אנו מודים העוזרים שדה ומעבדה הרב שהיו מעורבים בהיבטים שונים של עבודה זו, במיוחד דונה הרטמן, אהרון מקסוול, אריק מילר, ואליסון אנדרסון. המימון למחקר זה סופק על ידי הגיאולוגי האמריקני באמצעות תמיכה מן המשרד להגנת הסביבה בארה&quot;ב (EPA) אזור III. מחקר זה פותח באופן חלקי תחת המדע כדי להשיג מספר הסכם סיוע אחוות תוצאות FP-91,766,601-0 המוענקת על ידי המשרד לאיכות הסביבה בארה&quot;ב. למרות שהמחקר המתואר במאמר זה כבר במימון המשרד לאיכות הסביבה בארה&quot;ב, זה לא היה נתון סקר העמיתים ומדיניות הנדרש של הסוכנות, ולכן לא בהכרח משקף את הדעות של הסוכנות, ולא סבה רשמית ואין להסיק קשר כזה.

<ol>
	<li>Allan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Landscapes+and+riverscapes:+the+influence+of+land+use+on+stream+ecosystems.">Landscapes and riverscapes: the influence of land use on stream ecosystems.</a> Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst. 35, 257-284 (2004).</li><li>Merovich, G. T., Petty, J. T., Strager, M. P., Fulton, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchical+classification+of+stream+condition:+a+house-neighborhood+framework+for+establishing+conservartion+priorities+in+complex+riverscapes.">Hierarchical classification of stream condition: a house-neighborhood framework for establishing conservartion priorities in complex riverscapes.</a> Freshwater Science. 32, 874-891 (2013).</li><li>Merriam, E. R., Petty, J. T., Strager, M. P., Maxwell, A. E., Ziemkiewicz, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scenario+analysis+predicts+context-dependent+stream+response+to+land+use+change+in+a+heavily+mined+central+Appalachian+watershed.">Scenario analysis predicts context-dependent stream response to land use change in a heavily mined central Appalachian watershed.</a> Freshwater Science. 32, 1246-1259 (2013).</li><li>Petty, J. T., Fulton, J. B., Strager, M. P., Merovich, G. T., Stiles, J. M., Ziemkiewicz, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Landscape+indicators+and+thresholds+of+stream+ecological+impairment+in+an+intensively+mined+Appalachian+watershed.">Landscape indicators and thresholds of stream ecological impairment in an intensively mined Appalachian watershed.</a> J. N. Am. Benthol. Soc. 29, 1292-1309 (2010).</li><li>Seitz, N. E., Westbrook, C. J., Noble, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bringing+science+into+river+systems+cumulative+effects+assessment+practice.">Bringing science into river systems cumulative effects assessment practice.</a> Environ. Impact Asses. 31, 172-179 (2011).</li><li>Duinker, P. N., Greig, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+importance+of+cumulative+effects+assessment+in+Canada:+ailments+and+ideas+for+redeployment.">The importance of cumulative effects assessment in Canada: ailments and ideas for redeployment.</a> Environ. Manage. 37, 153-161 (2006).</li><li>Merriam, E. R., Petty, J. T., Strager, M. P., Maxwell, A. E., Ziemkiewicz, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Landscape-based+cumulative+effects+models+for+predicting+stream+response+to+mountaintop+mining+in+multistressor+Appalachian+watersheds.">Landscape-based cumulative effects models for predicting stream response to mountaintop mining in multistressor Appalachian watersheds.</a> Freshwater Science. 34, 1006-1019 (2015).</li><li>Duinker, P. N., Greig, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scenario+analysis+in+environmental+impact+assessment:+improving+explorations+of+the+future.">Scenario analysis in environmental impact assessment: improving explorations of the future.</a> Environ. Impact Asses. 27, 206-219 (2007).</li><li>Kepner, W. G., Ramsey, M. M., Brown, E. S., Jarchow, M. E., Dickinson, K. J. M., Mark, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrologic+futures:+using+scenario+analysis+to+evaluate+impacts+of+forecasted+land+use+change+on+hydrologic+services.">Hydrologic futures: using scenario analysis to evaluate impacts of forecasted land use change on hydrologic services.</a> Ecosphere. 3, 1-25 (2012).</li><li>Gergel, S. E., Turner, M. G., Miller, J. R., Melack, J. M., Stanley, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Landscape+indicators+of+human+impacts+to+riverine+systems.">Landscape indicators of human impacts to riverine systems.</a> Aquat. Sci. 64, 118-128 (2002).</li><li>McKay, L., Bondelid, T., Dewald, T., Johnston, J., Moore, R., Rea, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> NHDPlus Version 2: User Guide. , (2012).</li><li>Strager, M. P., Petty, J. T., Strager, J. M., Barker-Fulton, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+spatially+explicit+framework+for+quantifying+downstream+hydrologic+conditions.">A spatially explicit framework for quantifying downstream hydrologic conditions.</a> J. Environ. Manag. 90, 1854-1861 (2009).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> WVDEP (Virginia Department of Environmental Protection). Standard operating proceedures. , (2009).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EPA-60014-79-020.">EPA-60014-79-020.</a> USEPA. Methods for chemical analysis of water and wastes. , (1983).</li><li>Merriam, E. R., Petty, J. T., Merovich, G. T., Fulton, J. B., Strager, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Additive+effects+of+mining+and+residential+development+on+stream+conditions+in+a+central+Appalachian+watershed.">Additive effects of mining and residential development on stream conditions in a central Appalachian watershed.</a> J. N. Am. Benthol. Soc. 30, 399-418 (2011).</li><li>Bisson, P. A., Nielsen, J. L., Palmason, R. A., Grove, L. E., Armentrout, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+system+of+naming+habitat+types+in+streams,+with+examples+of+habitat+utilization+by+salmonids+during+low+streamflow.">A system of naming habitat types in streams, with examples of habitat utilization by salmonids during low streamflow.</a> Acquisition and utilization of aquatic habitat inventory information. Proceedings of a symposium held 28-30 October, 1981. , 62-73 (1982).</li><li>Wentworth, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+scale+of+grade+and+class+terms+for+clastic+sediments.">A scale of grade and class terms for clastic sediments.</a> J. Geol. 30, 377-392 (1922).</li><li>Petty, J. T., Freund, J., Lamothe, P., Mazik, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+instream+habitat+in+the+upper+Shavers+Fork+basin+at+multiple+spatial+scales.">Quantifying instream habitat in the upper Shavers Fork basin at multiple spatial scales.</a> Proceedings of the Annual Conference of the Southeastern Association of Fisheries and Wildlife Agencies. 55, 81-94 (2001).</li><li>Barbour, M. T., Gerritsen, J., Snyder, B. D., Stribling, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EPA/841-B-99-022.">EPA/841-B-99-022.</a> Rapid bioassessment protocols for use in streams and wadeable rivers: periphyton, benthic macroinvertebrates, and fish. 2nd edition. , (1999).</li><li>Merritt, R. W., Cummins, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> An introduction to the aquatic insects of North America. 4th edition. , (2008).</li><li>Crawley, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Statistics: an introduction using R. , (2005).</li><li>Zeileis, A., Hothorn, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnostic+Checking+in+Regression+Relationships.">Diagnostic Checking in Regression Relationships.</a> R News. 2, 7-10 (2002).</li><li>Maxwell, A. E., Strager, M. P., Yuill, C., Petty, J. T., Merriam, E. R., Mazzarella, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disturbance+mapping+and+landscape+modeling+of+mountaintop+mining+using+ArcGIS.">Disturbance mapping and landscape modeling of mountaintop mining using ArcGIS.</a> Proceedings of the ESRI International User Conference. , (2011).</li><li>Gerritsen, J., Burton, J., Barbour, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A stream condition index for West Virginia wadeable streams. , (2000).</li><li>Pond, G. J., Passmore, M. E., Borsuk, F. A., Reynolds, L., Rose, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Downstream+effects+of+mountaintop+coal+mining:+comparing+biological+conditions+using+family-+and+genus-level+macroinvertebrate+bioassessment+tools.">Downstream effects of mountaintop coal mining: comparing biological conditions using family- and genus-level macroinvertebrate bioassessment tools.</a> J. N. Am. Benthol. Soc. 27, 717-737 (2008).</li><li>Luo, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecological+forecasting+and+data+assimilation+in+a+data-rich+era.">Ecological forecasting and data assimilation in a data-rich era.</a> Ecol. Appl. 21, 1429-1442 (2011).</li><li>Petty, J. T., Strager, M. P., Merriam, E. R., Ziemkiewicz, P. F., Craynon, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scenario+analysis+and+the+Watershed+Futures+Planner:+predicting+future+aquatic+condiditons+in+an+intensively+mined+Appalachian+watershed.">Scenario analysis and the Watershed Futures Planner: predicting future aquatic condiditons in an intensively mined Appalachian watershed.</a> Environmental Considerations in Energy Productions. , 5-19 (2013).</li><li>Daraio, J. A., Bales, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+land+use+and+climate+change+on+stream+temperature+I:+daily+flow+and+stream+temperature+projections.">Effects of land use and climate change on stream temperature I: daily flow and stream temperature projections.</a> J. Am. Water Resour. As. 50, 1155-1176 (2014).</li><li>Mantyka-Pringle, C. S., Martin, T. G., Moffatt, D. B., Linke, S., Rhodes, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+and+predicting+the+combined+effects+of+climate+change+and+land-use+change+on+freshwater+macroinvertebrates+and+fish.">Understanding and predicting the combined effects of climate change and land-use change on freshwater macroinvertebrates and fish.</a> J. Appl. Ecol. 51, 572-581 (2014).</li><li>Piggott, J. J., Townsend, C. R., Matthaei, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Climate+warming+and+agricultural+stressors+interact+to+determine+stream+macroinvertebrate+community+dynamics.">Climate warming and agricultural stressors interact to determine stream macroinvertebrate community dynamics.</a> Glob. Change Biol. 21, 1897-1906 (2015).</li><li>Elith, J., Leathwick, J. R., Hastie, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+working+guide+to+boosted+regression+trees.">A working guide to boosted regression trees.</a> J. Anim. Ecol. 77, 802-813 (2008).</li><li>Mattson, K. M., Angermeier, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrating+human+impacts+and+ecological+integrity+into+a+risk-based+protocol+for+conservation+planning.">Integrating human impacts and ecological integrity into a risk-based protocol for conservation planning.</a> Environ. Manage. 39, 125-138 (2007).</li><li>(US, U. S. E. P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EPA+841-B-11-002.">EPA 841-B-11-002.</a> USEPA. Identifying and protecting healthy watersheds. Concepts, assessments, and management approaches. , (2012).</li><li>Merriam, E. R., Petty, J. T., Strager, M. P., Maxwell, A. E., Ziemkiewicz, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+contaminant+mixtures+in+multi-stressor+Appalachian+riverscapes.">Complex contaminant mixtures in multi-stressor Appalachian riverscapes.</a> Environ. Toxicol. Chem. , (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

