JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Понимание spatiotemporal моделей в динамике популяции зеленых крабов имеет важное значение для прогнозирования и управления экологическими и экономическими последствиями этого вредного инвазивного вида. Этот протокол был разработан в попытке создать стандартизированный метод оценки популяций зеленого краба в скалистой межтяголовой зоне Северо-Западной Атлантики.

Аннотация

Инвазивные виды вызвали серьезные нарушения в экосистемах во всем мире. Европейский зеленый краб вторгся в Северную Америку в 1800-х годах и считается одним из 100 худших захватчиков в мире по линии МСОП. Наблюдения за динамикой популяции спатиотемпорального зеленого краба имеют важное значение для прогнозирования и управления экологическими и экономическими последствиями этого вредного инвазивного вида. Этот протокол был разработан в попытке создать стандартизированный метод оценки динамики популяции зеленого краба в скалистой интертидальной зоне Новой Англии и Атлантической Канады. Протокол был разработан, чтобы быть доступным для нескольких пользователей, включая исследователей, преподавателей, студентов и гражданских ученых. Хотя он был разработан для съемки популяций крабов, этот протокол легко адаптировать и может быть использован для любого количества интертидных видов. Полученные данные, собранные с помощью этого протокола, имеют широкий спектр применений, в том числе для информирования об экологических исследованиях, усилиях по сохранению, стратегиях смягчения последствий и развитии рыбного промысла, а также в образовательных целях.

Введение

Биологические вторжения потенциально могут нарушить взаимодействие видов и экологические процессы, и могут иметьдалеко идущие экологические 1,,2,,3 и экономические последствия4. Способность успешно прогнозировать, смягчать и адаптироваться к вторжениям сильно зависит от характеристики spatiotemporal динамики населения5. Хотя существует целый ряд инструментов (например, генетика популяций, стабильные изотопы) и появляются (например, eDNA) для отслеживания инвазивных видов, традиционные методы мониторинга на месте по-прежнему широко используются для оценки распространения и изобилия инвазивных видов.

Европейский зеленый краб(Carcinus maenas) является инвазивным видом, который был впервые обнаружен в Северной Америке в 1817 году и успешно вторгся в экосистемыпо всему миру 6,7. Зеленые крабы имеют множество негативных последствий для местных экосистем, в том числе сокращение местных двустворчатых популяций черезхищничество 8,9 ,,конкурирующихс местными ракообразныхдля производства продуктов питания и жилья 10,11,12 и разрушение среды обитания угря травы и последующие изменения вструктуре сообщества рыб 12,13,14. Усугубляет эти вопросы связь между повышением температуры и увеличением изобилия зеленого краба и / илирасширение диапазона 15,16, который имел серьезные экологические и социально-экономические последствия в таких областях, как залив Мэн, где потепление происходит быстрее, чем 99% других океановмира 17.

На восточном побережье Северной Америки зеленые крабы варьируются от Вирджинии до Ньюфаундленда. Чаще всего они встречаются на волно-защищенных береговых линиях, лиманах и эмбайментах на глубинах от уровня прилива до 5-6м 18. Их присутствие в межтяговой зоне делает их идеальным морским видом для береговых исследований. Наиболее отличительной чертой, используемой для выявления зеленых крабов, является рисунок пяти шипов или «зубов» с каждой стороны глаз и трех шипов между глазами (см. приложение 1). Их карапас (спинная сторона), как правило, пестрый темно-зеленый и коричневый, но вентраловые цветовые узоры могут сильно варьироваться (см. приложение 2).

Есть много организаций, исследователей, групп граждан ученых, и педагоги в настоящее время проводит мониторинг популяции зеленого краба. Однако отсутствие стандартизированного протокола затрудняет сравнение наборов данных и в конечном счете понимание популяций зеленых крабов как в местном, так и в региональном масштабе. Данный протокол предназначен для количественной оценки динамики популяции зеленых крабов в скалистой интертидальной зоне в Новой Англии и Атлантической Канаде. В идеале разработка стандартизированного, недорогого и легко адаптируемого обследования будет способствовать долгосрочным усилиям по мониторингу со стороны широкого круга пользователей, включая исследователей, гражданских ученых, преподавателей и студентов.

