评估入侵的欧洲绿蟹的养殖种群

摘要

了解绿蟹种群动态中的时空模式对于预测和管理这种有害入侵物种的生态和经济影响至关重要。该协议的制定旨在创建一种标准化的方法，以评估西北大西洋岩石间区的绿色螃蟹种群。

摘要

入侵物种对全世界的生态系统造成了重大破坏。欧洲绿蟹在19世纪入侵北美，被世界自然保护联盟视为世界上100个最恶劣的入侵者之一。对时空绿蟹种群动态的观察对于预测和管理这种有害入侵物种的生态和经济影响至关重要。该协议旨在创建一种标准化的方法，以评估新英格兰和加拿大大西洋岩石间区绿蟹种群动态。该协议旨在为多个用户（包括研究人员、教育工作者、学生和公民科学家）提供访问。虽然它是为调查螃蟹种群而设计的，但该协议易于适应，可用于任何数量的地层间物种。使用本议定书收集的结果数据具有广泛的用途，包括为生态研究、养护努力、缓解战略和渔业发展提供信息，以及用于教育推广目的。

引言

生物入侵可能破坏物种相互作用和生态过程，并可能产生深远的生态^{1，2，3,2,3}和经济^后果4。成功预测、缓解和适应入侵的能力在很大程度上取决于时空人口动态^的特征。虽然存在一系列工具（如种群遗传学、稳定同位素），并且正在出现跟踪入侵物种的工具（例如，eDNA），但传统的原位监测技术继续被广泛用于评估入侵物种分布和丰度。

欧洲绿蟹（卡西努斯海纳斯）是一种入侵物种，于1817年在北美首次发现，并已成功入侵全球^{6，7,生态系统}。^,绿蟹对本地生态系统有多重负面影响，包括通过捕食^{,,8、9、与,9}本地甲壳类动物争夺^{食物和住所10、11、12、}破坏鳗鱼草栖息地以及随后改变鱼类社区^,结构^{1112、13、14等。12 1314}使这些问题雪上所食的是温度升高与绿蟹丰度增加和/或范围扩大^,15、16之间的联系，这在缅因湾等地区造成了严重的生态和社会经济后果，那里的气候变暖速度超过世界其他^海洋的99%。¹⁵

在北美的东部海岸，绿蟹从弗吉尼亚到纽芬兰。它们最常出现在海浪保护的海岸线、河口和湾层，其深度从涨潮位到5-6米¹⁸不等。它们在区间的存在使其成为进行海岸线调查的理想海洋物种。用于识别绿蟹的最显著特征是眼睛两侧有五个脊椎或"牙齿"的图案，眼睛之间有三个脊柱（见附录1）。它们的甲壳（侧）通常是斑驳的深绿色和棕色，但腹色图案可能差异很大（见附录2）。

目前有许多组织、研究人员、公民科学家团体和教育工作者进行绿蟹种群监测。然而，由于缺乏标准化协议，很难比较数据集并最终了解当地和区域规模的绿蟹种群。该协议旨在量化新英格兰和加拿大大西洋岩石间区绿蟹的时空种群动态。理想情况下，开发标准化、廉价且易于适应性的调查将促进包括研究人员、公民科学家、教育工作者和学生在内的广大用户的长期监测工作。

虽然绿蟹是本协议中感兴趣的目标物种，但还收集了本地乔纳和岩蟹（巨蟹和巨蟹）以及入侵的亚洲岸蟹（海米格拉普斯桑吉努斯）的数据。这些螃蟹品种常见于新英格兰北部岩石间区，其种群分布和丰度趋势具有生态和经济意义。与本议定书一起制定了《跨区蟹场指南》，以帮助识别新英格兰北部的螃蟹（附录1）。使用 Anecdata 19 为该协议开发了一个名为"跨水绿蟹项目"的数据输入^{和存储平台}。Anecdata 是一个免费的在线公民科学平台，提供基于 Web 和移动的解决方案来收集和访问观测结果，并提供一个用户友好的平台，以便轻松收集、管理和共享数据。

