Bu bir protokol boyutu spektrumunu modeli (bireysel kütle ve nüfus yoğunluğu arasındaki ilişki ölçekleme) bir kombine balık ve wadable akışları ve nehirler omurgasız veri. Yöntemler şunlardır: nicel balık ve omurgasız örnekleri toplamak için alan teknikleri; alan verilerini standartlaştırmak etmek için laboratuar yöntemleri; ve istatistiksel veri analizi.
Boyut spektrumunun bir ekolojik toplum veya gıda Web içindeki bireylerin ortalama vücut kütlesi (M) ve yoğunluğu (D) arasında ters, Allometrik ölçekleme ilişkisi olduğunu. Daha da önemlisi, boyut spektrumunun, türlerin davranışsal veya yaşam geçmişi özellikleri yerine bireysel boyutların, bir ekosistem içinde zenginliğin primer belirleyici olduğunu varsayar. Böylece, türler düzeyinde verilere odaklanan geleneksel Allometrik ilişkilerin aksine (örn. ortalama türlerin vücut boyutu vs. nüfus yoğunluğu), boyut spektrumlu analizler ‘ ataktik ‘-bireysel numuneler sadece boyutları ile tanımlanır, taksononomik kimlik. Boyut spektrum modelleri geleneksel, kompleks gıda ağlarının verimli temsilleridir ve açıklayıcı ve öngörü bağlamlarda kullanılabilir (örn. büyük tüketicilerden bazal kaynaklardaki değişikliklere ilişkin tepkiler tahmin edilebilir). Çeşitli su ekosistemlerinden gelen ampirik çalışmalar da büyüklüğü Spectra yamaçlarında benzerlik yüksek düzeylerde orta bildirdi, ortak süreçler çok farklı ayarları küçük ve büyük organizmaların fazlalıkları düzenleyen düşündürmektedir. Bu, wadable akışlarda topluluk düzeyinde boyut spektrumunu modellemek için bir protokoldür. Protokol üç ana adımda oluşur. İlk olarak, yerel yoğunlukları tahmin etmek için kullanılabilecek nicel bentik balık ve omurgasız örnekleri toplayın. İkincisi, tüm bireyleri ataktik üniteye dönüştürerek balık ve omurgasız verileri standartlaştırın (yani, boyutla tanımlanmış bireyler, taksononomik kimliklerden bağımsız olarak) ve günlük2 boyutlu kutular içerisindeki kişileri toplamaları. Üçüncü olarak, ataktik M ve D tahminleri arasındaki ilişkiyi modellemek için doğrusal regresyon kullanın. Ayrıntılı talimatlar, D tahmin ve boyut spektrumları modelleme kolaylaştırmak için özel yazılım da dahil olmak üzere, bu adımların her tamamlamak için burada sağlanmıştır.
Vücut kütlesi ve metabolik oran arasındaki pozitif ilişki gibi vücut boyutu ölçekleme ilişkileri, bireysel organizma düzeyinde iyi bilinmektedir ve şimdi organizasyon yüksek düzeyde incelenmektedir1,2,3 . Bu Allometrik ilişkiler, y = bformunun en sık güç kanunu fonksiyonudur, y ilgi değişkenidir (örn. metabolizma, bolluk veya ev aralığı boyutu), M tek veya ortalama bir vücut kütledir bireysel, b bir ölçeklendirme katsayısı ve a bir sabittir. İstatistiksel kolaylık sağlamak için, y ve M verileri genellikle günlük-dönüştürülmüş analiz önce sonra form günlük Doğrusal denklemler Ile modellenmiştir (Y) = log (a) + b log (M), burada b ve log ( a) sırasıyla Doğrusal model eğim ve kesişim noktası haline gelir.
Boyut spektrumunun, M ‘nin bir fonksiyonu olarak yoğunluk (D, birim alan başına birey sayısı) veya biyokütle (B, birim alanı başına birey toplamı kütlesi) tahmin eden bir Allometrik ilişki türüdür (bkz. Bölüm 4 ek ‘ normalleştirilmiş ‘ D veya B tahminlerinin kullanımı hakkında bilgi.) M ve D arasında veya m ile B arasında diğer ölçeklendirme Ilişkileri gibi, boyut spektrumunun temel ve uygulamalı ekoloji merkezi bir rol oynamaktadır. Nüfus seviyesinde, biyologlar genellikle negatif D M ilişkilerini yoğunluklu bağımlı hayatta kalma kanıtı olarak veya ekosistem taşıma kapasitesinin modelleri olarak (örn. ‘ kendinden inceltme kuralı ‘)4, 5‘ i yapın. Toplum seviyesinde, B
M ilişkileri, boyut seçici balıkçılık5/6gibi antropojenik perturbasyonların sistem düzeyinde etkilerini incelemek için kullanılabilir. D ve B ile M allometric ölçekleme aynı zamanda nüfus, topluluk birleştirmek için son çabaları merkezi ve ekosistem ekoloji2,8,9.
