우리는이 작품의 다양한 측면, 특히 도나 하트 맨, 아론 맥스웰, 에릭 밀러와 앨리슨 앤더슨에 포함 된 다수의 필드와 실험실 도우미 감사합니다. 이 연구에 대한 자금 지원은 미국 환경 보호국 (EPA) 지역 III의 지원을 통해 미국 지질 조사국에 의해 제공되었다. 이 연구는 부분적으로 결과 원정대 지원 계​​약 번호 FP-91766601-0 미국 EPA에 의해 수여을 달성하기 위해 과학에서 개발되었다. 이 문서에서 설명하는 연구는 미국 EPA에 의해 투자되었지만, 기관의 요구 피어 및 정책 검토를 실시되지 않았으며, 따라서 반드시 기관의 의견을 반영하지 않으며, 공식적인 승인은 추정 될 수 없습니다.

1. 대상 사이트 유역 평가에 포함 <ol><li> 물리 화학적 및 생물학적 조건 3, 7에 영향을하고있는 대상 8 자리 수문 단위 코드 (HUC) 유역 내에서 지배적 인 토지 이용 활동을 식별합니다. 참고 :이 방법은 관심 유역 내에서 중요한 스트레스의 기존 지식을 가정합니다. 그러나, 이러한 노력에 도움이 될 수있는 시스템에 익숙 규제 기관 또는 유역 그룹을 컨설팅. </li><li> 지배적 인 토지 이용 활동의 선택 풍경 기반 조치 [예를 들어, 2011 국토 커버 데이터베이스 (NLCD)] 3, 7. <ol><li> 각 토지 이용 활동 (10)을위한 최고의 풍경 기반 조치를 식별하는 데 도움이 출간 된 문헌을 참조하십시오. 사용할 수있는 지역 고유의 풍경 데이터 세트를 식별하고 얻기 위해 천연 자원 기관에 문의하십시오. 그러나, 새로운 풍경 변수 또는 데이터 세트를 생성 할 필요가있다. </li></ol></li><li>토지 피복을 집계 및 사용은 1 속성 : 24,000, 1 : 지리 정보 (GIS) 소프트웨어를 사용하여 10 국가 수로 측량 데이터 세트 (NHD) 저수지. <ol><li> 24,000 또는 1 : 100,000 유역 고유 식별자가 각 1 확인합니다. 고유 식별자로 사용자 정의 숫자 또는 범주 ID를 사용합니다. </li><li> 벡터 데이터를 집계 각 유역 내에 (예를 들면, 점 또는 선). <ol><li> 분석 도구 상자의 통계 툴 세트 내에서 집계 교차 도구를 사용하여 각 유역 내의 모든 벡터 기능을 요약한다. 입력 존 기능, 존 필드와 유역 고유 식별자 및 입력 클래스 기능으로 관심의 벡터 데이터 세트와 NHD의 집수 레이어를 선택합니다. </li><li> 표로 풍경 집수 층 속성을 가입. 마우스 오른쪽 목차에서 저수지 층을 클릭하고 조인하고 드롭 다운 메뉴에서 관련된다 선택하고들에서 회원 가입ubsequent 메뉴를 선택합니다. (가)에 기초 할 것이다 조인 필드와 고유 식별자를 선택 1.3.2.1에서 출력 테이블 테이블 합류로서, 상기의 기초가 될 것이다 조인 테이블의 필드와 고유 식별자. </li></ol></li><li> 공간 분석 도구 상자의 구역적인 도구 세트 내에 위치한 표로 영역 도구를 사용하여 래스터 데이터를 집계. <ol><li> 공간 분석 확장을로드합니다. 사용자 지정 메뉴에서 선택 확장. 확장 대화 상자에서 공간 분석 확장에 해당하는 확인란을 선택합니다. </li><li> 표로 영역 대화 상자에서 입력 래스터 또는 기능 영역 데이터로 NHD의 집수 Shape 파일, 고유 식별자를 선택합니다 (예를 들어, FEATUREID) 영역 필드, 입력 래스터 또는 기능으로 토지 피복 데이터 세트 (예를 들어, NLCD) 등 클래스 데이터. </li><li> 표로 풍경이 표로으로, 단계 1.3.2.2에서 프로토콜 다음 집수 층 속성을 가입조인 테이블로 지역 결과 테이블. </li></ol></li></ol></li><li> 모든 NHD의 저수지에 대한 프리 속성을 축적. <ol><li> http://www2.epa.gov/waterdata/nhdplus-tools에 할당 및 축적 도구 (CA3TV2)를 속성 NHDPlusV2 유역을 다운로드합니다. 