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研究方案

1. 调查工作的时间安排

1. 在 5 月至 11 月间，在区间生产力的高峰期进行调查。
2. 围绕负潮或零潮（通常是新的和满月周期）进行调度调查，以便留出足够的时间在低潮间区（即至少2小时）。

2. 调查前准备

1. 在进行调查之前，如果是首选方法，请查找并打印所有现场指南和数据收集表（请参阅附录）。如果使用 Anecdata 应用程序进行现场指南和数据收集，请访问 Anecdata 网站并加入跨防暴绿蟹项目¹⁹。数据收集表和 Anecdata 集合类别是相同的。

3. 网站选择和描述

1. 找到一个带鹅卵石（即不稳定，由波浪作用滚动）和藻树冠栖息地的波浪庇护的岩石潮间地点。确保至少有 100 m 的海岸线，以适应计划的采样。
2. 使用全球定位系统 （GPS） 单元或具有 GPS 功能的智能手机等设备（例如，许多指南针应用程序可免费下载或已在智能手机上预编程）记录研究网站的位置。记录跨区调查数据表上的站点坐标（附录 3）或直接记录到 Aecdata 上的跨水线绿蟹项目。
3. 在预测的低潮时间（从NOAA潮汐预测网站或应用程序（如潮汐）确定）运行一个50米的横穿胶带垂直从低潮间区（即飞溅区）到高潮间区（即黑微藻区，通常在高潮时干燥）。将所得距离分为三个相等的部分:高、中、低（图1）。低部间段，平行于海岸线，是目标采样区。
4. 在低层区内，测量与海岸线平行100米的距离（图2），并使用钢筋或天然永久地标（如不可移动的巨石、悬崖、码头桩等）建立划定该区的永久标记。

4. 进行调查

1. 在到达测量地点之前，请记录以下有关潮间测量数据表（附录3）的信息，或在 Anecdata 上直接记录到潮内绿蟹项目:地点名称、采样日期、参与者、低潮的时间和高度（使用 NOAA 潮汐预测网站或潮汐等应用程序确定）和阴相（使用www.moongiant.com年等阴历确定）。
2. 到达勘测现场后，找到将在那里进行勘测的100米低地间海岸线，拆开装备，并组织数据表和现场指南。
3. 可选地，使用采样区附近的浅水中的防水数字温度计测量水温。
   1. 通过将收集到靠近采样区域的几滴水放在盐度折射仪的折射棱镜上，测量盐度。
   2. 在跨水线测量数据表上记录水温（以 °C 和盐度（每千百分之一）的速度记录，或在 Anecdata 应用程序上直接记录到水温（以千分之几）分量记录到水温。
4. 在与海岸线平行的预定义低地线区内随意地将 1 m²四分之一（由于样本区域已经定义，因此不需要横切胶带进行测量）开始调查。记录四合院内可移动岩石（即可查看下方的鹅卵石/砾石）和藻类树冠覆盖（如烟叶或富库斯spp.）的可视估计Ascophyllum值（即 0、25、50、75 或 100%）。岩石间的栖息地通常是零碎的，可以包含沙，泥，窗台，或其他栖息地，其中没有绿色螃蟹。
   1. 为了避免通过采样不合适的栖息地来避免倾斜密度估计，仅对大于 50% 可移动岩石或大于 50% 的藻树冠的四合院进行采样。还要避免在低地间区内巨石或窗台明显高于海岸线轮廓的取样区域，因为该生境可能更代表中间的波间区域。
5. 在每个四合院内，抬起可移动的岩石或鹅卵石，小心地将藻类移到一边寻找螃蟹。一定要更换所有的岩石和藻类，因为它们被发现。收集找到的所有螃蟹，并把它们存放在桶中，直到搜索了整个四合形。
6. 使用《跨区蟹场指南》（附录1，或Anecdata 项目平台上的源）确定每只螃蟹的种类，并使用跨区调查数据表（附录3）或Anecdata 应用程序上《跨区绿蟹项目》中列出的物种代码进行记录。
7. 使用 Vernier 卡钳测量每只螃蟹在甲壳最宽处的甲壳宽度 （CW），从端脊尖到端脊尖的尖端，到最近的 1 mm。
8. 使用螃蟹腹侧的腹部（或"围裙"）来确定性别。雄性螃蟹往往有一个狭窄的，尖的腹部和雌性螃蟹往往有一个较宽，蜂巢形状的腹部（附录1）。只有记录性别的螃蟹≥ 10 毫米 Cw 。
9. 对于所有螃蟹，记录爪数、腿数、壳体状况（即硬壳或软壳，由甲壳在施加手指压力时是耐（硬）还是给（软）决定），以及雌性存在（即卵巢）或没有挤出的卵子。
10. 可选地，使用 Young 和 Elliot 20 开发的颜色协议（附录^{2）记录绿蟹的颜色，}而不是其他螃蟹物种的颜色。只有在实际的油漆芯片可以采购并引入现场时，才应使用此协议，因为打印版本可能差别很大。使用外部预摩尔指标（附录4，或在 Anecdata 项目平台上的源）确定绿蟹的预摩尔壳条件。前皮绿蟹是3周内被剥皮，是特别感兴趣的新兴的软壳绿蟹渔业^{21，22。21,}
11. 一旦记录了所有测量值和特征，所有螃蟹将返回四合院内的栖息地。
12. 继续随意地在预定义的低点间点内折腾四合院，直到总共采样 10 m^2。 沿着海岸线的低地间区域继续向前移动，确保四合院至少相隔 1 米，以便不进行重新采样，最大为 10 m，使测量面积不超过 100 米。