אנו מספקים מסגרת להערכה וניהול השפעות מצטברות של פעילויות מרובות וקרקעית היקוות השפיעה בכבדות. הגישה המתוארת במסמך זה כתובות זוהתה בעבר מגבלות הקשורות לניהול מערכות ימיות היקוות השפיעה בכבדות 5-6. השינוי הבולט ביותר, עיצוב הערכת פרשת מים הממוקד (כלומר, דגימה יחד דחק פרט בשילוב גרזנים) מפיק מידע מתאים גם לכימות השפעות מצטברות מורכבות בקני מידת מרחבים רלוונטיים (כלומר, בקנה מידת קו פרשת מים) באמצעות טכניקות מודלים וניתנות לפרשנות ו ישימה בקלות 3, 7 . יתר על כן, המודלים האלה משולבים בקלות למסגרת ניתוח תרחישים המאפשרת חיזוי מדויק של ניהול בעתיד (למשל, שיקום קל) ותוצאות פיתוח. כתוצאה מכך, הגישה המוצגת סבירה להניח כי תהיה בעל ערך מנהלי משאבים מימיים אשר מסתמכים יותר ויותר על קונדיט חיזוייונים בתרחישים שימושי קרקע שונים כדי לסייע להחלטות רגולטוריות 27. הניגוד בין קריק Drawdy ולורל המזלג מדגיש את התועלת של המסגרת הציגה בעת ניהול מערכות מימיות בתוך בפיתוח פעיל מרקע החשוב אזורים. ניתוח תרחיש הציע לורל מזלג, מושפע אך ורק על ידי כריית שטח (10.9%), יכול להטמיע פיתוח שימושי קרקע נוספת מבלי לחרוג כימי קריטריונים ביולוגיים. Drawdy קריק, אשר מושפע רמות מקבילות של כריית שטח (10.7%), הוא ניבא שלא להיפגש גם קריטריון כתוצאת השפעות מצטברות הקשורות כרייה תת קרקעית ומבנים למגורים. עם זאת, הפחתה מדומה של גורמי לחץ כרייה הלא-פני שטח (למשל, שפכים מכר תת קרקעיים ושפכי מגורים) תנאים אקולוגיים השתפרו, דבר המצביעים על פעילות ניהול אסטרטגית יכולה לקדם את משך הפיתוח להתרחש. כתוצאה מכך, ההווהגישת ed מאפשרת תקל על פעילות כלכלית ופיתוח תוך ההפקה גם הזדמנות עבור הטבות נטו באמצעות תיקון של גורמי לחץ אחרים 28. זיהוי ודגימה מוצלחים של לחצים שימוש בקרקע דומיננטיים הוא שלב קריטי ביישום מתודולוגיות בהצלחה המוצגת כאן. זה גם קריטי שניתוח נתוני דגימה ולאחר מבוססי הזמין הטוב ביותר עַדכָּנִי כיסוי הקרקע ולהשתמש במידע. עקביות זמנית בין כיסוי קרקע בתוך ההפעלה לעזור נתונים להבטיח קשרים סטטיסטיים מדויקים תחזיות אקולוגיות לאחר 3, 9. אם שנערכו כראוי, טכניקת הערכת פרשת מים הציגו מפיקת מידע משוחד בעיקר (כלומר, ממזער שגיאה מפרט ושמיטת הטיות משתנות) מושפע multicollinearity. משום כך, הנתונים הללו מתאימים גם עבור מודלים חזויים באמצעות טכניקות רגרסיה מסורתיות.מגבלה פוטנציאלית אחת של הגישה הנוכחית, לעומת זאת, זה כדי היכולת חזקה באופן אמפירי לחזות דפוס מרחבים אינה מבטיחה יכולת לחזות שינויים לאורך זמן. יש לציין, מחקרים נצפו אינטראקציות בין שינוי אקלים שימוש בקרקע על תנאי physicochemical וביולוגיים 29-31. לכן, גישות ניהול הגמישו כי לבחון ניבויים זמניים ומודלי חיזוי מרחבית עדכון תהיינה מרכיב חשוב של מאמצי ניהול. זה צריך להיות כרוך שילוב שינויי האקלים לתוך מודלים סטטיסטיים תרחיש שלאחר מכן מנתח. המתודולוגיה שלנו ניתן להתאים גם לנצל מערכי נתונים קיימים לא יכול למלא את ההנחות של טכניקות רגרסיה מסורתיות (למשל, multicollinearity ועצמאות מדגם). השימוש בנתונים קיימים מועיל במצבים שבם יש מנהלים לזמן מוגבל או משאבים. רגרסיה עץ שפרו (BRT) מודלים עשויים להיות שימושיים במיוחד בעת ניתוח גדולמערכי נתונים קיימים, משום שהם אינם מושפעים במידה רבה על ידי multicollinearity, נתונים חסרים, חריגים סטטיסטיים, נתונים שאינם נורמלים 32. יתר על כן, BRT מציעה ביצועים חזויים גבוהים הוכיחה שירות במסגרת ניתוח תרחישים 28. חשוב לציין את ההקשר שבו המתודולוגיה שלנו פותח. ראשית, הגישה שלנו פותחה עבור אגני מאופיין הדרגתי שימוש בקרקע בבירור מוגדר. עם זאת, הדרגתיים שימושי קרקע מוגדרת בבירור לא תמיד מתרחש בקנה מידת קו פרשת המים (למשל, באזורים של המערב התיכון בארצות עם וריאציה קטנה במידה חקלאית). כתוצאה מכך, גישות אחרות תכנון שימור, כגון שיטות מבוססות סיכון לדרג מטרות שימור על בסיס סיכונים של פעילויות מרובות שימוש בקרקע, עשויות להיות מתאימות יותר 33-34. יתר על כן, הגישה שלנו תוכננה בקנה מידת קו פרשת מי HUC בן 8 ספרות. במחקר קודם, מצאנו כי מודלים לנמליםcted פני היקוות 8 ספרות מספר HUC מצליח לחזות ניואנסים פרשת מים ספציפיים בין שימושי קרקע ב-זרם תנאים 7. מודלי בנייה מעבר קשקשים מרחבית קטנים (למשל, 12 ספרות היקוות HUC) עשוי להגביל גודל מדגם ולהגביל את היכולת של מודלים לכמת השפעות מצטברות מורכבות. עם זאת, הגישה שלנו ניתן להשתמש כדי לנהל על פני קשקשים מרחבית באמצעות מסגרת בית-שכונת 2. במסגרת זו, סדרי עדיפויות שיקום והגנה נקבעים עבור זרמי פרט בהקשר של תנאים שמסביב. לדוגמא, עליית פוטנציאל שיקום עם מצב שכונת הגדלה בגלל יתרונות קשורות שיש זרמים טובים בקרבת מקום (למשל, מחדש קולוניזציה גבוהה פוטנציאל). אנו מספקים ולהפגין פרוטוקולים להערכה וניהול השפעות מצטברות בתוך היקוות השפיעה בכבדות. למרות כתב היד הנוכחית התמקדה בנייה ויישוםדגמי השפעות מצטברים בתוך מסגרת ניתוח תרחיש, טכניקות הערכת פרשת המים הפגינו לייצר נתונים מסוגלים לכימות דפוסים מפורטים של שפלת physicochemical והביולוגית קשורה להצטברות של פעילויות דומיננטיות שימוש בקרקע על פני סולמות מרחבית גדולים 35. משום כך, הנתונים המיוצר על ידי פרוטוקולי עיצוב ודיגום המחקר המתוארים כאן יש יתרונות ניהול פוטנציאל כי להאריך גם מעבר לאלה שנדונו. ואולי הכי חשוב, במסגרת זו ניתנת להעברת היקוות אחרת מול מעברים מתמשכים בכל מספר פעילויות שימוש בקרקע.