Хотя зеленые крабы являются целевыми видами, представляющими интерес в этом протоколе, данные также собираются для родной Ионы и роккрабов (Рак borealis и рака irroratus), а также инвазивных азиатских береговых крабов (Hemigrapsus sanguineus). Это виды крабов, обычно встречающихся в скалистой интертидальной зоне на севере Новой Англии, и тенденции в их распределении и изобилии имеют экологическое и экономическое значение. Межтидальное поле краба Руководство было разработано наряду с этим протоколом, чтобы помочь в идентификации краба (приложение 1) специфичный для северной Новой Англии. Для этого протокола была также разработана платформа для ввода и хранения данных под названием "Intertidal Green Crab Project" с использованием Anecdata19. Anecdata — это бесплатная онлайновая научная платформа для граждан, которая предоставляет веб- и мобильные решения для сбора и доступа к наблюдениям, а также предоставляет удобные платформы для легкого сбора, управления и обмена данными.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

протокол

1. Сроки проведения обследований

  1. Проведение обследований в период с мая по ноябрь, в разгар продуктивности в межтидальной зоне.
  2. Расписание обследований вокруг отрицательных или нулевых приливов (как правило, новых и полнолунных циклов), с тем чтобы обеспечить достаточное время в низкой приливной зоне (т.е. не менее 2 часов).

2. Предварительная подготовка к обследованию

  1. Найдите и распечатайте все полевые руководства и листы сбора данных (см. приложения) до проведения обследования, если это предпочтительный метод. При использовании приложения Anecdata для полевых руководств и сбора данных посетите веб-сайт Anecdata и присоединяйтесь к Межтидальный зеленый краб проекта19. Лист сбора данных и категории сбора Anecdata идентичны.

3. Выбор и описание сайта

  1. Найдите волноукрываемый скалистый вантидальный участок с булыжником (т.е. не стабильным, свернутым волновым действием) и водорослевым навесом среды обитания. Убедитесь, что существует по крайней мере 100 м береговой линии для размещения запланированного отбора проб.
  2. Запись местоположения сайта исследования с помощью глобального устройства системы позиционирования (GPS) или устройства, такого как смартфон, который имеет возможность GPS (например, многие приложения компас бесплатно скачать или уже запрограммированы на смартфонах). Координаты сайта записи на листе данных межтядального обследования (приложение 3) или непосредственно в Межтидальный проект зеленого краба на Anecdata.
  3. В прогнозируемое время отлива (определяемое с веб-сайта NOAA Tide Predications или приложения, такого как Tides) запустите 50-метровую трансект-ленту вертикально из низкой приливной зоны (т.е. зоны всплеска) в высокую приливную зону (т.е. черную микроводоносную зону, которая обычно сухая во время прилива). Разделите полученное расстояние на три равные секции: высокую, среднюю и низкую(рисунок 1). Низкий межтидальный участок, параллельный береговой линии, является целевой областью отбора проб.
  4. В пределах низкой межтядальной зоны измерьте расстояние в 100 м параллельно береговой линии(рисунок 2) и установите постоянныемаркеры, очерчивающие эту зону с помощью арматуры или естественных постоянных ориентиров, таких как неподвижные валуны, выступ, причалы и т.д.

