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एक मात्रात्मक परिदृश्य विश्लेषण ढांचे के भीतर योजना वाटरशेड

Published: July 24, 2016 doi: 10.3791/54095
Automatic Translation
1, 1, 2
1Division of Forestry and Natural Resources, West Virginia University, 2Division of Resource Management, West Virginia University

Summary

उपकरण और अनिश्चित भविष्य की स्थिति का सामना करने में जलीय प्रणालियों प्रबंध करने में सक्षम तरीके के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है। हम एक लक्षित जल आकलन है कि संसाधन प्रबंधकों को एक परिदृश्य विश्लेषण प्रबंधन ढांचे के भीतर उपयोग के लिए परिदृश्य के आधार पर संचयी प्रभाव मॉडलों का उत्पादन करने में सक्षम बनाता है के संचालन के लिए तरीके प्रदान करते हैं।

Abstract

उपकरण और भारी असर पड़ा वाटरशेड के भीतर जलीय प्रणालियों प्रबंध करने में सक्षम तरीके के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है। वर्तमान प्रयासों अक्सर यों और प्रासंगिक स्थानिक पैमानों पर वर्तमान और भविष्य की भूमि के उपयोग के परिदृश्यों के जटिल संचयी प्रभाव की भविष्यवाणी करने में असमर्थता का एक परिणाम के रूप में कम होना। इस पांडुलिपि के लक्ष्य के लिए एक लक्षित जल आकलन है कि संसाधन प्रबंधकों को एक परिदृश्य विश्लेषण प्रबंधन ढांचे के भीतर उपयोग के लिए परिदृश्य के आधार पर संचयी प्रभाव मॉडलों का उत्पादन करने में सक्षम बनाता आयोजित करने के लिए तरीके प्रदान करना है। साइटें पहली साइटों है कि स्वतंत्र ढ़ाल और ज्ञात तनाव के संयोजन के साथ गिर पहचान के द्वारा जलग्रहण मूल्यांकन के भीतर शामिल किए जाने के लिए चुने गए हैं। फील्ड और प्रयोगशाला तकनीकों तो भौतिक, रासायनिक पर डेटा, और कई भूमि के उपयोग की गतिविधियों का जैविक प्रभाव प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। एकाधिक रेखीय प्रतिगमन विश्लेषण तो पानी की भविष्यवाणी के लिए परिदृश्य के आधार पर संचयी प्रभाव मॉडलों का उत्पादन करने के लिए प्रयोग किया जाता हैटिक की स्थिति। अन्त में, प्रबंधन और नियामक फैसलों के मार्गदर्शन के लिए एक परिदृश्य विश्लेषण ढांचे के भीतर संचयी प्रभाव मॉडल को शामिल (जैसे, अनुमति और शमन) सक्रिय रूप से विकसित वाटरशेड के भीतर के लिए तरीकों पर चर्चा की और केंद्रीय Appalachia का पहाड़ खनन क्षेत्र के भीतर 2 उप वाटरशेड के लिए प्रदर्शन कर रहे हैं। जलग्रहण आकलन और प्रबंधन के साथ साथ प्रदान दृष्टिकोण जलीय संसाधनों की रक्षा करने और लक्षित remediation के माध्यम से शुद्ध पारिस्थितिक लाभ के लिए अवसर के उत्पादन, जबकि आर्थिक और विकास गतिविधि की सुविधा के लिए संसाधन प्रबंधकों को सक्षम बनाता है।

Introduction

प्राकृतिक परिदृश्य के मानवजनित परिवर्तन दुनिया भर में 1 जलीय पारिस्थितिकी प्रणालियों के लिए सबसे बड़ा मौजूदा खतरों के बीच है। कई क्षेत्रों में, वर्तमान दरों पर जारी गिरावट जलीय संसाधनों के लिए अपूरणीय क्षति में परिणाम होगा, अंततः अमूल्य और अपूरणीय पारिस्थितिकी तंत्र सेवाएं प्रदान करने के लिए उनकी क्षमता सीमित है। इस प्रकार, वहाँ उपकरण और विकासशील वाटरशेड 2-3 भीतर जलीय प्रणालियों प्रबंध करने में सक्षम तरीके के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है। यह देखते हुए कि प्रबंधकों अक्सर सामाजिक आर्थिक और राजनीतिक दबावों का सामना करने में जलीय संसाधनों के संरक्षण विकास गतिविधियों को जारी रखने के लिए साथ काम सौंपा है विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

सक्रिय रूप से विकसित क्षेत्रों के भीतर जलीय प्रणाली के प्रबंधन का श्रेय 3, एक बड़ी चुनौती aquat करने के लिए पूर्व मौजूदा प्राकृतिक और मानवजनित परिदृश्य के संदर्भ में प्रस्तावित विकास गतिविधियों की संभावना प्रभाव की भविष्यवाणी करने की क्षमता की आवश्यकता 4।भारी अपमानित वाटरशेड के भीतर आईसी संसाधन प्रबंधन यों और प्रासंगिक स्थानिक तराजू 2, 5 पर जटिल (यानी, additive या इंटरैक्टिव) एकाधिक भूमि के उपयोग के तनाव के संचयी प्रभाव का प्रबंधन करने की क्षमता। वर्तमान चुनौतियों के बावजूद है, तथापि, संचयी प्रभाव आकलन में शामिल किया जा रहा है दुनिया भर में 5-6 नियामक दिशानिर्देशों।

लक्षित जलग्रहण आकलन कई भूमि के उपयोग के संबंध में तनाव जटिल संचयी प्रभाव 7 मॉडलिंग करने में सक्षम डेटा का उत्पादन कर सकते हैं के साथ की स्थिति की पूरी रेंज के नमूने के लिए बनाया गया है। इसके अलावा, एक परिदृश्य विश्लेषण ढांचे के भीतर इस तरह के मॉडल को शामिल [यथार्थवादी या प्रस्तावित विकास या वाटरशेड प्रबंधन (बहाली और शमन) परिदृश्यों की एक श्रृंखला के तहत पारिस्थितिक परिवर्तन की भविष्यवाणी] संभावित बहुत भारी असर पड़ा वाटरशेड 3, 5 भीतर जलीय संसाधन प्रबंधन में सुधार करने के लिए 8 है -9। सबसे विशेष रूप से, परिदृश्य विश्लेषण प्रदान करता हैवैज्ञानिक जानकारी (पारिस्थितिक रिश्ते और सांख्यिकीय मॉडल), नियामक लक्ष्यों, और हितधारक शामिल करके प्रबंधन के निर्णय करने के लिए निष्पक्षता और पारदर्शिता को जोड़ने के लिए एक रूपरेखा एक भी निर्णय लेने की रूपरेखा के 3, 9 में की जरूरत है।

