Bassin versant de la planification au sein d'un cadre d'analyse quantitative Scénario
Summary
Il y a un besoin critique d'outils et de méthodologies capables de gérer les systèmes aquatiques face à des conditions futures incertaines. Nous fournissons des méthodes pour procéder à une évaluation des bassins versants ciblés qui permet aux gestionnaires de ressources pour produire des modèles basés sur le paysage-effets cumulatifs pour une utilisation dans un cadre de gestion de l'analyse de scénarios.
Abstract
Il y a un besoin critique d'outils et de méthodologies capables de gérer les systèmes aquatiques dans les bassins hydrographiques fortement touchés. Les efforts actuels sont souvent en deçà en raison d'une incapacité à quantifier et prédire les effets cumulatifs complexes des scénarios actuels et futurs d'utilisation des terres à des échelles spatiales pertinentes. Le but de ce manuscrit est de fournir des méthodes pour procéder à une évaluation des bassins versants ciblés qui permet aux gestionnaires de ressources pour produire des modèles basés sur le paysage-effets cumulatifs pour une utilisation dans un cadre de gestion de l'analyse de scénarios. Les sites sont d'abord sélectionnés pour l'inclusion dans l'évaluation des bassins versants par l'identification des sites qui tombent le long de gradients indépendants et des combinaisons de facteurs de stress connus. techniques de terrain et de laboratoire sont ensuite utilisées pour obtenir des données sur les propriétés physiques, chimiques et effets biologiques des multiples activités d'utilisation des terres. analyse de régression multiple linéaire est ensuite utilisé pour produire des modèles à base de paysage-effets cumulatifs pour prédire l'aquaconditions tic. Enfin, les méthodes pour intégrer des modèles d'effets cumulatifs dans un cadre d'analyse de scénarios pour la gestion et les décisions réglementaires de guidage (par exemple, l' autorisation et l' atténuation) dans les bassins versants en développement activement sont discutées et démontrées pour 2 sous-bassins versants de la région minière de montagne du centre des Appalaches. L'approche d'évaluation et de gestion des bassins versants fournie ici permet aux gestionnaires de ressources pour faciliter l'activité économique et le développement tout en protégeant les ressources aquatiques et la production opportunité pour les avantages écologiques nets par le biais de mesures correctives ciblées.
Introduction
L' altération anthropogénique des paysages naturels est parmi les plus grandes menaces actuelles pour les écosystèmes aquatiques à travers le monde 1. Dans de nombreuses régions, la dégradation continue au rythme actuel se traduira par des dommages irréparables aux ressources aquatiques, en fin de compte limiter leur capacité à fournir des services écosystémiques inestimables et irremplaçables. Ainsi, il y a un besoin critique d'outils et de méthodologies capables de gérer les systèmes aquatiques dans les bassins versants en développement 2-3. Cela est particulièrement important étant donné que les gestionnaires sont souvent chargés de la conservation des ressources aquatiques face à des pressions socio-économiques et politiques de poursuivre les activités de développement.
Gestion des systèmes aquatiques dans les régions en développement activement exige une capacité à prédire les effets probables des activités de développement proposées dans le cadre de la pré-existante paysage naturel et anthropique attributs 3, 4. Un défi majeur pour AquaTla gestion des ressources ic dans les bassins hydrographiques fortement dégradées est la capacité à quantifier et gérer complexes (ie, additifs ou interactifs) effets cumulatifs de multiples utilisation des terres de stress à des échelles spatiales pertinentes 2, 5. Malgré les défis actuels, cependant, les évaluations des effets cumulatifs sont incorporés dans les lignes directrices réglementaires à travers le monde 5-6.
Évaluations des bassins versants ciblés conçus pour goûter à la gamme complète des conditions à l' égard de l' utilisation des terres multiples facteurs de stress peuvent produire des données capables de modéliser les effets cumulatifs complexes 7. En outre, l' intégration de ces modèles dans un cadre d'analyse de scénarios [prévoir les changements écologiques dans une gamme de développement réaliste ou proposée ou de la gestion des bassins versants (restauration et atténuation) scénarios] a le potentiel d'améliorer considérablement la gestion des ressources aquatiques dans les bassins hydrographiques fortement touchés 3, 5, 8 -9. Plus particulièrement, l'analyse de scénarios fournitun cadre pour l' ajout d' objectivité et de transparence aux décisions de gestion en intégrant l' information scientifique (relations écologiques et des modèles statistiques), les objectifs réglementaires et les besoins des intervenants dans un cadre de prise de décision unique 3, 9.
