サンゴ礁の箱舟:サンゴ礁のコミュニティを組み立てるための その場 のメソコスムとツールキット

サンゴの箱舟は、生物が非生物的環境をどのように変化させるかなど、海洋群集がどのように集まり、時間とともに変化し、変化する環境条件に対応するかについての重要な質問に答えることができます。サンゴの箱舟は、自然環境と生態系規模でサンゴ礁のコミュニティを構築および実験するための、複製可能でスケーラブルで垂直方向に調整可能な研究プラットフォームを提供します。ARMSとアークを組み合わせて生態系のメソコスムを構築するこの方法は、地球全体に生息する底生海洋コミュニティ、特に沿岸地域で見られるものに適用できます。

砂ねじを底生生物に運んだ後、砂ねじを直立させ、最初のディスクが砂で覆われるか、緩んだ瓦礫で覆われるまで砂ねじをねじって埋めます。アンカーの目に長さ5フィートの金属製のターニングバーを置き、ほとんどのターニングバーが目の片側から突き出るようにします。底生生物の上を歩いたり、円を描くように泳いだりしながら、目だけが底生生物から突き出たままになるまで、砂ねじを基板にねじ込みます。

保持力を高めるために、チェーンブライドルで接続された三角形のパターンで3本の砂ネジを取り付けます。測地線フレームを組み立てるには、ステンレス鋼の六角ナットをボルトの上部の3/4の2.5インチのステンレス鋼ボルトにねじ込みます。ボルトを支柱の内側に面した穴の1つに挿入し、ハブが支柱の長さを滑り落ちないようにロックナットで固定します。

次に、各支柱の端をハブの穴の1つに押し込みます。支柱の外側の穴に別のボルトを固定し、支柱がハブから滑り落ちないようにロックナットで仕上げます。1つのハブの5つの支柱すべてに対して繰り返します。

次に、測地線球が組み立てられるまでハブと支柱を追加します。1/8インチのステンレス鋼ワイヤーロープをほどいた後、支柱に通し始めます。銀ドルほどの大きさのナイロンケーブルタイから、ハブごとに1つずつ、12個のループを作成します。

ワイヤーロープが支柱に通されているので、ハブの結束バンドループにロープを通してから、次の支柱に進みます。ジップタイループによって各頂点の中央に接続されているすべての支柱にワイヤーロープを通し続けます。ケーブルを出発点に戻した後、ペンチを使用して結束バンドループを引っ張り、ワイヤーロープの長さを近づけます。

1/2インチのステンレス鋼ケーブルクランプをすべての長さのワイヤーロープに取り付け、しっかりと締めます。構造のすべての頂点に対して繰り返します。次に、3つの1/2インチケーブルクランプを使用して、金属線の両端を嵌合およびクランプします。

両端の目に油圧でスエージされた3 x 8インチのステンレス鋼ケーブルの2つの長さで構成されるリギングシステムを追加します。ケーブルの下端を箱舟の上部と下部に通し、木槌を使用してエンドキャップを上部と下部のハブに取り付けます。中央のターンバックルシステムは、2つの長さのステンレスケーブルを接続します。

アイボルトをターンバックルにねじ込み、システムを硬くするのに十分な張力が構造になるまで締めます。頑丈な250ポンドの強度のジップタイを使用して、2つの半五角形にカットされた各成形グラスファイバー格子を箱舟の内部に追加し、プラットフォームの側面を箱舟の支柱に固定します。1つの長さのグラスファイバーIビームを配置して、構造の下のグラスファイバープラットフォームの両半分を結合し、2本のステンレス鋼Uボルトを使用してプラットフォームの下側に固定し、ナイロンインサートロックナットで固定します。

他の4つのIビームについても繰り返し、プラットフォームの長さに均等に分配します。これは、プラットフォームの2つの半分を結合してサポートし、完全な五角形を作成します。プラットフォームの端にある頑丈な結束バンドを締め、余分な部分を切り取ります。

このステップの最後に、内部プラットフォームは箱舟構造にしっかりと統合されます。ステンレス鋼のマウスワイヤーを使用して、ターンバックルの端とすべてのシャックルをマウスで移動します。このステップの最後に、箱舟には2つの統合されたプラットフォーム、ハードウェア接続用の上部と下部のアタッチメント、およびアンカーと正の浮力を介して構造にかかる張力の大部分に耐える中央ケーブルがあります。

フレームが完全に組み立てられたら、配置サイトに測地線フレームを取り付けます。箱舟の水中重量を測定するには、水中ロードセルをブロックとタックルプーリーシステムに取り付けて、係留索の張力をひずみゲージシステムに一時的に伝達します。ブロックのベースを取り付け、中間シャックルポイントなどのアーク係留システムの安全な場所、または海底アンカーにタックルします。

ロードセルの上部をアーク取り付けフレームワークの安全な場所に取り付けます。箱舟の係留コンポーネントを削除または変更せずに、ブロックとタックルおよびプーリーシステムを通してラインを引っ張り、張力がアーク係留システムからプーリーシステムに伝達されるようにし、引っ張るたびにラインをクリートします。ひずみゲージが張力測定値を収集できるように、係留ラインが完全に緩んでいることを確認してください。

少なくとも数分のデータ収集の後、ブロックとタックルプーリーシステムからゆっくりと張力を箱舟係留ラインに戻します。シャックルやその他の係留コンポーネントが適切に取り付けられ、固定されていることを確認します。2つのシェルアーク構造の応答は、10キログラム未満の抗力と82.7キログラムと83.0キログラムの正味浮力を示しています。

測定期間中の電流速度は、毎秒約20センチメートルと比較的安定していた。箱舟の環境は、同じ深さにある底生対照サイトよりも高い昼間の平均光強度、より高い平均流速、より低い溶存有機炭素濃度、および溶存酸素濃度のダイル変動を示しました。箱舟と対照地の間の温度差はわずかでした。

箱舟はまた、水中の箱舟の環境における微生物の数が少なく、遊離ウイルスの数が多いために、対照サイトよりもウイルスと微生物の比率が高い微生物群集を示しました。箱舟の微生物群集は、海底サイトの微生物群集よりも平均して物理的に小さい細胞で構成されていました。実験的に転置されたサンゴの生存は、箱舟と対照地で3か月ごとに評価されました。

サンゴの最初のコホートの転座から9か月後、対照サイトと比較して、より多くのサンゴがまだ箱舟で生きていました。サンゴの箱舟システムは長期的な生態学的モニタリングプロジェクト用に設計されているため、アンカーシステムと構造設計は、展開サイトの通常の条件と極端な条件の両方を考慮して選択する必要があります。サンゴの箱舟群集に関連する非生物的要因は、システムの深さを変えることによって調整することができ、サンゴ礁のウイルスおよび微生物群集が変化する環境条件にどのように反応するかを調査することができます。