Summary
緑のカニ集団の動態における時空間的パターンを理解することは、この有害な侵略的な種の生態学的および経済的影響を予測し、管理するために不可欠である。このプロトコルは、北西大西洋の岩石間潮帯で緑のカニの個体数を評価するための標準化された方法を作成するために開発されました。
Abstract
侵略的な種は、世界中の生態系に大きな混乱を引き起こしました。ヨーロッパの緑のカニは1800年代に北米に侵攻し、IUCNによる世界で最悪の侵略者の1つと考えられています。この有害な侵略的な種の生態学的および経済的影響を予測し、管理するためには、時空間的な緑色のカニ集団のダイナミクスの観察が不可欠です。このプロトコルは、ニューイングランドとカナダ大西洋の岩石間潮帯における緑のカニの個体数のダイナミクスを評価するための標準化された方法を作成するために開発されました。このプロトコルは、研究者、教育者、学生、市民科学者を含む複数のユーザーがアクセスできるように設計されました。それはカニの集団を調査するために設計されたが、このプロトコルは適応しやすく、潮間種の任意の数のために使用することができる。このプロトコルを使用して収集されたデータは、生態学的研究、保全活動、緩和戦略、漁業開発、教育的アウトリーチ目的など、幅広い用途を持っています。
Introduction
生物学的侵入は、種の相互作用や生態学的プロセスを破壊する可能性があり、生態学的11、2、32,3および経済的結果4に広範囲に及ぶ可能性がある。侵略を正常に予測、緩和、適応する能力は、時空間的集団力学5を特徴付けることに強く依存する。さまざまなツール(例えば、集団遺伝学、安定同位体)が存在し、侵略的な種を追跡するための(例えばeDNA)が出現しているが、従来のin in situモニタリング技術は、侵略的な種の分布および豊富さを評価するために広く利用され続けている。
ヨーロッパの緑のカニ(カルチヌス・マエナス)は、1817年に北米で初めて検出され、世界の生態系6、77に侵入6した侵略種です。緑のカニは、食,餌8、9を9通じてネイティブ二枚貝の個体数を減らし、食料と8避難所10、11、12のネイティブ甲殻類と競合し10、11ウナギの草の生息地の破壊とその後の魚の群れ構造1212、13、14を通じて、地元の生態系に多くの悪影響を及ぼします。12,13,14これらの問題を複雑にすることは、世界の他の海洋の99%よりも温暖化が速く起こっているメイン湾のような地域で深刻な生態学的および社会経済的な影響を及ぼしている温度の上昇と緑カニの豊富さおよび/または範囲拡張17,15、16との間のリンクである。15
北米の東海岸では、緑のカニはバージニア州からニューファンドランドまで及んでいます。彼らは最も一般的に満潮レベルから5-6 m18に至るまでの深さで波で保護された海岸線、河口、および堤防で見られます。潮間帯での彼らの存在は、彼らが海岸線の調査のための理想的な海洋種になります。緑のカニを識別するために使用される最も特徴的な特徴は、目の両側に5つの脊椎または「歯」と目の間の3つの脊椎のパターンです( 付録1を参照)。彼らのカラパス(後側)は、典型的にはまだら濃い緑色と茶色ですが、腹側の色のパターンは大きく異なることがあります( 付録2を参照)。
現在、緑のカニの集団モニタリングを行っている多くの組織、研究者、市民科学者グループ、教育者がいます。しかし、標準化されたプロトコルが存在しなくて、データセットを比較し、最終的には地域規模と地域規模の両方で緑のカニの個体数を理解することが困難になります。このプロトコルは、ニューイングランドとカナダ大西洋の岩石間潮帯における緑のカニの時空間的集団ダイナミクスを定量化するように設計されています。理想的には、標準化された、安価で、容易に適応可能な調査の開発は、研究者、市民科学者、教育者、学生を含む幅広いユーザーによる長期的な監視努力を促進します。
緑のカニは、このプロトコルの関心のターゲット種であるが、データは、ネイティブのヨナと岩ガニ(癌のボレアリスと癌の刺激)だけでなく、侵略的なアジアの海岸カニ(ヘミグラプサスサンギヌス)のデータも収集されます。これらは、ニューイングランド北部の岩石間潮帯で一般的に見られるカニ種であり、その人口分布と豊富な傾向は生態学的および経済的意義を有する。このプロトコルと共に、ニューイングランド北部に特有のカニの識別(付録1)を支援するために、潮間カニフィールドガイドが開発されました。このプロトコルでは、Anecdata19を使用して、データ入力とストレージ プラットフォーム 「潮間グリーンカニ プロジェクト」も開発されました。Anecdata は、監視データの収集とアクセスのための Web ベースおよびモバイル ソリューションを提供する無料のオンライン市民科学プラットフォームであり、データを簡単に収集、管理、共有するためのユーザーフレンドリーなプラットフォームを提供します。