1 속성의 축적 CA3TV2의 축적 기능을 사용하여 10 만 NHD의 저수지 11. 참고 : 24,000 규모의 NHD (12) 유역 : 우리는 하나가 프리 속성 누적 사용자 지정 작성된 코드를 사용했다. CA3TV2 사용에 대한 자세한 설명은 도구에 통합하고 도움말 기능을 통해 액세스 할 수 있습니다. </li></ol></li><li> 축적 된 풍경 속성에 기반하여 연구 사이트와 같은 NHD의 저수지를 선택합니다. <ol><li> 주요 토지 이용 활동 (그림 1A)의 누적 값에 대한 모든 NHD의 저수지의 산포도를 만듭니다. </li><li> 선택 학습 사이트 (약 8 자리 HUC 유역 40 사이트) 전체 R을 대표하는대상 유역 (그림 1B) 내에서 발견 지배적 인 토지 이용 활동으로 인한 영향 플랜지. 독립 (단일 토지 이용 활동에 의해 영향을 즉,) 스트레스 구배 및 스트레스 조합 (즉, 다수의 토지 이용 활동에 의해 영향) (그림 1B)에서 사이트를 선택합니다. </li><li> 그 조사 부위가 공간적 하류 배수에 대하여 대상 유역 서로 독립적 걸쳐 분산되도록. 각 개인과 결합 된 스트레스 구배에 속하는 사이트는 유사한 평균 분지 지역이 있는지 확인합니다. </li></ol></li></ol><img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/54095/54095fig1.jpg" /> 대한 NHD의 저수지 그림 1. 가설 산점도 2 토지 이용 활동에 영향을 미칠 수 있습니다. w 가상 내의 모든 NHD의 저수지에서 2 토지 이용 활동의 영향의 크기atershed (N = 4229) (A). 선정 된 연구 사이트 독립과 함께 스트레스 구배 (B)에 대하여 유역에서 관찰 조건의 전체 범위를 나타냅니다 (N = 40). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54095/54095fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 물리 화학적 및 생물학적 자료 수집 2. 필드 프로토콜 참고 : 각 사이트의 모든 데이터는 일반 기본 흐름 조건에서 동일한 사이트를 방문하는 동안 수집되어야한다. 여기에 제시된 프로토콜 환경 보호 (WVDEP) (13)의 웨스트 버지니아학과에 대한 표준 운영 절차를 나타냅니다. 특정 유역이 평가되는 대한 주 또는 연방 정부가 인정하는 절차를 사용하는 것이 더 적절할 수있다. <ol><li> 최대 150의 최소 길이와 함께, 40 × 활성 채널 폭 (ACW) 각 사이트의 샘플링 범위를 서술300m 3, 7. </li><li> 샘플 수질 전체 샘플링 위치 (예를 들면, 직접 지류 또는 배수관 입력에 의해 영향을받지 않는다)의 특징 물을 움직이는 위치에서 속성. <ol><li> 휴대용 센서를 사용하여 용존 산소, 특정 전도도, 온도 및 산도의 즉각적인 조치를 얻습니다. 제조업체의 지침에 따라 각 샘플링 이벤트 이전에 센서를 보정합니다. </li><li> 물 샘플 수집하기 전에 탈 이온수로 씻어 여과 장치. </li><li> 용해 된 금속의 분석 물 250 ㎖ (혼합 된 셀룰로오스 에스테르 막 필터, 0.45 ㎛의 공극 크기) 필터. 