Name: a low-cost method of measuring the in situ primary productivity of periphyton communities of lentic waters
Uploaded: 2022-12-16T13:05:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Low-Cost Method of Measuring the In Situ Primary Productivity of Periphyton Communities of Lentic Waters at JoVE.com

Denne undersøgelse blev støttet af Czech Science Foundation (GACR 19-05791S), RVO 67985939 og af CAS inden for programmet for strategi AV 21, Jordbesparelse og genopretning. Mange tak til Ondřej Sihelský for at tage billederne i marken - uden ham ville optagelserne have været et helvede. Projektet ville ikke være muligt uden et tæt samarbejde med virksomheder, Palivový Kombinát Ústí s.p. og Sokolovská Uhelná, der gav adgang til de undersøgte lokaliteter.

BEMÆRK: Før prøveudtagning skal du bestemme graden af replikationer baseret på de overordnede projektbehov, statistisk design eller forventet mængde prøvevariation. Fem replikatpar af lyse og mørke inkubationsflasker foreslås til præcis statistisk analyse og for at tage højde for potentielt prøvetab eller brud. Den beskrevne flydende eksperimentelle pram er designet til at bære fem replikater plus et par blanke kontroller; Se figur 1 for en teknisk tegning af forsøgsprammen....

<ol>
	<li>Blachart, J. L., 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=Potential+consequences+of+climate+change+for+primary+production+and+fish+production+in+large+marine+ecosystems.">Potential consequences of climate change for primary production and fish production in large marine ecosystems.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 367 (1605), 2979-2989 (2012).</li><li>Howarth, R. W., Michaels, A. F., Sala, O. E., Jackson, R. B., Mooney, H. A., Howarth, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Measurement+of+primary+production+in+aquatic+ecosystems.">The Measurement of primary production in aquatic ecosystems.</a> Methods in Ecosystem Science. , 72-85 (2000).</li><li>Vadenbecouer, Y. E. G., Peterson, M. J., Vander, Z., Kalff, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Benthic+algal+production+across+lake+size+gradients:+Interactions+among+morphometry,+nutrients,+and+light.">Benthic algal production across lake size gradients: Interactions among morphometry, nutrients, and light.</a> Ecology. 89 (9), 2542-2552 (2008).</li><li>Reimer, A., Landmann, G., Kempe, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lake+Van,+eastern+Anatolia,+hydrochemistry+and+history.">Lake Van, eastern Anatolia, hydrochemistry and history.</a> Aquatic Geochemistry. 15 (1), 195-222 (2009).</li><li>Cantonati, M., Lowe, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lake+benthic+algae:+toward+an+understanding+of+their+ecology.">Lake benthic algae: toward an understanding of their ecology.</a> Freshwater Sciences. 33 (2), 475-486 (2014).</li><li>Gaarder, T., Gran, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+the+production+of+plankton+in+the+Oslo+Fjord.+Rapports+et+Proces-verbaux+des+R&#233;unions.">Investigation of the production of plankton in the Oslo Fjord. Rapports et Proces-verbaux des R&#233;unions.</a> Conseil International pour l'&#201;xploration de la Mer. 42, 1-48 (1927).</li><li>Hall, R. O., Thomas, S., Gaiser, E. E., Fahey, T. J., Knapp, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+Freshwater+Primary+Productivity+and+Respiration.">Measuring Freshwater Primary Productivity and Respiration.</a> Principles and Standards for Measuring Primary Productivity. , (2007).</li><li>Howart, R., Michaels, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+6+The+Measurement+of+Primary+Production+in+Aquatic+Ecosystems.">Chapter 6 The Measurement of Primary Production in Aquatic Ecosystems.</a> Springer Science and Business Media LLC. , (2000).</li><li>Kop&#225;&#269;ek, J., Hejzlar, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semi-micro+determination+of+total+phosphorus+in+soils,+sediments,+and+organic+materials:+a+simplified+perchloric+acid+digestion+procedure.">Semi-micro determination of total phosphorus in soils, sediments, and organic materials: a simplified perchloric acid digestion procedure.</a> Communications in Soil Science and Plant Analysis. 26 (11-12), 1935-1946 (1995).</li><li>Benson, B. B., Krause, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+concentration+and+isotopic+fractionation+of+oxygen+dissolved+in+freshwater+and+seawater+in+equilibrium+with+the+atmosphere1.">The concentration and isotopic fractionation of oxygen dissolved in freshwater and seawater in equilibrium with the atmosphere1.