שינוי אנתרופוגניים של נופים טבעיים הוא בין האיומים הנוכחיים הגדולים למערכות אקולוגיות מימיות ברחבי העולם 1. באזורים רבים, השפלה המשיך בקצב הנוכחי תגרום נזק בלתי הפיך למקורות מים, ובסופו של דבר מגביל את יכולתם לספק שירותי המערכת האקולוגית יקר וחסר תחליף. לפיכך, יש צורך קריטי עבור כלים ומתודולוגיות מסוגלים לנהל מערכות מימיות בתוך היקוות פיתוח 2-3. הדבר חשוב במיוחד בהתחשב בעובדה מנהלית לעתים קרובות הם המוטל עם שימור משאבים מימיים לנוכח לחצים כלכליים ופוליטיים להמשיך בפעילות פיתוח. ניהול מערכות מימיות בתוך האזורים הפעילים בפיתוח דורש יכולת לחזות השפעות אפשריות של אותה פעילות פיתוח מוצעת במסגרת נוף טבעי קיים טרום אנתרופוגניים מייחסים 3, 4. אחד אתגרים גדולים כדי aquatמשאב ic ניהול בתוך היקוות מושפלת בכבדות הוא היכולת לכמת ולנהל מורכבות (כלומר, כתוסף או אינטראקטיביות) השפעות מצטברות של לחצים שימושיים קרקע מרובות בקני מידת מרחבים רלוונטיים 2, 5. למרות אתגרים נוכחיים, לעומת זאת, ערכות השפעות מצטברות שמתבצעות שולבו והנחיות רגולטוריות ברחבי העולם 5-6. הערכות פרשת מים ממוקדות שנועדו לדגום המגוון הרחב של תנאים ביחס ללחצים שימושיים קרקע רבים יכולים לייצר נתונים מסוגלים דוגמנות השפעות מצטברות מורכבות 7. יתר על כן, שילוב מודלים כאלה בתוך מסגרת ניתוח תרחיש [הצופה שינויים אקולוגיים תחת מגוון של פיתוח מציאותי או מוצע או ניהול פרשת מים (שיקום קל) תרחישים] יש הפוטנציאל לשפר את ניהול משאבי מים מאוד בתוך אגנים 3 השפיעו בכבדות, 5, 8 -9. השינוי הבולט ביותר, ניתוח תרחיש מספקמסגרת להוספת אובייקטיביות ושקיפות החלטות ניהוליות על ידי שילוב מידע מדעי (יחסים אקולוגיים מודלים סטטיסטיים), מטרות רגולציה, ואת בעלי העניין צריכה למסגרת אחת קבלת החלטות 3, 9. אנו מציגים מתודולוגיה להערכה וניהול השפעות מצטברות של פעילויות מרובות שימוש בקרקע במסגרת ניתוח תרחיש. אנחנו ראשונים מתארים כיצד לכוון לאתרים כראוי להוספה באמצעות הערכת פרשת המים המבוססת על לחצים שימוש בקרקע ידועים. אנו מתארים טכניקות שדה ומעבדה לקבלת נתונים על ההשפעות האקולוגיות של פעילויות שימושיות קרקע מרובות. נתאר בקצרה טכניקות מודלים לייצור דגמי השפעות מצטברות מבוסס נוף. לבסוף, אנו דנים כיצד לשלב מודלים השפעות מצטברות בתוך מסגרת ניתוח תרחיש להדגים את התועלת של מתודולוגיה זו בסיוע להחלטות רגולטוריות (למשל, המתיר ומנוחהנאום) בתוך מים ממוקשים באופן אינטנסיבי בווירג&#39;יניה המערבית.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1173">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:436px;">Slack Invert Sampling Kit</td>
			<td style="width:167px;">Wildco</td>
			<td style="width:123px;">3-425-N56</td>
			<td style="width:448px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">HDPE Square Jars</td>
			<td>US Plastic Corp</td>
			<td>66188</td>
			<td>32oz./for storing fixed, composite invertebrate samples</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethyl Alcohol 190 Proof</td>
			<td>PHARMCO-AAPER</td>
			<td>111000190</td>
			<td>For fixing and storing invertebrate samples</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">5in. by 20in. Macroinvertebrate sub-samplilng grid</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>This item cannot be purchased and must be made in house</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stereomicroscope Stemi 2000 with stand C LED</td>
			<td>ZEISS</td>
			<td>000000-1106-133</td>
			<td>For macroinvertebrate sorting and identification</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Thermo Scientific Nalgene Reusable Filter Holders with Receiver</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>09-740-23A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Immobilon-NC Transfer Membrane</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>HATF04700</td>
			<td>Triton-free, mixed cellulose exters, 0.45um, 47mm, disc</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Actron Vacuum Pump Brake Bleeder Kit</td>
			<td>Advanced Auto Parts</td>
			<td>CP7835</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nitric Acid Solution</td>
			<td>HACH</td>
			<td>254049</td>
			<td>1:1, 500mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Oblong NDPE Wide Mouth Bottles</td>
			<td>Thomas Scientific</td>
			<td>1229Z38</td>
			<td>250 mL/for collection of water samples</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:436px;">650 Multi-parameter display, standard memory</td>
			<td style="width:167px;">Fondriest Environmental</td>
			<td style="width:123px;">650-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">600XL Sonde with temperature/conductivity sensor</td>
			<td>Fondriest Environmental</td>
			<td>065862</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">pH calibration buffer pack</td>
			<td>Fondriest Environmental</td>
			<td>603824</td>
			<td>2 pints each of pH 4, 7, &#38; 10</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">conductivity standard</td>
			<td>Fondriest Environmental</td>
			<td>065270</td>
			<td>1 quart, 1000 uS</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Flo-Mate 2000</td>
			<td>TTT Environmental</td>
			<td>2000-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Keson English/Metric Open Reel Fiberglass Tape</td>
			<td>Forestry Suppliers</td>
			<td>40025</td>
			<td>300&#39;/100m</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ArcGIS 10.3.1</td>
			<td>ESRI</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