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Protocol
1. 調査業務の時期
- 潮間帯の生産性の高さ中、5月から11月の間に調査を行う。
- 負またはゼロの潮(一般的に新しい月周期と満月周期)の周りの調査をスケジュールして、低潮帯(すなわち、少なくとも2時間)で十分な時間を可能にする。
2. 事前調査準備
- 調査を実施する前に、すべてのフィールド ガイドとデータ収集シート (付録を参照) を見つけて印刷します (これが推奨される方法の場合)。フィールドガイドとデータ収集に逸話アプリを使用する場合は、Anecdataのウェブサイトにアクセスして、潮間緑カニプロジェクト19に参加してください。データ収集シートと逸話コレクションのカテゴリは同じです。
3. サイトの選択と説明
- 石畳(つまり、安定していない、波の作用によって転がされた)と藻類の天蓋生息地を持つ波で保護された岩の間潮サイトを見つけます。計画されたサンプリングに対応するために、海岸線が少なくとも100 mあることを確認します。
- 全地球測位システム(GPS)ユニット、またはGPS機能を備えたスマートフォンなどのデバイスを使用して、調査サイトの位置を記録します(例えば、多くのコンパスアプリは無料でダウンロードできる、またはスマートフォンで事前にプログラムされています)。インタータイダルサーベイデータシート(付録3)または逸話上の潮間緑カニプロジェクトに直接サイト座標を記録します。
- 予測された干潮時間(NOAA潮汐準備局のウェブサイトやTidesなどのアプリから決定される)では、低潮間帯(すなわち、スプラッシュゾーン)から高潮帯(すなわち、満潮時に通常乾燥する黒い微小域帯)まで垂直に50mのトランセクトテープを実行します。結果の距離を、高、中、低の 3 つの等しいセクションに分割します (図 1)。低潮間部は、海岸線と平行で、目標サンプリング領域です。
- 低潮間帯内で、海岸線に平行な距離100mを測定し(図2)、不動の巨石、棚、ドック杭などのリバーや自然の恒久的なランドマークを使用して、このゾーンを引き離す永久マーカーを確立します。
4. 調査の実施
- 調査サイトに到着する前に、潮間調査データシート(付録3)または逸話上の潮間緑カニプロジェクトに直接次の情報を記録してください:サイト名、サンプリング日、参加者、サンプリングする場所/日付での干潮の時間と高さ(NOAA潮汐推定ウェブサイトを使用して決定www.moongiant.com)
- 調査サイトに到着すると、調査が行われる低潮間海岸線の100 mセクションを見つけ、ギアを開梱し、データシートとフィールドガイドを整理します。
- 必要に応じて、サンプリング領域に隣接する浅瀬で防水デジタル温度計を使用して水温を測定します。
- サンプリング領域に隣接して収集した数滴の水を、そのサンプリング領域に隣接して、数滴の水分量を、十等量の屈折率計に配置して、その数滴を測定します。
- °Cで水温と1000分の部分の分の水分量(PPT)を潮間調査データシートで記録するか、逸話アプリの潮間緑カニプロジェクトに直接。
- 海岸線と平行に走る事前定義された低潮帯領域内の1 m2 クワドラットを無計画に投げ込み、調査を開始します(サンプル領域が既に定義されているため、調査を行うためにトランセクトテープは必要ありません)。可動岩(下を見ることができる石畳/砂利)と藻類の天蓋カバー(例えば、ア スコフィラム または フカス・スップ)の両方の割合の視覚的推定値を、四角内から最も近い4分の1(例えば、0、25、50、75、または100%)に記録します。岩場の潮間生息地はしばしばパッチ状であり、砂、泥、棚、または緑のカニが見つからない他の生息地の領域を含むことができます。
- 不適切な生息地をサンプリングして密度推定値を歪めないようにするには、50%以上の可動岩または50%を超えるアルガルキャノピーを有するサンプルクワドラのみをサンプリングする。また、この生息地は中部潮間帯をより代表的である可能性があるため、岩や棚が低潮帯内の海岸線のプロファイルの上に顕著に上昇するサンプリングエリアを避けてください。
- 各四分の一内では、移動可能な岩や石畳を持ち上げ、慎重に藻類を脇に移動してカニを探します。見つかったすべての岩や藻類を交換してください。見つかったカニをすべて収集し、クワラット全体が検索されるまでバケツに保管します。
- 潮間カニフィールドガイド(付録1、または逸話プロジェクトプラットフォーム上のソース)を使用して各カニの種を特定し、潮間調査データシート(付録3)または逸話アプリの潮間緑カニプロジェクトに記載されている種コードを使用して記録します。