</a> Limnology and Oceanography. 29 (3), 620-632 (1984).</li><li>Dodds, W. K., Biggs, B. J., Lowe, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photosynthesis-irradiance+patterns+in+benthic+microalgae:+variations+as+a+function+of+assemblage+thickness+and+community+structure.">Photosynthesis-irradiance patterns in benthic microalgae: variations as a function of assemblage thickness and community structure.</a> Journal of Phycology. 35 (1), 42-53 (1999).</li><li>Bott, T. L., 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=An+evaluation+of+techniques+for+measuring+periphyton+metabolism+in+chambers.">An evaluation of techniques for measuring periphyton metabolism in chambers.</a> Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 54 (3), 715-725 (1997).</li><li>Blankenship, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+and+functional+dynamics+of+photosynthetic+antenna+complexes.">Structural and functional dynamics of photosynthetic antenna complexes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (45), 13751-13752 (2015).</li><li>Hawes, I., Schwartz, A. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photosynthesis+in+an+extreme+shade+environment,+benthic+microbial+mats+from+Lake+Hoare,+a+permanently+ice-covered+Antarctic+lake.">Photosynthesis in an extreme shade environment, benthic microbial mats from Lake Hoare, a permanently ice-covered Antarctic lake.</a> Journal of Phycology. 35 (3), 448-459 (1999).</li><li>Aristegui, J., 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=Planktonic+primary+production+and+microbial+respiration+measured+by+14C+assimilation+and+dissolved+oxygen+changes+in+coastal+waters+of+the+Antarctic+peninsula+during+austral+summer:+Implications+for+carbon+flux+studies.">Planktonic primary production and microbial respiration measured by 14C assimilation and dissolved oxygen changes in coastal waters of the Antarctic peninsula during austral summer: Implications for carbon flux studies.</a> Marine Ecology-Progress Series. 132, 191-201 (1996).</li><li>Steemann-Nielsen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+radioactive+carbon+(14C)+for+measuring+organic+production+in+the+sea.">The use of radioactive carbon (14C) for measuring organic production in the sea.</a> Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 18 (2), 117-140 (1952).</li><li>Sanz-Mart&#237;n, M., 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=Relationship+between+carbon-and+oxygen-based+primary+productivity+in+the+Arctic+Ocean,+svalbard+archipelago.">Relationship between carbon-and oxygen-based primary productivity in the Arctic Ocean, svalbard archipelago.</a> Frontiers in Marine Science. 6, 468 (2019).</li><li>Nielsen, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+the+production+of+organic+matter+in+the+sea+by+means+of+carbon-14.">Measurement of the production of organic matter in the sea by means of carbon-14.</a> Nature. 167 (4252), 684-685 (1951).</li><li>J&#246;nsson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+14C-incubation+technique+for+measuring+microphytobenthic+primary+productivity+in+intact+sediment+cores.">A 14C-incubation technique for measuring microphytobenthic primary productivity in intact sediment cores.</a> Limnology and Oceanography. 36 (7), 1485-1492 (1991).</li><li>Bender, M. L., 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=A+comparison+of+four+methods+for+determining+planktonic+community+production.">A comparison of four methods for determining planktonic community production.</a> Limnology and Oceanography. 32 (5), 1085-1098 (1987).</li><li>&#352;imek, K., 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=Spatio-temporal+patterns+of+bacterioplankton+productivity+and+community+composition+related+to+phytoplankton+composition+and+protistan+bacterivory+in+a+dam+reservoir.">Spatio-temporal patterns of bacterioplankton productivity and community composition related to phytoplankton composition and protistan bacterivory in a dam reservoir.</a> Aquatic Microbial Ecology. 51 (3), 249-262 (2008).</li></ol>

Metoden beskrevet i dette papir er baseret på princippet om den lyse og mørke flaske iltteknik i kombination med den ikke-invasive teknik til måling af O2 koncentration ved hjælp af optiske iltsensorer. Dette system muliggør parallel måling af forskellige inkubationsindstillinger, da den optiske fiber til måling afO2 kan flyttes hurtigt fra flaske til flaske. De bentiske samfund fra forskellige dybder kan variere i taksonomisk sammensætning og produktivitet; Samtidig måling af dem parallelt...