watershed planning within a quantitative scenario analysis framework

יש צורך קריטי עבור כלים ומתודולוגיות מסוגלים לנהל מערכות מימיות בתוך היקוות השפיעה בכבדות. מאמצים נוכחיים לעתים קרובות נופלים כתוצאת מאי יכולת לכמת ולחזות השפעות מצטברות מורכבות של תרחישי שימוש בקרקע נוכחיים ועתידיים בקני מידת מרחבים רלוונטיים. המטרה של כתב היד הזה היא לספק שיטות לניהול הערכת פרשת מים ממוקד המאפשרת מנהלי משאבים לייצר מודלי השפעות מצטברות מבוסס נוף לשימוש בתוך מסגרת ניהול ניתוח תרחיש. אתרים נבחרים ראשון להוספה באמצעות הערכת פרשת מים על ידי זיהוי אתרים שנכללים יחד הדרגתי עצמאי ושילובים של לחצים ידועים. שדה וטכניקות מעבדה משמשות לאחר מכן כדי להשיג מידע על, פיזי, כימי השפעות ביולוגיות של פעילויות שימושיות קרקע מרובות. ניתוח רגרסיה לינארית מרובה לאחר מכן נעשה שימוש כדי לייצר מודלי השפעות מצטברות מבוסס נוף לניבוי אקווהתנאי טיק. לבסוף, שיטות לשילוב דגמי השפעות מצטברים בתוך מסגרת ניתוח תרחישים עבור מנחים את הניהול והחלטות רגולטוריות (למשל, מתיר והפחתה) בתוך היקוות פעילה בפיתוח נדונות הדגימו 2-אגני משנה בתוך אזור כריית ההר של האפלאצ&#39;ים מרכזי. גישת הערכת וניהול פרשת מים בתנאי שימוש מאפשרת למנהלי משאבים שתקל על פעילותם כלכלית ופיתוח תוך שמירה על משאבי מים והפקת הזדמנות להטבות אקולוגיות נטו באמצעות תיקון ממוקד.