हम आकलन करने और एक परिदृश्य विश्लेषण ढांचे के भीतर कई भूमि के उपयोग की गतिविधियों की संचयी प्रभाव के प्रबंधन के लिए एक पद्धति प्रस्तुत करते हैं। हम पहले का वर्णन कैसे उचित जलग्रहण जाना जाता भूमि के उपयोग के तनाव के आधार पर मूल्यांकन के भीतर शामिल करने के लिए साइटों को लक्षित करने के लिए। हम कई भूमि के उपयोग की गतिविधियों की पारिस्थितिक प्रभाव के बारे में डेटा प्राप्त करने के लिए क्षेत्र और प्रयोगशाला तकनीकों का वर्णन है। हम संक्षेप परिदृश्य आधारित संचयी प्रभाव मॉडल के उत्पादन के लिए मॉडलिंग तकनीकों का वर्णन है। अन्त में, हम कैसे एक परिदृश्य विश्लेषण ढांचे के भीतर संचयी प्रभाव मॉडल को शामिल करने पर चर्चा की और (विनियामक निर्णय सहायता में इस पद्धति की उपयोगिता का प्रदर्शन जैसे, अनुमति और बाकीभाषण) दक्षिणी पश्चिम वर्जीनिया में एक अधिकता से खनन जलग्रहण के भीतर।

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Protocol

1. लक्ष्य साइटें वाटरशेड आकलन में शामिल किए जाने के लिए

  1. लक्ष्य 8 अंकों जलीय इकाई कोड (Huc) जलग्रहण कि भौतिक और जैविक हालत 3, 7 प्रभावित कर रहे हैं के भीतर प्रमुख भूमि उपयोग की गतिविधियों को पहचानें।
    नोट: इस पद्धति ब्याज के जल के भीतर महत्वपूर्ण तनाव के पूर्व मौजूदा ज्ञान हो जाती है। हालांकि, नियामक एजेंसियों या जल समूहों प्रणाली इस प्रयास में सहायता कर सकते हैं के साथ परिचित परामर्श।
  2. चयन परिदृश्य आधारित प्रमुख भूमि उपयोग की गतिविधियों के उपायों [जैसे, 2011 राष्ट्रीय भूमि कवर डाटाबेस (NLCD)] 3, 7।
    1. प्रकाशित साहित्य से परामर्श प्रत्येक गतिविधि भूमि के उपयोग के लिए 10 सबसे अच्छा परिदृश्य आधारित उपायों की पहचान करने में मदद करने के लिए। प्राकृतिक संसाधन एजेंसियों से संपर्क की पहचान करने और क्षेत्र विशेष के परिदृश्य डेटासेट कि उपयोग के लिए उपलब्ध हैं प्राप्त करने के लिए। हालांकि, यह नए परिदृश्य चर या डेटासेट बनाने के लिए आवश्यक हो सकता है।
  3. भूमि कवर सारणीबद्ध और उपयोग करने के लिए 1 विशेषताएँ: 24,000 या 1: 100,000 राष्ट्रीय जल विज्ञान डाटासेट (NHD) भौगोलिक सूचना (जीआईएस) सॉफ्टवेयर का उपयोग जलग्रहण।
    1. सुनिश्चित करें प्रत्येक 1: 24,000 या 1: 100,000 जलग्रहण एक अद्वितीय पहचानकर्ता है। अद्वितीय पहचानकर्ता के रूप में किसी भी उपयोगकर्ता परिभाषित संख्यात्मक या स्पष्ट पहचानकर्ता का उपयोग करें।
    2. वेक्टर डेटा सारणीबद्ध (जैसे, अंक या लाइनों) प्रत्येक जलग्रहण भीतर गिरने।
      1. विश्लेषण उपकरण बॉक्स के सांख्यिकी toolset के भीतर सारणीबद्ध चौराहे उपकरण का उपयोग कर प्रत्येक जलग्रहण के भीतर सभी वेक्टर सुविधाओं संक्षेप। इनपुट क्षेत्र फ़ीचर, जोन फील्ड के रूप में जलग्रहण अद्वितीय पहचानकर्ता, और इनपुट वर्ग की सुविधा के रूप में ब्याज की वेक्टर डाटासेट के रूप में NHD जलग्रहण परत का चयन करें।
      2. सारणीबद्ध परिदृश्य जलग्रहण परत के लिए जिम्मेदार बताते शामिल हों। सही सामग्री की तालिका में जलग्रहण परत पर क्लिक करें और मिलती है और लटकती मेनू से संबंधित चयन और एस से जुड़ेंubsequent मेनू। क्षेत्र है कि में शामिल होने के आधार पर किया जाएगा के रूप में अद्वितीय पहचानकर्ता का चयन करें, 1.3.2.1 से आउटपुट तालिका तालिका में शामिल हो गए के रूप में हो सकता है, और तालिका में क्षेत्र के रूप में अद्वितीय पहचानकर्ता शामिल होने के आधार पर किया जाएगा।
    3. स्थानिक विश्लेषक उपकरण बॉक्स के जोनल toolset के भीतर स्थित सारणीबद्ध क्षेत्र उपकरण का उपयोग रेखापुंज डेटा सारणीबद्ध।
      1. स्थानिक विश्लेषक विस्तार लोड। अनुकूलित मेनू से एक्सटेंशन का चयन करें। एक्सटेंशन संवाद बॉक्स में, बॉक्स है कि स्थानिक विश्लेषक विस्तार से मेल खाती है की जाँच करें।
      2. सारणीबद्ध क्षेत्र संवाद बॉक्स में, इनपुट रेखापुंज या सुविधा क्षेत्र डेटा के रूप में NHD जलग्रहण शेपफ़ाइल, अद्वितीय पहचानकर्ता का चयन (जैसे, FEATUREID) क्षेत्र के क्षेत्र, और भूमि कवर डाटासेट (जैसे, NLCD) इनपुट रेखापुंज या सुविधा के रूप में के रूप में कक्षा डेटा।
      3. जुडें सारणीबद्ध परिदृश्य जलग्रहण परत कदम 1.3.2.2 में प्रोटोकॉल का पालन करने के लिए जिम्मेदार बताते हैं, सारणीबद्ध साथतालिका में शामिल होने के रूप में क्षेत्र परिणाम तालिका।
  4. सभी NHD जलग्रहण के लिए परिदृश्य गुण जमा।
    1. डाउनलोड NHDPlusV2 कैचमेंट http://www2.epa.gov/waterdata/nhdplus-tools पर आवंटन और संचय उपकरण (CA3TV2) विशेषता। 1 के लिए विशेषताओं के संचय के लिए CA3TV2 का संचय समारोह का उपयोग करें: 100,000 NHD जलग्रहण 11।
      नोट: 24,000 पैमाने NHD वाटरशेड 12: हम कस्टम लिखा है कि कोड परिदृश्य विशेषताओं के लिए 1 जम जाता है इस्तेमाल किया। CA3TV2 प्रयोग करने के लिए विस्तृत निर्देश उपकरण में एकीकृत कर रहे हैं और मदद समारोह के माध्यम से पहुँचा जा सकता है।
  5. संचित परिदृश्य विशेषताओं पर आधारित अध्ययन साइटों के रूप में NHD जलग्रहण का चयन करें।
    1. प्रमुख भूमि उपयोग गतिविधियों (चित्रा 1 ए) के संचित मूल्यों के संबंध में सभी NHD जलग्रहण की एक तितर बितर साजिश बनाएँ।
    2. चुनें अध्ययन साइटों (लगभग प्रति 8 अंकों Huc जलग्रहण 40 साइटों) पूर्ण आर प्रतिनिधित्व करने के लिएप्रमुख भूमि उपयोग लक्ष्य जलग्रहण (चित्रा 1 बी) के भीतर पाया गतिविधियों से प्रभाव के Ange। स्वतंत्र तनाव ढ़ाल (यानी, एक भी भूमि के उपयोग गतिविधि से प्रभावित) और तनाव संयोजन (यानी, कई भूमि के उपयोग की गतिविधियों से प्रभावित) (चित्रा 1 बी) के भीतर साइटों का चयन करें।
    3. सुनिश्चित करें कि अध्ययन साइटों स्थानिक नीचे की ओर जल निकासी के लिए सम्मान के साथ लक्ष्य जलग्रहण और एक दूसरे से स्वतंत्र भर में वितरित कर रहे हैं। सुनिश्चित करें प्रत्येक व्यक्ति और संयुक्त तनाव ढाल के भीतर गिरने साइटों को भी इसी तरह की औसत बेसिन क्षेत्रों है।