금속이 용액에 용해 상태로 유지하기 위해 pH를 &lt;2로 수정합니다. 주 : 산의 정확한 부피 시료 채취 다음 물을 샘플에 첨가 될 수있다. 대안 적으로, 올바른 볼륨 샘플링 이벤트 이전 병에 첨가 될 수있다. 의 pH &lt;2 해결하는 데 필요한 볼륨 산 강도에 따라 달라집니다.<ol><li> 여기에 설명 된 연구를 위해 각각의 사이트에서 하나의 필터링 된 샘플을 수집하고 용해 된 알루미늄, 칼슘, 철, 마그네슘, 망간, 나트륨, 아연, K, 바륨, 카드뮴, 크롬 (Cr), 니오 비움 및 Se로 (3)의 판단에 질산 해결 7. 참고 : 분석의 선택은 유역 별 토지 이용 활동에 의해 인도되어야한다. </li></ol></li><li> 완전히 물 열에서 샘플 병을 침지하여 250 ml의 여과되지 않은 샘플 (들)를 수집합니다. 부드럽게 남아있는 공기를 영구 삭제하는 동시에 샘플 병에 뚜껑을 배치하는 병을 짠다. pH는 &lt;(2)에 시료 (S)를 수정하는 경우 (예를 들어, 양분 영향을 미치는 생물학적 활성을 방지) 필요. <ol><li> 여기에 설명 된 연구의 경우, 각 사이트에서이 필터링되지 않은 샘플을 수집합니다. 두 번째 필터링되지 않은 샘플을 수정하고 총과 중탄산염 알칼리도, CL, SO 4를 결정하는 데 사용하지 마십시오 NO 2, NO 3 총 P.의 결정에 황산 제를 해결하고, 총 그렇게 용해뚜껑 3, 7. 참고 : 분석의 선택은 유역 별 토지 이용 활동에 의해 인도되어야한다. </li></ol></li><li> 각 샘플링 이벤트 기간 동안 사용 된 각각의 정착을위한 필드를 비워 얻습니다. 최종 샘플로 탈 이온수를 사용하여 (필터링, 즉, 린스 고정) 샘플 수집을 위해 모든 프로토콜에 따라 필드 공백을 얻습니다. 참고 : 필드의 공백이 샘플 수집 및 분석에 오염을 식별하는 데 사용됩니다. </li><li> 모든 분석이 완료 될 때까지 4 ℃에서 모든 물 샘플을 저장합니다. 모든 분석이 자신의 지정된 유지 시간 (14) 내에서 측정해야합니다. </li></ol></li><li> 각 샘플 사이트에서 방전을 측정한다. <ol><li> 동일한 크기의 증가에 젖은 스트림 폭을 나눈다. </li><li> 각 구간의 중간 점에서 깊이 및 평균 유속을 측정한다. <ol><li> 깊이 게이지로드를 사용하여, 물의 표면에 대한 스트림 층까지의 거리로 깊이를 측정한다. </li><li> curre을 사용하여NT 미터는 60 %의 물 깊이에서 물 속도를 측정한다. </li></ol></li><li> 모든 부분에 걸쳐 속도, 깊이와 폭의 곱의 합으로 방전을 계산한다. </li></ol></li><li> 각 사이트에있는 대형 무척추 동물 커뮤니티 샘플. <ol><li> 킥 샘플을 구하는 샘플링 범위의 전체 길이에 걸쳐 분산 4 별도의 대표 riffles에서 (순 치수 335 × 508mm 2 500 μm의 메쉬). <ol><li> 각 킥 위치에서 흐름을 스트리밍하고 바로 상류 스트림 침대의 0.50 × 0.50 m 2 (즉, 0.25 m, 2) 지역을 방해하는 수직 킥 그물을 배치합니다. 모든 생물을 확인하고 파편 킥 순으로 다운 스트림 흐름. </li><li> (스트림 침대의 1.00 평방 미터 대표) 즉시 95 % 에탄올로 유지 하나의 복합 샘플로 4 킥 샘플에서 미생물 및 이물질을 결합합니다. </li></ol></li></ol></li><li> 물리적 서식지의 질을 측정및 스트림 범위에 걸쳐 복잡성. <ol><li> thalweg (주 또는 가장 빠른 흐름이 발생되는 스트림의 부분)를 따라 균등하게 간격 지점에서 수심, 유압 채널 단위 유형, 퇴적물 클래스 및 물고기 커버 물체까지의 거리를 측정하십시오. 