Непрерывная гидрологических и весеннего прудов мониторинг качества воды
Summary
Понимание экосистемных услуг и процессов, предоставляемых весеннего прудов и воздействия антропогенной деятельности на их способность предоставлять эти услуги требует интенсивный гидрологический мониторинг. Этот протокол выборки с помощью скважинного оборудования для мониторинга была разработана для понимания воздействия антропогенной деятельности на уровень воды и качества.
Abstract
Вернал прудов, также упоминается как Весенняя бассейны, обеспечивают критических экосистем и среды обитания для целого ряда угрожаемых и исчезающих видов. Однако они являются уязвимые части ландшафтов, которые часто плохо понимали и изучена. Подуманы, что стать вкладом в снижение глобальных амфибии землепользования и практики управления, а также изменение климата. Однако чтобы понять масштабы этих последствий необходимы дополнительные исследования. Здесь мы представляем методологии характеризующие весеннего пруд морфологии и подробно станции мониторинга, который может использоваться для сбора данных количество и качество воды на протяжении весеннего пруд hydroperiod. Мы предоставляем методологии проведения обследований на местах для характеристики морфологии и разрабатывать кривые стадии хранения для весеннего пруд. Кроме того мы предоставляем методологии для мониторинга уровня воды, температуры, рН, оксидо потенциал, растворенного кислорода и электропроводность воды в Вернал пруд, а так же осадков данных мониторинга. Эта информация может использоваться для улучшения количественной оценки экосистемных услуг, которые предоставляют весеннего прудов и воздействие антропогенной деятельности на их способность предоставлять эти услуги.
Introduction
Вернал пруды, временные, мелкой болот, которые обычно содержат воду от осени до весны и часто сухой в летние месяцы. Затопление период весеннего пруды, как правило, называют hydroperiod, главным образом контролируется осадков и эвапотранспирации1.
Вернал прудов может также называться весеннего бассейны, эфемерной прудов, временные водоемы, сезонные прудов и географически изолированные водно-болотных угодий2. В северо-восточной части Соединенных Штатов Вернал пруды наиболее часто характеризуются критических Хабитат, которую они предоставляют для амфибий, выступающей в качестве нерестилищ и оказания поддержки на ранних этапах жизни (т.е., головастиков) и метаморфозы. В Калифорнии Вернал пруды характеризуется уникальной растительностью и исчезающих растений, что они поддерживают2.
Эти ареалы все больше угрожает из-за земли и изменением климата, и амфибии населения испытывают значительный глобальный спад во многом вследствие антропогенной деятельности3,4. Проблемы качества воды из-за загрязнения являются также мысль, чтобы факторами в последних двух стихий склоняет глобально5. Кроме того недавние исследования показали увеличение возникновение интерсексуальной характеристик населяющих весеннего пруды, влияние человека сточных вод6лягушек. Поэтому существует необходимость в проведении более интенсивный мониторинг как природных, так и влияние весеннего прудов, чтобы лучше понять вклад в снижение глобальных амфибий.
Физические параметры весеннего прудов, которые должны быть измерены и контроль включают пруд морфологии и уровня воды. Морфология является геометрия пруда и разрабатывается путем проведения обследования для определения изменения в высоте через пруд. Обследования данные затем используются для установления стадии хранения кривой, которая позволяет объем пруда оценивается на основе измерения уровня воды. Потому, что уровень воды в пруду весеннего сильно зависит от осадков, измерения должны производиться с высоким временным разрешением лучше понять, как короткие (т.е., по приказу минут до часов), так и долгосрочные колебания (т.е., по приказу месяцев до лет) уровня воды.
Параметров качества воды интереса, которые знаны, что влияют на функцию весеннего прудов включают температуры, рН, электропроводность, растворенного кислорода и окислительно-восстановительные потенциал. Эти параметры могут быть измеренной в situ с относительно дешевых технологий и сетей датчиков. Некоторые качества параметров, таких как некоторых питательных видов (то есть, всего Кьельдаля азота) и других загрязнителей (например, новые загрязнители) воды требуют образцы собраны и доведены до лаборатории для обработки и анализ.
Критических параметров, которые влияют на весеннего прудов способность функционировать как соответствующие Хабитат для разведения амфибий и ранние этапы развития головастиков включают воду, рН и концентрации растворенного кислорода. По сравнению с весеннего прудов, расположенных в относительно нетронутые пейзажи, повышенные уровни электрической проводимости, высокий рН, снижение распущен концентрации кислорода, и высокие питательные концентрации были зафиксированы в Вернал прудов, влияние антропогенных деятельность2,7. Сокращение или анаэробные условия могут возникнуть в этих местах обитания, особенно те, которые подвержены антропогенной деятельности. Это может вызвать переход в микробиологические сообщества, изменяя питательных Велоспорт в пруд и потенциально сокращение деградации эндокринные нарушения соединений и других загрязняющих веществ8,9.