ארבעים 1: 24,000 catchments NHD נבחר כאתרי מחקר בתוך נהר פחם, וירג&#39;יניה המערבית (איור 2). אתרי לימוד נבחרו span השפעה נעה בין כריית שטח (שטח קרקע% 24), פיתוח מבני מגורים [צפיפות מבנה (no./km 2)], ו כרייה תת קרקעית [מערכת חיסול פריק זיהום לאומי צפיפות היתר (NPDES) (לא. / ק&quot;מ 2)] כך שכל פעילות שימושי קרקע גדולה התרחשה הן בבידוד בשילוב במידת האפשר (איור 3). בכל אתר, נתונים על תנאי physicochemical ומבנה הקהילה macroinvertebrate נאספו. במחקר קודם, נתונים אלה שימשו לבניית מודלים השפעות מצטברות לניבוי וירג&#39;יניה המערבית זרם מצב מדד (WVSCI), מדד רב-מטרי ברמת המשפחה של שלמות ביוטיים שפותחה עבור וירג&#39;יניה המערבית 25, מוליכות ספציפית עם רמה גבוהה של דיוק ודיוק 7. בזאת, מודלים אלה משמשים כדי לחזות תנאים עכשוויים ועתידיים של שתי פרשות מים תת נהר פחם [קריק Drawdy (איור 4 א) ו Laurel Fork (האיור 4B)] בתרחישי פיתוח שונים של שימוש קרקע. Drawdy קריק לורל מזלג יש כמעט רמות זהות של כריית השטח והפיתוח% (טבלה 1). עם זאת, Drawdy קריק מושפע מבני מגורים כרייה תת קרקעית, ואילו לורל מזלג הוא לא. כתוצאה מכך, ההיקוות שני אלה מציעה הזדמנות ייחודית כדי להעריך ולהשוות את המידה שבה השפעות מצטברות של פעילויות מרובות שימוש בקרקע לשלוט בתנאים מימיים נוכחיים ואת התוצאה של תרחישי פיתוח שימושי קרקע בעתיד. לורל מזלג לא ניבא יעלה כימיים (מוליכות ספציפית&gt; 500 מיקרו-שניות / ס&quot;מ 26) או biolog<html> קריטריונים iCal (WVSCI &lt;68 25), דבר המצביע על זה יכול להטמיע פעילות שימושי קרקע נוספים מבלי להסתכן ירידת ערך (טבלה 1). סדרת התרחישים הוערכה אז לכמת את הסכום המקסימאלי של כריית משטח נוספת, כרייה תת קרקעית, ופיתוח מגורים לורל מזלג יכול להטמיע סביר לפני היצוא שלה חוצה לכל קריטריון. כדי לעשות זאת, מוליכות ספציפיים WVSCI נחזו תחת המגוון הרחב של כל פעילות שימוש בקרקע תוך כדי הלחיצה על מדדי נוף האחרים מתמיד. ניתוח תרחיש מרמז לורל מזלג יכול להטמיע 14% (סה&quot;כ 25%) ו -21% (32% בסך הכל) מגבירה בארצות שלי השטח לפני חציית מוליכות ספציפית וקריטריונים WVSCI, בהתאמה (איור 5 א, 5 ב). לורל מזלג יכול גם להטמיע 8 היתרי NPDES מכרה תת קרקעי ו -22 מבני מגורים לפני חציית מוליכות ספציפית וקריטריונים WVSCI, בהתאמה (איור 5 א, 5 ב). ontent &quot;FO: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; לעומת זאת, היצוא של קריק Drawdy צפוי לחרוג הוא כימי קריטריונים ביולוגיים, דבר המצביע על חוסר יכולת להטמיע לכל התפתחות שימוש בקרקע נוספת ללא תופעות מקלים הראשונות של גורמי לחץ נוכחיים (טבלה 1). כתוצאה מכך, תרחישים קלים כי להקטין את גודל ההשפעה הכולל של פעילויות שימושי קרקע קיימות (למשל, ירידה של 10% בהשפעת 100 מבנים תהיה שווה 90 מבנים) סימולציה. Fully מקל את השפעת פיתוח למגורים כרייה תת קרקעית לא לגרום לעלייה בהתאמה WVSCI מעל 68 או ירידה במוליכות ספציפי מתחת קריטריון 500 מיקרו-שניות / ס&quot;מ (איור 6 א, 6 ב). עם זאת, יצוא של Drawdy קריק נובאה יעלה על WVSCI ציון של 68 וירידה מתחת ל -500 מיקרו-שניות / ס&quot;מ עם ירידות סימולטני בשני פיתוח למגורים כרייה תת קרקעית של% 94 ו -75, בהתאמה. &lt;<html> / P&gt; <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/54095/54095fig2.jpg" /> איור 2. מפה של פרשת מי נהר פחם. קו פרשת המים נהר פחם מוצג ביחס למיקומו בתוך מערב וירג&#39;יניה. מיקומים של אתרי מחקר (n = 40) ו Laurel מזלג Drawdy קריק-אגני משנה גם מוצגים. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54095/54095fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/54095/54095fig3.jpg" /> איור 3. אתרי מחקר נהר פחם. מגניטודה של כריית משטח ופיתוח למגורים עבור אתרי מחקר נבחרים (n = 40) בתוך הדרגתי לחץ עצמאי השילוב שלהם. גודל הסמל הוא יחסי למספר מערכת חיסול הפריק זיהום לאומי מחתרת כרייה (NPDES) היתרים.<html> ttps: //www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54095/54095fig3large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/54095/54095fig4.jpg" /> איור 4. מפות המתארות פעילויות השימוש בקרקע בתוך Drawdy קריק (א) ו Laurel Fork (B). היקוות אלה מייצגים דפוסי השימוש בקרקע גיאוגרפיה טיפוסי ברחבי האזור MTR-VF. פיתוח מגורים [כיסוי קרקע (כפי שהוגדר על ידי NLCD) ומבנים] וכרייה (מחתרת כריית היתרי NPDES והיקף שלי שטח) פעילויות שימוש בקרקע מוצגות. בלתי ממוקש נוספים היתרים בניתוח תרחיש מוצגים. עיין איור 2 עבור מיקום פרשת המים בתוך מערב וירג&#39;יניה. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54095/54095fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <html> ithin-page = &quot;1&quot;&gt; <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/54095/54095fig5.jpg" /> תוצאות איור 5. ניתוח תרחיש דוגמא לניבוי ב-זרם בתגובת פיתוח שימושי קרקע מדומה בתוך Laurel Fork. עשרות WVSCI חזויים לאחר עליות מדומה בכריית משטח ופיתוח מגורים (א) וחזה מוליכות ספציפית לאחר עליות מדומה בכריית משטח כרייה תת קרקעית ( B) בתוך מי המזלג לורל. קווים אופקיים מייצגים WVSCI (68) ו מוליכות ספציפית (500 מיקרו-שניות / ס&quot;מ) קריטריונים. קווים אנכיים מייצגים רמות נוספות של כרייה וכתוצאה מכך מעבר של כל קריטריון. צמתי ספירת ציר ה- x משתנית בהתאם נוף תכונות השתנה לפי כל תרחיש ומקביל יחידות נקוב האגדה. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54095/54095fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <html> התחת = &quot;jove_content&quot; FO: keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/54095/54095fig6.jpg" /> תוצאות איור 6. ניתוח תרחיש דוגמא לניבוי ב-זרם בתגובת פעילויות הקלה מדומה בתוך קריק Drawdy. עשרות WVSCI חזוי (א) ו מוליכות ספציפיות (ב) לאחר ירידות מדומה בגודל השפעת קיים פיתוח למגורי כרייה תת קרקעית, בהתאמה. תנאי חזוי לאחר ירידות סימולטני גודל האפקט של שניהם פיתוח למגורי כרייה תת קרקעית גם מוצג עבור כל תשובה. קווים אופקיים מייצגים WVSCI (68) ו מוליכות ספציפית (500 מיקרו-שניות / ס&quot;מ) קריטריונים. קווים אנכיים לציון פעולות להפחתת וכתוצאה מכך שיפור מעבר לכל קריטריון. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54095/54095fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <table fo:</html style=";text-align:right;direction:rtl">לשמור-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; <tbody><tr><td colspan="2"></td><td colspan="2"> נוף נוכחי </td></tr><tr><td colspan="2"></td><td> Drawdy קריק </td><td> לורל Fork </td></tr><tr><td colspan="4"> מאפיינים שימושי קרקע </td></tr><tr><td colspan="2"> כריית שטח (%) </td><td> 10.7 </td><td> 10.9 </td></tr><tr><td colspan="2"> כרייה תת קרקעית (# NPDES היתרים) </td><td> 9 </td><td> 0 </td></tr><tr><td colspan="2"> התפתחות (%) </td><td> 4.1 </td><td> 4.8 </td></tr><tr><td colspan="2"> צפיפות מבנה (#) </td><td> 470 </td><td> 0 </td></tr><tr><td colspan="4"> תנאי נצפים </td></tr><tr><td colspan="2"> המוליכות הסגולית (מיקרו-שניות / ס&quot;מ) </td><td> 686 </td><td> 156 </td></tr><tr><td colspan="2"> WVSCI </td><td> 65 </td><td> 68.8 </td></tr><tr><td colspan="4"&gt; תנאי חזוי </td></tr><tr><td colspan="2"> המוליכות הסגולית (מיקרו-שניות / ס&quot;מ) </td><td> 831 </td><td> 279 </td></tr><tr><td colspan="2"> WVSCI </td><td> 60.9 </td><td> 73.1 </td></tr></tbody></table> טבלה 1. מאפיינים נוף ציין וחזה התנאים מימיים עבור Drawdy קריק לורל מזלג. מאפיינים שימושי קרקע (מכרות השטח, כרייה תת קרקעית, ופיתוח מגורים) וחזה כימיים תנאים ביולוגיים עבור Drawdy קריק לורל מזלג בתנאים הנוף הנוכחי ואת תרחיש כרייה נוסף.