- 端子脊椎の先端から先端までのカラパスの最も広い部分にわたる各カニのカラパス幅(CW)を、バーニエキャリパーを使用して最も近い1 mmまで測定します。
- カニの腹側の腹部(または「エプロン」)を使用して性別を決定します。雄のカニは狭い尖った腹部を持つ傾向があり、雌のカニはより広い蜂の巣の形をした腹部を有する傾向がある(付録1)。カニの唯一のレコードセックス≥10ミリメートルCW。
- すべてのカニについて、記録された爪の数、脚の数、シェルの状態(すなわち、カラパスが指圧が加えられると抵抗するか(硬い)または与える(柔らかい)かによって決定されるハードシェルまたはソフトシェル、および存在(すなわち、排卵性)または女性のための押出卵の欠如。
- 必要に応じて、ヤングとエリオット20(付録2)によって開発されたカラープロトコルを使用して、緑のカニの色を記録しますが、他のカニ種の色を記録しないでください。このプロトコルは、実際のペイントチップを供給して現場に持ち込むことができる場合にのみ使用してください。外部のプレモルトインジケータを使用して、グリーンカニのプレモルトシェルの状態を特定します (付録4、またはAnecdataプロジェクトプラットフォームのソース)。プレモルトグリーンカニは、脱皮の3週間以内であり、新興のソフトシェルグリーンカニ漁業21、22,22に特に関心があります。
- すべての測定値と特性が記録されたら、クワラット内のすべてのカニを生息地に戻します。
- 合計10 m2 がサンプリングされるまで、事前定義された低潮間領域内でクワッドラットを無計画に投げ続けます。海岸線の低潮間領域に沿って継続的に前進し、調査領域が100 mを超えないように、リサンプリングが発生しないように、クワドラトが最低1m、最大10mで分離されるようにします。
5. データ管理と分析
- データシートを使用する場合は、すべての未加工のデータシートで、調査、コピー、スキャン、アーカイブのエラーと読みやすさを確認します。エクセルスプレッドシート( 付録5 など)または逸話19の潮間緑カニプロジェクトにデータを入力する場合は、コピーを使用します。スキャンしたデータシートを電子的に保存します。
- スタディの設計に適したデータ解析を実行します。有用な集団指標には、カニ密度(カガの総数を四量ラットのサンプリング総数で割った数)、性比、累積サイズ頻度、傷害率、シェル状態比、種全体の遭遇率(例えば、ネイティブと侵略的なカニの%)が含まれます。
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Representative Results
2019年には、このプロトコルは、5月から11月までの3か所(サンディポイント、ヤーマス、ME(43°46'17.92"N、70°8'45.52"W)、ロビンフッドコーブ、ジョージタウン、ME(43°48'13.80"N、43°48'13.80"N、) 69°44'50.97"W)、ニューメドウズ川、ウェストバス、ME(43°51'17.84"N、69°51'55.20"W)、5月から8月までの1つの場所(ダマリスコッタ川、ウォルポール、ME(43°56'9.42"N、69°34'52")。収集されたデータは、空間的および時間的な緑カニの個体数密度(図3)および性比(図4)の大きな変動、ならびにサイト間の累積サイズ頻度の有意な差を示した(例えば、ダマリスコッタカニは有意に小さく、サンディポイントカニはサンプリングされた他の個体よりも有意に大きかった(コルモゴロフスミルノフ試験、p 0.05すべての比較図)、5)。シェルの状態は各サイト内で季節的に変化し、春には男性、春と秋にはメスのピークプレモルトとソフトシェルの段階で変化しました(図6)。
このプロトコルは、2018年と2019年にジョージタウンセントラルスクール3rdと4年生によって使用され、毎年10月にMEのジョージタウンで同じサイトを調査しました。彼らは、2018年に5〜15mm CWサイズのカニが支配することから、2019年には15〜30mmのCWサイズのカニに支配されることから、人口の変化を観察した(図7)。また、侵襲的なアジアのショルガカニの発生率は、2018年の3.5%から2019年には9%に増加した(図8)。