Primær produktivitet er den eneste indgang af autokton kulstof i de akvatiske systemer, der danner hele systemets fødenet1. Derfor er den nøjagtige estimering af primær produktivitet et vigtigt skridt i retning af at forstå funktionen af akvatiske økosystemer. Kystzoner er områder med høj primær produktivitet og biodiversitet. Ud over fytoplankton antages perifyton (i det følgende benævnt mikrobielle måtter) og makroalger at bidrage væsentligt til den primære produktivitet i kystzoner2. På grund af deres sessile livsstil og betydelige rumlige heterogenitet er kvantificering af primær produktivitet ikke triviel. 
Primær produktivitet drives hovedsageligt af lysintensitet, temperatur, tilgængelighed af næringsstoffer og fordeling af de ioniske arter i karbonatsystemet i de respektive dybder af eufotiske zoner 3,4. Dybden påvirker markant den rumlige fordeling af mikrobielle måtter. Mikrobielle samfund skal kunne klare de negative virkninger af høj bestråling og udtalte sæsonbestemte temperaturvariationer i lave dybder og med lavere lysintensitet på større dybder. Ud over dybdegradienten genererer dynamiske trofiske interaktioner flere og komplekse rumlige mønstre på forskellige skalaer5. Dette komplekse system er kompliceret at simulere i laboratoriet. Den mest nøjagtige måde at udlede de enkelte primærproducenters metaboliske aktivitet fra kystzoner er at oprette in situ-eksperimenter.
Den metode, der introduceres i dette dokument, er baseret på den traditionelle kammermetode 2,6,7 sammen med en transportabel og let at bygge billig flydende pram. Dette gør det muligt at måle primær produktivitet på forskellige dybder under det naturlige lysspektrum, temperatur og forskellig fordeling af de ioniske arter i karbonatsystemet med dybden. Metoden er baseret på princippet om lys versus mørk flaske ilt, som først blev anvendt til at måle fytoplankton fotosyntese 6 og stadig er almindeligt anvendt 6,7. Den sammenligner ændringshastigheden i ilt i flasker, der holdes i lyset (hvilket inkluderer virkningerne af primær produktivitet og åndedræt) med dem, der holdes i mørke (kun åndedræt)8. Metoden bruger iltudvikling (fotosyntese) som en proxy for primær produktivitet. De målte variabler er nettoøkosystemproduktivitet (NEP, som en ændring iO2-koncentration over tid under lysforhold) og økosystemrespiration (RE, som en ændring iO2-koncentration over tid i mørke). Bruttoøkosystemproduktivitet (GEP) er beregningen af forskellen mellem de to (tabel 1). Udtrykket "økosystem" bruges her til at betegne, at periphytonen består af autotrofe og heterotrofe organismer. Den mest betydningsfulde forbedring af denne traditionelle kammermetode er anvendelse af ikke-invasive iltoptiske sensorer og optimering af denne primært planktoniske metode til måling af perifytisk primær produktivitet.
Teknikken er beskrevet i eksemplet med måling af mikrobielle måtter i kystzonen i nyligt fremkomne post-mining søer i Tjekkiet-Milada, Most og Medar. Den metaboliske aktivitet af mikrobielle måtter bestemmes ved hjælp af direkte in situ-måling afO2-fluxer udført direkte på specifikke dybder, hvor de studerede samfund naturligt forekommer. Heterotrofisk og fototrofisk aktivitet måles i lukkede glasflasker udstyret med ikke-invasive optiske iltsensorer. Disse sensorer registrerer partialtrykket af ilt ved hjælp af fluorescensen af lysfølsomme farvestoffer. Flaskerne med mikrobielle måtter suspenderes og inkuberes på en flydende enhed på de passende dybder. Iltkoncentrationen inde i flaskerne blev løbende målt i dagslyset fra den lille båd. 
Prøver af intakte mikrobielle måtter indsamles og anbringes i gastætte inkubationsflasker på udpegede dybder af dykkere. Hver flaske er udstyret med en ikke-invasiv optisk iltmikrosensor, som overvåger O2 produktivitet / forbrug over tid. Alle målinger udføres i fem replikerede mørke/lyse par i hver dybde. Temperaturen og fotosyntetisk aktiv stråling (PHAR) intensiteter måles på respektive dybder i hele inkubationen. Efter 6 timers in situ-inkubation (dagslys) høstes de mikrobielle måtter fra flaskerne og tørres. O2 fluxer normaliseres til mikrobiel biomasse. Som kontrol korrigeres fluxer for ændringer i O2-koncentrationen i separate lyse og mørke gastætte flasker (blankkontroller), der indeholder søvand uden mikrobiel måttebiomasse. Nedenfor er detaljerede instruktioner til bygning af den flydende pram og udførelse af hele eksperimentet trin for trin. Dette papir præsenterer også repræsentative resultater fra målinger af mikrobielle måtter på to dybder (1 m og 2 m) med fem replikater i hver dybde. Faktisk temperatur og lysintensitet blev målt under hele eksperimentet ved hjælp af dataloggere.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aluminum angle L profile 40 x 40 mm x 3 mm, length 2,000 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum flat bar 40 x 3 x 350 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bucket 15 L with concrete infill&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carabine hook with screw lock 50 x 5 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>electric tape black</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extruded polystyrene (XPS) material 500 x 200 x 150 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibox 3 LCD trace</td>
			<td>PreSens Precision Sensing GmbH</td>
			<td></td>
			<td>stand-alone fiber optic oxygen meter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hondex PS-7 Portable Depth Sounder</td>
			<td>Hondex&#160; - Honda Electronics</td>
			<td></td>
			<td>to measures distances through water - to bottom depth measurement; https://www.honda-el.net/industry/ps-7e</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KORKEN - glass tight-seal jar 0.5 L</td>
			<td>IKEA</td>
			<td></td>
			<td>incubation bottles; https://www.ikea.com/cz/en/p/korken-jar-with-lid-clear-glass-70213545/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>metal hook&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen Sensor Spot SP-PSt3-NAU-D5</td>
			<td>PreSens Precision Sensing GmbH</td>
			<td></td>
			<td>non-invasive optical oxygen sensor for measurements under Real Conditions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SCOUT infantable canoe</td>
			<td>GUMOTEX</td>
			<td></td>
			<td>https://www.gumotexboats.com/en/scout-standard#0000-044667-021-13/11C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw 10 x 170 mm with hexagonal nuts</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw 4 x 15 mm with hexagonal nuts</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw 4 x 15 mm with wing nuts</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Snap hooks 50 x 5 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel Carabine hook 50 x 5 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel chain with wire diameter 3 mm, inside link 5.5 x 26 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel chain, 5 m</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>toothbrush</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tweezer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washer 10 x 50 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washer 4 x 10 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washer 4 x 10 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a low-cost method of measuring the in situ primary productivity of periphyton communities of lentic waters

