysunku: Tak
Klej epoksydowy PC-11, dwuskładnikowy Amazon klasy morskiej	B008DZ1864		Dwuskładnikowa żywica epoksydowa do montażu Limestone ARMS
< mocny>Shell Ark
Downline: 1 "nylon, naparstek do naparstka o długości 6 'z naparstkiem ze stali nierdzewnej żaglomistrza na górze, wytrzymały ocynkowany naparstek na dole	West Marine	Niestandardowa	nylonowa lina cumownicza do mocowania uzdy cumowniczej Ark do systemu kotwicznego. Na jednostkę: 1
Główna struktura: 105-B Epoxy	West Marine (wykonana przez West System)	318352	Żywica epoksydowa do uszczelniania pianki w rozpórkach.
Główna struktura: 205-B Hardener	West Marine (wyprodukowany przez West System) 318378		Żywica epoksydowa do uszczelniania pianki w rozpórkach.
Ozda cumownicza: 3-1/8" X 2" mała diamentowa podstawa z kabłąkiem 7/8"	West Marine (Made by Harken)	130560	Zaczepy do mocowania systemu cumowniczego do podstawy Arki. Na jednostkę: 5
Główna struktura: 3/4" H-80 Divinycell Pianka zamkniętokomórkowa, arkusz gładki 48" x 96"	Zasilanie z włókna szklanego	L18-1110	Pianka wypornościowa na rozpórki. Pokrój piankę na paski o szerokości 1,5 cala, 15,5 cala długości dla rozpórek S1 i 19 cali długości dla rozpórek S2, dodaj do rozpórek. Na jednostkę: 120
Downline: 3/4" Nierdzewny Masterlink	Lift-It (wyprodukowany przez Suncor)	S0652-0020	Masterlink, łączy górną część krętlika z dolną częścią 5-punktowej uzdy cumowniczej. Na jednostkę: 1
Uzda cumownicza: 3/8 "Nierdzewne szekle z długim D z uwięzionym samoblokującym sworzniem	West Marine (wyprodukowane przez Wichard 116293		Szekle o wysokiej wytrzymałości do łączenia oczek podkładki z systemem cumowniczym. Na jednostkę: 5
Główna struktura: 316 SS, śruba krzyżakowa z stożkowym, 1/4-20, 3" Long	McMaster Carr	91735A385	do mocowania anod kadłuba do rozpórek ze stali nierdzewnej Na jednostkę: 2
ARMS Mocowania: 316 Nakrętka zabezpieczająca ze stali nierdzewnej z wkładką nylonową, super odporna na korozję, 1/2"-13 Rozmiar gwintu	McMaster	90715A165	Przeciwnakrętki do mocowania ARMS do płyt montażowych ARMS (8 na jednostkę) Na jednostkę: 80
ARMS Płytki podstawowe: 316 Nakrętka zabezpieczająca ze stali nierdzewnej z wkładką nylonową, super odporna na korozję, 1/4"-20 Rozmiar gwintu	McMaster	90715A125	Nakrętki zabezpieczające do płyt montażowych ARMS (rozpórki i gwiazdy) Na jednostkę: 600
Płyty bazowe Coral: 316 Nakrętka zabezpieczająca ze stali nierdzewnej z wkładką nylonową, super odporna na korozję, 1/4"-20 Rozmiar gwintu	McMaster	90715A125	Nakrętki zabezpieczające do mocowania płyt koralowych do rozpórek Na jednostkę: 600
Mocowanie płyty koralowej: 316 Nakrętka zabezpieczająca ze stali nierdzewnej z wkładką nylonową, super odporna na korozję, 1/4"-20 Rozmiar gwintu	McMaster	90715A125	Nakrętki zabezpieczające do mocowania płyt koralowych do płyt bazowych Na jednostkę: 80
Uzda cumownicza: 316 Nakrętka zabezpieczająca ze stali nierdzewnej z wkładką nylonową, super odporna na korozję, 1/4"-20 Rozmiar gwintu	McMaster	90715A125	Nakrętki zabezpieczające do mocowania oczek klocków do rozpórek. Na jednostkę: 20
Główna struktura: 316 Nakrętka zabezpieczająca ze stali nierdzewnej z wkładką nylonową, super odporna na korozję, 10-32 Rozmiar gwintu	McMaster	90715A115	Nakrętki zabezpieczające do połączeń typu star-rozpórka Na jednostkę: 475
Główna struktura: 316 Śruba krzyżakowa z stożkowym stożkowym ze stali nierdzewnej, gwint 10-32, długość 2-1/2"	McMaster	91735A368	połączeń typu rozpora gwiazda Na jednostkę: 475
Uzda cumownicza: 316 Phillips z płaskim ze stali nierdzewnej, 1/4 "-20 Rozmiar gwintu, 2-3/4" Długie	McMaster	91500A341	z oczkowym do mocowania oczek klocków do rozpórek. Na jednostkę: 15
ARMS Płyty podstawowe: 316 Phillips z płaskim ze stali nierdzewnej, gwint 1/4"-20, 3" Długie	McMaster	91500A554	do mocowania płyt montażowych ARMS do Stars Na jednostkę: 475
Uzda cumownicza: 316 Phillips z płaskim ze stali nierdzewnej, Rozmiar gwintu 1/4 "-20, 3" długie	McMaster	91500A554	do mocowania oczek klocków przez rozpórki i Gwiazdy. Na jednostkę: 5
Uzda cumownicza: 316 Szekla śrubowa ze stali nierdzewnej - do podnoszenia, grubość 1/2"	McMaster	3583T15	Szekle do łączenia dolnych gilz uzdy z małymi ogniwami na Masterlink. Na jednostkę:
5 RAMIONA Dodatki: 316 Podkładka blokująca ze stali nierdzewnej do 1/2 ", 0,512" ID, 0,869" OD	McMaster	92147A033	Podkładki zabezpieczające do mocowania ARMS do płyt montażowych ARMS (4 na sztukę) Na jednostkę: 40
