Continuo hidrológico y control de calidad de Vernal estanques de agua
概要
Comprensión de los procesos de estanques vernales y los impactos de las actividades antropogénicas en su capacidad para proveer estos servicios y servicios de los ecosistemas requiere Monitoreo Hidrológico intensivo. Este protocolo de muestreo utilizando in situ equipo de monitoreo fue desarrollado para evaluar el impacto de actividades antropogénicas sobre los niveles de agua y la calidad.
Abstract
Estanques de vernales, también conocidos como piscinas vernales, proporcionan servicios de los ecosistemas críticos y hábitat para una variedad de especies amenazadas y en peligro de extinción. Sin embargo, son partes vulnerables de los paisajes que son a menudo mal entendidos y documentadas. Uso de la tierra y las prácticas de manejo, así como el cambio climático se cree que son una contribución a la disminución mundial de anfibios. Sin embargo, se necesita más investigación para entender el alcance de estos impactos. Aquí, presentamos la metodología para la caracterización morfología de una charca vernal y el detalle de una estación de monitoreo que puede utilizarse para recopilar datos de cantidad y calidad de agua sobre la duración del hidroperiodo de una charca vernal. Ofrecemos metodología de cómo llevar a cabo estudios de campo para caracterizar la morfología y curvas de la etapa de almacenamiento para un estanque vernal. Además, ofrecemos metodología para control de nivel del agua, temperatura, pH, oxígeno disuelto, potencial de oxidación-reducción y conductividad eléctrica del agua en una charca vernal, así como datos de precipitación. Esta información puede utilizarse para cuantificar mejor los servicios ecosistémicos que proporcionan estanques vernales y los impactos de las actividades antropogénicas en su capacidad para proveer estos servicios.
Introduction
Vernal son humedales temporales y poco profundos que normalmente contienen agua de otoño a la primavera y a menudo están secos durante los meses de verano. El período de inundación de estanques vernales, comúnmente conocida como el hidroperíodo, es controlado principalmente por precipitación y evapotranspiración1.
Estanques vernales pueden también denominarse piscinas vernales, charcas efímeras, charcas temporales, estanques estacionales y humedales geográficamente aislado2. En el noreste de los Estados Unidos, vernales estanques más a menudo se caracterizan por el hábitat crítico que proporcionan para los anfibios, como los criaderos y de prestar apoyo durante etapas tempranas de la vida (es decir, los renacuajos) y metamorfosis. En California, estanques vernales se caracterizan por la vegetación única y en peligro de extinción especies que soportan2.
Estos hábitats son cada vez más amenazados debido al uso y el cambio climático de la tierra, y las poblaciones de anfibios están sufriendo una disminución global significativa en gran parte debido a actividades antropogénicas3,4. Preocupaciones de calidad de agua debido a la contaminación son, también, pensamiento a ser factores que contribuyen a anfibios reciente disminuye a nivel mundial5. Además, estudios recientes han revelado una ocurrencia creciente de características de intersexualidad en ranas que habitan estanques vernales afectados por aguas residuales humanas6. Por lo tanto es necesario realizar seguimiento más intenso de estanques vernales impactados y naturales para comprender mejor a los contribuyentes a la disminución mundial de anfibios.
Los parámetros físicos del vernales lagunas que deben ser medidos y monitoreados incluyen la morfología de la charca y el nivel de agua. La morfología es la geometría del estanque y se desarrolla mediante la realización de una encuesta para determinar los cambios en elevación del otro lado del Charco. La encuesta de datos entonces se utilizan para establecer una curva de la etapa de almacenamiento, que permite el volumen del estanque para estimar basados en mediciones de nivel de agua. Porque el nivel del agua en una charca vernal es influenciado por la precipitación, las mediciones deben hacerse con una alta resolución temporal para entender mejor corto (es decir, del orden de minutos a horas) y las fluctuaciones a largo plazo (es decir, del orden de meses a años) en nivel del agua.
Parámetros de calidad de agua de interés que afectan la función de estanques vernales son temperatura, pH, conductividad eléctrica, niveles de oxígeno disuelto y potencial de oxidación-reducción. Estos parámetros pueden ser medido en situ con redes de sensores y tecnologías relativamente baratos. Algunos parámetros de calidad de interés, como algunas especies nutrientes (es decir, nitrógeno total Kjeldahl) y otros contaminantes (es decir, contaminantes emergentes) del agua requieren muestras para ser recogido y llevado a un laboratorio para el procesamiento y Análisis.
Los parámetros críticos que afectan la capacidad de estanques vernales para funcionar como adecuado hábitat para los anfibios de la cría y las primeras etapas del desarrollo de los renacuajos son agua de nivel, pH y disolvieron la concentración de oxígeno. Comparado con vernales estanques ubicados en paisajes relativamente prístinos, niveles elevados de conductividad eléctrica, pH más alto, reducido disuelven las concentraciones de oxígeno y altas concentraciones de nutrientes se han registrado en vernales estanques afectados por antropogénicos actividades2,7. Condiciones reductoras o anaerobias pueden ocurrir en estos hábitats, especialmente los que se ven afectados por las actividades antropogénicas. Esto puede causar un cambio en la comunidad microbiológica, alterando el alimento ciclismo dentro de la charca y potencialmente reducir la degradación de compuestos disruptores endocrinos y otros contaminantes8,9.
El objetivo de este documento es proporcionar información sobre cómo establecer una estación de monitoreo de la cantidad de agua y la calidad de una charca vernal. Este método puede ser aplicado a cualquier charca vernal, pero requiere acceso al sitio (es decir, el sitio debe en la propiedad pública o tener permiso del dueño de tierra instalación de equipos).
Protocol
Representative Results
Discussion
Importancia con respecto a los métodos existentes
Mientras que control de flujos de metodologías bien establecidos desarrollados por United States Geological Survey (USGS), no hay tal programa de monitoreo generalizado existe para dinámica de comprensión charca vernal. Este protocolo pretende proporcionar orientación de cómo empezar a enfoque hidrológico e investigación en un sitio de la charca vernal, con el objetivo de comprender factores como físicos y químicos de…
開示
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores desean agradecer la Pensilvania estado Universidad Oficina de física planta (OPP) para la financiación de esta investigación. Además, nos gustaría agradecer a los Drs. Elizabeth W. Boyer, David A. Miller y Tracy Langkilde en The Pennsylvania State University por su apoyo colaboración de este proyecto.
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 |
参考文献
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