Watch this Scientific Journal Video about Watershed Planning within a Quantitative Scenario Analysis Framework at JoVE.com

Watershed Planning within a Quantitative Scenario Analysis Framework

יש צורך קריטי עבור כלים ומתודולוגיות מסוגלים לנהל מערכות מימיות לנוכח תנאים עתידים לא בטוחים. אנו מספקים שיטות לניהול הערכת פרשת מים ממוקד המאפשרת מנהלי משאבים לייצר מודלי השפעות מצטברות מבוסס נוף לשימוש בתוך מסגרת ניהול ניתוח תרחיש.

Watershed תכנון במסגרת ניתוח תרחיש כמותי

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems within heavily impacted watersheds. Current efforts often fall ...

watershed-planning-within-a-quantitative-scenario-analysis-framework

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Civil Engineering

Environment

Unit 1

Geographic Information Systems (GIS)

SCIENTISTS IN ACTION

7.9K Views.  West Virginia University.  יש צורך קריטי עבור כלים ומתודולוגיות מסוגלים לנהל מערכות מימיות לנוכח תנאים עתידים לא בטוחים. אנו מספקים שיטות לניהול הערכת פרשת מים ממוקד המאפשרת מנהלי משאבים לייצר מודלי השפעות מצטברות מבוסס נוף לשימוש בתוך מסגרת ניהול ניתוח תרחיש. 

Video: Watershed Planning within a Quantitative Scenario Analysis Framework

Analysis of Fatty Acid Content and Composition in Microalgae

A method to determine the content and composition of total fatty acids present in microalgae is described. Fatty acids are a major constituent of microalgal biomass. These fatty acids can be present in different acyl-lipid classes. Especially the fatty acids present in triacylglycerol (TAG) are of commercial interest, because they can be used for production of transportation fuels, bulk chemicals, nutraceuticals (&omega;-3 fatty acids), and food commodities. To develop commercial applications, reliable analytical methods for quantification of fatty acid content and composition are needed. Microalgae are single cells surrounded by a rigid cell wall. A fatty acid analysis method should provide sufficient cell disruption to liberate all acyl lipids and the extraction procedure used should be able to extract all acyl lipid classes.
With the method presented here all fatty acids present in microalgae can be accurately and reproducibly identified and quantified using small amounts of sample (5 mg) independent of their chain length, degree of unsaturation, or the lipid class they are part of.
This method does not provide information about the relative abundance of different lipid classes, but can be extended to separate lipid classes from each other.
The method is based on a sequence of mechanical cell disruption, solvent based lipid extraction, transesterification of fatty acids to fatty acid methyl esters (FAMEs), and quantification and identification of FAMEs using gas chromatography (GC-FID). A TAG internal standard (tripentadecanoin) is added prior to the analytical procedure to correct for losses during extraction and incomplete transesterification.

A method for the determination of fatty acid content and composition in microalgae based on mechanical cell disruption, solvent based lipid extraction, transesterification, and quantification and identification of fatty acids using gas chromatography is described. A tripentadecanoin internal standard is used to compensate for the possible losses during extraction and incomplete transesterification.

ניתוח התוכן של חומצות שומן והרכב בMicroalgae

A method to determine the content and composition of total fatty acids present in microalgae is described. Fatty acids are a major constituent of ...