Mocowania ARMS: 316 Podkładka ze stali nierdzewnej do 1/2" Rozmiar, 0,531" ID, 1,25" OD	McMaster	90107A033	Podkładki oporowe do mocowania ARMS do płyt montażowych ARMS (4 na jednostkę) Na jednostkę: 40
ARMS Płyty podstawowe: Podkładka ze stali nierdzewnej 316 do 1/4 ", 0,281" ID, 0,625" OD	McMaster	90107A029	Podkładki do mocowania płyt montażowych ARMS do rozpórek Na jednostkę: 40
Płyty bazowe Coral: 316 Podkładka ze stali nierdzewnej do rozmiaru 1/4", 0,281" ID, 0,625" OD	McMaster	90107A029	Podkładki do mocowania płyt bazowych z płyty koralowej do rozpórek Na jednostkę: 40
Mocowanie płyty koralowej: 316 Podkładka ze stali nierdzewnej do rozmiaru 1/4 ", 0,281 "ID, 0,625" OD	McMaster	90107A029	Podkładki do mocowania płyt koralowych do płyt bazowych Na jednostkę: 160
Główna struktura: 316 Podkładka ze stali nierdzewnej do rozmiaru numer 10, 0,203 "ID, 0,438" OD	McMaster	90107A011	Podkładki do połączeń typu star-strut Na jednostkę: 475
Wyporność: 316 Podkładka ze stali nierdzewnej, 1" Rozmiar, 2" OD	McMaster	90107A038	Duże podkładki do pręta centralnego (2 na pływak) Na jednostkę: 22
RAMIONA Dodatki: 316 Podkładka ze stali nierdzewnej, ponadwymiarowa, śruba 1/2", 1,5" OD, 0,052"- 0,072" Grubość	McMaster	91525A145	Ponadwymiarowe podkładki do mocowania ARMS do płyt montażowych ARMS (4 na sztukę) Na jednostkę: 40
Talerze koralowe: 3M Marine Adhesive Sealant - Fast Cure 5200	McMaster	67015A44	Klej do klejenia płytek wapiennych do koralowych płyt bazowych z PVC. Wywierć narożniki za pomocą wiertła do muru.
Wyporność: Klej uszczelniający 3M Marine - Szybkie utwardzanie 5200	McMaster	67015A44	Klej do mocowania prętów gwintowanych z włókna szklanego w pływakach włoka Na jednostkę: 2
Uzda cumownicza: 5/8" Dyneema ze stali nierdzewnej Naparstki żaglomistrzów na górze i na dole	West Marine	Niestandardowa	5-nożna uzda cumownicza do mocowania Ark do linii dolnej. Na jednostkę: 5
Downline: krętlik widełkowy do widełka - nie do podnoszenia, stal nierdzewna 316, 6-7/32" Long	McMaster	37405T29	Krętlik, dół łączy się z górną częścią linii dolnej, góra łączy się z dużym ogniwem w Masterlink. Na jednostkę: 1
Wyporność: nakrętka sześciokątna z włókna szklanego, rozmiar gwintu 1"-8 McMaster		91395A038	Nakrętki sześciokątne z włókna szklanego do mocowania prętów gwintowanych z włókna szklanego w pływakach włoka Na jednostkę: 30
Wyporność: pręt gwintowany z włókna szklanego, Rozmiar gwintu 1 "-8, długość 8 stóp	McMaster	91315A238	Pręt gwintowany z włókna szklanego do mocowania pływaka do Arki. Patrz plik uzupełniający 1-rysunek SI 16. Na jednostkę: 10 Odnosi się do rysunku: Tak
System kotwiący: Szekla ze stali stopowej ocynkowanej z kołkiem śrubowym - do podnoszenia, 1/2" gruba	McMaster	3663T42	Środkowa szekla od łańcucha do ogniwa gruszki. Na jednostkę: 3
System kotwiczny: Szekla ze stali stopowej ocynkowanej z kołkiem śrubowym - do podnoszenia, 3/4" Grube	McMaster	3663T44	Górna duża szekla do łączenia ogniwa gruszki z dolną gilzą dolną. Na jednostkę: 1
System kotwiący: Szekla ze stali stopowej ocynkowanej z kołkiem śrubowym - do podnoszenia, szekla	kotwiczna McMaster	3663T44	". Na jednostkę: 3
System kotwiczny: Szekla ze stali stopowej ocynkowanej z kołkiem śrubowym - do podnoszenia, 3/8" Grube	McMaster	3663T51	do łączenia łańcucha z górną środkową szeklą. Na jednostkę: 3
System kotwiczny: Szekla ze stali stopowej ocynkowanej ze sworzniem śrubowym - do podnoszenia, grubość 3/8	McMaster	3663T51	Dolna mała szekla do łączenia łańcucha i szekli kotwicznej. Na jednostkę: 3
Zainstaluj i Narzędzia: HARKEN– 57mm Carbo Air® Triple Block	West Marine	200076	Górna część bloku i wślizg Na jednostkę: 1
Instalacja i Narzędzia: HARKEN– 57mm Carbo Air® Potrójny blok z Becketem i krzywką	West Marine	1171644	Podstawa bloku i wślizgu Na jednostkę: 1
ARMS Płyty podstawowe: rurka termokurczliwa, 0,50 "ID przed obkurczeniem	McMaster	7856K47	Koszulka termokurczliwa zapewniająca antypoślizgowość. Pokrój na odcinki 1,5 cala, nasuń na wspornik w kształcie litery U SS i użyj opalarki, aby dokręcić wspornik. Na jednostkę: 20
Płyty bazowe Coral: rurka termokurczliwa, średnica wewnętrzna 0,50 cala przed obkurczeniem	McMaster	7856K47	Koszulka termokurczliwa zapewniająca antypoślizgowość. Pociąć na odcinki 1,5 cala, nasunąć na wspornik SS U-bolt i użyć opalarki, aby dokręcić wspornik. Na jednostkę: 40