4. Проведение обследования

  1. Перед прибытием на место обследования, зафиксать следующую информацию о межтявных обзор данных листа (приложение 3) или непосредственно в Межтидальный зеленый краб проекта на Anecdata: название сайта, дата выборки, участников, время и высота отлива в месте / дате, которые будут отобраны (определяется с помощью noAA Tide Predications веб-сайт, или приложение, такое как приливы), и лунной фазы (определяется с помощью www.moongiant.com лунного календаря).
  2. Прибыв на место обследования, найдите 100-метровый участок низкой межузлиной береговой линии, где будет проводиться обследование, распаковать снаряжение и организовать листы данных и полевые направляющие.
  3. Дополнительно измерить температуру воды с помощью водонепроницаемого цифрового термометра на мелководье, прилегающем к области отбора проб.
    1. Измерьте соленость, поместив несколько капель воды, собранной рядом с областью отбора проб, на преломку префрактометра солености.
    2. Запись температуры воды в КК и солености по частям на тысячу (ppt) на листе данных межтявого обследования или непосредственно в Межтидальном проекте зеленого краба в приложении Anecdata.
  4. Начните обследование, случайно подхватив 1 м2 квадрата в пределах предопределенной области низкой межтядальной зоны, которая проходит параллельно береговой линии (для проведения обследования не требуется трансектная лента, поскольку площадь выборки уже определена). Запись визуальной оценки процента как пошаговые породы (т.е. булыжник / гравий, что вы можете посмотреть под) и водорослей навес покрытия (например, Ascophyllum или Fucus spp.)в пределах квадрата до ближайшего квартала процентов (т.е. 0, 25, 50, 75, или 100%). Скалистая межтяжная среда обитания часто неоднородная и может содержать участки песка, грязи, уступа или других мест обитания, где не встречаются зеленые крабы.
    1. Чтобы избежать перекоса оценки плотности путем отбора проб непригодной среды обитания, только образцы квадратов с более чем 50% подвижных пород, или более 50% водорослей навес. Также избегайте отбора проб в районах, где валуны или уступы заметно возвышаются над профилем береговой линии в пределах низкой интертидной зоны, поскольку эта среда обитания может быть более репрезентативной для средней интертидной зоны.
  5. В пределах каждого квадрата, поднимите подвигаемые скалы или булыжник и осторожно отойди в сторону водорослей, чтобы искать крабов. Будьте уверены, чтобы заменить все породы и водоросли, как они находятся. Соберите всех найденных крабов и храните их в ведре до тех пор, пока весь квадрат не будет обыскан.
  6. Определите виды каждого краба с помощью Межтидального крабовогополевого руководства (приложение 1или источник на платформе проекта Anecdata) и зафиксируете с помощью видовых кодов, перечисленных на листе данных межтидальногообследования (приложение 3)или в межтидальной проекте Зеленого Краба в приложении Anecdata.
  7. Измерьте ширину карапаса (CW) каждого краба по всей широкой части карапаса, охватывающей от кончика до кончика позвоночника терминала, до ближайшего 1 мм с помощью калиперов Vernier.
  8. Используйте живот (или "фартук") на брюшной стороне краба, чтобы определить пол. Мужские крабы, как правило, имеют узкий, остроконечный живот и самки крабов, как правило, имеют более широкий, улейформы живота (приложение 1). Только рекордный секс для крабов ≥ 10 мм CW.
  9. Для всех крабов рекордное количество когтей, количество ног, состояние оболочки (т.е. твердой или мягкой оболочки определяется ли карапас сопротивляется (жесткий) или дает (мягкий), когда давление пальца применяется), и наличие (т.е. яйцеклетки) или отсутствие экструдированы яйца для женщин.
  10. По желанию, записывают цвет для зеленых крабов, но не других видов крабов, используя цветовой протокол, разработанный Янги Эллиот 20 (Приложение 2). Этот протокол следует использовать только в том случае, если фактические чипы краски могут быть доставлены и доставлены в поле, так как печатные версии могут существенно различаться. Определите состояние предварительно расплавленной оболочки для зеленых крабов с использованием внешних предмятныхиндикаторов (приложение 4или источник на платформе проекта Anecdata). Предварительно линьки зеленых крабов в течение 3 недель линьки и имеют особый интерес для возникающих мягкой оболочки зеленогокраба промысел 21,22.
  11. Верните всех крабов в среду обитания в пределах квадрата после того, как все измерения и характеристики будут зарегистрированы.
  12. Продолжайте бессистемно подсасывания квадрата в пределах предопределенной низкой межтягольной области до тех пор, пока в общей сложности 10м 2 не будет отобрано. Постоянно двигайтесь вперед вдоль низкой межтягной области береговой линии и убедитесь, что квадраты разделены минимум на 1 м, чтобы не произошло повторного перенапись и максимум 10 м, чтобы площадь обследования не превышала 100 м.