스트림 &lt;5m 폭 스트림에 대한 모든 0.5 ACW&gt; 15 폭 5m에 대한 측정마다 1 ACW을 가져 가라. <ol><li> 각 thalweg 위치가 (예를 들어, 리플, 실행, 수영장 또는 글라이드) (16)를 위치하는 내 채널 단위를 분류. </li><li> 깊이 게이지로드를 사용하여, 물의 표면에 대한 스트림 층까지의 거리로 깊이를 측정한다. </li><li> 무작위로 퇴적물의 조각을 파악하고 그 웬트워스 크기 분류 (미사, 모래, 자갈, 자갈, 돌맹이) (17)을 결정한다. </li><li> 각 thalweg 지점에서 가장 가까운 커버 물체까지의 거리를 추정한다. 참고 : 물고기 커버가 20.3을 은폐 할 수있는 활성 채널에서 어떤 구조로 정의된다2cm (8) 물고기 18. </li></ol></li><li> 활성 채널 내에서 큰 나무가 우거진 파편의 모든 조각을 계산합니다. </li><li> 미국 환경 보호국 (EPA) 빠른 시각적 서식지 평가 (RVHA)으로 추정 서식지의 질은 19 프로토콜. </li></ol></li><li> 연구 사이트의 무작위로 선택된 10 %에서 중복 측정 및 샘플을 얻습니다. 복제 방법은 샘플링 및 실험실 분석 정확도를 추정하는데 사용된다. </li></ol> 물리 화학적 및 생물학적 데이터 3. 실험 프로토콜 참고 : 물 화학을 정량화하기위한 실험 프로토콜을 묘사하는 것은이 논문의 범위를 벗어난다 속성. 그러나, 현재의 연구는 물과 폐기물 (14)에 대한 표준 화학적 방법을 사용했다. <ol><li> 각 대형 무척추 동물 샘플에 포함 된 표본 생물은 각 사이트에서 대형 무척추 동물 커뮤니티의 대표 표본을 얻기 위해 (섹션 2.4 프로토콜을 사용하여 수집). <ol><li> 100 2 (2에서 5 × 20 측정) 정렬 격자로 전체 복합 대형 무척추 동물 샘플을 놓습니다. 무작위로 1 ~ 100 각 1 표 2에 숫자를 할당합니다. </li><li> 카운트 정렬 개인의 갯수가 200 ± 20 %가 될 때까지 임의로 선택되는 1 내지 2 그리드 내의 모든 생물체를 확인하기 위해 실체 현미경을 사용한다. 이러한 메리트와 커민스 (20)에 의해 발표 된 것과 같은 대형 무척추 동물 키를 사용 속에 생물을 확인합니다. </li><li> 커뮤니티 통계에 속 수준의 풍부한 데이터를 컴파일 [예를 들어, 총 풍요 로움과 % Ephemeroptera, 강도래 목, 및 Trichoptera (EPT)] 통계 모델 및 이후의 시나리오 분석 3, 7 응답 변수로 사용합니다. </li></ol></li></ol> 4. 통계 및 시나리오 분석 <ol><li> 인스 트림 물리적, 화학적 예측 일반화 선형 모델을 구축하고, 풍경 기반 indicato에서 생물학적 조건지배적 인 토지 이용 활동의 RS. 주 : 프로토콜 및 통계적 분석은 컴퓨팅 (버전 3.2.1) (21)에 대한 R 언어와 환경에서 실시 하였다. <ol><li> 샤피로-Wilk 사용하여 정상에 대한 시험 검사 [R 패키지에 shaprio.test () 함수는 21 통계]과 파라 메트릭 분석의 가정을 만나고 관계를 선형화 변수를 변환. </li><li> 모든 토지 이용 예측 인자 중 양방향 상호 작용을 지정 맞추기 초기 최대 모델 [GLM () R 패키지의 기능은 21 통계]. </li><li> 최소 적절한 모델 3, 7, 22를 식별하는 역방향 결실을 적용한다. <ol><li> 최대 모델의 최하위 (즉, 변화의 최소한의 설명) 변수를 식별 [요약 () R 패키지의 