図1:潮汐高帯。海岸線に沿った潮高帯の図。調査は低潮帯(すなわち、海岸線と平行に走る潮間帯の下の3分の1)で行われる。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図2:測量エリアの定義干潮帯が黄色で、調査エリアが緑色で表示されたメイン州ヤーマスの調査サイトの画像。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図3:緑のカニ密度。ダマリスコスタ川、ニューメドウズ、ロビンフッドコーブ、サンディポイント潮間調査サイトにおける緑のカニの平均月間密度(#/ m2)。誤差範囲は、1 つの標準誤差±表します。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図4:緑カニの性比。ダマリスコスタ川、ニューメドウズ川、ロビンフッドコーブ、サンディポイント潮間調査サイトの緑カニの月別セックス比。性比は、男性である人口の割合として表されます。7月に登場する緑色の「0」は、その月にロビンフッドコーブで0%の雄カニと100%のメスカニを示しています。青い「NA」は、9月から11月にかけてダマリスコスタ川で収集されたデータがないことを示しています。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図5:緑のカニサイズの周波数。ダマリスコスタ川、ニューメドウズ川、ロビンフッドコーブ、サンディポイント間潮モニタリングサイトの累積サイズ頻度(ダマリスコスタ川、ニューメドウズ川、ロビンフッドコーブ、ダマリスコスタ川の5月から8月)。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図6:シェル条件比率ニューメドウズ川間潮モニタリングサイトでA)メスとB)オスの緑のカニの毎月のシェル状態比。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図 7: 学生が収集したサイズの頻度。ジョージタウン中央学校3年生 と4年生 が2018年と2019年に調査した緑のカニのサイズ頻度。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図8:種発生。ジョージタウン中央学校が調査したカニ種の発生率 3rd と4 年生 A) 2018 と B) 2019. この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
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Discussion
このプロトコルは、研究者、教育者、学生、市民科学者を含む複数のユーザーがアクセスできる岩石間潮帯におけるカニ集団の空間的および時間的傾向を評価するための調査方法を記述する。このプロトコルの利点は、次のとおりです: それは、特殊なまたは高価な機器を必要としません, 方法論は、スキルレベルの広い範囲に対して親しみやすく (例えば, 3rd と4年生 の学生が正常に使用しています), それは簡単に研究者のニーズに合わせて適応することができます.さらに、Anecdataのオプションの使用により、観測データをデータストレージプラットフォームに直接記録し、幅広いユーザーがアクセスすることができます。ここでの関心の種は侵略的なヨーロッパの緑のカニですが、このプロトコルは潮間種の任意の数に使用することができます。しかし、このプロトコルを一般化する際には、対象となる種ごとに固有の特性や挙動を慎重に検討することが重要です。
グリーンカニの海岸線調査を行う市民科学者や教育イニシアチブの多くは、標準的な測定単位(例えば、四角)を利用したり、海岸線の特定の領域(例えば、低潮帯)を標的にしたりせず、空間的および時間的な比較を困難にします。このプロトコルは、海岸線に沿って標準化された領域をターゲットに簡単な技術を利用しています。しかし、これはまた、より厳格な方法や特殊な機器が調査エリア内でより正確な潮汐高さの測定をもたらすという点でプロトコルの制限です。調査エリアは低潮帯で海岸線の100mと定義されていますが、サイトはさらに、区別しやすい自然または人工の境界で区切られた海岸線のセクション、または測量エリアから300mの最小境界距離で定義する必要があります。これは、調査官が近接して複数のサイトを調査することを検討している場合の重要な説明です。
このプロトコルには、研究者やマネージャーに役立つ詳細な測定値の収集も含まれています。すべての測定が、かなりの量のトレーニングを要するプレモルトグリーンカニの特定など、すべてのユーザーに適しているわけではないことに注意することが重要です。さらに、小さな少年の性別を決定することは困難である可能性がありますので、性識別は10mm CW≥カニにのみ推奨されます。このプロトコルの一部ではありませんが、ターゲット種に精通していない市民科学者、学生、教育者などもデジタルカメラを利用して不確実性を文書化し、調査期間外のトラブルシューティングを行ったり、レビューのためにAnecdataプラットフォームにアップロードしたりすることをお勧めします。
海洋温度が23、24を暖め続け、24メイン湾とカナダ大西洋15、16の緑のカニ集団にとってより有利になるにつれて、その分布と豊富さを評価することは、16タイムリーな緩和と適応戦略にとって重要です。例えば、沿岸地域が緑のカニの恩恵を受けることを可能にするソフトシェルグリーンカニ漁業を開発する最近の取り組みは、人口監視データに依存して、プレモルトカニとソフトシェルカニ21,22,22を標的とする時期と場所を決定しています。Bountyプログラムやその他の除去努力は、時間とリソースを割り当てる最善の方法を決定するのに役立つ分散および豊富なデータからも恩恵を受ける可能性があります。同様に、自治体の貝類管理プログラムは、多くの場合、ハマグリを育てたハマグリの種子と緑のカニの分布と豊富さの地元の傾向で地元の泥沼を補充するなど、毎年の保全活動を行い、これらの保全措置のベストプラクティスを知らせることができます。
最後に、このプロトコルは、学生や市民科学者のための効果的なアウトリーチと教育ツールであることが証明されています。数年前からこのプロトコルを使用している3年生 と4年生 に加えて、南メイン大学の学部生やIdexx研究所のコミュニティサービスボランティアにも使用されています。さらに、このプロトコルの適応版は現在、メイン湾研究所のバイタルサインプログラムによって使用されており、メイン州の学生や市民科学者と提携して侵略的な種を監視しています。最終的には、このプロトコルを使用して収集されたデータは、生態学的研究、保全活動、緩和戦略、漁業開発、および教育的なアウトリーチ目的を知らせるなど、幅広い用途を持っています。
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Disclosures
著者は開示するものは何もない。
Acknowledgments
ガブリエラ・ブラッド博士、ロバート・ステネック博士、エリカ・フェレリ博士、エセル・ウィルカーソン博士、スーザン・エアーズ、ジョージタウン・セントラルスクール3年生と4年生、ジュリー・アップハムとウェストバース小学校4年生、ジュリー・アップハムとウェストバース小学校4年生、ジュリー・アップハムとウェストバース小学校4年生、GMイデバイス・イデスタ・イデックス・イデスタ・イデスタ・イデスタ・イデブ・イデックス・イデスタの学生たち、この原稿に関するコメントや提案をしてくれたアン・ヘイデン、ケイトリン・クリーバー、ハンナ・ウェバーに感謝します。この議定書の開発と実行を支援してくれた資金源であるNOAAサルトンストール・ケネディ補助金プログラム(グラント・#NA18NMF4270194)、メイン・シー・グラント、ロバート・アンド・パトリシア・スイス財団、ジョージタウン・アイランド教育基金に感謝します。最後に、この原稿は、3人の匿名のレビュアーが提供したコメントと編集のおかげで大幅に改善されました。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1 m2 PVC quadrat (1/2" PVC) | Any hardware/home improvement store | PVC can be sourced at any hardware/home improvement store and cut into 1m lengths to form quadrat (4 1/2" PVC elbows will also be needed to connect 1 m lengths into square) | |
| 1/2" rebar | Home depot | 5152 | *optional (for marking low intertidal area) |
| 40 m Fiberglass Transect Tape | Grainger | 3LJX1 | |
| 5 gal bucket | Home depot | 05GLHD2 | |
| Ade Advanced Optics Salinity Refractometer | Amazon | *optional | |
| Clip board | Any office supply store or Amazon | ||
| Uei Waterproof Digital Thermometer | Amazon | *optional | |
| Vernier calipers | Bel-Art | Many companies make calipers, however our preferred brand is Bel-Art which can be sourced on Amazon |
References
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