Forstå økosystemtjenester og prosesser vernal dammer og virkningene av menneskelige aktiviteter på deres evne til å yte tjenester krever intensiv hydrologiske overvåking. Denne prøvetaking protokollen bruker på plass overvåking utstyr ble utviklet for å forstå virkningen av menneskelige aktiviteter på vannstand og kvalitet.
Vernal dammer, også kalt vernal bassenger, gi kritiske økosystemtjenester og habitat for en rekke truet og Eskortetjenester. Men er de sårbare deler av landskap som er ofte dårlig forstått og lite studert. Arealbruk og ledelsesmetoder, samt klimaendringer antas å være et bidrag til global amfibier nedgangen. Men er mer forskning nødvendig å forstå omfanget av disse konsekvenser. Her presenterer vi metodikk for å karakterisere en vernal dam morfologi og detaljer en overvåking stasjon som kan brukes til å samle inn vann kvantitet og kvalitet data over varigheten av en vernal dam hydroperiod. Vi gir metodikk å gjennomføre feltet undersøkelser for å karakterisere morfologi og utvikle scenen-lagring kurver for en vernal dam. I tillegg gir vi metodikk for overvåking av vannstanden, temperatur, pH, oksidasjon-reduksjon potensial, oppløst oksygen og elektrisk ledningsevne vann i en vernal dam, i tillegg til å overvåke nedbør data. Denne informasjonen kan brukes til å bedre kvantifisere økosystemtjenester som vernal dammer gi og virkningene av menneskelige aktiviteter på deres evne til å yte tjenester.
Vernal dammer er midlertidige, grunne våtmarker som vanligvis inneholder vann fra høsten til våren, og er ofte tørre i sommermånedene. Oversvømmelse perioden vernal dammer, som hydroperiod, styres hovedsakelig av nedbør og fordampning1.
Vernal dammer kan også bli referert til som vernal bassenger, flyktige dammer, midlertidige dammer, sesongmessige dammer og geografisk isolert våtmarker2. I nordøstlige USA, er vernal dammer ofte preget av kritisk habitat de gir for amfibier, som avl grunn og gi støtte under tidlige livsstadier (dvs., rumpetroll) og metamorfose. I California, er vernal dammer preget av den unike vegetasjon og truede plantearter at de støtter2.
Disse er stadig truet grunn til land bruk og klimaendringer og amfibier befolkningsgrupper opplever en betydelig global nedgang skyldes menneskelige aktiviteter3,4. Vann kvalitet bekymringer på grunn av forurensning er også antatt å være medvirkende faktorer i siste amfibier avslår globalt5. I tillegg har nyere undersøkelser avdekket en økt forekomst av tvekjønnet egenskaper i frosker bor vernal dammer påvirket av menneskelige avløpsvann6. Det er derfor behov for å utføre mer intensiv overvåking av både naturlige og påvirket vernal dammer å forstå bidragsyterne til globale amfibier nedgangen.
Fysisk parameterne vernal dammer som skal måles og overvåket inkluderer dammen morfologi og vann. Morfologi er geometrien av dammen, og er utviklet av gjennomfører en undersøkelse for å finne endringer i høyde over dammen. Undersøkelsen data brukes deretter til å opprette en stadium-lagring kurve, slik at volumet på dammen fastsettes basert på vannstanden målinger. Fordi vannstanden i en vernal dam er sterkt påvirket av nedbør, gjøres mål på en timelig høyoppløselig beste forstå både kort (dvs.på minutter til timer) og langsiktig svingninger (dvs. på måneder til år) i vannet.
Vann kvalitet parametere av interesse som er kjent for å påvirke funksjonen til vernal dammer inkluderer temperatur, pH, elektrisk ledningsevne, oppløst oksygen nivåer og oksidasjon-reduksjon potensialet. Disse parametrene kan alle være målt i situ med relativt billig teknologier og sensornettverk. Noen vann kvalitet parameterene steder som noen næringsstoffer arter (dvs., totalt Kjeldahl nitrogen) og andre forurensende stoffer (dvs., nye miljøgifter) krever eksempler som skal samles inn og brakt til et laboratorium for behandling og analyse.
Kritiske parametere som påvirker evnen til vernal dammer å fungere som passende beboelse for avl amfibier og tidlig i utviklingen etapper i rumpetroll inkluderer vann nivå, pH, og oppløst oksygen konsentrasjon. Forhold til vernal dammer i relativt uberørte landskap, forhøyede nivåer av elektrisk ledningsevne, høyere pH, redusert oppløst Oksygenkonsentrasjoner, og høy næringsinnholdet registrert i vernal dammer påvirket av menneskeskapte aktiviteter2,7. Redusere eller anaerobe forholdene kan oppstå i disse habitater, spesielt de som er påvirket av menneskelige aktiviteter. Dette kan forårsake en endring i mikrobiologisk samfunnet, endre næringsstoffer sykling i dammen og potensielt redusere nedbrytning av endokrine forstyrre forbindelser og andre miljøgifter8,9.
Målet med denne utredningen er å gi informasjon om hvordan du oppretter en stasjon for kvantitet og kvalitet av et vernal tjern. Denne metoden kan brukes til alle vernal dammen, men krever tilgang til området (dvs.området må være på offentlig eiendom eller grunneier tillatelse til å installere utstyr).
Betydning når det gjelder eksisterende metoder
Mens overvåking av bekker har veletablerte metoder utviklet av United States Geological Survey (USGS), finnes ingen slike omfattende Overvåkingsprogram for forståelse vernal dammen dynamics. Denne protokollen søker å gi veiledning om hvordan du tilnærming hydrologiske og vannkvalitet overvåking forskning ved et vernal tjern sted, med mål å forstå hvordan fysiske og kjemiske faktorer kan endres over tid på et gitt områ…
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne vil gjerne takke Pennsylvania State University Office av fysiske anlegg (OPP) for finansiering å støtte denne forskningen. I tillegg vil vi gjerne takke Dr. Elizabeth W. Boyer, David A. Miller og Tracy Langkilde på The Pennsylvania State University for deres Samarbeidsstøtte for dette prosjektet.
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 |