5. Управление данными и анализ

  1. При использовании листов данных проверьте все необработанные листы данных на наличие ошибок и разборчивости после обследования, ксерокопии, сканирования и архива. Используйте ксерокопию для ввода данных в электронную таблицу Excel (см. приложение 5, например) или в Межтидальный проект зеленого краба на Anecdata19. Храните отсканированные листы данных в электронном виде.
  2. Проведение анализа данных, соответствующих проекту исследования. Полезные показатели популяции включают плотность крабов (общее количество крабов, разделенных на общее количество отобранных квадратов), соотношение полов, кумулятивную частоту размеров, частоту травм, соотношение состояния оболочки и общие показатели контактов видов (например, % местных и инвазивных крабов).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Результаты

В 2019 году этот протокол был использован для проведения ежемесячных межтидальных обследований зеленого краба в трех местах с мая по ноябрь (Сэнди-Пойнт, Ярмут, ME (43'46'17.92"N, 70 "8'45.52"W), Робинти Коув, Джорджтаун, ME (43'48'13'80"N, 69'44'50.97"W), и Нью-Медоуз-Ривер, Западная Ванна, ME (43'51'17.84"N, 69'51'55.2 А)) и в одном м...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Обсуждение

В этом протоколе описывается метод обследования для оценки пространственных и временных тенденций популяций крабов в скалистой интертидной зоне, который доступен для нескольких пользователей, включая исследователей, преподавателей, студентов и ученых-граждан. Преимущества этого пр?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Раскрытие информации

Автору нечего разглашать.

Благодарности

Я хотел бы отметить, многие исследователи, студенты, преподаватели и гражданские ученые, которые проверили и помогли мне улучшить этот протокол в течение последних нескольких лет: д-р Габриэлаrd Брэдт, д-р Роберт Стенек, Эрика Феррелли, Этель Уилкерсон, Сьюзан Айерс и Джорджтаунской центральной школы 3-гои 4-го классов студентов, Джули Upham и Западной ваннойначальной 4-го класса студентов, GMRI Vital Signs команды, и Idexx Laboratories. Я благодарю Энн Хейден, Кейтлин Кливер и Ханну Уэббер за комментарии и предложения по этой рукописи. Я благодарю следующие источники финансирования для поддержки разработки и выполнения этого протокола: NOAA Saltonstall-Kennedy Грант программы (Грант #NA18NMF4270194), Мэн Sea Грант, Роберт и Патрисия Switzer фонда, а также Джорджтаун острова образовательный фонд. Наконец, эта рукопись была значительно улучшена благодаря комментариям и правки, предоставленным тремя анонимными рецензентами.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
1 m2 PVC quadrat (1/2" PVC)Any hardware/home improvement storePVC 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" rebarHome depot5152*optional (for marking low intertidal area)
40 m Fiberglass Transect TapeGrainger3LJX1
5 gal bucketHome depot05GLHD2
Ade Advanced Optics Salinity RefractometerAmazon*optional
Clip boardAny office supply store or Amazon
Uei Waterproof Digital ThermometerAmazon*optional
Vernier calipersBel-ArtMany companies make calipers, however our preferred brand is Bel-Art which can be sourced on Amazon

