珊瑚礁方舟:用于组装珊瑚礁群落的 原位 介观和工具包

珊瑚方舟可以回答有关海洋群落如何聚集，随时间变化以及应对不断变化的环境条件的关键问题，包括生物学如何改变非生物环境。珊瑚方舟提供了一个可复制、可扩展和垂直可调的研究平台，用于在自然环境和生态系统规模上建立和试验珊瑚礁群落。这种结合ARMS和方舟构建生态系统中生生物的方法可以应用于生活在地球上的底栖海洋群落，特别是沿海地区的海底海洋群落。

将砂螺钉运送到底栖动物后，将砂螺钉直立放置，然后通过扭转来掩埋砂螺钉，直到第一个圆盘被沙子或松散的碎石覆盖。将一根五英尺长的金属转杆穿过锚的眼睛，使大部分转杆从眼睛的一侧伸出。在底栖生物上行走或绕圈游泳时，将沙子拧入基质，直到底栖生物只剩下眼睛伸出。

安装三个三角形的砂螺钉，由链条缰绳连接，以增加保持力。要组装测地线框架，请将不锈钢六角螺母拧到螺栓顶部 3/4 处的 2.5 英寸不锈钢螺栓上。将螺栓插入支柱上的一个朝内孔中，并用防松螺母固定，以防止轮毂沿着支柱的长度滑动。

现在，将每个支柱的末端推入轮毂的一个孔中。将另一个螺栓固定在支柱的外孔中，并用防松螺母完成以防止支柱滑出轮毂。对一个轮毂中的所有五个支柱重复此操作。

然后添加轮毂和支柱，直到测地线球体组装完毕。解开 1/8 英寸不锈钢钢丝绳后，开始将其穿过支柱。用尼龙扎带制作 12 个大约银元大小的环，每个集线器一个。

当钢丝绳穿过支柱时，将绳子穿过轮毂处的拉链领带环，然后继续到下一个支柱。继续将钢丝绳穿过通过拉链领带环连接在每个顶点中间的所有支柱。将电缆穿回起点后，用钳子拉拉链扎环，使钢丝绳的长度靠近。

将 1/2 英寸不锈钢电缆夹安装到所有钢丝绳长度上并牢固拧紧。对结构的所有顶点重复此操作。现在，使用三个 1/2 英寸电缆夹将金属线的两端配接和夹紧。

添加索具系统，该系统由两根长度的三乘八英寸不锈钢电缆组成，该电缆以液压方式锻造到两端的眼上。将电缆的底端穿过方舟的顶部和底部，使用木槌将端盖安装到顶部和底部轮毂上。中间的旋转扣系统连接两种长度的不锈钢电缆。

将吊环螺栓拧入转扣，然后拧紧，直到结构上有足够的张力使系统刚性。使用重型 250 磅强度的拉链将切割成两个半五边形的每个模制玻璃纤维格栅添加到方舟内部，将平台的侧面固定在方舟支柱上。放置一段玻璃纤维工字钢，将玻璃纤维平台的两半连接在结构下方，并使用两个不锈钢 U 型螺栓固定在平台的底部，并用尼龙插入防松螺母固定。

对其他四个工字梁重复此操作，将它们平均分布在平台的长度上。这连接并支撑了平台的两半，创建了一个完整的五边形。拧紧平台边缘的重型拉链扎带并夹掉多余的部分。

在此步骤结束时，内部平台牢固地集成到方舟结构中。使用不锈钢鼠标鼠标旋转扣的末端和所有卸扣。在此步骤结束时，方舟将有两个集成平台，用于硬件连接的顶部和底部附件，以及一根中央电缆，该电缆通过锚固和正浮力承受施加在结构上的大部分拉力。

框架完全组装后，在部署站点安装测地线框架。要测量方舟的水中重量，请将潜水称重传感器连接到块和滑轮系统上，以将系泊缆绳上的张力暂时传递到应变片系统。将块的底座和钓具连接到方舟系泊系统上的安全位置，例如中间卸扣点或海底锚。

将称重传感器的顶部连接到方舟安装框架上的安全位置。在不拆卸或改变方舟上的系泊部件的情况下，将缆绳拉过块和钓具和滑轮系统，使张力从方舟系泊系统传递到滑轮系统，每次拉动时将缆绳固定。确保系泊缆绳完全松弛，以使应变片能够收集张力测量值。

经过至少几分钟的数据收集后，慢慢地将张力从块和滑轮系统传递回方舟系泊缆绳。确保卸扣和其他系泊部件正确就位并固定。两个壳方舟结构的响应显示拖曳力小于10千克，净浮力分别为82.7和83.0千克。

测量期间的当前速度相对稳定在每秒20厘米左右。与位于相同深度的底栖控制点相比，方舟的环境表现出更高的日间平均光强度、更高的平均流速、更低的溶解有机碳浓度和更低的溶解氧浓度的迪尔波动。方舟和控制部位之间的温度差异微不足道。

方舟还显示出比对照位点具有更高病毒与微生物比率的微生物群落，这是由中水方舟环境中较低的微生物丰度和较高丰度的自由病毒驱动的。方舟上的微生物群落平均由物理上比海底微生物群落小的细胞组成。每三个月在方舟和控制地点评估一次实验易位珊瑚的存活情况。

在第一批珊瑚易位九个月后，与对照地点相比，方舟中仍然有更多的珊瑚活着。珊瑚方舟系统是为长期生态监测项目而设计的，因此应考虑到部署地点的正常和极端条件，选择锚固系统和结构设计。与珊瑚方舟群落相关的非生物因素可以通过改变系统的深度来调整，从而能够研究珊瑚礁病毒和微生物群落如何应对不断变化的环境条件。