आकृति 1
चित्रा 1. काल्पनिक बिखराव सम्मान के साथ NHD जलग्रहण की साजिश 2 भूमि के उपयोग की गतिविधियों से प्रभावित करते हैं। काल्पनिक डब्ल्यू के भीतर सभी NHD जलग्रहण भर में 2 भूमि के उपयोग गतिविधियों के प्रभाव का परिमाणatershed (एन = 4229) (ए)। कुछ चुने हुए अध्ययन साइटों (एन = 40) है कि स्वतंत्र और संयुक्त तनाव ढ़ाल (बी) के संबंध में जलग्रहण भीतर मनाया की स्थिति की पूरी रेंज का प्रतिनिधित्व करते हैं। यहां यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए क्लिक करें।

2. भौतिक और जैविक डेटा के संग्रह के लिए फील्ड प्रोटोकॉल

नोट: प्रत्येक साइट के लिए सभी डेटा सामान्य आधार प्रवाह की स्थिति पर एक ही साइट यात्रा के दौरान एकत्र किया जाना चाहिए। इस के साथ साथ प्रस्तुत प्रोटोकॉल पर्यावरण संरक्षण (WVDEP) 13 के पश्चिम वर्जीनिया विभाग के लिए मानक संचालन प्रक्रियाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह और अधिक विशिष्ट जलग्रहण मूल्यांकन किया जा रहा करने के लिए राज्य या संघ से मान्यता प्राप्त प्रक्रियाओं का उपयोग करने के लिए उपयुक्त हो सकता है।

  1. 40 × सक्रिय चैनल चौड़ाई (ACW) के रूप में प्रत्येक साइट के लिए नमूना पहुंच चित्रित करना, अधिकतम और न्यूनतम 150 की लंबाई और साथ300 मीटर 3, 7।
  2. नमूना पानी की गुणवत्ता है कि पूरे नमूना साइट (जैसे, सीधे सहायक नदी या जल निकासी पाइप आदानों से प्रभावित नहीं है) के लक्षण हैं पानी बढ़ने के साथ स्थानों से जिम्मेदार बताते हैं।
    1. भंग ऑक्सीजन, विशिष्ट चालकता, तापमान, और पीएच हाथ में सेंसर का उपयोग करने का तात्कालिक उपायों प्राप्त करते हैं। निर्माता निर्देशों का पालन प्रत्येक नमूने आयोजन से पहले सेंसर जांचना।
    2. पानी का नमूना संग्रह करने से पहले विआयनीकृत पानी से कुल्ला निस्पंदन उपकरण।
    3. भंग धातुओं के विश्लेषण के लिए पानी की 250 मिलीलीटर (मिश्रित सेलूलोज एस्टर झिल्ली फिल्टर, 0.45 माइक्रोन रोमकूप आकार) फ़िल्टर। यह सुनिश्चित करने के लिए धातुओं समाधान में भंग कर रह पीएच <2 को ठीक करें।
      नोट: एसिड की सही मात्रा नमूना संग्रह के बाद पानी के नमूने के लिए जोड़ा जा सकता है। वैकल्पिक रूप से, सही मात्रा बोतल नमूना आयोजन से पहले करने के लिए जोड़ा जा सकता है। मात्रा एक पीएच <2 को ठीक करने के लिए आवश्यक एसिड ताकत पर निर्भर है।
      1. यहाँ वर्णित अध्ययन के लिए, प्रत्येक साइट से एक भी छान नमूना इकट्ठा करने और भंग अल, सीए, फे, मिलीग्राम, MN, ना, Zn, कश्मीर, बीए, सीडी, सीआर, नी, और Se 3 के निर्धारण के लिए नाइट्रिक एसिड के साथ ठीक 7।
        नोट: analytes के चुनाव में जल-विशिष्ट भूमि के उपयोग गतिविधियों के द्वारा निर्देशित किया जाना चाहिए।
    4. पूरी तरह से पानी स्तंभ में नमूना बोतल जलमग्न द्वारा 250 मिलीलीटर अनफ़िल्टर्ड नमूना (एस) ले लीजिए। धीरे किसी भी शेष हवा मिटाना है और एक साथ नमूना बोतल पर टोपी जगह के लिए बोतल निचोड़। एक पीएच <2 के लिए नमूना (ओं) को ठीक करें यदि आवश्यक हो तो (जैसे, पोषक तत्वों को प्रभावित करने से जैविक गतिविधि को रोकने के)।
      1. यहाँ वर्णित अध्ययन के लिए, प्रत्येक साइट से दो अनफ़िल्टर्ड नमूने एकत्र। सं 2 और कोई 3 और कुल पी के निर्धारण के दूसरे अनफ़िल्टर्ड नमूना ठीक करने और इसका इस्तेमाल कुल और बाइकार्बोनेट क्षारीयता, सीएल, अतः 4 का निर्धारण करने के लिए मत के लिए सल्फ्यूरिक एसिड के साथ पहली बार ठीक करने, और कुल इसलिए भंगपलकों 3, 7।
        नोट: analytes के चुनाव में जल-विशिष्ट भूमि के उपयोग गतिविधियों के द्वारा निर्देशित किया जाना चाहिए।
    5. प्रत्येक नमूने घटना के दौरान इस्तेमाल प्रत्येक लगानेवाला के लिए एक क्षेत्र को खाली प्राप्त करते हैं। नमूना संग्रह के लिए सभी प्रोटोकॉल का पालन (यानी, rinsing, छान, फिक्सिंग) अंतिम नमूने के रूप में विआयनीकृत पानी का उपयोग करके क्षेत्र कारतूस प्राप्त करते हैं।
      नोट: फील्ड कारतूस नमूना संग्रह और विश्लेषण में संदूषण की पहचान करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं।
    6. 4 डिग्री सेल्सियस पर सभी पानी के नमूनों की दुकान सभी विश्लेषण पूरा कर रहे हैं जब तक। सुनिश्चित करें कि सभी analytes अपने निर्दिष्ट जोत समय 14 के भीतर मापा जाता है।
  3. प्रत्येक नमूना साइट पर मुक्ति के उपाय।
    1. बराबर आकार की वेतन वृद्धि में गीला धारा चौड़ाई फूट डालो।
    2. प्रत्येक खंड के मध्य बिंदु पर गहराई और औसत वर्तमान वेग को मापने।
      1. एक गहराई नापने का यंत्र छड़ का उपयोग, पानी की सतह के लिए धारा बिस्तर से दूरी के रूप में गहराई को मापने।
      2. एक वर्तमान मुद्दों का प्रयोगNT मीटर, 60% पानी की गहराई पर पानी के वेग को मापने।
    3. वेग, गहराई, और सभी वर्गों में चौड़ाई के उत्पाद की राशि के रूप में मुक्ति की गणना।
  4. प्रत्येक स्थल पर macroinvertebrate समुदाय नमूना।
    1. लात नमूने प्राप्त 4 अलग प्रतिनिधि नमूने पहुंच की पूरी लंबाई भर में वितरित riffles से (शुद्ध आयाम 335 × 508 मिमी 2 500 माइक्रोन जाल के साथ)।
      1. प्रत्येक लात स्थान पर, प्रवाह धारा और तुरंत नदी के ऊपर धारा बिस्तर से एक 0.50 × 0.50 मीटर 2 (यानी, 0.25 मीटर 2) क्षेत्र को परेशान करने के लिए सीधा लात शुद्ध जगह है। सभी जीवों को सुनिश्चित करने और मलबे लात जाल में नीचे की ओर बहने लगता है।
      2. एक समग्र नमूना (1.00 मीटर धारा बिस्तर के 2 का प्रतिनिधित्व) और तुरंत 95% इथेनॉल के साथ की रक्षा में 4 लात नमूनों से जीवों और मलबे का मिश्रण।
  5. उपाय शारीरिक वास गुणवत्ताऔर धारा पहुंच भर जटिलता।
    1. thalweg (धारा जिसके माध्यम से मुख्य या सबसे तेजी से प्रवाह होता है की भाग) के साथ समान रूप से स्थान बिंदुओं पर पानी की गहराई, हाइड्रोलिक चैनल-यूनिट के प्रकार, तलछट वर्ग, और मछली कवर वस्तु से दूरी की माप ले। नदियों <5 मीटर चौड़ा और धाराओं हर 0.5 ACW> 5 मीटर चौड़ा 15 के लिए नाप लो हर 1 ACW।
      1. चैनल इकाई है जो भीतर प्रत्येक thalweg स्थान स्थित है (जैसे, नाला, पूल, या फिसलना चलाने के लिए) 16 वर्गीकृत।
      2. एक गहराई नापने का यंत्र छड़ का उपयोग, पानी की सतह के लिए धारा बिस्तर से दूरी के रूप में गहराई को मापने।
      3. बेतरतीब ढंग से तलछट के एक टुकड़े की पहचान और उसके वेंटवर्थ आकार वर्गीकरण (गाद, रेत, बजरी, पक्की सड़क, बोल्डर) 17 निर्धारण करते हैं।
      4. प्रत्येक thalweg बिंदु से निकटतम कवर वस्तु से दूरी का अनुमान है।
        नोट: मछली कवर सक्रिय चैनल में किसी भी संरचना एक 20.3 छुपा में सक्षम के रूप में परिभाषित किया गया है2 सेमी (8) में मछली 18।
    2. सक्रिय चैनल के भीतर बड़े वुडी मलबे के सभी टुकड़ों को गिनो।
    3. अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) तेजी से दृश्य वास आकलन (RVHA) के साथ अनुमान वास गुणवत्ता 19 प्रोटोकॉल।
  6. अध्ययन साइटों की एक बेतरतीब ढंग से चुनी 10% से डुप्लिकेट माप और नमूने प्राप्त करते हैं। डुप्लीकेट उपायों नमूना और प्रयोगशाला विश्लेषण सटीक अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।

3. भौतिक और जैविक डेटा के लिए प्रयोगशाला प्रोटोकॉल

नोट: पानी रसायन शास्त्र बढ़ाता के लिए प्रयोगशाला प्रोटोकॉल बताते का श्रेय इस पांडुलिपि के दायरे से बाहर है। हालांकि, वर्तमान अध्ययन के पानी और कचरे 14 के लिए मानक रासायनिक तरीकों का इस्तेमाल किया।

  1. Subsample प्रत्येक macroinvertebrate नमूना भीतर निहित जीवों प्रत्येक स्थल पर macroinvertebrate समुदाय के एक प्रतिनिधि subsample प्राप्त करने के लिए (धारा 2.4 में प्रोटोकॉल का उपयोग कर एकत्र)।
    1. पूरे समग्र macroinvertebrate नमूना एक 2 में 100 (मापने 5 × 2 में 20) छँटाई gridded में रखें। बेतरतीब ढंग से 1 से 100 के लिए प्रत्येक 2 में 1 ग्रिड एक नंबर आवंटित।
    2. गिनती और बेतरतीब ढंग से चुनी 2 में 1 ग्रिड के भीतर सभी जीवों की पहचान हल व्यक्तियों की कुल संख्या 200 ± 20% है जब तक करने के लिए एक स्टीरियो माइक्रोस्कोप का उपयोग करें। ऐसे मेरिट और कमिंस 20 द्वारा प्रकाशित उन के रूप में macroinvertebrate चाबियाँ, का उपयोग कर जीनस जीवों को पहचानें।
    3. समुदाय मैट्रिक्स में जीनस स्तर बहुतायत डेटा संकलन [जैसे, कुल समृद्धि और% Ephemeroptera, Plecoptera, और Trichoptera (EPT)] सांख्यिकीय मॉडल और बाद के परिदृश्य विश्लेषण 3, 7 में प्रतिक्रिया चर के रूप में उपयोग के लिए।

