שיטה בעלות נמוכה למדידת התפוקה הראשונית באתרה של קהילות פריפיטון במים לנטיים

מדידה מפורטת באתרה של התפוקה ברוטו של פריפיטון או כל מיקרואורגניזם מים באתר מתאים יכולה לשפר את הידע הנוכחי של התהליכים השולטים בדינמיקה של פרודוקטיביות ראשונית במים לנטיים. השיפורים העיקריים בשיטות המוצעות הם אי-פולשניות, עלות-תועלת ואפשרות למדידות סימולטניות במקומות שונים. זה גם מאפשר איסוף של נכסי נתונים גדולים ללא הוצאות נוספות.

החלפת הדוברה בביצוע הניסויים, השתמש בקיאק מתנפח מכיוון שהוא ניתן להובלה בקלות. בחר מקום עם עומק אידיאלי לעיגון המצוף. לאחר מכן, חברו את הדוברה המורכבת מאחורי ירכתי הסירה והורידו בזהירות את העוגן לאורך צד הסירה.

יישרו את העוגן על ידי תלייתו מעט מתחת לפני המים, כך שניתן יהיה לגרור את המצוף בקלות עם העוגן לנקודה עם העומק הנדרש. לאחר ההגעה למקום, התירו את העוגן מהסירה והורידו אותו לתחתית, ואז הצמידו את הדוברה לשרשרת העוגן ואת השרשראות לחיבור בקבוקי הדגירה לדוברה. כדי להכין את בקבוקי הדגירה, חברו כתמי חיישן חמצן אופטיים לדופן הפנימית של בקבוקי 0.5 ליטר שקופים ורחבי צוואר עם אטמים אטומים לגז, ואז צרו שכבה אטומה לבקבוקי הטיפול הכהים על ידי עטיפתם בסרט חשמלי שחור.

חותכים חור זעיר במקום החיישן האופטי הממוקם ומוודאים כי חור החיתוך קטן מעט מקוטר החיישן כדי למנוע חדירת אור לבקבוק. הניחו את בקבוקי הדגירה בקופסה הניידת וצללו עם הקופסה לעומק המתאים מבלי להפריע למשקעים במים שמסביב. לאחר מכן, באמצעות פינצטה ארוכה, למלא בזהירות את הדגימות לתוך בקבוקי הדגירה, נזהר לא להפריע את הביומסה של הדגימה יותר מדי.

אם המחצלות המיקרוביאליות גדלות על משטח מוצק כמו אבן קטנה, העבירו בזהירות את כל האבן עם ביומסה שלמה לתוך הבקבוק. מלאו זוג אחד של בקבוקים בהירים וכהים במים נקיים מהמעמקים המתאימים ללא משקעים שישמשו כפקדים ריקים. לאחר שווידאתם שהמים בכל בקבוקי הדגירה נקיים ואינם מכילים משקעים מטרידים, הביאו את הבקבוקים הסגורים לסירה העוגנת לדוברה הצפה.

חברו את שני הזוגות הראשונים של בקבוקי הדגירה לווי ההצמדה בשרשרת הראשונה, ולאחר מכן מדדו את ריכוז החמצן הראשוני בכל בקבוק באמצעות מד החמצן של הסיבים האופטיים. חבר את הכבל האופטי של המונה לחיישן החמצן המותקן בתוך הבקבוק ותוך מספר שניות, קרא את ריכוז החמצן במונה ורשום את הערך הנמדד. מיד לאחר המדידה, הנמיכו בזהירות את השרשרת עם הבקבוקים המחוברים בחזרה למים, תוך הקפדה על כך שבקבוקי הדגירה ממוקמים באותו עומק שממנו נדגמה הביומסה שהונחה בהם.

לאחר שעה, מדוד שוב את ריכוז החמצן על ידי משיכה זהירה של כל שרשרת עם הבקבוקים לתוך הסירה. קריאת ערך החמצן הודגמה בעבר והורדת הדגימות למים שוב. לאחר השלמת כל המדידות, הוציאו את הדגימות מבקבוקי הדגירה ושפשפו את המחצלת המיקרוביאלית שגדלה על פני חומר קשה כמו אבן עם מברשת שיניים או סכין קטנה, ואז העבירו את התכולה לצלוחיות פלסטיק.

עלייה בריכוז החמצן לאורך זמן ניכרת הן בבקרה והן בבקבוקי הדגימה החשופים לאור המעידים על תפוקת המערכת האקולוגית נטו. עם זאת, שיפוע הגידול גבוה משמעותית בבקבוקים עם דגימות מחצלת מיקרוביאלית. השינוי בריכוז החמצן לאורך זמן בבקבוקים החשוכים הוא סכום הנשימה האוטוטרופית וההטרוטרופית.

במקרה זה, השיפוע של ריכוז החמצן בבקבוק הבקרה אינו שונה באופן משמעותי מאפס. הפחתת שיעורי הנשימה מפריון המערכת האקולוגית נטו מניבה את שיעורי התפוקה של המערכת האקולוגית ברוטו והנתונים תואמים היטב את ההגדרה. יישום מעשי של שיטה זו הושג בשדות של שלושה אגמים שלאחר הכרייה המראים את תפוקת המערכת האקולוגית ברוטו של הקהילה הפרפיטית בעונת הצמחייה.

במהלך תהליך דגימת הביומסה מתחת למים, חשוב לוודא שאף בועות אוויר לא נשארות כלואות בתוך בקבוקי הדגירה לאחר שהם נסגרים לאחר הוספת הדגימות. באמצעות הליך זה, ניתן לכמת את חילופי החמצן בין גוף המים לבין כל אורגניזם או קהילה של אורגניזמים בגודל מתאים. שיטה זו מאפשרת לחקור את התפוקה הראשונית לאורך כל השנה של אורגניזם נבחר באתרו על ידי הפיכת המצב הטבעי ככל האפשר, ובכך לתת מושג טוב יותר על חשיבותו היחסית לחילוף החומרים של פחמן לכל החיים.