Technique for Studying Arthropod and Microbial Communities within Tree Tissues

Phloem tissues of pine are habitats for many thousands of organisms. Arthropods and microbes use phloem and cambium tissues to seek mates, lay eggs, rear young, feed, or hide from natural enemies or harsh environmental conditions outside of the tree. Organisms that persist within the phloem habitat are difficult to observe given their location under bark. We provide a technique to preserve intact phloem and prepare it for experimentation with invertebrates and microorganisms. The apparatus is called a &#8216;phloem sandwich&#8217; and allows for the introduction and observation of arthropods, microbes, and other organisms. This technique has resulted in a better understanding of the feeding behaviors, life-history traits, reproduction, development, and interactions of organisms within tree phloem. The strengths of this technique include the use of inexpensive materials, variability in sandwich size, flexibility to re-open the sandwich or introduce multiple organisms through drilled holes, and the preservation and maintenance of phloem integrity. The phloem sandwich is an excellent educational tool for scientific discovery in both K-12 science courses and university research laboratories.

We provide a technique to preserve intact tree phloem and prepare it for observation. We create an apparatus called a phloem sandwich that allows for the introduction and observation of arthropods, microbes, and other organisms that inhabit phloem tissues.

טכניקת לימוד של פרוקים-רגליים וקהילות חיידקים בתוך רקמות עץ

Phloem tissues of pine are habitats for many thousands of organisms.  Arthropods and microbes use phloem and cambium tissues to seek mates, lay eggs, rear ...

A Protocol for Conducting Rainfall Simulation to Study Soil Runoff

Rainfall is a driving force for the transport of environmental contaminants from agricultural soils to surficial water bodies via surface runoff. The objective of this study was to characterize the effects of antecedent soil moisture content on the fate and transport of surface applied commercial urea, a common form of nitrogen (N) fertilizer, following a rainfall event that occurs within 24&#160;hr&#160;after fertilizer application. Although urea is assumed to be readily hydrolyzed to ammonium and therefore not often available for transport, recent studies suggest that urea can be transported from agricultural soils to coastal waters where it is implicated in harmful algal blooms. A rainfall simulator was used to apply a consistent rate of uniform rainfall across packed soil boxes that had been prewetted to different soil moisture contents. By controlling rainfall and soil physical characteristics, the effects of antecedent soil moisture on urea loss were isolated. Wetter soils exhibited shorter time from rainfall initiation to runoff initiation, greater total volume of runoff, higher urea concentrations in runoff, and greater mass loadings of urea in runoff. These results also demonstrate the importance of controlling for antecedent soil moisture content in studies designed to isolate other variables, such as soil physical or chemical characteristics, slope, soil cover, management, or rainfall characteristics. Because rainfall simulators are designed to deliver raindrops of similar size and velocity as natural rainfall, studies conducted under a standardized protocol can yield valuable data that, in turn, can be used to develop models for predicting the fate and transport of pollutants in runoff.

A rainfall simulator was used to apply a consistent rate of uniform rainfall to packed soil boxes in a study of the fate and transport of urea, a nonpoint source environmental contaminant. Under uniform soil and rainfall conditions, antecedent soil moisture content exerted strong control over urea loss in surface runoff.

פרוטוקול לעריכת סימולציה גשם לחקר ניגר קרקע

Rainfall is a driving force for the transport of environmental contaminants from agricultural soils to surficial water bodies via surface runoff. The ...

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the biogeochemical drivers of climate change and to the development and evaluation of GHG mitigation strategies based on modulation of landscape management practices. The static chamber-based method described here is based on trapping gases emitted from the soil surface within a chamber and collecting samples from the chamber headspace at regular intervals for analysis by gas chromatography. Change in gas concentration over time is used to calculate flux. This method can be utilized to measure landscape-based flux of carbon dioxide, nitrous oxide, and methane, and to estimate differences between treatments or explore system dynamics over seasons or years. Infrastructure requirements are modest, but a comprehensive experimental design is essential. This method is easily deployed in the field, conforms to established guidelines, and produces data suitable to large-scale GHG emissions studies.

This article showcases the static chamber-based method for measurement of greenhouse gas flux from soil systems. With relatively modest infrastructure investments, measurements may be obtained from multiple treatments/locations and over timeframes ranging from hours to years.

מדידה של שטף גזי חממה מקרקעות חקלאיות באמצעות לשכות סטטי

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the ...

Use of Chironomidae (Diptera) Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. Unfortunately, traditional benthic larval sampling methods, such as the dip-net, can be time-consuming and expensive. An alternative protocol involves collection of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Chironomidae is a species-rich family of flies (Diptera) whose immature stages typically occur in aquatic habitats. Adult chironomids emerge from the water, leaving their pupal skins, or exuviae, floating on the water&#8217;s surface. Exuviae often accumulate along banks or behind obstructions by action of the wind or water current, where they can be collected to assess chironomid diversity and richness. Chironomids can be used as important biological indicators, since some species are more tolerant to pollution than others. Therefore, the relative abundance and species composition of collected SFPE reflect changes in water quality. Here, methods associated with field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of chironomid SFPE are described in detail. Advantages of the SFPE method include minimal disturbance at a sampling area, efficient and economical sample collection and laboratory processing, ease of identification, applicability in nearly all aquatic environments, and a potentially more sensitive measure of ecosystem stress. Limitations include the inability to determine larval microhabitat use and inability to identify pupal exuviae to species if they have not been associated with adult males.

Use of Chironomidae Diptera Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrates are often used to monitor and assess water quality. An efficient protocol involves collections of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Here, techniques for field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of Chironomidae SFPE are described.

שימוש בChironomidae (כפולי כנף) גלמי Exuviae כמהיר Bioassessment פרוטוקול לגופי מים צפים-שטח

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. ...

An Aquatic Microbial Metaproteomics Workflow: From Cells to Tryptic Peptides Suitable for Tandem Mass Spectrometry-based Analysis

Meta-omic technologies such as metagenomics, metatranscriptomics and metaproteomics can aid in the understanding of microbial community structure and metabolism. Although powerful, metagenomics alone can only elucidate functional potential. On the other hand, metaproteomics enables the description of the expressed in situ metabolism and function of a community. Here we describe a protocol for cell lysis, protein and DNA isolation, as well as peptide digestion and extraction from marine microbial cells collected on a cartridge filter unit (such as the Sterivex filter unit) and preserved in an RNA stabilization solution (like RNAlater). In mass spectrometry-based proteomics studies, the identification of peptides and proteins is performed by comparing peptide tandem mass spectra to a database of translated nucleotide sequences. Including the metagenome of a sample in the search database increases the number of peptides and proteins that can be identified from the mass spectra. Hence, in this protocol DNA is isolated from the same filter, which can be used subsequently for metagenomic analysis.