Wyporność: Koszulka termokurczliwa do przykrywania prętów gwintowanych przed montażem w pływakach, sekcje 14"	McMaster	7856K66	Termokurczliwa dla antypoślizgowości. Pokroić na odcinki 14". Wsuń na pręty z włókna szklanego z odsłoniętym 1" na jednym końcu i 2-1/4" odsłoniętym na drugim. Użyj opalarki, aby obkurczyć do dokładnej pozycji. Na jednostkę: 11
System kotwiący: Łańcuch o wysokiej wytrzymałości klasy 40/43 - nie do podnoszenia, stal ocynkowana, 5/16 Trade Size	Łańcuch McMaster	3588T23	do łączenia kotew i downline. Na jednostkę: 3
Zainstaluj i Narzędzia: LINA O NISKIEJ ROZCIĄGLIWOŚCI, ŚREDNICA 7/16" McMaster		3789T25	Lina do bloku i sprzętu Na jednostkę: 250
ARMS Płyty podstawowe: Odporne na wilgoć HDPE klasy morskiej, 48 "x 48", grubość 1/2"	McMaster	9785T82	Folia do montażu płyt bazowych ARMS. Zobacz plik uzupełniający 1-Rysunek SI 13. Na jednostkę: 10 Odnosi się do rysunku: Tak
Płyty bazowe z płyt koralowych: Odporny na wilgoć HDPE klasy morskiej, 48 "x 48", grubość 1/2	McMaster	9785T82	Arkusz do płyt koralowych. Patrz plik uzupełniający 1-Rysunek SI 14. Na jednostkę: 20 Odnosi się do rysunku: Tak
Ogłowie cumownicze: Anoda kołnierza męczennika 3/4" x 2 1/8" x 2 1/8"	West Marine	5538715	Anody protektorowe do Masterlinków na linach cumowniczych Na jednostkę: 2
Główna struktura: Anoda kadłuba Martyr 6 1/4" x 2 3/4" x 5/8"	West Marine	484998	Anody protektorowe do rozpórek ze stali nierdzewnej u podstawy Ark Na jednostkę: 3
ARMS Płyty podstawowe: Płyta montażowa do rozmiaru gwintu 1/4"-20, 2" ID 304 Śruba w kształcie litery U ze stali nierdzewnej	McMaster	8896T156	Płyta wspornika z termokurczliwością, do mocowania płyt montażowych ARMS do rozpórek Na jednostkę: 6
bazowych Coral: Płyta montażowa do rozmiaru gwintu 1/4"-20, 2" ID 304 Śruba w kształcie litery U ze stali nierdzewnej	McMaster	8896T156	Płyta wspornikowa z koszulką termokurczliwą, do mocowania płyt bazowych z płyty koralowej do rozpórek Na jednostkę: 40
Główna struktura: N1 Gwiazdy, 316 SS, Łączniki o grubości 5 mm do DIY VikingDome F2 Sphere, zmodyfikowany	Viking Dome	ICO2-AISI	N1 Stars zmodyfikowany dla centralnego pręta. Połączenia maszynowe / spawane do wstawiania górnej i dolnej części niegwintowanego pręta konstrukcyjnego z włókna szklanego. Zobacz plik uzupełniający 1-Rysunek SI 10. Na jednostkę: 2
Główna struktura: N1 Stars, 316 SS, 5mm Thick Connectors for DIY VikingDome F2 Sphere, niezmodyfikowana	Viking Dome	ICO2-AISI	Niezmodyfikowane gwiazdy N1 do montażu Arki. Zobacz plik uzupełniający 1-Rysunek SI 10 Na jednostkę: 10 Odnosi się do rysunku: Tak
Główna struktura: N2 Stars, 316 SS, 5mm Thick Connectors for DIY VikingDome F2 Sphere, zmodyfikowana	Viking Dome	ICO2-AISI	N2 Stars zmodyfikowana do pływaków. Wywierć większy otwór środkowy, aby pomieścić 1-calowy gwintowany pręt z włókna szklanego. Na jednostkę: 10
Główna struktura: N2 Gwiazdy< / mocny>, 316 SS, 5mm grube złącza do DIY VikingDome F2 Sphere, zmodyfikowany	Viking Dome	ICO2-AISI	N2 Stars zmodyfikowany do oczu podkładki. Wywierć większy otwór na (bit - 1/4") w zewnętrznym otworze jednego ramienia na złącze Padeye. Na jednostkę: 5
Główna struktura: N2 Gwiazdy< / mocny>, 316 SS, Łączniki o grubości 5 mm do DIY VikingDome F2 Sphere, niezmodyfikowana	kopuła Viking Dome	ICO2-AISI	Niezmodyfikowane gwiazdy N2 do montażu arki Na jednostkę: 15
System kotwiący: Ogniwo w kształcie gruszki - nie do podnoszenia, stal ocynkowana, grubość 3/4"	McMaster	3567T34	Ogniwo do połączenia szekli 3x 1/2" z górną dużą szeklą. Na jednostkę: 1
Instalacja i Narzędzia: Śrubokręt krzyżakowy, rozmiar nr 2	McMaster Carr	5682A28	Dokręć przeciwnakrętki na z rozpórką gwiaździstą Na jednostkę: 1
Płyty koralowe: Arkusz PVC typu 1, szary, 48 "x 48", grubość 1/4	McMaster	8747K194	Podstawy PVC do płyt koralowych. Zobacz plik uzupełniający 1-Rysunek SI 4. Na jednostkę: 20 Odnosi się do rysunku: Tak
Instalacja i Narzędzia: Klucz płasko-oczkowy z grzechotką, 3/4"	McMaster Carr	5163A21	Przymocuj RAMIONA do płyt montażowych ARMS Na jednostkę: 2
Zainstaluj i Narzędzia: Klucz płasko-oczkowy z grzechotką, 3/8"	McMaster Carr	5163A14	Dokręć przeciwnakrętki na z rozpórką gwiaździstą Na jednostkę: 2
Zainstaluj i Narzędzia: Klucz płasko-oczkowy z grzechotką, 7/16"	McMaster Carr	5163A15	Przymocuj płytki koralowe do płytek koralowych Na jednostkę: 2
Zainstaluj i Narzędzia: Uniwersalny drut ze stali nierdzewnej z okrągłym gięciem i rozciągiem, średnica 0,012 cala, 645 stóp	Drut McMaster	9882K35	do mycia szekli ze stali nierdzewnej Na jednostkę: 1