Ссылки

  1. Barnosky, A. D., et al. Approaching a state shift in Earth's biosphere. Nature. 486, 52-58 (2012).
  2. Butchart, S. H. M., et al. Global biodiversity: indicators of recent declines. Science. 328, 1164-1168 (2010).
  3. Grosholz, E. Ecological and evolutionary consequences of coastal invasions. Trends in Ecology and Evolution. 17, 22-27 (2002).
  4. Marbuah, G., Gren, I. M., McKie, B. Economics of harmful invasive species: A review. Diversity. 6, 500-523 (2014).
  5. Kamenova, S., et al. Invasions toolkit: current methods for tracking the spread and impact of invasive species. Advances in Ecological Research 2017. 56, Academic Press. 85-182 (2017).
  6. Carlton, J. T., Cohen, A. N. Episodic global dispersal in shallow water marine organisms: The case history of the European shore crabs Carcinus maenas and C. aestuarii. Journal of Biogeography. 30, 1809-1820 (2003).
  7. Klassen, G. J., Locke, A. A biological synopsis of the European green crab, Carcinus maenas. Fisheries and Oceans Canada. Canadian Manuscript Report of Fisheries and Aquatic Sciences. 2818, (2007).
  8. Baeta, A., Cabral, H. N., Marques, J. C., Pardal, M. A. Feeding ecology of the green crab, Carcinus maenas (L. 1758) in a temperate estuary, Portugal. Crustaceana. 79, 1181-1193 (2006).
  9. Pickering, T., Quijón, P. A. Potential effects of a non-indigenous predator in its expanded range: assessing green crab, Carcinus maenas, prey preference in a productive coastal area of Canada. Marine Biology. 158, 2065-2078 (2011).
  10. Rossong, M. A., Williams, P. J., Comeau, M., Mitchell, S. C., Apaloo, J. Agonistic interactions between the invasive green crab, Carcinus maenas (Linnaeus) and juvenile American lobster, Homarus americanus (Milne Edwards). Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 329, 281-288 (2006).
  11. Rossong, M. A., Quijon, P. A., Williams, P. J., Snelgrove, P. V. R. Foraging and shelter behavior of juvenile American lobster (Homarus americanus): the influence of a non-indigenous crab. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 403, 75-80 (2011).
  12. Matheson, K., Gagnon, P. Effects of temperature, body size, and chela loss on competition for a limited food resource between indigenous rock crab (Cancer irroratus Say) and recently introduced green crab (Carcinus maenas L). Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 428, 49-56 (2012).
  13. Davis, R. C., Short, F. T., Burdick, D. M. Quantifying the effects of green crab damage to eelgrass transplants. Restoration Ecology. 6, 297-302 (1998).
  14. Garbary, D. J., Miller, A. G., Williams, J., Seymour, N. R. Drastic decline of an extensive eelgrass bed in Nova Scotia due to the activity of the invasive green crab (Carcinus maenas). Marine Biology. 161, 3-15 (2014).
  15. Congleton, W. R., et al. Trends in Maine softshell clam landings. Journal of Shellfish Research. 25, 475-480 (2006).
  16. Beal, B. F. Green crabs: ecology, and their effects on soft-shell clams. Green Crab Summit. Orono, Maine. , Available from: http://seagrant.umaine.edu/files/2013MGCS/Beal%20MGCS%202013.pdf (2013).
  17. Pershing, A. J., et al. Slow adaptation in the face of rapid warming leads to collapse of the Gulf of Maine cod fishery. Science. 350, 809-812 (2015).
  18. Young, A. M., Elliott, J. A. Life history and population dynamics of green crabs (Carcinus maenas). Fishes. 5, (2019).
  19. Intertidal Green Crab Project. Anecdata. , MDI Biological Laboratory. PO Box 35, Salsbury Cove, Maine. Available from: www.anecdata.org (2020).
  20. Young, A. M., Elliott, J. A., Incatasciato, J. M., Taylor, M. L. Seasonal catch, size, color, and assessment of trapping variables for the European green crab Carcinus maenas (Brachyura: Portunoidea: Carcinidae), a nonindigenous species in Massachusetts, USA. Journal of Crustacean Biology. 37, 556-570 (2017).
  21. St-Hilaire, S., Krause, J., Wright, K., Poirier, L., Singh, K. Break-even analysis for a green crab fishery in PEI, Canada. Management of Biological Invasions. 7, 297-303 (2016).
  22. Poirier, L. A., et al. Moulting synchrony in green crabs (Carcinus maenas) from Prince Edward Island, Canada. Marine Biology Research. 12, 969-977 (2016).
  23. Peters, G. P., et al. The challenge to keep global warming below 2 C. Nature Climate Change. 3, 4-6 (2013).
  24. IPCC. IPCC. Summary for Policymakers. Global Warming of 1.5 °C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty. Masson-Delmotte, V., et al. 32, World Meteorological Organization. Geneva, Switzerland. (2018).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

163Carcinus maenas

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены