Continuo idrologici e monitoraggio della qualità di Vernal stagni di acqua
Summary
Comprensione dei servizi ecosistemici e processi forniti da stagni vernal e gli impatti delle attività antropiche sulla loro capacità di fornire questi servizi richiede il monitoraggio idrologico intensivo. Questo protocollo di campionamento utilizzando in situ apparecchiature di monitoraggio è stato sviluppato per comprendere l’impatto delle attività antropiche sul livello e la qualità.
Abstract
Stagni di Vernal, noto anche come piscine vernal, forniscono servizi ecosistemici critici e habitat per una varietà di specie minacciata e in pericolo. Tuttavia, essi sono parti vulnerabili dei paesaggi che sono spesso mal compreso e sostituiti. Uso del suolo e pratiche di gestione, nonché il cambiamento climatico è pensato per essere un contributo al declino amfibia globale. Tuttavia, più ricerca è necessaria per capire la portata di questi impatti. Qui, presentiamo la metodologia per la caratterizzazione di un laghetto vernal morfologia e dettaglio una stazione di monitoraggio che può essere utilizzata per raccogliere dati sulla quantità e la qualità dell’acqua nel corso della durata di hydroperiod di uno stagno vernal. Forniamo la metodologia per come condurre indagini sul campo per caratterizzare la morfologia e sviluppare curve di fase-deposito per uno stagno di vernal. Inoltre, forniamo la metodologia per il monitoraggio il livello dell’acqua, temperatura, pH, ossigeno disciolto, potenziale di ossido-riduzione e conducibilità elettrica dell’acqua in uno stagno vernal, nonché di monitoraggio dati pluviometrici. Queste informazioni possono essere utilizzate per quantificare meglio i servizi ecosistemici che forniscono stagni vernal e gli impatti delle attività antropiche sulla loro capacità di fornire questi servizi.
Introduction
Stagni di Vernal sono zone umide temporanee, poco profonde che in genere contengono acqua dall’autunno alla primavera e sono spesso asciutto durante i mesi estivi. Il periodo di inondazione di stagni vernal, generalmente indicato come il hydroperiod, è controllato principalmente dalle precipitazioni ed evapotraspirazione1.
Stagni di Vernal possono anche essere indicati come vernal piscine, laghetti effimeri, stagni temporanei, stagionali stagni e zone umide geograficamente isolato2. Nel nordest degli Stati Uniti, vernal stagni più spesso sono caratterizzati da habitat critici che forniscono per gli anfibi, che funge da terreno fertile e fornendo supporto durante le prime fasi di vita (cioè, girini) e metamorfosi. In California, vernal stagni sono caratterizzati dalla vegetazione unica e specie di piante in via d’estinzione che supportano2.
Questi habitat sono sempre più minacciati dovuta a terra uso e i cambiamenti climatici, e popolazioni di anfibi stanno vivendo un declino globale significativo in gran parte a causa di attività antropiche3,4. Problemi relativi alla qualità dell’acqua a causa dell’inquinamento sono anche pensiero per contribuire fattori nel recente anfibio declina a livello globale5. Inoltre, recenti studi hanno rivelato un caso aumentato di caratteristiche intersessuali in rane che abitano stagni vernal risentiti delle acque reflue umano6. C’è quindi una necessità di condurre un monitoraggio più intensivo degli stagni vernal sia naturali che incastrati per capire meglio i contributori al declino amfibia globale.
I parametri fisici di vernal stagni che devono essere misurati e monitorati includono la morfologia di stagno e il livello dell’acqua. La morfologia è la geometria dello stagno ed è sviluppata da conducendo un sondaggio per determinare i cambiamenti in elevazione attraverso lo stagno. L’indagine dati vengono quindi utilizzati per stabilire una curva fase-deposito, che consente il volume dello stagno per essere stimata si basa su misurazioni del livello dell’acqua. Perché il livello dell’acqua in uno stagno vernal è fortemente influenzato dalla precipitazione, misurazioni dovrebbero essere fatte ad alta risoluzione temporale per meglio comprendere sia breve (cioè, dell’ordine di minuti a ore) e le fluttuazioni a lungo termine (cioè, nell’ordine di mesi e anni) a livello dell’acqua.