4. सांख्यिकीय विश्लेषण और परिदृश्य

  1. इन-स्ट्रीम भौतिक, रासायनिक भविष्यवाणी के लिए सामान्यीकृत रेखीय मॉडल का निर्माण, और परिदृश्य आधारित indicato से जैविक की स्थितिप्रमुख भूमि उपयोग की गतिविधियों की रु।
    नोट: प्रोटोकॉल और विश्लेषण आर भाषा और सांख्यिकीय कंप्यूटिंग (संस्करण 3.2.1) 21 के लिए वातावरण में प्रदर्शन किया गया।
    1. शापिरो-विल्क का उपयोग कर सामान्य के लिए टेस्ट परीक्षण [आर पैकेज में shaprio.test () समारोह 21 आँकड़े] और चर को बदलने पैरामीट्रिक विश्लेषण की मान्यताओं को पूरा करने और रिश्तों को linearize करने के लिए।
    2. फ़िट प्रारंभिक अधिक से अधिक मॉडल सभी भूमि के उपयोग के भविष्यवक्ताओं के बीच 2-तरह बातचीत को निर्दिष्ट [GLM () आर पैकेज में समारोह 21 आँकड़े]।
    3. एक पिछड़े विलोपन लागू न्यूनतम पर्याप्त मॉडल 3, 7, 22 की पहचान करने के लिए।
      1. अधिक से अधिक मॉडल में कम से कम महत्वपूर्ण है (यानी, भिन्नता के कम से कम राशि बताते हैं) चर पहचानें [सारांश () आर पैकेज में समारोह 21 आँकड़े] और [GLM () आर पैकेज में समारोह आँकड़े 21] इस चर बाहर रखा के साथ एक नया मॉडल फिट ।
      2. चर हटाने जारीजब तक सभी शेष भविष्यवक्ताओं 0 और व्याख्यात्मक शक्ति से काफी अलग विचलन टेबल और संभावना अनुपात परीक्षण [lrtest () 23 lmtest आर पैकेज में समारोह] के विश्लेषण का उपयोग कर प्रत्येक प्रतिक्रिया चर के लिए अधिक से अधिक मॉडल से काफी अलग नहीं कर रहे हैं।
  2. मौजूदा परिस्थितियों का अनुमान है।
    1. जल लक्ष्य भर में सभी संयुक्त राष्ट्र के जांचा NHD जलग्रहण भीतर भौतिक और जैविक हालत को देखते हुए वर्तमान परिदृश्य विशेषताओं की भविष्यवाणी करने के लिए अंतिम मॉडल का उपयोग [भविष्यवाणी () आर पैकेज में समारोह 21 आँकड़े]।
    2. जीआईएस सॉफ्टवेयर में भविष्यवाणियों कल्पना।
      1. NHD जलग्रहण के लिए भविष्यवाणियों में शामिल हों। सही सामग्री की तालिका में जलग्रहण परत पर क्लिक करें और मिलती है और लटकती मेनू से संबंधित चयन और बाद में मेनू से शामिल हों। क्षेत्र है कि में शामिल होने के आधार पर किया जाएगा के रूप में अद्वितीय पहचानकर्ता का चयन करें, भविष्यवाणियों तालिका के रूप में दाखिल शामिल होने के लिएऔर तालिका में शामिल होने में क्षेत्र के रूप में अद्वितीय पहचानकर्ता के आधार पर किया जाएगा
      2. सही जलग्रहण परत पर क्लिक करें और गुण का चयन करें। लेयर गुण संवाद बॉक्स में, Symbology टैब का चयन करें और मात्रा पर क्लिक करें। मूल्य क्षेत्र के रूप में ब्याज की भविष्यवाणी मूल्य का चयन करें और लागू करें क्लिक करें।
        नोट: रेंज मूल्यों मैन्युअल मान्यता प्राप्त पारिस्थितिक वर्गीकृत बटन का उपयोग मापदंड से मेल करने के लिए बदला जा सकता है।
  3. आचार परिदृश्य विभिन्न भूमि उपयोग परिदृश्यों के तहत जलीय परिस्थितियों में परिवर्तन की भविष्यवाणी की तुलना करने के लिए विश्लेषण करती है।
    1. वर्तमान परिदृश्य डाटासेट अद्यतन प्रशंसनीय भविष्य के विकास या शमन परिदृश्यों अनुकरण। यहाँ वर्णित अध्ययन के लिए, मैन्युअल विशेषता तालिका के भीतर ब्याज के जलग्रहण के लिए परिदृश्य मूल्यों संचित अद्यतन (जैसे, खनन भूमि को कवर करने के जंगलों की 10 एकड़ जमीन बदल)।
      1. interes के जलग्रहण का चयन करेंटी गुण चयन ड्रॉप डाउन मेनू के भीतर स्थित समारोह से चयन का उपयोग कर। गुण संवाद बॉक्स द्वारा चयन, परत के रूप में NHD जलग्रहण चुनें। अद्वितीय पहचानकर्ता विशेषता पर डबल क्लिक करें, = का चयन करें, और उसके बाद समीकरण बॉक्स में ब्याज के जलग्रहण के लिए पहचानकर्ता टाइप करें।
      2. सही सामग्री की तालिका में जलग्रहण परत क्लिक करें और ड्रॉप डाउन मेनू से ओपन टेबल गुण का चयन करके NHD जलग्रहण विशेषता तालिका खोलें। केवल चयनित जलग्रहण दिखाने के लिए चुनें।
      3. साथ ही चयनित जलग्रहण दिखा रहा है, सही हित के कॉलम पर क्लिक करें और फील्ड कैलक्यूलेटर और इनपुट नई नकली मूल्य का चयन करें। नोट: एकाधिक जलग्रहण कई स्थानिक स्पष्ट विकास या प्रबंधन बड़े स्थानिक तराजू भर में होने वाली गतिविधियों अनुकरण करने के लिए बदला जा सकता है।
        नोट: वैकल्पिक रूप से, मूल वेक्टर और रेखापुंज डेटासेट नई सुविधाओं डिजिटाईज़िंग या फेरबदल और हटाने मूल फे से अद्यतन किया जा सकताatures नई भूमि उपयोग गतिविधि या एक पूर्व मौजूदा भूमि के उपयोग के प्रभाव 24 के प्रबंधन के अनुकरण। इस संपादक टूलबार का उपयोग कर पूरा किया जा सकता है।
    2. पुन: आवंटित और फिर से जमा परिदृश्य कदम 1.3-1.4 में प्रस्तुत प्रोटोकॉल का उपयोग सभी NHD जलग्रहण के लिए जिम्मेदार बताते हैं।
    3. अद्यतन परिदृश्य डाटासेट के एक समारोह के रूप में भौतिक और जैविक हालत भविष्यवाणी [भविष्यवाणी () आर पैकेज में समारोह 21 आँकड़े]।
    4. कल्पना वैकल्पिक भूमि उपयोग कदम 4.2.2 में प्रस्तुत प्रोटोकॉल का उपयोग परिदृश्यों के तहत की स्थिति की भविष्यवाणी की।

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Representative Results

चालीस 1: 24,000 NHD जलग्रहण कोयला नदी के भीतर अध्ययन साइटों, पश्चिम वर्जीनिया (चित्रा 2) के रूप में चयन किया गया था। अध्ययन साइटों सतह खनन (% भूमि क्षेत्र 24), आवासीय विकास [संरचना घनत्व (no./km 2)], और भूमिगत खनन [राष्ट्रीय प्रदूषण मुक्ति उन्मूलन प्रणाली (NPDES) परमिट घनत्व (कोई से एक सीमा के प्रभाव अवधि के लिए चयन किया गया था। / किमी 2)] ऐसी है कि प्रत्येक प्रमुख भूमि उपयोग गतिविधि दोनों अलगाव में और किस हद तक संभव है (चित्रा 3) के संयोजन में हुई। प्रत्येक साइट पर, भौतिक स्थितियों और macroinvertebrate समुदाय संरचना पर डेटा एकत्र किए गए थे।

पिछले एक अध्ययन में, इन आंकड़ों की भविष्यवाणी के लिए संचयी प्रभाव मॉडल का निर्माण करने के लिए इस्तेमाल किया गया पश्चिम वर्जीनिया स्ट्रीम स्थिति सूचकांक (WVSCI), एक परिवार के स्तर जैविक अखंडता की बहु-मीट्रिक सूचकांक पश्चिम वर्जीनिया 25 के लिए विकसितऔर सटीक और सटीकता 7 के एक उच्च डिग्री के साथ विशिष्ट चालकता। इस के साथ साथ, इन मॉडलों विभिन्न भूमि उपयोग विकास परिदृश्यों के तहत कोयला नदी [Drawdy क्रीक (चित्रा 4 ए) और लॉरेल कांटा (चित्रा 4 बी)] के दो उप-वाटरशेड के लिए वर्तमान और भविष्य की स्थिति की भविष्यवाणी करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। Drawdy क्रीक और लॉरेल कांटा सतह खनन और% विकास (तालिका 1) के लगभग समान स्तर है। हालांकि, Drawdy क्रीक, आवासीय संरचनाओं और भूमिगत खनन से प्रभावित है, जबकि लॉरेल कांटा नहीं है। नतीजतन, इन दो वाटरशेड आकलन और हद कई भूमि के उपयोग की गतिविधियों की संचयी प्रभाव वर्तमान जलीय परिस्थितियों और भविष्य भूमि के उपयोग के विकास के परिदृश्यों के परिणाम को नियंत्रित करने के लिए जो तुलना करने के लिए एक अनूठा अवसर प्रदान करते हैं।