기능은 21 통계]를 제외이 변수 [GLM () R 패키지의 기능이 21 통계]으로 새 모델에 맞게 . </li><li> 변수를 제거 계속나머지 예측을 일탈 테이블과 우도 비 테스트 [23 lmtest R 패키지 lrtest () 함수]의 분석을 이용하여 각각의 반응 변수에 대한 최대 모델과 크게 다르지 않다 0 설명력 큰 차이까지. </li></ol></li></ol></li><li> 현재의 상황을 예측하고있다. <ol><li> 유역 목표에 걸쳐 모두 취소 샘플링 NHD의 저수지 내에서 물리 화학적, 생물학적 조건이 주어진 현재의 풍경 특성을 예측하는 최종 모델을 사용하여 [예측 () R 패키지의 기능은 21 통계]. </li><li> GIS 소프트웨어의 예측을 시각화합니다. <ol><li> NHD의 저수지에 대한 예측에 가입하세요. 마우스 오른쪽 목차에서 저수지 층을 클릭하고 조인하고 드롭 다운 메뉴에서 관련된다 선택하고 다음 메뉴에서 가입하세요. (가)에 기반한다 조인 필드로 고유 식별자를 선택, 예측이 테이블로 파일을 합류한다및 조인 테이블의 필드와 고유 식별자에 기초 할 것이다 </li><li> 오른쪽 저수지 층을 클릭하고 속성을 선택합니다. 레이어 속성 대화 상자에서 심볼로지의 탭을 선택하고 수량을 클릭합니다. 값 필드로 관심의 예측 값을 선택하고 적용을 클릭합니다. 참고 범위 값은 수동으로 분류 버튼을 사용하여 인식 생태적 조건과 일치하도록 변경 될 수있다. </li></ol></li></ol></li><li> 행동 시나리오는 다양한 토지 이용 시나리오에서 수생 조건에서 예측 된 변화를 비교 분석한다. <ol><li> 그럴듯한 미래의 개발 또는 완화 시나리오를 시뮬레이션하기 위해 현재의 풍경 데이터 세트를 업데이트합니다. 여기에 설명 된 연구를 위해 수동으로 속성 테이블 내에서 관심의 유역에 대한 풍경 값을 누적 업데이트 (예를 들어, 광산 토지 피복에 숲 10 에이커 변경). <ol><li> 가출의 집수를 선택선택 드롭 다운 메뉴에있는 속성 기능에 의해 선택을 사용하여 t. 속성 대화 상자에 의해 선택에서 레이어로 NHD의 저수지를 선택합니다. 고유 식별자 속성을 두 번 클릭 =을 선택하고 식 상자에 관심 유역에 대한 식별자를 입력합니다. </li><li> 권리 내용의 테이블에있는 저수지 층을 클릭하고 드롭 다운 메뉴에서 열기 속성 표를 선택하여 NHD 집수 속성 테이블을 엽니 다. 선택된 저수지를 보여주기 위해 선택합니다. </li><li> 선택된 저수지가 보여주는 바로 관심의 열을 클릭하고 필드 계산기에 입력 새로운 시뮬레이션 값을 선택합니다. 참고 : 여러 개의 저수지가 큰 공간 규모에서 발생하는 여러 공간적으로 명시적인 개발 또는 관리 활동을 시뮬레이션하기 위해 변경 될 수 있습니다. 참고 : 또한, 원래 벡터 및 래스터 데이터 셋은 원래 철을 새로운 기능을 디지털화 또는 변경 및 제거하여 업데이트 할 수 있습니다atures는 기존의 토지 이용에 미치는 영향 (24)의 새로운 토지 이용 활동 또는 관리를 시뮬레이션합니다. 이것은 편집기 툴바를 사용하여 달성 될 수있다. </li></ol></li><li> 재 할당 및 재 축적 풍경 단계 1.3-1.4 제시 프로토콜을 사용하는 모든 NHD의 저수지 속성. </li><li> 업데이트 된 가로 데이터 세트의 함수로 물리 화학적, 생물학적 조건을 예측 [예측 () R 패키지의 기능은 21 통계]. </li><li> 시각화 단계 4.2.2에 제시 프로토콜을 사용하여 다른 토지 이용 시나리오에서 조건을 예측했다. </li></ol></li></ol>

