Modelagem do espectro de tamanho para macroinvertebrados e peixes em ecossistemas de fluxo

Summary

Este é um protocolo para modelar o espectro de tamanho (relação de dimensionamento entre massa individual e densidade populacional) para os dados combinados de peixes e invertebrados de córregos e rios wadable. Os métodos incluem: técnicas de campo para coletar amostras quantitativas de peixes e invertebrados; métodos de laboratório para padronizar os dados de campo; e análise estatística dos dados.

Abstract

O espectro de tamanho é uma relação de escala inversa, alométrica entre a massa corporal média (M) e a densidade (D) de indivíduos dentro de uma comunidade ecológica ou Web de alimentos. É importante ressaltar que o espectro de tamanho assume que o tamanho individual, em vez das características comportamentais ou de história de vida da espécie, é o principal determinante da abundância dentro de um ecossistema. Assim, diferentemente das relações alométricas tradicionais que se concentram em dados de nível de espécie (por exemplo, tamanho do corpo da espécie média versus densidade populacional), as análises de espectros de tamanho são ' ataxic ' – espécimes individuais são identificados apenas pelo seu tamanho, sem consideração de identidade taxonômica. Os modelos de espectros de tamanho são representações eficientes de teias alimentares tradicionais e complexas e podem ser usados em contextos descritivos, bem como preditivos (por exemplo, prever respostas de grandes consumidores a mudanças nos recursos basais). Estudos empíricos de diversos ecossistemas aquáticos também relataram níveis moderados a altos de similaridade em inclinações de espectros de tamanho, sugerindo que processos comuns podem regular as abundâncias de pequenos e grandes organismos em ambientes muito diferentes. Este é um protocolo para modelar o espectro de tamanho de nível comunitário em fluxos wadable. O protocolo consiste em três etapas principais. Em primeiro lugar, coletar amostras de peixes e invertebrados bentônicos quantitativos que podem ser usados para estimar densidades locais. Em segundo lugar, padronizar os dados de peixes e invertebrados, convertendo todos os indivíduos em unidades atáxicas (i.e., indivíduos identificados por tamanho, independentemente da identidade taxonômica), e somando indivíduos dentro de silos de tamanho de log₂ . Em terceiro lugar, use a regressão linear para modelar a relação entre as estimativas de M e D ataxic. Instruções detalhadas são fornecidas neste documento para concluir cada uma dessas etapas, incluindo software personalizado para facilitar a modelagem de espectros de estimativa e tamanho D .

Introduction

As relações de dimensionamento do tamanho do corpo, como a associação positiva entre a massa corporal e a taxa metabólica, são bem conhecidas no nível do organismo individual e agora estão sendo estudadas em níveis mais elevados de organização^1,2,3 . Essas relações alométricas são, na maioria das vezes, funções de poder-lei da forma y = am^b, onde y é a variável de interesse (por exemplo, metabolismo, abundância, ou tamanho do intervalo de casa), M é a massa corporal de uma única ou média individual, b é um coefi....

Protocol

Todos os métodos descritos aqui foram aprovados pelo Comitê institucional de cuidados e uso de animais (IACUC) da Virginia Commonwealth University.

1. recolha e processamento de amostras de peixe

1. Isolando os peixes dentro do alcance do estudo para criar uma Assembléia de peixes fechados
   1. Identifique o ascendente e a jusante (a direção é relativa a um topógrafo que enfrenta "upstream" e contra a corrente de água) extremidades do alcance do estudo, em seguida, marcar as extremidades com fita de sinalização removível.
      Nota: o comprimento total do alcance do estudo é arbitrário, mas deve s....

Results

Resultados exemplar, incluindo dados de campo originais, são apresentados para Slaunch Fork, Virgínia Ocidental, um pequeno riacho no sul da Virgínia Ocidental. Os resultados do modelo de espectros de tamanho adicional também são apresentados para outros dois córregos na mesma região: Camp Creek e Cabin Creek, Virgínia Ocidental. Estes são os três locais de estudo incluídos em McGarvey e Kirk¹⁷, mas os dados apresentados aqui são de novas amostras coletadas em maio 2015. Um exemplo totalmente trab.......