लॉरेल कांटा रासायनिक पार करने के लिए भविष्यवाणी नहीं की गई थी (विशिष्ट चालकता> 500 μS / सेमी 26) या Biolog राजनैतिक मापदंड (WVSCI <68 25), सुझाव यह खतरे में डाल हानि (तालिका 1) के बिना अतिरिक्त भूमि के उपयोग गतिविधि आत्मसात कर सकते हैं। परिदृश्यों की एक श्रृंखला है तो अतिरिक्त सतह खनन, भूमिगत खनन की अधिकतम राशि यों का मूल्यांकन किया गया है, और आवासीय विकास लॉरेल कांटा संभावना आत्मसात कर सकते हैं पहले इसकी बहिर्वाह प्रत्येक कसौटी पार करती है। ऐसा करने के लिए, विशिष्ट चालकता और WVSCI प्रत्येक भूमि के उपयोग गतिविधि की पूरी रेंज के अंतर्गत भविष्यवाणी की थी लगातार दूसरे परिदृश्य मेट्रिक्स धारण करते हुए। परिदृश्य विश्लेषण से पता चलता लॉरेल कांटा 14% (25% कुल) और 21% आत्मसात कर सकते हैं (32% कुल) विशिष्ट चालकता और WVSCI मानदंड, क्रमशः (चित्रा 5 ए, 5 ब) को पार करने से पहले सतह मेरा भूमि में बढ़ जाती है। लॉरेल कांटा भी विशिष्ट चालकता और WVSCI मानदंड, क्रमशः (चित्रा 5 ए, 5 ब) पार करने से पहले 8 भूमिगत खदान NPDES परमिट और 22 आवासीय संरचनाओं आत्मसात कर सकते हैं।

ontent "fo: रख-together.within-पेज =" 1 "> इसके विपरीत, Drawdy क्रीक का बहिर्वाह, दोनों रासायनिक और जैविक मानदंड को पार करने के पहले कम प्रभाव के बिना कोई अतिरिक्त भूमि के उपयोग के विकास को आत्मसात करने में असमर्थता सुझाव भविष्यवाणी की है मौजूदा तनाव (1 टेबल)। नतीजतन, शमन परिदृश्यों कि पूर्व मौजूदा भूमि उपयोग गतिविधियों (जैसे, 100 संरचनाओं के प्रभाव में एक 10% की कमी 90 संरचनाओं के बराबर होगा) के समग्र प्रभाव आकार को कम नकली थे। पूरी तरह से कम आवासीय विकास और भूमिगत खनन के प्रभाव 68 या 500 μS / सेमी कसौटी (चित्रा 6A, 6B) नीचे विशिष्ट चालकता में कमी से ऊपर WVSCI में एक संबंधित वृद्धि का परिणाम नहीं था। हालांकि, Drawdy क्रीक का बहिर्वाह एक WVSCI से अधिक होने की भविष्यवाणी की थी 68 के स्कोर और 500 μS नीचे कमी / दोनों आवासीय विकास और एक 94 और 75% की भूमिगत खनन में एक साथ कटौती, क्रमशः के साथ सेमी। < / P>

चित्र 2
चित्रा 2 कोयला नदी जल के मानचित्र। कोयला नदी जल पश्चिम वर्जीनिया के भीतर अपने स्थान के लिए सम्मान के साथ दिखाया गया है। अध्ययन साइटों (एन = 40) और लॉरेल कांटा और Drawdy क्रीक उप जल धाराओं के स्थानों को भी प्रस्तुत कर रहे हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चुने गए अध्ययन साइटों (एन = 40) स्वतंत्र तनाव ढ़ाल और उनके संयोजन के भीतर के लिए सतह खनन और आवासीय विकास के चित्रा 3. कोयला नदी अध्ययन साइटों। परिमाण। प्रतीक आकार भूमिगत खनन राष्ट्रीय प्रदूषण मुक्ति उन्मूलन प्रणाली (NPDES) परमिट की संख्या के सापेक्ष है।ttps: //www.jove.com/files/ftp_upload/54095/54095fig3large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4. मैप्स Drawdy क्रीक (ए) और लॉरेल कांटा (बी) के भीतर भूमि के उपयोग की गतिविधियों का चित्रण है। ये वाटरशेड भूमि के उपयोग के पैटर्न भूगोल एमटीआर-VF पूरे क्षेत्र में विशिष्ट प्रतिनिधित्व करते हैं। आवासीय विकास [भूमि कवर (के रूप में NLCD द्वारा परिभाषित) और संरचनाओं] और खनन भूमि के उपयोग की गतिविधियों को दिखाया जाता है (भूमिगत NPDES परमिट और सतह मेरा हद खनन)। अतिरिक्त संयुक्त राष्ट्र के खनन किया परिदृश्य विश्लेषण में इस्तेमाल परमिट दिखाए जाते हैं। पश्चिम वर्जीनिया के भीतर जलग्रहण स्थान के लिए 2 चित्रा का संदर्भ लें। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।


चित्रा 5. उदाहरण परिदृश्य विश्लेषण के परिणाम में धारा लॉरेल कांटा के भीतर नकली भूमि के उपयोग के विकास के लिए प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी। सतह खनन और आवासीय विकास (ए) और सतह खनन और भूमिगत खनन में नकली बढ़ जाती है निम्नलिखित विशिष्ट प्रवाहकत्त्व भविष्यवाणी (में नकली बढ़ जाती निम्नलिखित अनुमानित WVSCI स्कोर बी) लॉरेल कांटा जलग्रहण के भीतर। क्षैतिज लाइनों WVSCI (68) और विशिष्ट चालकता (500 μS / सेमी) मापदंड प्रतिनिधित्व करते हैं। कार्यक्षेत्र लाइनों प्रत्येक कसौटी के पार है, जिसके परिणामस्वरूप खनन के अतिरिक्त स्तर प्रतिनिधित्व करते हैं। एक्स अक्ष के लिए इकाइयों पर परिदृश्य प्रत्येक परिदृश्य के तहत बदला और कथा में निर्दिष्ट इकाइयों के अनुरूप विशेषताओं के आधार पर बदलती हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।


चित्रा 6 उदाहरण परिदृश्य विश्लेषण के परिणाम Drawdy क्रीक के भीतर नकली शमन गतिविधियों के लिए इन-स्ट्रीम प्रतिक्रिया अनुमान लगाया है। अनुमानित WVSCI स्कोर (ए) और विशिष्ट चालकता (बी) के आवासीय विकास और भूमिगत खनन मौजूदा क्रमश प्रभाव आकार में नकली घटने के बाद। दोनों आवासीय विकास और भूमिगत खनन के प्रभाव आकार में एक साथ कटौती के बाद भविष्यवाणी की स्थिति भी प्रत्येक प्रतिक्रिया के लिए दिखाए जाते हैं। क्षैतिज लाइनों WVSCI (68) और विशिष्ट चालकता (500 μS / सेमी) मापदंड प्रतिनिधित्व करते हैं। कार्यक्षेत्र लाइनों प्रत्येक कसौटी परे सुधार में जिसके परिणामस्वरूप शमन गतिविधियों का संकेत मिलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