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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.

우리는 평가하고 크게 영향을 유역에서 여러 토지 이용 활동의 누적 효과를 관리하기위한 프레임 워크를 제공합니다. 여기에 설명 된 방법은 이전에 크게 영향을 유역 5-6에 수생 시스템 관리와 관련된 제한 사항을 확인 해결합니다. 특히, 대상 유역 평가 설계 (즉, 개인과 함께 스트레스를 따라 샘플링 축), 7 쉽게 해석 및 구현 가능한 모델링 기술 3을 통해 관련 공?...

자연 경관의 인위적 변화는 세계 1 걸쳐 수중 생태계에 가장 큰 현재의 위협 중 하나입니다. 많은 지역에서, 현재 속도로 계속 저하는 궁극적으로 매우 중요하고 소중한 생태계 서비스를 제공하는 능력을 제한, 수생 자원에 치명적인 손상을 가져올 것입니다. 따라서, 공구 및 현상 2-3 유역 내에 수생 시스템을 관리 할 방법에 대한 중대한 필요성이있다. 이 관리자는 종종 개발 활동을 계속하는 사회 경제적, 정치적 압력에 직면 해양 자원을 보존하는 임무 것을 주어진 특히 중요하다. 적극적으로 개발 지역 내 수생 시스템의 관리, 3 속성 기존의 자연 및 인위적 풍경의 컨텍스트 내에서 제안 된 개발 활동의 가능성이 효과를 예측하는 능력을 요구한다 4. 큰 도전을 aquat하기크게 저하 유역 내에서 IC 자원 관리는 현재의 어려움에도 불구하고 정량화 및 관련 공간 규모 2, 5에 여러 토지 이용 스트레스의 복잡한 (즉, 첨가제 또는 상호 작용) 누적 효과를 관리 할 수있는 능력.이다, 그러나, 누적 효과의 평가는 통합되고있다 세계 5-6에 걸쳐 규제 지침. 복잡한 누적 효과 (7)를 모델링 할 수있는 데이터를 생성 할 수있는 여러 지표 사용 스트레스에 대한 조건의 전체 범위를 샘플링하도록 설계 대상 유역 평가. 또한, 시나리오 분석 프레임 워크 내에 이러한 모델을 포함 [실제 또는 제안 개발 또는 유역 관리 (복원 및 완화) 다양한 시나리오 하에서 생태계 변화를 예측하는 것은] 크게 크게 영향 유역 3, 5에서 8 수생 자원 관리를 향상시킬 수있는 잠재력을 가지고 -9. 특히, 시나리오 분석 제공과학 정보 (생태 학적 관계 및 통계 모델), 규제 목표 및 이해 관계자를 통합하여 경영 의사 결정에 ​​객관성과 투명성을 추가하기위한 프레임 워크는 하나의 의사 결정 프레임 워크 3, 9로해야합니다. 우리는 평가 및 시나리오 분석 프레임 워크 내에 다수의 토지 사용 활동의 누적 효과를 관리하기위한 방법을 제시한다. 우리는 먼저 적절하게 알려진 토지 이용의 스트레스를 기반으로 유역 평가를 내 포함을위한 사이트를 대상으로하는 방법에 대해 설명합니다. 우리는 여러 토지 이용 활동의 생태에 미치는 영향에 대한 데이터를 얻기위한 현장 및 실험실 기술에 대해 설명합니다. 우리는 잠시 프리 기반의 누적 효과 모델을 생성하기위한 모델링 기법을 설명한다. 마지막으로, 우리는 시나리오 분석 프레임 워크 내 누적 효과 모델을 통합하는 방법을 논의하고 (규제 의사 결정을 돕는에서 예를 들어, 허용하고 나머지는이 방법의 유용성을 입증남부 웨스트 버지니아에서 집중적으로 채굴 유역 내 연설).