Цель настоящего документа-предоставить информацию о том, как создать станции для контроля количества и качества воды весеннего пруда. Этот метод может быть применен к любой весеннего пруд, но требует доступа к сайту (т.е., сайт должен быть на государственной собственности или земли владелец разрешения на установку оборудования).
Protocol
Representative Results
Discussion
Значение в отношении существующих методов
Хотя мониторинг потоков имеет устоявшейся методологии, разработанные в Соединенных Штатах геологических (ЮСГС), для понимания динамики Вернал пруд существует не такой широкой программы мониторинга. Этот протокол стре…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы хотели бы поблагодарить Пенсильвании государственного университета управления из физической завод (OPP) для финансирования для поддержки этого исследования. Кроме того мы хотели бы поблагодарить доктора Элизабет W. Бойер, Дэвид а. Миллер и Трейси Langkilde в университете штата Пенсильвания для их совместной поддержки этого проекта.
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 |
References
- Korfel, C. A., Mitsch, W. J., Hetherington, T. E., Mack, J. J. Hydrology physiochemistry, and amphibians in natural and created vernal pool wetlands. Restor. Ecol. 18 (6), 843-854 (2010).
- Colburn, E. A. . Vernal Pools: Natural History and Conservation. , (2004).
- Collins, J. P. Amphibian decline and extinction: What we know and what we need to learn. Dis Aquat Org. 92, 93-99 (2013).
- Wake, D. B., Vredenburg, V. T. Are we in the midst of the sixth mass extinction? A view from the world of amphibians. Proc Nat Acad Sci USA. 105, 11466-11473 (2008).
- IUCN. . Conservation International and Nature Conservancy. , (2004).
- Smits, A. P., Skelly, D. K., Bolden, S. R. Amphibian intersex in suburban landscapes. Ecosphere. 5 (1), 11 (2014).
- Brooks, R. T., Miller, S. D., Newsted, J. The impact of urbanization on water and sediment chemistry of ephemeral forest pools. J. Freshwater Ecol. 17 (3), (2002).
- Czajka, C. P., Londry, K. L. Anaerobic transformation of estrogens. Environ. Sci. Technol. 367, 932-941 (2006).
- Dytczak, M. A., Londry, K. L., Oleszkiewicz, J. A. Biotransformation of estrogens in nitrifying activated sludge under aerobic and alternating anoxic/aerobic conditions. Water Environ. Res. 80 (1), 47-52 (2008).
- Field, H. L. . Landscape Surveying. , (2012).
- . Solar Angle Calculator. Solar Electricity Handbook. , (2017).
- Brooks, R. T., Hayashi, M. Depth-area-volume and hydroperiod relationships of ephemeral (vernal) forest pools in southern New England. Wetlands. 22 (2), 247-255 (2002).
- Laposata, M. M., Dunson, W. A. Effects of spray-irrigated wastewater effluent on temporary pond-breeding amphibians. Ecotox. Environ. Safe. 46 (2), 192-201 (2000).
- Qian, Y. L., Mecham, B. Long-term effects of recycled wastewater irrigation on soil chemical properties on golf course fairways. Agron. J. 97 (3), 717-721 (2005).
- Karraker, N. E., Gibbs, J. P., Vonesh, J. R. Impacts of road deicing salt on the demography of vernal pool-breeding amphibians. Ecol. Appl. 18 (3), (2008).
- Gall, H. E., Jafvert, C. T., Jenkinson, B. Integrating hydrograph modeling with real-time monitoring to generate hydrograph-specific sampling schemes. J. Hydrol. 393, 331-340 (2010).
- Gall, H. E., Sassman, S. A., Lee, L. S., Jafvert, C. T. Hormone discharges from a Midwest tile-drained agroecosystem receiving animal wastes. Environ. Sci. Technol. 45, 8755-8764 (2011).
- Pittman, S. E., Jendrek, A. L., Price, S. J., Dorcas, M. E. Habitat selection and site fidelity of Cope’s Gray Treefrog (Hyla chrysoscelis) at the aquatic-terrestrial ecotone. J. Hepatol. 42 (2), 378-385 (2008).
- Vandewege, M. W., Swannack, T. M., Greuter, K. L., Brown, D. J., Forstner, M. R. J. Breeding site fidelity and terrestrial movement of an endangered amphibian, the Houston Toad (Bufo Houstonensis). Herpet. Conserv. Bio. 8 (2), 435-446 (2013).
- Homan, R. N., Atwood, M. A., Dunkle, A. J., Karr, S. B. Movement orientation by adult and juvenile wood frogs (Rana Sylvatica) and american toads (Bufo Americanus) over Multiple Years. Herpet. Conserv. Bio. 5 (1), 64-72 (2010).