वर्तमान परिदृश्य
Drawdy क्रीक लॉरेल कांटा
भूमि उपयोग विशेषताओं
सतह खनन (%) 10.7 10.9
भूमिगत खनन (# NPDES परमिट) 9 0
विकास (%) 4.1 4.8
संरचना घनत्व (#) 470 0
मनाया की स्थिति
विशिष्ट चालकता (μS / सेमी) 686 156
WVSCI 65 68.8
अनुमानित की स्थिति
विशिष्ट चालकता (μS / सेमी) 831 279
WVSCI 60.9 73.1

तालिका 1 लैंडस्केप विशेषताओं और मनाया और Drawdy क्रीक और लॉरेल कांटा। भूमि उपयोग विशेषताओं (सतह खनन, भूमिगत खनन, और आवासीय विकास) के लिए जलीय की स्थिति की भविष्यवाणी की भविष्यवाणी की और वर्तमान परिदृश्य की स्थिति और तहत Drawdy क्रीक और लॉरेल कांटा के लिए रासायनिक और जैविक की स्थिति अतिरिक्त खनन परिदृश्य।

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Discussion

हम आकलन करने और भारी असर पड़ा वाटरशेड में कई भूमि के उपयोग की गतिविधियों की संचयी प्रभाव के प्रबंधन के लिए एक रूपरेखा प्रदान करते हैं। दृष्टिकोण यहाँ बताया कि पहले भारी असर पड़ा वाटरशेड 5-6 में जलीय प्रणालियों के प्रबंधन के साथ जुड़े सीमाओं की पहचान के पते। सबसे विशेष रूप से, लक्षित जल आकलन डिजाइन (यानी, व्यक्तिगत और संयुक्त तनाव के साथ नमूना कुल्हाड़ियों) डेटा है कि अच्छी तरह से आसानी से व्याख्या और कार्यान्वयन मॉडलिंग तकनीक 3, 7 के माध्यम से प्रासंगिक स्थानिक तराजू (यानी, वाटरशेड पैमाने पर) पर जटिल संचयी प्रभाव बढ़ाता के लिए उपयुक्त हैं का उत्पादन । इसके अलावा, इन मॉडलों को आसानी से एक परिदृश्य विश्लेषण रूपरेखा है कि भविष्य के प्रबंधन (जैसे, बहाली और शमन) और विकास के परिणामों की सटीक भविष्यवाणी के लिए सक्षम बनाता में शामिल कर रहे हैं। नतीजतन, प्रस्तुत दृष्टिकोण संभावना जलीय संसाधन प्रबंधकों जो तेजी से भविष्यवाणी Condit पर भरोसा करने के लिए मूल्य का हो जाएगाविभिन्न भूमि उपयोग परिदृश्यों के तहत आयनों विनियामक निर्णय 27 में सहायता करने के लिए।

जब सक्रिय रूप से विकसित और socioeconomically महत्वपूर्ण क्षेत्रों के भीतर जलीय प्रणालियों के प्रबंध Drawdy क्रीक और लॉरेल कांटा के बीच विपरीत प्रस्तुत ढांचे की उपयोगिता पर प्रकाश डाला गया। परिदृश्य विश्लेषण सुझाव दिया है कि लॉरेल कांटा, जो पूरी तरह से सतह खनन (10.9%) पर असर पड़ा है, रासायनिक और जैविक मानदंड से अधिक के बिना अतिरिक्त भूमि के उपयोग के विकास को आत्मसात कर सकते हैं। Drawdy क्रीक, जो सतह खनन (10.7%) के बराबर स्तरों से प्रभावित होता है, भूमिगत खनन और आवासीय संरचनाओं के साथ जुड़े संचयी प्रभाव का एक परिणाम के रूप में या तो कसौटी पर खरा नहीं की भविष्यवाणी की है। हालांकि, गैर सतह खनन तनाव (जैसे, भूमिगत खदान प्रवाह और आवासीय अपशिष्ट) पारिस्थितिक की स्थिति में सुधार हुआ है, रणनीतिक प्रबंधन गतिविधियों के सुझाव के नकली शमन घटित करने के लिए आगे के विकास के लिए सक्षम हो सकता है। नतीजतन, वर्तमानएड दृष्टिकोण यह संभव आर्थिक और विकास गतिविधि की सुविधा के लिए है, जबकि भी अन्य तनाव 28 के remediation के माध्यम से शुद्ध लाभ के लिए अवसर का निर्माण करता है।

सफल पहचान और प्रमुख भूमि उपयोग तनाव के नमूने को सफलतापूर्वक इस के साथ साथ प्रस्तुत तरीके को लागू करने में एक महत्वपूर्ण कदम है। यह भी महत्वपूर्ण है कि नमूना लेने और बाद में डेटा का विश्लेषण सबसे अच्छा उपलब्ध है और सबसे ऊपर से तारीख भूमि को कवर किया और उपयोग करने की जानकारी पर आधारित हैं। भूमि कवर के बीच और इन-स्ट्रीम टेम्पोरल स्थिरता डेटा सटीक सांख्यिकीय रिश्तों को और बाद में पारिस्थितिक भविष्यवाणियों 3 सुनिश्चित करने, मदद 9। यदि उचित रूप से आयोजित किया, प्रस्तुत जलागम मूल्यांकन तकनीक डेटा है कि काफी हद तक निष्पक्ष रहे हैं पैदा करता है (यानी, विनिर्देश त्रुटि को कम करता है और चर पूर्वाग्रहों छोड़े गए) और multicollinearity से अप्रभावित। नतीजतन, इन आंकड़ों में अच्छी तरह से पारंपरिक प्रतिगमन तकनीक के माध्यम से भविष्य कहनेवाला मॉडलिंग के लिए अनुकूल हैं।वर्तमान दृष्टिकोण का एक संभावित सीमा है, तथापि, कि मजबूत अनुभव से स्थानिक पैटर्न भविष्यवाणी करने की क्षमता समय के साथ परिवर्तन की भविष्यवाणी करने की क्षमता की गारंटी नहीं है। उल्लेखनीय है कि पढ़ाई के भौतिक और जैविक शर्तों 29-31 पर जलवायु और भूमि के उपयोग परिवर्तन के बीच बातचीत मनाया गया है। इस प्रकार, अनुकूली प्रबंधन दृष्टिकोण है कि अस्थायी भविष्यवाणियों और अद्यतन स्थानिक भविष्य कहनेवाला मॉडल का परीक्षण प्रबंधन के प्रयासों का एक महत्वपूर्ण घटक होगा। इस सांख्यिकीय मॉडल में जलवायु परिवर्तन को शामिल किया जाना चाहिए और बाद के परिदृश्य का विश्लेषण करती है।