<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

도구와 크게 영향 유역 내에 수생 시스템을 관리 할 수​​있는 방법에 대한 중요한 필요가있다. 현재의 노력은 종종 정량화 및 관련 공간 규모에서 현재와 미래의 토지 이용 시나리오의 복잡한 누적 효과를 예측하는 무능력의 결과로 짧은 가을. 이 논문의 목적은 시나리오 분석 관리 프레임 워크 내에서 사용하기위한 프리 기반의 누적 효과 모델을 생성하기 위해 자원 관리자를 해주는 대상 유역 평가를 수행하기위한 방법을 제공하는 것이다. 사이트는 최초의 독립 그라디언트 및 알려진 스트레스의 조합에 따라 낙하 사이트를 식별하여 유역 평가에 포함되도록 선택된다. 필드와 실험 기술은 그 물리 화학적 데이터 및 다수의 토지 사용 활동의 생물학적 효과를 얻기 위해 사용된다. 다중 선형 회귀 분석은 다음 아쿠아 예측 프리 기반의 누적 효과 모델을 생성하는데 이용된다틱 조건. 마지막으로, 적극적으로 개발 유역 내에서 (예를 들어, 허용 및 완화) 관리 및 규제 의사 결정을 안내하기위한 시나리오 분석 프레임 워크 내에서 누적 효과 모델을 통합하는 방법을 논의하고 중앙 애팔 래 치아의 산 광산 지역 내 2 서브 유역에 대한 입증된다. 여기에 제공된 유역 평가 및 관리 방법은 수자원을 보호하고 표적 치료를 통해 순 생태 혜택의 기회를 생산하면서 경제 및 개발 활동을 촉진하기 위해 자원 관리자 수 있습니다.

마흔 1 : 24,000 NHD의 저수지는 석탄 강에서 연구 사이트, 웨스트 버지니아 (그림 2)로 선정되었다. 학습 사이트는 표면 광산 (%의 토지 면적 24), 주거 개발 [구조 밀도 (no./km 2)], 지하 광산 [국가 오염 물질 배출 제거 시스템 (NPDES) 허가 밀도 (아무의 범위에 영향을 걸쳐 선정되었다. / km 2) 각 주요 토지 이용 활동이 고립과 범위 수 (그?...

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Watershed Planning within a Quantitative Scenario Analysis Framework

도구 및 불확실한 미래 상태에 직면 수계를 관리 할 수​​있는 방법에 대한 중요한 필요가있다. 우리는 시나리오 분석 관리 프레임 워크 내에서 사용하기위한 프리 기반의 누적 효과 모델을 생성하기 위해 자원 관리자를 해주는 대상 유역 평가를 수행하기위한 방법을 제공한다.

정량적 인 시나리오 분석 프레임 워크 내에서 계획을 유역

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

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SCIENTISTS IN ACTION

7.9K 조회수.  West Virginia University.  도구 및 불확실한 미래 상태에 직면 수계를 관리 할 수​​있는 방법에 대한 중요한 필요가있다. 우리는 시나리오 분석 관리 프레임 워크 내에서 사용하기위한 프리 기반의 누적 효과 모델을 생성하기 위해 자원 관리자를 해주는 대상 유역 평가를 수행하기위한 방법을 제공한다. 

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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.

미세 조류의 지방산 콘텐츠 및 조성 분석

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

연구

환경과학

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.

나무 조직 내에서 절지 동물과 미생물 군집 유학을위한 기술

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.

토양 유출을 연구하기 위해 강우 시뮬레이션을 실시하기위한 프로토콜

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.

정적 챔버를 사용하여 농업 토양에서 온실 가스 유출 측정

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.

Chironomidae (파리목)의 사용 표면 부동 물 기관에 대한 신속한 생물학적 평가 프로토콜로 번데기 Exuviae을

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.

수생 미생물 Metaproteomics 워크 플로우 : 탠덤 질량 분석 기반 분석에 적합 트립신 펩티드로 세포

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.

3 차원 루트 시스템에 대한 통계를 추출 : 볼륨 및 표면 분석에-토양 X 선 컴퓨터 단층 촬영 데이터에서

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.

토양 코어 Lysimeters를 수집 및 구축을위한 프로토콜

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.

클린 샘플링 및 추적 금속 연구 강 하구 바다의 분석

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.

수정 및 절지 동물의 필드 샘플링을위한 잎 송풍기 - 진공 청소기의 적용

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