Główna struktura: S1 Rozpórki - Strukturalna rura kwadratowa z włókna szklanego FRP, 2 "szerokości x 2" wysokości na zewnątrz, grubość ścianki 1/4"	McMaster	8548K34	Rozpórki z włókna szklanego S1. Przyciąć do długości 20,905 cala (531 mm), wywiercić otwory na (bit - 7/32"), wypełnić pianką divinycell i Epoksydowa. Zobacz plik uzupełniający 1-Rysunek SI 9 Na jednostkę: 55 Odnosi się do rysunku: Tak
Główna struktura: Rozpórki S1 (SS) - Odporna na korozję rura prostokątna ze stali nierdzewnej 316/316L, grubość ścianki 0,12", 2" x 2" Zewnętrzne	McMaster	2937K17	ze stali nierdzewnej S1. Przyciąć do długości 20,905" (531 mm), wywiercić otwory na (bit - 1/4"). Zobacz plik uzupełniający 1-Rysunek SI 9. Na jednostkę: 5 Odnosi się do rysunku: Tak
Główna struktura: Rozpórki S2 - Strukturalna rura kwadratowa z włókna szklanego FRP, szerokość 2 "x 2" wysokość na zewnątrz, grubość ścianki 1/4" Rozpórki	McMaster	8548K34	S2. Przyciąć do długości 24,331 cala (618 mm), wywiercić otwory na (bit - 7/32"), wypełnić pianką divinycell i Epoksydowa. Patrz plik uzupełniający 1-Rysunek SI 9. Na jednostkę: 60 Odnosi się do rysunku: Tak
System kotwiący: Skrew SK2500	Kotwa łopatkowa USA	SK2500	Dwupłytkowe kotwy piaskowe Na jednostkę: 3
Płyty koralowe: Podkładki ze stali nierdzewnej do rozmiaru 1/4", 0,281" ID, 0,625" OD	McMaster	90107A029	Numerowane znaczniki do płyt koralowych. Podkładki stemplowane SS z numerowanymi stemplami i klejem do płytki koralowej na później ID. Za sztukę: 100
Główna struktura: Strukturalny pręt z włókna szklanego FRP, 10 stóp długości, 1 "Średnica McMaster		8543K26	Centralny pręt z włókna szklanego, przycięty do Ark Średnica Na jednostkę: 1
RAMIONA Załączniki: Super odporna na korozję śruba z sześciokątnym ze stali nierdzewnej 316, rozmiar gwintu 1/2 "-13, długość 1-3/4	McMaster	93190A718	do mocowania ARMS do płyt montażowych ARMS (4 na jednostkę) Na jednostkę: 40
Mocowanie płyty koralowej: Super odporna na korozję śruba z sześciokątnym ze stali nierdzewnej 316, rozmiar gwintu 1/4 "-20, długość 2", w pełni gwint	McMaster	93190A550	do mocowania płyt koralowych do płyt bazowych Na jednostkę: 80
RAMION Płyty podstawowe: Super odporna na korozję śruba z sześciokątnym ze stali nierdzewnej 316, rozmiar gwintu 1/4 "-20, długość 3-1/2" Długa	McMaster	92186A556	do mocowania płyt montażowych ARMS do rozpórek Na jednostkę: 40
Płyty bazowe Coral: super odporna na korozję śruba z sześciokątnym ze stali nierdzewnej 316, gwint 1/4 "-20, długość 3", częściowo gwintowana	McMaster	92186A554	do mocowania płyt podstawy z płyty koralowej do rozpórek Na jednostkę: 160
Wyporność: TFLOAT 14" CENTERHOLE LUB 437FM, zmodyfikowany	Seattle Marine	YUN12B-8	14-calowe pływaki włoka do montażu na Gwiazdach. Przesuń pręt z włókna szklanego z termokurczliwością przez pływak włoka. Dodaj podkładkę ze stali nierdzewnej i nakrętkę sześciokątną z włókna szklanego po obu stronach. Uszczelki z podkładkami 3M 5200. Dokręć nakrętki. Zobacz plik uzupełniający 1-Rysunek SI 16. Na jednostkę: 11 Odnosi się do rysunku: Tak
Wyporność: TFLOAT 14" CENTERHOLE LUB 437FM, niezmodyfikowany	Seattle Marine	YUN12B-8	14" spławik włokowy Na jednostkę: 2
Płyty bazowe ARMS: grubościenna ciemnoszara rura PVC do wody, niegwintowana, rozmiar rury 1/4, długość 5 stóp	Wsporniki gwiazdowe McMaster	48855K41	do mocowania płyt montażowych ARMS do gwiazd. Przyciąć do długich odcinków 1,75 cala. Na jednostkę: 40
Płyty koralowe: Niewypełniona, naturalna płytka podłogowa z trawertynu, 16 "x 16"	Home Depot	304540080	Płytki wapienne na płyty koralowe. Cięcie na płytki 9" x 9" za pomocą piły do płytek na mokro. Na jednostkę: 20
Wyporność: Zacisk prowadzący tłumiący drgania, Mocowanie do spawania, Polipropylen z płytami ze stali nierdzewnej, 1" ID	McMaster	3015T47	Mocowanie do pręta centralnego i pływaka Na jednostkę: 1
Wyporność: Odporna na wodę i parę podkładka z włókna szklanego do o rozmiarze 1", 1.015" ID, 1.755" OD	McMaster	93493A110	Podkładki z włókna szklanego do mocowania prętów gwintowanych z włókna szklanego do pływaków włoka Na jednostkę: 20
Zainstaluj i Narzędzia: Drut stalowy ocynkowany ogniowo, średnica 0,014 cala, długość 475 stóp	Drut McMaster	8872K19	do mycia szekli ocynkowanych Na jednostkę: 1
< mocny> dwie platformy Ark< / strong>