Måling af periphytons in situ primære produktivitet i vækstsæsonens gradient kan belyse den kvantitative virkning af miljødrivere (hovedsagelig fosforkoncentration og lysintensitet) og artssammensætning på primærproduktiviteten. Primær produktivitet drives hovedsageligt af lysintensitet, temperatur, tilgængelighed af næringsstoffer og fordeling af de ioniske arter i karbonatsystemet i de respektive dybder af den euphotiske zone. Det er et komplekst system, der er meget vanskeligt at simulere i laboratoriet. Denne billige, transportable og let at bygge flydende pram gør det muligt at måle den primære produktivitet nøjagtigt - direkte under de faktiske naturlige forhold. Metoden er baseret på måling af den primære produktivitet i realtid ved hjælp af ikke-invasive iltsensorer integreret i tæt forseglede glasbeholdere, hvilket muliggør online iltfluxovervågning og giver ny indsigt i metaboliske aktiviteter. Detaljerede sæsonbestemte in situ-målinger af primær bruttoproduktivitet af mikrobielle måtter (eller andre bentiske organismer) kan forbedre den nuværende viden om de processer, der styrer primærproduktivitetsdynamikken i lentiske farvande.

<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64078/64078fig05.jpg"> Figur 5: Netto- og bruttoøkosystemproduktivitet af mikrobielle måtter i dagslys. (A) Let flaskenetøkosystemproduktivitet: tidsforløbsdata for mikrobielle måtters nettoiltproduktivitet fra lysflaskerne. Iltkoncentrationsændringen i inkubationsflasker blev målt efter 1 time i dagslys. Grå cirkler: flasker med prøver af mikrobielle måtter. Hv...