Parametri di qualità dell’acqua di interesse che sono noti per influenzare la funzione di vernal stagni includono temperatura, pH, conducibilità elettrica, livelli di ossigeno disciolto e potenziale di ossido-riduzione. Questi parametri possono essere misurati in situ con tecnologie relativamente a buon mercati e reti di sensori. Alcuni parametri di qualità di interesse, tra cui alcune specie di nutrienti (cioè, azoto totale Kjeldahl) e altre sostanze inquinanti (cioè, contaminanti emergenti) dell’acqua richiedono campioni devono essere raccolti e portati ad un laboratorio per l’elaborazione e analisi.
I parametri critici che incidono sulla capacità di stagni vernal a funzionare come habitat appropriato per anfibi di allevamento e le prime fasi dello sviluppo dei girini includono acqua livello, pH e dissolto la concentrazione di ossigeno. Rispetto a vernal stagni situati in paesaggi relativamente incontaminate, i livelli elevati di conducibilità elettrica, pH più alto, ridotto dissolto le concentrazioni di ossigeno, e ad alte concentrazione di sostanze nutritive sono state registrate negli stagni vernal risentiti antropiche attività2,7. In questi habitat, in particolare quelli che sono interessati da attività antropiche possono verificarsi condizioni riducenti o anaerobiche. Ciò può causare uno spostamento nella comunità microbiologica, alterare la sostanza nutriente in bicicletta all’interno dello stagno e potenzialmente riducendo la degradazione di composti di interferenza endocrine e altri inquinanti8,9.
L’obiettivo di questa carta è di fornire informazioni su come stabilire una stazione per il monitoraggio la quantità d’acqua e la qualità di uno stagno vernal. Questo metodo può essere applicato a qualsiasi stagno vernal, ma richiede l’accesso al sito (vale a dire, il sito deve essere sulla proprietà pubblica o disporre dell’autorizzazione proprietario terriero di installare apparecchiature).
Protocol
Representative Results
Discussion
Significato per quanto riguarda i metodi esistenti
Mentre il monitoraggio dei flussi ha consolidate metodologie sviluppate da United States Geological Survey (USGS), nessun programma di monitoraggio così diffuso esiste per dynamics di vernal stagno di comprensione. Questo protocollo mira a fornire una guida per come cominciare a approccio idrologico e monitoraggio ricerca in un sito di vernal stagno, con l’obiettivo di comprendere fattori chimici e fisici come la qualità del…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori vorrei ringraziare la Pennsylvania stato University Office di fisico pianta (OPP) per il finanziamento a sostegno di questa ricerca. Inoltre, vorremmo ringraziare d. ssa Elizabeth W. Boyer, David A. Miller e Tracy Langkilde presso la Pennsylvania State University per il loro supporto collaborativo di questo progetto.
Materials
| CR1000 | Campbell Scientific | 16130-23 | Measurement and Control Datalogger |
| ENC12/14-SC-MM | Campbell Scientific | 30707-88 | Weatherproof Enclosure Box (12" x 14") |
| CS451-L | Campbell Scientific | 28790-82 | Pressure Transducer |
| CM305-PS | Campbell Scientific | 20570-3 | 47" Mounting Pole (Tripod) |
| TE525-L | Texas Electronics | 7085-111 | Tipping Bucket Rain Gauage (0.01 inch) |
| CS511-L | Campbell Scientific | 26995-41 | Dissolved Oxygen Sensor |
| SP10 | Campbell Scientific | 5278 | 10 W Solar Panel |
| PS150-SW | Campbell Scientific | 29293-1 | 12 V Power Supply with Voltage Regulator & 7 Ah Rechargeable Battery |
| CSIM11-ORP | Wedgewood Analytical | 22120-72 | Oxidation-reduction potential probe |
| CSIM11-L | Wedgewood Analytical | 22119-151 | pH probe |
| CS547A-L | Campbell Scientific | 16725-229 | Water conductivity probe |
| A547 | Campbell Scientific | 12323 | CS547(A) Conductivity Interface |
| CST/berger SAL 'N' Series Automatic Level Package | CST/berger | 55-SLVP32D | Automatic Survey Level, Tripod, and 8' survey rod |
References
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