Downline: 1" nylon, naparstek o długości 15 stóp z naparstkiem SS Sailmaker splecionym u góry, ocynkowanym naparstkiem splecionym na dole	West Marine	Custom	Biegnie od dołu szekli obrotowej (SS) do górnej części systemu kotwicznego (ocynkowanego) Na jednostkę: 1x
Downline: 1/2" Lina Spectra z naparstkami żaglomistrzów SS316 splecionymi na górze i na dole	West Marine	Custom	Biegnie od dołu arki do góry szekli obrotowej. Na jednostkę: 2x
Wyporność: lina Spectra 1/2" z naparstkami żaglomistrzów SS316 splecionymi na górze i na dole	West Marine	Custom	Łączy boję cumowniczą z górnym okiem na Ark Na jednostkę: 2x
Główna struktura: 3/8 x 36 cali SS Thimble Eye Swages i 5/8 Szczęka Śruba rzymska	olinowania Pacific Rigging & Loft	Custom	Niestandardowy system olinowania ze śrubą rzymską, lina stalowa SS 3/8 "zapinana w zaślepki z PVC Na jednostkę: 1x
Główna konstrukcja: 304 SS U-Bolt z płytą montażową, 1/4 "-20, 2" ID	McMaster Carr	8896T123	Do łączenia platform z włókna szklanego za pomocą belek dwuteowych Na jednostkę: 10x
Główna konstrukcja: nakrętka sześciokątna 316 SS, 1/4"-20	McMaster Carr	94804A029	Do blokowania rozpórek w piastach Na jednostkę: 120x
Główna konstrukcja: 316 SS Nylon-Insert Locknut, 1/4"-20	McMaster Carr	90715A125	Do blokowania rozpórek w piastach Na jednostkę: 240x
Główna konstrukcja: 316 SS Śruba krzyżakowa z stożkowym, gwint 1/4 "-20, 2,5" Długa	Prowadnica McMaster	91735A384	Do blokowania rozpórek w piastach Na jednostkę: 120x
Downline: szekla asafety-pin 316 SS, 1/2" gruba karcar	McMaster	3860T25	Podłącz dolne oko Ark do liny Spectra 1/2". Na jednostkę: 1x
Wyporność: szekla asafety-pin 316 SS, 1/2" gruba	McMaster Carr	3860T25	Łączy dolną część liny 1/2" z górnym okiem arki Na jednostkę: 2x
Wyporność: szekla agrafki 316 SS, 7/16" Gruby	McMaster Carr	3860T24	Łączy boję cumowniczą z liną 1/2" Na jednostkę: 2x
Zainstaluj i Narzędzia: Trzpień z sześciokątem 7/16" do otwornicy o średnicy 1-1/2" McMaster	Carr	4066A63	Wiercić otwory w 6" PVC (piasty) Na jednostkę: 1x
Główna struktura: Śruba mocująca w kształcie litery U, 304 SS, 1/4 "-20 Rozmiar gwintu, 9/16" ID	McMaster Carr	3042T149	Do zaciskania liny stalowej SS w wierzchołkach Ark Na jednostkę: 15x
Downline: krętlik Clevis-to-Clevis, 316 SS, 5-7/16" Long	McMaster Carr	37405T28	Obrotowa szekla między liną widmową 1/2" a nylonową linią dolną 1" Na jednostkę: 1x
Główna struktura: Lina stalowa odporna na korozję, 316 SS, 1/8 "Thick	McMaster Carr	8908T44	Sznurek przez zmontowaną arkę i zacisk na wierzchołkach Na jednostkę: 250ft
Główna struktura: krata formowana z włókna szklanego, kwadratowa siatka, 1 "wysokość siatki, kwadratowa siatka 1-1 / 2 "x 1-1 / 2", powierzchnia ziarnistości, 70% otwarta przestrzeń	McNichols	MS-S-100	Przycięte do połowy pięciokąta, odbicia lustrzane. Patrz rysunek S23. Na jednostkę: 2x Odnosi się do rysunku: Tak
System kotwiący: Szekla śrubowa ze stali stopowej ocynkowanej, grubość 1/2	McMaster Carr	3663T42	Łączy podstawę 1" nylonowej linii dolnej z łańcuchem kotwicznym Na jednostkę: 1x
System kotwiczny: Szekla śrubowa ze stali stopowej ocynkowanej, 3/8" Gruby	McMaster Carr	3663T51	Łączy ze sobą łańcuch kotwiczny Na jednostkę: 1x
System kotwiczny: łańcuch klasy 30, stal ocynkowana, 1/4 rozmiaru handlowego	McMaster Carr	3592T45	Łańcuch kotwiczny
Zainstaluj i Narzędzia: HARKEN– 57 mm Carbo Air Triple Block	West Marine	200076	Górna część bloku i wślizg Na jednostkę: 1x
Instalacja i Narzędzia: HARKEN– 57 mm Carbo Air Triple Block z Becketem i krzywką	West Marine	1171644	Podstawa bloku i wślizgu Na jednostkę: 1x
Instalacja i Narzędzia: Otwornica, Głębokość cięcia 1-15/16", Średnica 1-1/2" McMaster	Carr	4066A27	Wiercenie otworów w 6" PVC (piasty) Na jednostkę: 1x
Zainstaluj i Narzędzia: Dysza inflatora niskociśnieniowego	Amazon (wyprodukowana przez Trident)	B00KAI940E	Napompuj boje cumownicze pod wodą Na jednostkę: 1x
Zainstaluj i Narzędzia: LINA O NISKIEJ ROZCIĄGLIWOŚCI, ŚREDNICA 7/16	Lina McMaster	3789T25	do bloku i wślizgu Na jednostkę: 100 stóp
Główna struktura: Nylonowe opaski kablowe, odporne na promieniowanie UV Heavy Duty, 19 "długości, 250 funtów wytrzymałości	CabletiesAndMore	CT19BK	Służy do zabezpieczania platform do ramy Ark Na jednostkę: 30x
Zainstaluj i Narzędzia: Śrubokręt krzyżakowy, rozmiar nr 3	McMaster Carr	5682A29	Do blokowania rozpórek w piastach Na jednostkę: 1x
Wyporność: Boja Polyform, boja uniwersalna serii A-5, 27"	West Marine (wykonana przez PolyformUS)	11630142	Boja cumownicza do pływalności. Na jednostkę: 2x