Watch this Scientific Journal Video about A Low-Cost Method of Measuring the In Situ Primary Productivity of Periphyton Communities of Lentic Waters at JoVE.com

A Low-Cost Method of Measuring the In Situ Primary Productivity of Periphyton Communities of Lentic Waters

Her præsenteres en omkostningseffektiv og transportabel metode/facilitet til måling af mikrobielle måtters primære produktivitet under faktiske in situ miljøtemperaturer og lysforhold. Den eksperimentelle opsætning er baseret på bredt tilgængelige materialer og kan bruges under forskellige forhold, samtidig med at den giver fordelene ved laboratoriebaserede modeller.

En billig metode til måling af den primære produktivitet på stedet i periphytonsamfund i lentiske farvande

Measuring the in situ primary productivity of periphyton during the growing season gradient can elucidate the quantitative effect of environmental drivers ...

Detaljeret in situ-måling af bruttoproduktiviteten af periphyton eller enhver vandmikroorganisme på et egnet sted kan forbedre den nuværende viden om de processer, der styrer primærproduktivitetsdynamikken i lentiske farvande. De største forbedringer i de foreslåede metoder er ikke-invasivitet, omkostningseffektivitet og muligheden for samtidige målinger på forskellige steder. Det muliggør også indsamling af store dataaktiver uden yderligere udgifter.Udskift prammen til at udføre forsøgene, brug en oppustelig kajak, da den er let transportabel. Vælg et sted med en ideel dybde for at forankre flyderen. Fastgør derefter den samlede pram bag bådens agterstavn og sænk forsigtigt ankeret langs siden af båden.Juster ankeret ved at hænge det lidt under vandoverfladen, så flyderen let kan trækkes med ankeret til stedet med den krævede dybde. Når du har nået stedet, skal du løsne ankeret fra båden og sænke det til bunden og derefter fastgøre prammen til ankerkæden og kæderne til fastgørelse af inkubationsflaskerne til prammen. For at forberede inkubationsflaskerne skal du fastgøre iltoptiske sensorpletter til den indre væg af gennemsigtige, bredhalsede 0,5-liters flasker med gastætte tætninger og derefter lave et uigennemsigtigt lag til de mørke behandlingsflasker ved at pakke dem ind med sort elektrisk tape.Skær et lille hul på stedet for den placerede optiske sensor, og sørg for, at det afskårne hul er lidt mindre end sensorens diameter for at forhindre lys i at komme ind i flasken. Placer inkubationsflaskerne i den bærbare kasse og dyk med kassen til den respektive dybde uden at forstyrre sedimentet i det omgivende vand. Derefter skal du ved hjælp af lange pincetter forsigtigt fylde prøverne i inkubationsflaskerne og passe på ikke at forstyrre biomassen af prøven for meget.Hvis de mikrobielle måtter vokser på en fast overflade, såsom en lille sten, skal du forsigtigt overføre hele stenen med intakt biomasse til flasken. Fyld et par lyse og mørke flasker med rent vand fra de respektive dybder uden sedimenter for at tjene som blanke kontroller. Efter at have sikret, at vandet i alle inkubationsflasker er rent og ikke indeholder forstyrrende sediment, bringes de lukkede flasker til båden forankret til den flydende pram.Fastgør de to første par inkubationsflasker til snapkrogene på den første kæde, og mål derefter den oprindelige iltkoncentration i hver flaske ved hjælp af den fiberoptiske iltmåler. Fastgør målerens optiske kabel til iltføleren, der er monteret inde i flasken, og inden for få sekunder skal du aflæse iltkoncentrationen i måleren og registrere den målte værdi. Umiddelbart efter måling sænkes kæden forsigtigt med de vedhæftede flasker tilbage i vandet, hvilket sikrer, at inkubationsflaskerne placeres i samme dybde, hvorfra biomassen anbragt i dem blev udtaget.Efter en time måles iltkoncentrationen igen ved forsigtigt at trække hver kæde med flaskerne ind i båden. Aflæsning af iltværdien blev demonstreret tidligere og sænkning af prøverne i vandet igen. Når du har gennemført alle målingerne, skal du tage prøverne ud fra inkubationsflaskerne og skrubbe den mikrobielle måtte, der dyrkes på overfladen af et hårdt stof som sten, med en tandbørste eller en lille kniv og derefter overføre indholdet til plastkolber.En stigning i iltkoncentrationen over tid er tydelig i både kontrol- og prøveflaskerne, der udsættes for lys, hvilket indikerer nettoøkosystemproduktivitet. Ikke desto mindre er stigningshældningen signifikant højere i flasker med mikrobielle måtteprøver. Ændringen i iltkoncentrationen over tid i de mørke flasker er summen af autotrofisk og heterotrofisk respiration.I dette tilfælde er hældningen af iltkoncentrationen i kontrolflasken ikke signifikant forskellig fra nul. Fratrækning af respirationsraterne fra nettoøkosystemets produktivitet giver graden af bruttoøkosystemproduktivitet, og dataene er i god overensstemmelse med definitionen. En praktisk anvendelse af denne metode blev opnået inden for tre søer efter minedrift, der viser bruttoøkosystemets produktivitet i det perifytiske samfund i vegetationssæsonen.Under prøvetagningen af biomasse under vandet er det vigtigt at sikre, at ingen luftbobler forbliver fanget inde i inkubationsflaskerne, når de lukkes efter tilsætning af prøverne. Ved hjælp af denne procedure er det muligt at kvantificere iltudveksling mellem vandlegemet og enhver organisme eller samfund af organismer af en passende størrelse. Denne metode gør det muligt at studere den primære produktivitet året rundt af udvalgte organismer in situ ved at gøre den naturlige tilstand så meget som muligt, hvilket giver en bedre idé om dens relative betydning for hele livet kulstofmetabolisme.

