春季池塘连续水文水质监测
Summary
了解春季池塘提供的生态系统服务和过程以及人为活动对它们提供这些服务的能力的影响, 需要进行密集的水文监测。该抽样协议使用了原位监测设备, 目的是了解人为活动对水位和质量的影响。
Abstract
春季池塘, 也称为春季池, 提供关键的生态系统服务和栖息地的各种威胁和濒危物种。然而, 他们是容易被了解和理解的风景的易受伤害的部分。土地使用和管理的做法, 以及气候变化被认为是对全球两栖动物下降的贡献。然而, 需要更多的研究来了解这些影响的程度。在这里, 我们提出的方法来描述一个春季池塘的形态学和详细的监测站, 可用于收集水的数量和质量数据在一个春季池塘的 hydroperiod。我们提供的方法, 如何进行野外调查, 以表征的形态学和发展阶段存储曲线的春季池塘。此外, 我们提供的方法, 以监测的水位, 温度, pH 值, oxidation-reduction 电位, 溶解氧, 和电导率的水在一个春季池塘, 以及监测降雨数据。这些信息可用于更好地量化春季池塘提供的生态系统服务以及人类活动对它们提供这些服务的能力的影响。
Introduction
春季池塘是暂时的, 浅的湿地, 通常包含从秋季到春季的水, 并经常在夏季干燥。春季池塘的淹没期, 一般称为 hydroperiod, 主要受降水和蒸散的控制1。
春季池塘也可称为春季池, 短暂池塘, 临时池塘, 季节性池塘, 和地理位置偏僻的湿地2。在美国东北部, 春季池塘最常见的特点是它们为两栖动物提供的关键栖息地, 在早期生命阶段 (即、蝌蚪) 和蜕变过程中作为繁殖的依据和提供支持。在加利福尼亚州, 春季池塘的特点是独特的植被和濒危植物物种, 它们支持2。
由于土地利用和气候变化, 这些栖息地受到越来越大的威胁, 而两栖动物种群在全球范围的下降主要是由于人类活动3,4。由于污染引起的水质问题也被认为是最近两栖动物在全球范围内下降的原因5。此外, 最近的研究表明, 栖息在人类废水中的春季池塘中的青蛙的性特性增加了6。因此, 有必要对自然和受影响的春季池塘进行更深入的监测, 以便更好地了解全球两栖动物下降的贡献者。
需要测量和监测的春季池塘的物理参数包括池塘形态和水位。形态学是池塘的几何形状, 是通过进行调查来确定池塘海拔的变化而开发的。然后利用测量数据建立一个阶段存储曲线, 使池塘的体积能够根据水位测量来估计。由于春季池塘的水位受到降水的严重影响, 应在高时间分辨率下进行测量, 以便最好地理解短 (即, 按分钟到小时的顺序) 和长期波动 (即,按数月至数年的顺序) 在水位。
已知影响春季池塘功能的水质参数包括温度、pH 值、电导率、溶解氧水平和 oxidation-reduction 电位。这些参数都可以通过相对便宜的技术和传感器网络原位进行测量。一些水质量参数的利益, 如一些营养物种 (即, 总凯氏氮) 和其他污染物 (即, 新出现的污染物) 需要收集样品, 并带到实验室进行处理和分析.
影响春季池塘的能力的关键参数, 作为适当的栖息地繁殖两栖动物和早期发育阶段的蝌蚪包括水位, pH 值和溶解氧浓度。与位于相对原始景观中的春季池塘相比, 由于人为的影响, 在春季池塘中记录了电导率高、pH 值、溶解氧浓度降低和高营养浓度。活动2,7。减少或厌氧条件可能发生在这些生境, 特别是那些受到人为活动的影响。这可能导致微生物群落的转变, 改变池塘内的养分循环, 并可能减少内分泌干扰物和其他污染物的降解8,9。
本文的目的是为如何建立一个监测站, 以监测一个春季池塘水量和质量的信息。这种方法可以应用到任何一个春季池塘, 但需要访问的网站 (即, 该网站必须在公共财产或拥有土地所有者许可安装设备)。
Protocol
Representative Results
Discussion
关于现有方法的意义
虽然对溪流的监测具有美国地质调查局制定的行之有效的方法, 但没有这样广泛的监测程序来了解春季池塘的动态。本议定书旨在为如何开始在春季池塘站进行水文和水质监测研究提供指导, 目的是了解在某一特定地点随着时间的推移, 物理和化学因素可能发生的变化。
技术的局限
如所述…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
作者想感谢宾夕法尼亚州立大学物理工厂的资金支持这项研究。此外, 我们要感谢 Drs. 伊丽莎白 w ·博耶, 大卫. 米勒和 Langkilde 在宾夕法尼亚州立大学的合作支持这个项目。
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 |
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