Nous présentons une méthodologie pour l'évaluation et la gestion des effets cumulatifs de multiples activités d'utilisation des terres dans un cadre d'analyse de scénarios. Nous décrivons d'abord comment cibler convenablement les sites à inclure dans l'évaluation des bassins versants en fonction des facteurs de stress connus d'utilisation des terres. Nous décrivons les techniques de terrain et de laboratoire pour obtenir des données sur les effets écologiques de multiples activités d'utilisation des terres. Nous décrivons brièvement les techniques de modélisation pour produire des modèles basés sur le paysage-effets cumulatifs. Enfin, nous discutons de la façon d'intégrer les modèles des effets cumulatifs dans un cadre d'analyse de scénarios et de démontrer l'utilité de cette méthode en aidant les décisions réglementaires (par exemple, l' autorisation et le reposoraison) au sein d'un bassin versant intensivement exploité dans le sud de la Virginie Occidentale.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous fournissons un cadre pour l'évaluation et la gestion des effets cumulatifs de multiples activités d'utilisation des terres dans les bassins versants fortement touchés. L'approche décrite ici les adresses précédemment identifiées limites associées à la gestion des systèmes aquatiques dans les bassins versants fortement touchés 5-6. Plus particulièrement, la conception des bassins versants ciblés d'évaluation (c. -à- échantillonnage le long stresseur individuel et c…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions les nombreuses aides de terrain et de laboratoire qui ont été impliqués dans divers aspects de ce travail, en particulier Donna Hartman, Aaron Maxwell, Eric Miller, et Alison Anderson. Le financement de cette étude a été fourni par le US Geological Survey grâce au soutien de l'Environmental Protection Agency des États-Unis (EPA) Région III. Cette étude a été partiellement développé sous la science pour atteindre les résultats Fellowship numéro de la convention d'aide FP-91766601-0 décerné par l'US EPA. Bien que la recherche décrite dans cet article a été financé par l'US EPA, il n'a pas été soumis à requis par les pairs et de la politique de l'examen de l'agence et, par conséquent, ne reflète pas nécessairement les vues de l'agence, et aucune approbation officielle devrait être déduite.
Materials
| Slack Invert Sampling Kit | Wildco | 3-425-N56 | |
| HDPE Square Jars | US Plastic Corp | 66188 | 32oz./for storing fixed, composite invertebrate samples |
| Ethyl Alcohol 190 Proof | PHARMCO-AAPER | 111000190 | For fixing and storing invertebrate samples |
| 5in. by 20in. Macroinvertebrate sub-samplilng grid | N/A | N/A | This item cannot be purchased and must be made in house |
| Stereomicroscope Stemi 2000 with stand C LED | ZEISS | 000000-1106-133 | For macroinvertebrate sorting and identification |
| Thermo Scientific Nalgene Reusable Filter Holders with Receiver | Fisher Scientific | 09-740-23A | |
| Immobilon-NC Transfer Membrane | Millipore | HATF04700 | Triton-free, mixed cellulose exters, 0.45um, 47mm, disc |
| Actron Vacuum Pump Brake Bleeder Kit | Advanced Auto Parts | CP7835 | |
| Nitric Acid Solution | HACH | 254049 | 1:1, 500mL |
| Oblong NDPE Wide Mouth Bottles | Thomas Scientific | 1229Z38 | 250 mL/for collection of water samples |
| 650 Multi-parameter display, standard memory | Fondriest Environmental | 650-01 | |
| 600XL Sonde with temperature/conductivity sensor | Fondriest Environmental | 065862 | |
| pH calibration buffer pack | Fondriest Environmental | 603824 | 2 pints each of pH 4, 7, & 10 |
| conductivity standard | Fondriest Environmental | 065270 | 1 quart, 1000 uS |
| Flo-Mate 2000 | TTT Environmental | 2000-11 | |
| Keson English/Metric Open Reel Fiberglass Tape | Forestry Suppliers | 40025 | 300'/100m |
| ArcGIS 10.3.1 | ESRI |
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