Коралловые ковчеги могут ответить на ключевые вопросы о том, как морские сообщества собираются, меняются с течением времени и реагируют на изменяющиеся условия окружающей среды, в том числе о том, как биология меняет абиотическую среду. Коралловые ковчеги представляют собой воспроизводимую, масштабируемую и вертикально регулируемую исследовательскую платформу для создания и экспериментов с сообществами коралловых рифов в их естественной среде и в масштабе экосистемы. Этот метод объединения АРМС и ковчегов для создания экосистемных мезокосмов может быть применен к бентосным морским сообществам, живущим по всей планете, особенно к тем, которые встречаются в прибрежных районах.
После транспортировки шурупов для песка в бентос поместите шуруп в вертикальное положение и закопайте шуруп, скручивая его до тех пор, пока первый диск не будет покрыт песком или рыхлым щебнем. Поместите металлический поворотный стержень длиной пять футов через ушко якоря так, чтобы большая часть поворотного стержня торчала из одной стороны глаза. Во время ходьбы или плавания кругами по бентосу вкручивайте песчаный винт в субстрат до тех пор, пока из бентоса не останется торчать только глаз.
Установите три песочных шурупа треугольной формы, соединенных цепной уздечкой для увеличения удерживающей способности. Чтобы собрать геодезическую раму, прикрутите шестигранную гайку из нержавеющей стали на 2,5-дюймовый болт из нержавеющей стали на 3/4 пути к верхней части болта. Вставьте болт в одно из внутренних отверстий стойки и закрепите его контргайкой, чтобы ступица не соскальзывала вниз по длине стойки.
Теперь протолкните конец каждой стойки в одно из отверстий ступицы. Закрепите еще один болт через внешнее отверстие стойки и закончите контргайкой, чтобы стойка не выскользнула из ступицы. Повторите то же самое для всех пяти стоек в одной ступице.
Затем добавляйте ступицы и стойки до тех пор, пока геодезическая сфера не будет собрана. После размотки 1/8-дюймового троса из нержавеющей стали начните продевать его через стойки. Создайте 12 петель из нейлоновых кабельных стяжек размером с серебряный доллар, по одной на каждый концентратор.
Когда трос продевается через стойки, пропустите веревку через петлю для стяжки на ступице, а затем переходите к следующей стойке. Продолжайте продевать трос через все стойки, соединенные в середине каждой вершины петлей для стяжки. После продевания кабеля обратно в исходную точку потяните петли для стяжки с помощью плоскогубцев, чтобы приблизить отрезки троса друг к другу.
Установите зажим для кабеля из нержавеющей стали диаметром 1/2 дюйма на все длины троса и надежно затяните. Повторите для всех вершин структуры. Теперь соедините и зажмите оба конца металлической проволоки с помощью трех 1/2-дюймовых кабельных зажимов.
Добавьте такелажную систему, состоящую из двух отрезков троса из нержавеющей стали размером три на восемь дюймов, который гидравлически наматывается на проушину на каждом конце. Пропустите нижние концы кабеля через верхнюю и нижнюю части ковчега, установив торцевые заглушки на верхнюю и нижнюю ступицы с помощью молотка. Система талрепа посередине соединяет два отрезка кабеля из нержавеющей стали.
Вкрутите рым-болты в талреп и затяните их до тех пор, пока конструкция не будет натянута настолько, чтобы сделать систему жесткой. Добавьте каждую формованную решетку из стекловолокна, разрезанную на два полупятиугольника, внутрь ковчега, используя сверхпрочные 250-фунтовые стяжки, чтобы закрепить стороны платформы на стойках ковчега. Поместите одну длину двутавровой балки из стекловолокна, чтобы соединить обе половины платформы из стекловолокна под конструкцией, и закрепите ее на нижней стороне платформы с помощью двух U-образных болтов из нержавеющей стали и закрепите контргайками из нейлоновой вставки.
Повторите то же самое для остальных четырех двутавровых балок, равномерно распределяя их по длине платформы. Это соединяет и поддерживает две половины платформы, создавая полноценный пятиугольник. Затяните прочные стяжки по краям платформы и отрежьте лишнее.
В конце этого этапа внутренняя платформа прочно интегрируется в конструкцию ковчега. Используйте проволоку из нержавеющей стали, чтобы натереть концы талрепа и все кандалы. В конце этого этапа ковчег будет иметь две интегрированные платформы, верхнее и нижнее крепления для крепления оборудования, а также центральный трос, который несет основную часть силы натяжения, приложенной к конструкции посредством якоря и положительной плавучести.
После того, как рама будет полностью собрана, установите геодезическую раму на месте развертывания. Чтобы измерить вес ковчега в воде, прикрепите погружной тензодатчик к блоку и системе шкивов снастей, чтобы временно передать напряжение на швартовном тросе в тензометрическую систему. Прикрепите основание блока и снасти к безопасному месту на системе швартовки ковчега, например, к промежуточной точке скобы или к якорю на морском дне.
Прикрепите верхнюю часть тензодатчика к надежному месту на монтажном каркасе ковчега. Не снимая и не изменяя швартовные компоненты ковчега, протяните леску через блок и систему снастей и шкивов таким образом, чтобы натяжение передавалось от системы швартовки ковчега к системе шкивов, стягивая леску с каждым натяжением. Убедитесь, что швартовная линия полностью провисает, чтобы тензорезистор мог собирать измерения натяжения.
По крайней мере, через несколько минут сбора данных медленно перенесите натяжение с блока и системы шкивов снастей обратно на линию швартовки ковчега. Убедитесь, что скобы и другие компоненты швартовки правильно установлены и надежно закреплены. Реакция двух конструкций снарядного ковчега показывает силу сопротивления менее 10 килограммов и чистую плавучесть 82,7 и 83,0 килограмма.
Текущие скорости в течение периода измерения были относительно стабильными и составляли около 20 сантиметров в секунду. Окружающая среда ковчега демонстрировала более высокую среднюю интенсивность дневного света, более высокие средние скорости потока, более низкие концентрации растворенного органического углерода и более низкие колебания концентрации растворенного кислорода, чем бентические контрольные участки, расположенные на той же глубине. Различия в температуре между ковчегами и контрольными участками были незначительными.
Ковчеги также показали микробные сообщества с более высоким соотношением вирусов и микробов, чем контрольные участки, что обусловлено более низким содержанием микробов и более высоким содержанием свободных вирусов в среде средневодного ковчега. Микробные сообщества на ковчегах состояли в среднем из физически меньших клеток, чем микробные сообщества на участках морского дна. Выживаемость экспериментально перемещенных кораллов оценивалась каждые три месяца на ковчегах и контрольных участках.
Через девять месяцев после переселения первой когорты кораллов в ковчегах все еще оставалось больше живых кораллов по сравнению с контрольными участками. Системы кораллового ковчега предназначены для долгосрочных проектов экологического мониторинга, поэтому анкерные системы и конструктивные конструкции следует выбирать с учетом как нормальных, так и экстремальных условий в местах развертывания. Абиотические факторы, связанные с сообществами коралловых ковчегов, могут быть скорректированы путем изменения глубины систем, что позволяет исследовать то, как рифовые вирусные и микробные сообщества реагируют на изменяющиеся условия окружающей среды.