Boyut spektrumunun özellikle önemli bir özelliği, tamamen ataksik9,10olduğu gerçektir. Bu nokta, D m veya B
m veri Scatter grafiklerini karşılaştırırken kaçırmak kolaydır ancak taxic ve ataksik modelleri arasındaki ayrım kritik bir şey. Taxic modellerinde, tek bir M değeri, belirli bir türün veya takson11‘ in her bireyin ortalama vücut kütlesini temsil etmek için kullanılır. Ataktik modellerde, bir veri kümesinde bulunan tüm bireyler, kendi taksononomik kimliği12‘ ye bakılmaksızın bir dizi vücut boyutu aralığı veya M depo gözü arasında bölümlenmiş olur. İkincisi, ataktik yaklaşım birçok takson sergi belirsiz büyüme ve deneyim beslenme davranışında bir veya daha fazla ontogenetic vardiyaları su ekosistemlerde avantajlı; Bu durumlarda, tek bir tür düzeyi M ortalama bir türün yaşam geçmişi9,13,14boyunca farklı işlevsel rolleri doldurabilir gerçeği gizleyecektir.
Burada, wadable akarsu ve nehirler içinde boyut spektrumunu ölçmek için tam bir protokol sunuyoruz. Protokol, gerekli balık ve bentik makroomurgasız verileri toplamak için alan örnekleme yöntemleriyle başlar. Balık, ‘ üç geçişli tükenme ‘ örnekleme işlemi yoluyla toplanır. Bolluk daha sonra Zippin yöntemi15ile tükenme verilerinden tahmin edilecektir. Tükenme örnekleme, kapalı bir çalışma erişim içinde bireysel balıklar (yani, bireyler ne girebilir ne de kapalı erişim bırakabilirsiniz) üç ardışık numuneler aracılığıyla erişime kaldırılır. Böylece, kalan balıklar sayısı giderek tükenmiş olacak. Bu tükenme trendinden, çalışma ulaşmak içinde toplam bolluk sonra D dönüştürülür tahmin edilebilir (m başına balık2), çalışma ulaşmak bilinen yüzey alanı kullanarak. Benthic macroınvertebrates standart sabit alan örnekleyiciler ile toplanacak, daha sonra teşhis ve laboratuvarda ölçülür.
Ardından, kombine balık ve makroomurgasız veri boyutu kutuları arasında bölümlenmiş olacaktır. Geleneksel olarak, oktav veya günlük2 ölçek (yani, iki katına aralıkları) boyutu bin sınırları ayarlamak için kullanılan16. Bir kez boyutu depo gözü kurulduktan sonra, omurgasızlar doğrudan birim alan başına birey sayısı olarak numaralandırılır çünkü kendi boyut kutuları arasında bireysel bentik makroomurgasızlar bölümleme basittir. Ancak, bu tahminler tükenme verilerinden algılanır çünkü boyut kutuları içinde balık fazlalıkları tahmin daha soyut. Bu nedenle ayrıntılı talimatlar, tükenmesi örnek verilerinden, taksonomik kimlikten bağımsız olarak boyut kutuları içinde balık bolluk tahmin etmek için sağlanır.
Son olarak, boyut spektrumunu modellemek için doğrusal regresyon kullanılacaktır. Bu protokol tam Kerr ve Dickie16 orijinal, genel yöntemi ile uyumludur ve McGarvey ve Kirk tarafından kullanılan yöntemleri özdeş, 201817 balık ve Batı Virginia akarsu omurgasız boyutu Spectra bir çalışmada. Bu protokolü kullanarak, müfettişlerin sonuçları doğrudan Kerr ve Dickie16üzerine inşa diğer çalışmalar ile karşılaştırılabilir, böylece tatlı su içinde vücut boyutu ölçekleme ilişkileri geniş ve sağlam bir anlayış hızlandırarak emin olabilirsiniz ekosistemler ve onları sürücü mekanizmaları.
Bu ataktik boyut spektrumları protokol ölçümü ve akış balıklar ve omurgasızlar topluluklar içinde model boyutu yapısını kullanılabilir. Akış ekosistemlerde önceki boyut Spectra çalışmaları temel açıklayıcı araştırma39,40 uzunlamasına nehir profili boyunca karşılaştırmalar için41 ve farklı biyocoğrafik bölgeleri arasında Aralık olduğunu42. Mevsimsel karşılaştırmalar<sup clas…
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma için finansman Ulusal Bilim Vakfı (Grant DEB-1553111) ve bilimsel araştırmalar için Eppley Vakfı tarafından sağlandı. Bu yazıda VCU Rice Rivers Center katkısı #89.
Chest waders | Multiple options | n/a | Personal protective equipment for use during electrofishing. Do NOT use 'breatheable' waders as electrical current will pass through them. |
Rubber lineman's gloves | Multiple options | n/a | Personal protective equipment for use during electrofishing. |
Dip nets with fiberglass poles | Multiple options | n/a | Used to capture stunned fishes during electrofishing. |
Backpack electrofishing unit | Smith-Root; Halltech; Midwest Lake Management; Aqua Shock Solutions | www.smith-root.com; www.halltechaquatic.com; https://midwestlake.com; https://aquashocksolutions.com/ | Backpack electrofishers are currently manufactured and distributed by four independent companies in North America. Prices and warranty/technical support are the most important factors in choosing a vendor. |
Block nets/seines (×2) | Duluth Nets | https://duluthfishnets.com/ | Necessary length will depend on stream width. 3/8 inch mesh is recommended. |
Cam-action utility straps with 1 inch nylon webbing (×4) | Multiple options | n/a | Used to secure/anchor block nets. Available at auto supply, hardware, and department stores. |
Large tent stakes (×4) | Multiple options | n/a | Used to secure/anchor block nets. Available at camping and department stores. |
5 gallon plastic buckets (×5) | Multiple options | n/a | Used to hold and transport fish during electrofishing. Available at hardware and paint supply stores. |
10-20 gallon totes (×3) | Multiple options | n/a | Used as livewells, sedation tanks, and recovery bins for captured fishes. Available at hardware and department stores. |
Battery powered 'bait bucket' aeration pumps | Cabelas | IK-019008 | Used to aerate fish holding bins during field processing. |
Fish anesthesia (Tricaine-S) | Syndel | www.syndel.com | Used to sedate fishes for field processing. Tricaine-S is regulated by the U.S. Food and Drug Administration. |
Folding camp table and chairs | Cabelas | IK-518976; IK-552777 | Used to process fish samples. |
Pop-up canopy | Multiple options | n/a | Used as necessary for sun and rain protection. |
Fish measuring board | Wildco | 3-118-E40 | Used to measure fish lengths. |
Battery powered field scale with weighing dish | Multiple options | n/a | Used to weigh fishes. Must weigh be accurate to 0.1 or 0.01 grams. |
Clear plastic wind/rain baffle | Multiple options | n/a | Used to shield scale in rainy or windy conditions. Must be large enough to cover the scale and a weighing dish. |
White plastic or enamel examination trays | Multiple options | n/a | Trays are essential for examining fishes in the field. |
Stainless steel forceps | Multiple options | n/a | Forceps are helpful when examining small fishes and in transfering invertebrates to specimen jars. |
Hand magnifiers | Multiple options | n/a | Magnification is often helpful when identifying fish specimens in the field. |
Fish identification keys | n/a | n/a | Laminated keys that are custom prepared for specific locations are most effective. |
Datasheets printed on waterproof paper | Rite in the Rain | n/a | Waterproof paper is essential when working with aquatic specimens. |
Retractable fiberglass field tapes | Lufkin | n/a | Used to measure stream channel dimensions. |
Surber sampler or Hess sampler | Wildco | 3-12-D56; 3-16-C52 | Either of these fixed-area benthic samplers will work well in shallow streams with gravel or pebble substrate. |
70% ethanol or isopropyl alcohol | Multiple options | n/a | Used as invertebrate preservative. |
Widemouth invertebrate specimen jars (20-32 oz.) | U.S. Plastic Corp. | 67712 | Any widemouth plastic jars will work but these particular jars are durable and inexpensive. |