हमारी कार्यप्रणाली भी मौजूदा डेटासेट कि पारंपरिक प्रतिगमन तकनीक (जैसे, multicollinearity और नमूना स्वतंत्रता) की मान्यताओं को पूरा नहीं कर सकते हैं का उपयोग करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। पूर्व मौजूदा डेटा का उपयोग स्थितियों में, जहां प्रबंधकों सीमित समय या संसाधन हैं में लाभकारी है। बढ़ाया प्रतिगमन ट्री (बीआरटी) मॉडल विशेष रूप से उपयोगी है जब बड़े का विश्लेषण किया जा सकता है, पूर्व मौजूदा डेटासेट क्योंकि वे काफी हद तक multicollinearity, लापता डेटा, सांख्यिकीय outliers, और गैर सामान्य डेटा 32 से अप्रभावित रहे हैं। इसके अलावा, BRT उच्च भविष्य कहनेवाला प्रदर्शन प्रदान करता है और एक परिदृश्य विश्लेषण ढांचे 28 में उपयोगिता का प्रदर्शन किया है।

यह संदर्भ के भीतर जो हमारी पद्धति विकसित किया गया था नोट करने के लिए महत्वपूर्ण है। सबसे पहले, हमारे दृष्टिकोण स्पष्ट रूप से परिभाषित भूमि के उपयोग ढ़ाल की विशेषता वाटरशेड के लिए विकसित किया गया था। हालांकि, स्पष्ट रूप से परिभाषित भूमि के उपयोग ढ़ाल हमेशा जलग्रहण पैमाने पर नहीं होती है (जैसे, कृषि हद में थोड़ा बदलाव के साथ मध्य-पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका के क्षेत्रों)। नतीजतन, इस तरह के जोखिम आधारित विधियों है कि कई भूमि के उपयोग की गतिविधियों के जोखिम के आधार पर संरक्षण लक्ष्यों रैंक, के रूप में संरक्षण की योजना बनाने के लिए अन्य तरीकों, अधिक उपयुक्त 33-34 हो सकता है। इसके अलावा, हमारे दृष्टिकोण 8 अंकों Huc जलग्रहण पैमाने पर डिजाइन किया गया था। पिछले एक अध्ययन में हमने पाया कि मॉडल construकई 8 अंकों Huc वाटरशेड भर cted भूमि उपयोग के बीच और शर्तों 7 में धारा जल-विशिष्ट बारीकियों की भविष्यवाणी करने में असफल। छोटे स्थानिक पैमानों पर निर्माण मॉडल (जैसे, 12 अंकों Huc वाटरशेड) नमूने का आकार विवश और जटिल संचयी प्रभाव यों तो मॉडल की क्षमता को सीमित कर सकता है। हालांकि, हमारे दृष्टिकोण एक घर-पड़ोस के फ्रेमवर्क 2 के माध्यम से स्थानिक तराजू पार का प्रबंधन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इस ढांचे के तहत, बहाली और सुरक्षा प्राथमिकताओं के आस-पास की स्थिति के संदर्भ में अलग-अलग धाराओं के लिए सेट कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, बहाली संभावित पास अच्छा धाराओं होने के साथ जुड़े क्योंकि लाभ की बढ़ती पड़ोस शर्त के साथ बढ़ जाती है (जैसे, उच्च फिर से बसाना संभावित)।

हम प्रदान करते हैं और आकलन करने और भारी असर पड़ा वाटरशेड के भीतर संचयी प्रभाव के प्रबंधन के लिए प्रोटोकॉल प्रदर्शित करता है। हालांकि वर्तमान पांडुलिपि निर्माण और कार्यान्वयन पर ध्यान केंद्रितएक परिदृश्य विश्लेषण ढांचे के भीतर संचयी प्रभाव मॉडल की, प्रदर्शन जलग्रहण मूल्यांकन तकनीक बड़ा स्थानिक तराजू 35 के पार प्रमुख भूमि उपयोग गतिविधियों के संचय से संबंधित भौतिक और जैविक गिरावट का विस्तृत पैटर्न बढ़ाता करने में सक्षम डेटा का उत्पादन। नतीजतन, यहाँ बताया अध्ययन डिजाइन और नमूने प्रोटोकॉल द्वारा उत्पादित डेटा संभावित प्रबंधन लाभ है कि चर्चा की उन अच्छी तरह से परे का विस्तार किया है। शायद सबसे महत्वपूर्ण बात, इस ढांचे भूमि के उपयोग की गतिविधियों के किसी भी संख्या में चल रहे बदलाव का सामना करना पड़ अन्य वाटरशेड के लिए हस्तांतरणीय है।

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Acknowledgments

हम कई क्षेत्र और प्रयोगशाला सहायकों कि इस काम के विभिन्न पहलुओं, विशेष रूप से डोना हार्टमैन, हारून मैक्सवेल, एरिक मिलर, और एलिसन एंडरसन में शामिल थे धन्यवाद। इस अध्ययन के लिए अनुदान अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) क्षेत्र III से समर्थन के माध्यम से अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण द्वारा प्रदान किया गया। इस अध्ययन में आंशिक रूप से विज्ञान के तहत विकसित किया गया था प्राप्त करने के लिए परिणाम फैलोशिप सहायता समझौते नंबर एफपी-91766601-0 अमेरिका EPA द्वारा सम्मानित किया गया। हालांकि शोध इस आलेख में वर्णित अमेरिका EPA द्वारा वित्त पोषित किया गया है, यह एजेंसी की आवश्यकता सहकर्मी और नीति की समीक्षा के अधीन नहीं किया गया है और इसलिए, जरूरी एजेंसी के विचार प्रतिबिंबित नहीं करता है, और कोई आधिकारिक बेचान अनुमान लगाया जाना चाहिए।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Slack Invert Sampling Kit Wildco 3-425-N56
HDPE Square Jars US Plastic Corp 66188 32 oz; for storing fixed, composite invertebrate samples
Ethyl Alcohol 190 Proof PHARMCO-AAPER 111000190 For fixing and storing invertebrate samples
5 in. by 20 in. Macroinvertebrate sub-samplilng grid N/A N/A This item cannot be purchased and must be made in house
Stereomicroscope Stemi 2000 with stand C LED ZEISS 000000-1106-133 For macroinvertebrate sorting and identification
Thermo Scientific Nalgene Reusable Filter Holders with Receiver Fisher Scientific 09-740-23A
Immobilon-NC Transfer Membrane Millipore HATF04700 Triton-free, mixed cellulose exters, 0.45 μm, 47 mm, disc
Actron Vacuum Pump Brake Bleeder Kit Advanced Auto Parts CP7835
Nitric Acid Solution HACH 254049 1:1, 500 ml
Oblong NDPE Wide Mouth Bottles Thomas Scientific 1229Z38 250 ml; for collection of water samples
650 Multi-parameter display, standard memory Fondriest Environmental 650-01
600XL Sonde with temperature/conductivity sensor Fondriest Environmental 065862
pH calibration buffer pack Fondriest Environmental 603824 2 pints each of pH 4, 7, & 10
conductivity standard Fondriest Environmental 065270 1 quart, 1,000 µS
Flo-Mate 2000 TTT Environmental 2000-11
Keson English/Metric Open Reel Fiberglass Tape Forestry Suppliers 40025 300'/100 m
ArcGIS 10.3.1 ESRI

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पर्यावरण विज्ञान अंक 113 वाटरशेड मूल्यांकन जल मॉडलिंग परिदृश्य विश्लेषण संचयी प्रभाव भूमि उपयोग धारा हालत
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Merriam, E. R., Petty, J. T., Strager, M. P. Watershed Planning within a Quantitative Scenario Analysis Framework. J. Vis. Exp. (113), e54095, doi:10.3791/54095 (2016).

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