Główna konstrukcja: rura PVC, harmonogram 80, średnica 1"	McMaster Carr	48855K13	Struts. Przyciąć do długości 1,2 m (4 stopy), wywiercić, aby umieścić Na jednostkę: 30x
Główna konstrukcja: rura PVC, harmonogram 80, średnica 6	McMaster Carr	48855K42	Piasty. Pokrój na odcinki 4", wywierć 5 otworów symetrycznie wokół linii środkowej za pomocą piły otworowej 1-1/2". Zobacz plik uzupełniający 1-Rysunek S22. Na jednostkę: 12x Odnosi się do rysunku: Tak
Główna struktura: Grubościenna złączka rurowa z PVC, zaślepka, harmonogram 80, średnica 6 ", żeńska	PRM (wyprodukowana przez ERA)	PVC80CAP600X	Zaślepki na górze i na dole Ark. Odetnij dolne 2 cale. Na jednostkę: 2x
Instalacja & Narzędzia: Klucz płasko-oczkowy z grzechotką, 7/16"	McMaster Carr	5163A15	Do blokowania rozpórek w piastach Na jednostkę: 1x
Zainstaluj i Narzędzia: Nóż do PCV z grzechotką, 1-1/4 "	McMaster Carr	8336A11	Cięcie 1" PVC na rozpórki Na jednostkę: 1x
Główna struktura: Pierścień, 18-8 SS, do 5/32 Rozmiar łańcucha, 3/4" Długość wewnętrzna	McMaster Carr	3769T71	Zamiennik zacisków linowych 1/2" SS. Na jednostkę: 12x
Zainstaluj i Narzędzia: Uniwersalny drut ze stali nierdzewnej z okrągłym gięciem i pozostawą, średnica 0,012 cala, 645 stóp	Drut McMaster	9882K35	do mycia szekli ze stali nierdzewnej Na jednostkę: 1
Główna struktura: Konstrukcyjna belka dwuteowa z włókna szklanego FRP, grubość ścianki 1/4", szerokość 1-1/2" x 3" wysokość, długość 5 stóp McMaster	Carr	9468T41	Przytnij do 5 odcinków o długości 1 stopy. Na jednostkę: 1x
Instalacja i Narzędzia: Podwodna torba podnosząca, udźwig 220 funtów	Subsalve Commercial	C-200	Transport Ark do miejsca rozmieszczenia Na jednostkę: 1x
Zainstaluj i Narzędzia: Drut stalowy ocynkowany ocynkowanie, średnica 0,014 cala, długość 475 stóp McMaster		8872K19	Drut do mycia szekli ocynkowanych Na jednostkę: 1x
tensometr
316 Nierdzewny Stalowa śruba oczkowa, do podnoszenia, M16 x 2 Rozmiar gwintu, 27 mm Długość gwintu	McMaster Carr	3130T14	Do oczkowych tensometrycznych Na jednostkę: 2x
Rejestrator danych Bridge101A, 30 mV	MadgeTech	Bridge101A-30	Zbieraj dane o napięciu z ogniwa obciążnikowego. Na jednostkę: 1x
Odporny na chemikalia Pręt PVC, średnica 2" McMaster	Carr	8745K26	Do zaślepki obudowy rejestratora danych. Patrz plik uzupełniający 1-Rysunek S32. Na jednostkę: 1x Odnosi się do rysunku: Tak
Mocowanie Śruba w kształcie litery U, 304 SS, 5/16"-18 Rozmiar gwintu, 1-3/8" ID	McMaster Carr	3042T154	Do mocowania obudowy rejestratora do czujnika tensometrycznego. Za sztukę: 1x
Dow Corning Molykote 44 Medium Grease Lubricant	Amazon (wyprodukowany przez Dow Corning)	B001VY1EL8	Do łączenia męskich i żeńskich złączy podwodnych. Na jednostkę: 1x
STA-8 Stal nierdzewna typu S Ogniwo obciążnikowe do rozciągania i ściskania	LCM	STA-8-1T-SUB	Przyrząd do pomiaru wagi w wodzie. Na jednostkę: 1x
Ściana standardowa Przezroczysta niebieska sztywna rura PVC do wody, bez gwintu, rozmiar rury 1-1 / 2, 2 stopy	McMaster Carr	49035K47	Do obudowy rejestratora danych. Zobacz plik uzupełniający 1-Rysunek S31. Na jednostkę: 1x Odnosi się do rysunku: Tak
Standard-Wall Złączka rurowa PVC do wody, nasadka, biała, 1-1/2 Rozmiar rury Kielich żeński	McMaster Carr	4880K55	Do obudowy rejestratora danych. Na jednostkę: 2x
Strukturalny arkusz włókna szklanego FRP, 12 "szerokości x 12" długości, 3/16" grubości	McMaster Carr	8537K24	Do mocowania obudowy rejestratora danych do tensometru. Na jednostkę: 1x
SubConn Micro Circular Connector, Żeński, 4-portowy	McCartney (wyprodukowany przez SubConn)	MCBH4F	Zainstaluj w obrabianej maszynowo końcówce obudowy. Na jednostkę: 1x
SubConn Micro Circular Connector, męskie, 4-stykowe	McCartney (Made by SubConn)	MCIL4M	Splice do okablowania ogniwa obciążnikowego i wodoodporne połączenie. Na jednostkę: 1x
Zabezpieczenie gwintów, Loctite 262, 0.34 FL. oz Butelka	McMaster Carr	91458A170	Do oczkowych tensometrycznych Na jednostkę: 1x
Tłumienie drgań Zacisk prowadzący, do spawania, polipropylen z ocynkowaną stalową płytą górną, 1-7/8" ID	McMaster Carr	3015T39	Do mocowania obudowy rejestratora danych do czujnika tensometrycznego. Na jednostkę: 1x

316 Śruba z sześciokątnym ze stali nierdzewnej, " Home do oczkowe szekla o grubości 3/4 szeklę " " płyt " rozpórki z włókna szklanego " Zespół " " " specyfikacja Systems

Bibliografia

Pandolfi, J. M., et al. Global trajectories of the long-term decline of coral reef ecosystems. Science. 301 (5635), 955-958 (2003).