Discussion

Este protocolo de espectros de tamanho atáxico pode ser usado para quantificar e modelar a estrutura de tamanho dentro das comunidades de peixes e invertebrados de fluxo. Os estudos de espectros de tamanho prévio em ecossistemas de fluxo variaram de pesquisa descritiva básica^39,40 a comparações ao longo de um perfil longitudinal do Rio⁴¹ e entre distintas regiões biogeográficas⁴². Comparações sazonais foram realizad.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Botas de peito	Múltiplas opções	n/a	Equipamento de proteção individual para uso durante a pesca elétrica. NÃO use limícolas 'respiráveis', pois a corrente elétrica passará por elas.
Luvas de borracha para atacante	Múltiplas opções	n/a	Equipamento de proteção individual para uso durante a pesca elétrica.
Redes de mergulho com varas de fibra de vidro	Múltiplas opções	n/a	Usado para capturar peixes atordoados durante a pesca elétrica.
Mochila unidade de pesca elétrica	Smith-Root; Halltech; Gestão do Lago Centro-Oeste; Os	www.smith-root.com; www.halltechaquatic.com; https://midwestlake.com; https://aquashocksolutions.com/	Backpack são atualmente fabricados e distribuídos por quatro empresas independentes na América do Norte. Preços e garantia/suporte técnico são os fatores mais importantes na escolha de um fornecedor.
Bloquear redes de cerco (× 2)	Redes de Duluth	https://duluthfishnets.com/	O comprimento necessário dependerá da largura do fluxo. Recomenda-se uma malha de 3/8 de polegada.
Correias utilitárias de ação de came com tecido de nylon de 1 polegada (× 4)	Várias opções	n / a	Usado para proteger / ancorar redes de bloco. Disponível em lojas de automóveis, ferragens e departamentos.
Grandes estacas de tenda (× 4)	Várias opções	n / a	Usado para proteger / ancorar redes de bloco. Disponível em camping e lojas de departamento.
Baldes de plástico de 5 galões (× 5)	Várias opções	n / a	Usado para segurar e transportar peixes durante a pesca elétrica. Disponível em lojas de ferragens e tintas.
Bolsas de 10-20 galões (× 3)	Várias opções	n / a	Usado como poços vivos, tanques de sedação e caixas de recuperação para peixes capturados. Disponível em lojas de ferragens e departamentos.
Bombas de aeração de 'balde de isca' alimentadas por bateria	Cabelas	IK-019008	Usado para arejar silos de retenção de peixes durante o processamento de campo.
Anestesia de peixes (Tricaine-S)	Syndel	www.syndel.com	Usado para sedar peixes para processamento em campo. A Tricaine-S é regulamentada pela Food and Drug Administration dos EUA.
Mesa e cadeiras de acampamento dobráveis	Cabelas	IK-518976; IK-552777	Usado para processar amostras de peixes.
Dossel pop-up	Várias opções	n/a	Usado conforme necessário para proteção contra sol e chuva.
Placa de medição de peixes	Wildco	3-118-E40	Usada para medir comprimentos de peixes.
Balança de campo alimentada por bateria com prato de pesagem	Múltiplas opções	n/a	Usado para pesar peixes. Deve pesar com precisão de 0,1 ou 0,01 gramas.
Defletor de vento/chuva de plástico transparente	Várias opções	n/a	Usado para proteger a balança em condições de chuva ou vento. Deve ser grande o suficiente para cobrir a balança e um prato de pesagem.
Bandejas de exame de plástico ou esmalte branco	Múltiplas opções	n/a	As bandejas são essenciais para examinar peixes no campo.
Pinças de aço inoxidável	Múltiplas opções	n/a	As pinças são úteis no exame de peixes pequenos e na transferência de invertebrados para frascos de amostras.
Lupas de mão	Várias opções	n/a	A ampliação geralmente é útil ao identificar espécimes de peixes no campo.
Chaves de identificação de peixes	n / a	n / a	As chaves laminadas preparadas de forma personalizada para locais específicos são mais eficazes.
Folhas de dados impressas em papel impermeável	Rite in the Rain	n/a	O papel impermeável é essencial quando se trabalha com espécimes aquáticos.
Fitas de campo de fibra de vidro retráteis	Lufkin	n / a	Usado para medir as dimensões do canal de fluxo.
Amostrador Surber ou amostrador Hess	Wildco	3-12-D56; 3-16-C52	Qualquer um desses amostradores bentônicos de área fixa funcionará bem em riachos rasos com substrato de cascalho ou seixo.
Etanol 70% ou álcool isopropílico	Múltiplas opções	n/a	Usado como conservante de invertebrados.
Frascos de amostra de invertebrados de boca larga (20-32 oz.)	Corporação de Plástico dos EUA.	67712	Qualquer frasco de plástico de boca larga funcionará, mas esses frascos específicos são duráveis e baratos.