5. 数据管理和分析

1. 如果使用数据表，请检查所有原始数据表的调查后、影印、扫描和存档是否错误和易读性。使用影印本将数据输入 Excel 电子表格（例如，参见附录 5） 或 Aecdata¹⁹上的跨流绿蟹项目。以电子方式存储扫描的数据表。
2. 进行与研究设计合适的数据分析。有用的种群指标包括螃蟹密度（蟹总数除以抽样的四足蟹总数）、性别比率、累积大小频率、伤害率、壳体状况比率和总体物种遭遇率（例如，本地螃蟹与入侵蟹的百分比）。

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结果

2019年，该协议用于每月在三个地点进行5月至11月的三个地点（桑迪点，雅茅斯，ME（43°46'17.92"N，70°8'45.52"W），罗宾汉湾，乔治敦，ME（43°48'13.80"N， 69×44'50.97"W），和新草甸河，西浴，ME （43×51'17.84"N， 69×51'55.2 ），在5月至8月的一个地点（达马里斯科塔河，沃尔波尔，ME（43°56'9.42"N，69°34'52.75"）。所收集的数据表明，绿蟹种群密度（图3）和性别比（图4）?...

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讨论

该协议描述了一种测量方法，用于评估岩石间区螃蟹种群的空间和时间趋势，包括研究人员、教育工作者、学生和公民科学家在内的多个用户均可获得这种方法。该协议的好处包括:它不需要专门或昂贵的设备，该方法适用于广泛的技能水平（例如^，3年级 和4^{年级的学生} 已经成功地使用它），它可以很容易地适应调查员的需要。此外，Aecdata 的可选使用允许将观测值直接记录到数?...

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材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 m2 PVC quadrat (1/2" PVC)	Any hardware/home improvement store		PVC can be sourced at any hardware/home improvement store and cut into 1m lengths to form quadrat (4 1/2" PVC elbows will also be needed to connect 1 m lengths into square)
1/2" rebar	Home depot	5152	*optional (for marking low intertidal area)
40 m Fiberglass Transect Tape	Grainger	3LJX1
5 gal bucket	Home depot	05GLHD2
Ade Advanced Optics Salinity Refractometer	Amazon		*optional
Clip board	Any office supply store or Amazon
Uei Waterproof Digital Thermometer	Amazon		*optional
Vernier calipers	Bel-Art		Many companies make calipers, however our preferred brand is Bel-Art which can be sourced on Amazon