Continu hydrologiques et surveillance des étangs printaniers de la qualité de l’eau
Summary
Comprendre les services écosystémiques et les processus fournis par étangs printaniers et les impacts des activités anthropiques sur leur capacité à fournir ces services nécessite un suivi hydrologique intensive. Ce protocole d’échantillonnage à l’aide d’ in situ , équipement de surveillance a été mis au point pour comprendre l’impact des activités anthropiques sur les niveaux d’eau et de la qualité.
Abstract
Étangs printaniers, également dénommés vernales, fournissent des services écosystémiques essentiels et habitat pour une variété d’espèces menacées et en voie de disparition. Cependant, ils sont les parties vulnérables des paysages qui sont souvent mal comprises et sous-étudiées. Utilisation des terres et des pratiques de gestion, ainsi que le changement climatique est considéré comme une contribution au déclin global amphibian. Cependant, davantage de recherche est nécessaire pour comprendre l’ampleur de ces impacts. Nous présentons ici la méthodologie pour caractériser d’un étang vernal morphologie et de détail, une station de surveillance qui peut être utilisée pour collecter les données de quantité et la qualité de l’eau pendant la durée du hydropériode d’un étang vernal. Nous fournissons la méthodologie pour la conduite des enquêtes sur le terrain afin de caractériser la morphologie et établir des courbes de la phase de stockage pour un étang vernal. En outre, nous fournissons méthodologie pour surveiller le niveau d’eau, température, pH, oxygène dissous potentiel oxydo-réduction et la conductivité électrique de l’eau dans un étang vernal, ainsi que le suivi des données de précipitations. Cette information peut servir à mieux quantifier les services écosystémiques qui fournissent des étangs printaniers et les impacts des activités anthropiques sur leur capacité à fournir ces services.
Introduction
Étangs printaniers sont temporaires, peu profondes des marécages qui généralement contiennent de l’eau de l’automne au printemps et sont souvent secs pendant les mois d’été. La période d’inondation des étangs printaniers, communément appelé le hydropériode, est principalement contrôlée par les précipitations et l’évapotranspiration1.
Étangs printaniers peuvent également être dénommés vernales, éphémères étangs, Mares temporaires, mares saisonnières et terres humides géographiquement isolées2. Dans le nord-est des États-Unis, les étangs printaniers sont plus souvent caractérisées par l’habitat essentiel qu’ils fournissent pour les amphibiens, agissant comme les aires de reproduction et de fournir du soutien au cours des premiers stades de vie (c.-à-d., têtards) et de la métamorphose. En Californie, étangs printaniers sont caractérisés par la végétation unique et les espèces de plantes en voie de disparition qu’ils soutiennent2.
Ces habitats sont plus en plus menacés au changement climatique et de l’utilisation des terres et des populations d’amphibiens connaissent un déclin global significatif attribuable aux activités anthropiques3,4. Problèmes de qualité de l’eau en raison de la pollution sont également pensé pour être des facteurs dans les amphibiens récente décline dans le monde5. En outre, des études récentes ont révélé une fréquence accrue des caractéristiques d’intersexualité chez les grenouilles vivant dans des étangs printaniers, touchés par des eaux usées humaines6. Il est donc nécessaire d’effectuer une surveillance plus intensive des étangs printaniers tant naturels que touchées afin de mieux comprendre les contributeurs au déclin global amphibian.
Les paramètres physiques des étangs printaniers qui doivent être mesurés et contrôlés comprennent la morphologie de l’étang et le niveau d’eau. La morphologie est la géométrie de l’étang et est développée par la réalisation d’une enquête pour déterminer les changements d’altitude à travers l’étang. L’enquête sur les données sont ensuite utilisées pour établir une courbe de phase de stockage, qui permet le volume de l’étang à estimer basée sur des mesures de niveau d’eau. Parce que le niveau d’eau dans un étang vernal est fortement influencé par les précipitations, les mesures doivent être effectuées à une haute résolution temporelle pour mieux comprendre fois courte (c’est-à-dire, l’ordre des minutes et heures) et les fluctuations à long terme (c.-à-d., l’ordre des mois aux années) au niveau de l’eau.
Paramètres de qualité de l’eau d’intérêt qui sont connus pour affecter la fonction d’étangs printaniers comprennent la température, pH, conductivité électrique, teneurs en oxygène dissous et potentiel d’oxydoréduction. Ces paramètres peuvent être mesurés in situ avec des technologies relativement bon marchés et les réseaux de capteurs. Un peu d’eau les paramètres de qualité d’intérêt, comme certaines espèces en éléments nutritifs (p. ex., l’azote total Kjeldahl) et d’autres polluants (p. ex., les contaminants émergents) nécessitent d’être recueillis et portés à un laboratoire pour le traitement des échantillons et analyse.
Les paramètres critiques qui affectent la capacité des étangs printaniers de fonctionner comme un habitat approprié pour les amphibiens de l’élevage et les premiers stades du développement des têtards comprennent l’eau, niveau, pH et concentration d’oxygène dissous. Par rapport à vernal étangs situés dans des paysages relativement vierges, des niveaux élevés de la conductivité électrique, un pH plus élevé, réduit les concentrations d’oxygène dissous, et des concentrations élevées de nutriments ont été enregistrées dans des étangs printaniers touchés par anthropiques activités2,7. Des conditions réductrices ou anaérobies peuvent se produire dans ces habitats, en particulier ceux qui sont touchés par les activités anthropiques. Cela peut entraîner un changement dans la communauté microbiologique, altérant le nutriment cyclisme au sein de l’étang et qui pourrait réduire la dégradation des perturbateurs endocriniens et autres polluants8,9.
L’objectif du présent document est de fournir des informations sur la façon d’établir une station de surveillance de la quantité d’eau et de la qualité d’un étang vernal. Cette méthode peut être appliquée à n’importe quel étang vernal, mais requiert l’accès au site (p. ex., le site doit être sur une propriété publique ou avoir l’autorisation de propriétaire terrien d’installer de l’équipement).
Protocol
Representative Results
Discussion
Signification en ce qui concerne les méthodes existantes
Tandis que la surveillance des cours d’eau a bien établis méthodologies développées par l’United States Geological Survey (USGS), aucun tel programme surveillance généralisée n’existe pour comprendre la dynamique du étang vernal. Ce protocole vise à fournir des conseils pour savoir comment commencer à approche hydrologique et la qualité de l’eau suivi recherche sur un site de l’étang vernal, dans l…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs tiennent à remercier la Pennsylvanie État Université Bureau de physique plante (OPP) de financement pour soutenir cette recherche. En outre, nous tenons à remercier les Drs Elizabeth W. Boyer, David et Tracy Langkilde à la Pennsylvania State University pour leur soutien à ce projet collaboratif.
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 |
Riferimenti
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