Hughes, T. P., et al. Phase shifts, herbivory, and the resilience of coral reefs to climate change. Current Biology. 17 (4), 360-365 (2007).
McManus, J. W., Polsenberg, J. F. Coral-algal phase shifts on coral reefs: Ecological and environmental aspects. Progress in Oceanography. 60 (2-4), 263-279 (2004).
Haas, A. F., et al. Global microbialization of coral reefs. Nature Microbiology. 1, 16042(2016).
Dinsdale, E. A., et al. Microbial ecology of four coral atolls in the Northern Line Islands. PLoS One. 3 (2), 1584(2008).
Zaneveld, J. R., et al. Overfishing and nutrient pollution interact with temperature to disrupt coral reefs down to microbial scales. Nature Communications. 7, 11833(2016).
Estes, J. A., et al. Trophic downgrading of planet earth. Science. 333 (6040), 301-306 (2011).
Houk, P., Musburger, C. Trophic interactions and ecological stability across coral reefs in the Marshall Islands. Marine Ecology Progress Series. 488, 23-34 (2013).
Pearman, J. K., Anlauf, H., Irigoien, X., Carvalho, S. Please mind the gap - Visual census and cryptic biodiversity assessment at central Red Sea coral reefs. Marine Environmental Research. 118, 20-30 (2016).
Stella, J. S., Pratchett, M. S., Hutchings, P. A., Jones, G. P. Coral-associated invertebrates: Diversity, ecological importance and vulnerability to disturbance. Oceanography and Marine Biology: An Annual Review, edited by. Gibson, R. N., Atkinson, R. J. A., Gordon, J. D. M. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2011).
Stewart, H. L., Holbrook, S. J., Schmitt, R. J., Brooks, A. J. Symbiotic crabs maintain coral health by clearing sediments. Coral Reefs. 25 (4), 609-615 (2006).
Williams, S. M. The reduction of harmful algae on Caribbean coral reefs through the reintroduction of a keystone herbivore, the long-spined sea urchin Diadema antillarum. Restoration Ecology. 30 (1), 13475(2022).
Francis, F. T., Filbee-Dexter, K., Yan, H. F., Côté, I. M. Invertebrate herbivores: Overlooked allies in the recovery of degraded coral reefs. Global Ecology and Conservation. 17, 00593(2019).
De Goeij, J. M., et al. Surviving in a marine desert: The sponge loop retains resources within coral reefs. Science. 342 (6154), 108-110 (2013).
Rix, L., et al. Differential recycling of coral and algal dissolved organic matter via the sponge loop. Functional Ecology. 31 (3), 778-789 (2017).
Plaisance, L., Caley, M. J., Brainard, R. E., Knowlton, N. The diversity of coral reefs: What are we missing. PLoS One. 6 (10), 25026(2011).
Leray, M., Knowlton, N. DNA barcoding and metabarcoding of standardized samples reveal patterns of marine benthic diversity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (7), 2076-2081 (2015).
Pearman, J. K., et al. Disentangling the complex microbial community of coral reefs using standardized Autonomous Reef Monitoring Structures (ARMS). Molecular Ecology. 28 (15), 3496-3507 (2019).
Pearman, J. K., et al. Cross-shelf investigation of coral reef cryptic benthic organisms reveals diversity patterns of the hidden majority. Scientific Reports. 8, 8090(2018).
Carvalho, S., et al. Beyond the visual: Using metabarcoding to characterize the hidden reef cryptobiome. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 286 (1896), 20182697(2019).
Hartmann, A. C., et al. Meta-mass shift chemical profiling of metabolomes from coral reefs. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (44), 11685-11690 (2017).
Ransome, E., et al. The importance of standardization for biodiversity comparisons: A case study using autonomous reef monitoring structures (ARMS) and metabarcoding to measure cryptic diversity on Mo'orea coral reefs, French Polynesia. PLoS One. 12 (4), 0175066(2017).
Pennesi, C., Danovaro, R. Assessing marine environmental status through microphytobenthos assemblages colonizing the Autonomous Reef Monitoring Structures (ARMS) and their potential in coastal marine restoration. Marine Pollution Bulletin. 125 (1-2), 56-65 (2017).
Bartley, R., et al. Relating sediment impacts on coral reefs to watershed sources, processes and management: A review. Science of the Total Environment. 468-469, 1138-1153 (2014).
Häder, D. P., et al. Anthropogenic pollution of aquatic ecosystems: Emerging problems with global implications. Science of the Total Environment. 713, 136586(2020).
Bianchi, D., Carozza, D. A., Galbraith, E. D., Guiet, J., DeVries, T. Estimating global biomass and biogeochemical cycling of marine fish with and without fishing. Science Advances. 7 (41), (2021).
Rogers, C. S. Responses of coral reefs and reef organisms to sedimentation. Marine Ecology Progress Series. 62, 185-202 (1990).
Fabricius, K. E. Effects of terrestrial runoff on the ecology of corals and coral reefs: Review and synthesis. Marine Pollution Bulletin. 50 (2), 125-146 (2005).
Littler, M. M., Littler, D. S., Brooks, B. L. Harmful algae on tropical coral reefs: Bottom-up eutrophication and top-down herbivory. Harmful Algae. 5 (5), 565-585 (2006).
Scofield, V., Jacques, S. M. S., Guimarães, J. R. D., Farjalla, V. F. Potential changes in bacterial metabolism associated with increased water temperature and nutrient inputs in tropical humic lagoons. Frontiers in Microbiology. 6, 310(2015).
Cárdenas, A., et al. Excess labile carbon promotes the expression of virulence factors in coral reef bacterioplankton. ISME Journal. 12, 59-76 (2018).