This protocol is for the extraction and concentration of protein and DNA from microbial biomass collected from seawater, followed by the generation of tryptic peptides suitable for tandem mass spectrometry-based proteomic analysis.

Metaproteomics זרימת עבודה Aquatic מיקרוביאלית: מתאים לtryptic פפטידים מתאימים לניתוח מבוסס ספקטרומטריית מסת טנדם

Meta-omic technologies such as metagenomics, metatranscriptomics and metaproteomics can aid in the understanding of microbial community structure and ...

Extracting Metrics for Three-dimensional Root Systems: Volume and Surface Analysis from In-soil X-ray Computed Tomography Data

Plant roots play a critical role in plant-soil-microbe interactions that occur in the rhizosphere, as well as processes with important implications to climate change and crop management. Quantitative size information on roots in their native environment is invaluable for studying root growth and environmental processes involving plants. X-ray computed tomography (XCT) has been demonstrated to be an effective tool for in situ root scanning and analysis. We aimed to develop a costless and efficient tool that approximates the surface and volume of the root regardless of its shape from three-dimensional (3D) tomography data. The root structure of a Prairie dropseed (Sporobolus heterolepis) specimen was imaged using XCT. The root was reconstructed, and the primary root structure was extracted from the data using a combination of licensed and open-source software. An isosurface polygonal mesh was then created for ease of analysis. We have developed the standalone application imeshJ, generated in MATLAB1, to calculate root volume and surface area from the mesh. The outputs of imeshJ are surface area (in mm2) and the volume (in mm3). The process, utilizing a unique combination of tools from imaging to quantitative root analysis, is described. A combination of XCT and open-source software proved to be a powerful combination to noninvasively image plant root samples, segment root data, and extract quantitative information from the 3D data. This methodology of processing 3D data should be applicable to other material/sample systems where there is connectivity between components of similar X-ray attenuation and difficulties arise with segmentation.

A methodology for obtaining visual and quantitative root structure information from X-ray computed tomography data acquired in-soil is presented.

חילוץ מדדים עבור מערכות רוט תלת ממדי: ניתוח עוצם Surface מן הנתונים-אדמת רנטגן טומוגרפיה הממוחשבת

Plant roots play a critical role in plant-soil-microbe interactions that occur in the rhizosphere, as well as processes with important implications to ...

A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the landscape has complex and varied soil morphology, an accompanying disparity in flow paths for leachate through the soil macropore and matrix structure is present. The rate of flow through these paths is further affected by antecedent soil moisture. Lysimeters are used to quantify flow rate, volume of water and concentration of nutrients leaching downward through soils. While many lysimeter designs exist, accurately determining the volume of water and mass balance of nutrients is best accomplished with bounded lysimeters that leave the natural soil structure intact. 
Here we present a detailed method for the extraction and construction of soil core lysimeters equipped with soil moisture sensors at 5 cm and 25 cm depths. Lysimeters from four different Coastal Plain soils (Bojac, Evesboro, Quindocqua and Sassafras) were collected on the Delmarva Peninsula and moved to an indoor climate controlled facility. Soils were irrigated once weekly with the equivalent of 2 cm of rainfall to draw down soil nitrate-N concentrations. At the end of the draw down period, poultry litter was applied (162 kg TN ha-1) and leaching was resumed for an additional five weeks. Total recovery of applied irrigation water varied from 71% to 85%. Nitrate-N concentration varied over the course of the study from an average of 27.1 mg L-1 before litter application to 40.3 mg L-1 following litter application. While greatest flux of nutrients was measured in soils dominated by coarse sand (Sassafras) the greatest immediate flux occurred from the finest textured soil with pronounced macropore development (Quindocqua).

A detailed method for extraction and assembly of intact soil core lysimeters and their use for study of leachate and associated loss of nutrients from surface applied poultry litter is demonstrated.

פרוטוקול Lysimeters Core קרקע איסוף הבנייה

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the ...

Clean Sampling and Analysis of River and Estuarine Waters for Trace Metal Studies

Most of the trace metal concentrations in ambient waters obtained a few decades ago have been considered unreliable owing to the lack of contamination control. Developments of some techniques aiming to reduce trace metal contamination in the last couple of decades have resulted in concentrations reported now being orders of magnitude lower than those in the past. These low concentrations often necessitate preconcentration of water samples prior to instrumental analysis of samples. Since contamination can appear in all phases of trace metal analyses, including sample collection (and during preparation of sampling containers), storage and handling, pretreatments, and instrumental analysis, specific care needs to be taken in order to reduce contamination levels at all steps. The effort to develop and utilize "clean techniques" in trace metal studies allows scientists to investigate trace metal distributions and chemical and biological behavior in greater details. This advancement also provides the required accuracy and precision of trace metal data allowing for environmental conditions to be related to trace metal concentrations in aquatic environments.
This protocol that is presented here details needed materials for sample preparation, sample collection, sample pretreatment including preconcentration, and instrumental analysis. By reducing contamination throughout all phases mentioned above for trace metal analysis, much lower detection limits and thus accuracy can be achieved. The effectiveness of "clean techniques" is further demonstrated using low field blanks and good recoveries for standard reference material. The data quality that can be obtained thus enables the assessment of trace metal distributions and their relationships to environmental parameters.

Special care using "clean techniques" is required to properly collect and process water samples for trace metal studies in aquatic environments. A protocol for sampling, processing, and analytical procedures with the aim of obtaining reliable environmental monitoring data and results with high sensitivity for detailed trace metal studies is presented.

נקי דיגום ואנליזה של נהר ושפכי הנהרות ווטרס ללימודי מתכת עקבות

Most of the trace metal concentrations in ambient waters obtained a few decades ago have been considered unreliable owing to the lack of contamination ...

Modification and Application of a Leaf Blower-vac for Field Sampling of Arthropods

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the modification and application of a leaf blower-vac for suction sampling of arthropod populations in rice. When used in combination with an enclosure, application of this sampling device provides absolute estimates of the populations of arthropods as numbers per standardized sampling area. The sampling efficiency depends critically on the sampling duration. In a mature rice crop, a two-minute sampling in an enclosure of 0.13 m2 yields more than 90% of the arthropod population. The device also allows sampling of arthropods dwelling on the water surface or the soil in rice paddies, but it is not suitable for sampling fast flying insects, such as predatory Odonata or larger hymenopterous parasitoids. The modified blower-vac is simple to construct, and cheaper and easier to handle than traditional suction sampling devices, such as D-vac. The low cost makes the modified blower-vac also accessible to researchers in developing countries.

Assessment of arthropod abundance in crops is critical for investigating population dynamics and species interactions. Here we describe the modification and application of a leaf blower-vac for suction sampling of arthropods in rice.

שינוי ויישום של VAC מפוח עלים עבור דגימת שדה של פרוקי רגליים

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the ...