Modellierung des Größenspektrums für Makrowirbellose und Fische in Stream-Ökosystemen

Daniel  J. McGarvey; Taylor  E. Woods; Andrew  J. Kirk

doi:10.3791/59945

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Methodenartikel

Modellierung des Größenspektrums für Makrowirbellose und Fische in Stream-Ökosystemen

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DOI:

10.3791/59945

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30. Juli 2019

Daniel J. McGarvey¹ , Taylor E. Woods¹^,² , Andrew J. Kirk³

¹Center for Environmental Studies, Virginia Commonwealth University, ²Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Tennessee, ³Department of Environmental Quality

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dies ist ein Protokoll zur Modellierung des Größenspektrums (Skalierungsverhältnis zwischen individueller Masse und Populationsdichte) für kombinierte Fische und wirbellose Daten aus wadenbaren Bächen und Flüssen. Zu den Methoden gehören: Feldtechniken zur Sammlung quantitativer Fische und wirbelloser Proben; Labormethoden zur Standardisierung der Felddaten; und statistische Datenanalyse.

Zusammenfassung

Das Größenspektrum ist eine inverse, allometrische Skalierungsbeziehung zwischen der durchschnittlichen Körpermasse (M) und der Dichte (D) von Individuen innerhalb einer ökologischen Gemeinschaft oder eines Nahrungsnetzes. Wichtig ist, dass das Größenspektrum davon ausgeht, dass die individuelle Größe und nicht die Verhaltens- oder Lebensgeschichtemerkmale der Art die primäre Determinante des Überflusses innerhalb eines Ökosystems ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen allometrischen Beziehungen, die sich auf Daten auf Artenebene konzentrieren (z. B. Körpergröße der mittleren Arten im Vergleich zur Populationsdichte), sind Größenspektrenanalysen "ataxic" – einzelne Proben werden nur anhand ihrer Größe identifiziert, ohne Rücksicht auf taxonomische Identität. Größenspektrenmodelle sind effiziente Darstellungen traditioneller, komplexer Lebensmittelnetze und können sowohl in beschreibenden als auch in prädiktiven Kontexten verwendet werden (z. B. Vorhersage von Reaktionen großer Verbraucher auf Veränderungen der Basalressourcen). Empirische Studien aus verschiedenen aquatischen Ökosystemen haben auch moderate bis hohe Ähnlichkeiten in Größenspektrenhängen berichtet, was darauf hindeutet, dass gemeinsame Prozesse die Häufigkeit kleiner und großer Organismen in sehr unterschiedlichen Umgebungen regulieren können. Dies ist ein Protokoll zum Modellieren des Größenspektrums auf Community-Ebene in wadenbaren Streams. Das Protokoll besteht aus drei Hauptschritten. Sammeln Sie zunächst quantitative benthische Fische und wirbellose Proben, die zur Schätzung der lokalen Dichte verwendet werden können. Zweitens, standardisieren Sie die Fisch- und Wirbellosendaten, indem Sie alle Individuen in ataxic-Einheiten umwandeln (d. h. Personen, die nach Größe identifiziert werden, unabhängig von der taxonomischen Identität), und Personen in Protokoll-2-Größen-Behältern summieren. Drittens, verwenden Sie die lineare Regression, um die Beziehung zwischen ataxic M und D Schätzungen zu modellieren. Detaillierte Anweisungen finden Sie hierin, um jeden dieser Schritte abzuschließen, einschließlich benutzerdefinierter Software, um die D-Schätzung und die Größenspektrenmodellierung zu erleichtern.

Einleitung

Körpergrößenskalierungsbeziehungen, wie z. B. der positive Zusammenhang zwischen Körpermasse und Stoffwechselrate, sind auf der Ebene des einzelnen Organismus bekannt und werden nun auf höheren Ebenen der Organisation¹^,²^,^{3 untersucht.}. Diese allometrischen Beziehungen sind meist machtrechtliche Funktionen der Form Y = aM^b, wobei Y die Variable des Interesses ist (z. B. Stoffwechsel, Überfluss oder Größe des Home-Bereichs), M ist die Körpermasse eines einzelnen oder durchschnittlichen individuell ist b ein Skali....