Johnson, M. D., et al. Rapid ecosystem-scale consequences of acute deoxygenation on a Caribbean coral reef. Nature Communications. 12, 4522(2021).
Altieri, A. H., et al. Tropical dead zones and mass mortalities on coral reefs. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (14), 3660-3665 (2017).
Timmers, M. A., et al. Biodiversity of coral reef cryptobiota shuffles but does not decline under the combined stressors of ocean warming and acidification. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 118 (39), 2103275118(2021).
Enochs, I. C., et al. Shift from coral to macroalgae dominance on a volcanically acidified reef. Nature Climate Change. 5 (12), 1083-1088 (2015).
Nelson, H. R., Altieri, A. H. Oxygen: The universal currency on coral reefs. Coral Reefs. 38, 177-198 (2019).
Wallace, R. B., Baumann, H., Grear, J. S., Aller, R. C., Gobler, C. J. Coastal ocean acidification: The other eutrophication problem. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 148, 1-13 (2014).
Haas, A. F., et al. Effects of coral reef benthic primary producers on dissolved organic carbon and microbial activity. PLoS One. 6 (11), 27973(2011).
Shafir, S., Van Rijn, J., Rinkevich, B. A mid-water coral nursery. Proceedings of the 10th International Coral Reef Symposium. , Okinawa, Japan. 1674-1679 (2006).
Rinkevich, B. The active reef restoration toolbox is a vehicle for coral resilience and adaptation in a changing world. Journal of Marine Science and Engineering. 7 (7), 201(2019).
Mooring Buoy Planning Guide. International PADI, Inc. , Available from: http://www.coris.noaa.gov/activities/resourcesCD/resources/mooring_buoy_g.pdf (2005).
Nakamura, T., Van Woesik, R. Water-flow rates and passive diffusion partially explain differential survival of corals during the 1998 bleaching event. Marine Ecology Progress Series. 212, 301-304 (2001).
Dennison, W. C., Barnes, D. J. Effect of water motion on coral photosynthesis and calcification. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 115 (1), 67-77 (1988).
Mass, T., Genin, A., Shavit, U., Grinstein, M., Tchernov, D. Flow enhances photosynthesis in marine benthic autotrophs by increasing the efflux of oxygen from the organism to the water. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (6), 2527-2531 (2010).
Finelli, C. M., Helmuth, B. S., Pentcheff, N. D., Wethey, D. S. Intracolony variability in photosynthesis by corals is affected by water flow: Role of oxygen flux. Marine Ecology Progress Series. 349, 103-110 (2007).
Nakamura, T., Yamasaki, H., Van Woesik, R. Water flow facilitates recovery from bleaching in the coral Stylophora pistillata. Marine Ecology Progress Series. 256, 287-291 (2003).
Nakamura, T., Yamasaki, H. Requirement of water-flow for sustainable growth of Pocilloporid corals during high temperature periods. Marine Pollution Bulletin. 50 (10), 1115-1120 (2005).
McDole, T., et al. Assessing coral reefs on a Pacific-wide scale using the microbialization score. PLoS One. 7 (9), 43233(2012).
Haas, A. F., Jantzen, C., Naumann, M. S., Iglesias-Prieto, R., Wild, C. Organic matter release by the dominant primary producers in a Caribbean reef lagoon: Implication for in situ O2 availability. Marine Ecology Progress Series. 409, 27-39 (2010).
Haas, A. F., et al. Influence of coral and algal exudates on microbially mediated reef metabolism. PeerJ. 1, 108(2013).
Silveira, C. B., et al. Microbial processes driving coral reef organic carbon flow. FEMS Microbiology Reviews. 41 (4), 575-595 (2017).
Knowles, B., et al. Lytic to temperate switching of viral communities. Nature. 531 (7595), 466-470 (2016).
Szmit, R. Geometry design and structural analysis of steel single-layer geodesic domes. 2017 Baltic Geodetic Congress (BGC Geomatics). , 205-209 (2017).
Laila, T., Arruda, A., Barbosa, J., Moura, E. The constructive advantages of Buckminster Fuller's geodesic domes and their relationship to the built environment ergonomics. Advances in Ergonomics in Design. Proceedings of the AHFE 2017 International Conference on Ergonomics in Design, July 17-21, 2017. , The Westin Bonaventure Hotel, Los Angeles, California. (2018).
Graham, N. A. J., Nash, K. L. The importance of structural complexity in coral reef ecosystems. Coral Reefs. 32, 315-326 (2013).
Alldredge, A. L., King, J. M. Distribution, abundance, and substrate preferences of demersal reef zooplankton at Lizard Island Lagoon, Great Barrier Reef. Marine Biology. 41, 317-333 (1977).
Scheffers, S. R., Nieuwland, G., Bak, R. P. M., Van Duyl, F. C. Removal of bacteria and nutrient dynamics within the coral reef framework of Curaçao (Netherlands Antilles). Coral Reefs. 23 (3), 413-422 (2004).
Van Duyl, F. C., Scheffers, S. R., Thomas, F. I. M., Driscoll, M. The effect of water exchange on bacterioplankton depletion and inorganic nutrient dynamics in coral reef cavities. Coral Reefs. 25, 23-36 (2006).
Reidenbach, M. A., Stocking, J. B., Szczyrba, L., Wendelken, C. Hydrodynamic interactions with coral topography and its impact on larval settlement. Coral Reefs. 40 (2), 505-519 (2021).
Reidenbach, M. A., Koseff, J. R., Koehl, M. A. R. Hydrodynamic forces on larvae affect their settlement on coral reefs in turbulent, wavedriven flow. Limnology and Oceanography. 54 (1), 318-330 (2009).

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Mezokosmos rafy formowanie si spo eczno ci rafy translokacja koralowc w autonomiczny monitoring rafy wska niki jako ci wody monta ramy geodezyjnej bentyczne spo eczno ci morskie analiza spo eczno ci mikrobiologicznych monitoring ekologiczny

Arki rafy koralowej: mezokosmos in situ i zestaw narzędzi do tworzenia społeczności rafowych