Research

JoVE Journal

Environment

A Low-Cost Method of Measuring the In Situ Primary Productivity of Periphyton Communities of Lentic Waters

Determination of Microbial Extracellular Enzyme Activity in Waters, Soils, and Sediments using High Throughput Microplate Assays

Bestemmelse af Mikrobiel Extracellular enzymaktivitet i Vand, Jord og sediment ved hjælp af High Throughput Mikropladekrav Analyser

Much of the nutrient cycling and carbon  processing in natural environments occurs through the activity of extracellular  enzymes released by ...

A Noninvasive Method For In situ Determination of Mating Success in Female American Lobsters (Homarus americanus)

A Noninvasive Method For In situ Determination of Mating Success in Female American Lobsters Homarus americanus

En noninvasiv metode til<em&gt; In situ</em&gt; Bestemmelse af Parring Succes i kvindelig amerikansk Hummer (<em&gt; Homarus americanus</em&gt;)

Despite being one of the most productive fisheries in the Northwest Atlantic, much remains unknown about the natural reproductive dynamics of American ...

Quantification of Heavy Metals and Other Inorganic Contaminants on the Productivity of Microalgae

Kvantificering af tungmetaller og andre uorganiske forureninger på produktivitet mikroalger

Increasing demand for renewable fuels has researchers investigating the feasibility of alternative feedstocks, such as microalgae. Inherent advantages ...

Clean Sampling and Analysis of River and Estuarine Waters for Trace Metal Studies

Clean Prøveudtagning og analyse af floden og kystvande 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 ...

Pretreatment of Lignocellulosic Biomass with Low-cost Ionic Liquids

Forbehandling af lignocellulose biomasse med Lavprisselskaber ioniske væsker

A number of ionic liquids (ILs) with economically attractive production costs have recently received growing interest as media for the delignification of ...

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis

Ekstraktion af organiske chlorpesticider fra plastpellets og plasttypeanalyse

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment ...

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus (Murayama), Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus Murayama, Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

Måling af flyvning evne til Ambrosia Bille, Platypus Quercivorus (Murayama), ved hjælp af en billig, lille og let bygget flyvning Mill

The ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Murayama), is the vector of a fungal pathogen that causes mass mortality of Fagaceae trees (Japanese oak wilt). ...

A Flexible Low Cost Hydroponic System for Assessing Plant Responses to Small Molecules in Sterile Conditions

En fleksibel lavpris hydroponiske System til vurdering af plante svar til små molekyler i Sterile forhold

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for ...

Construction of a Compact Low-Cost Radiation Shield for Air-Temperature Sensors in Ecological Field Studies

Opførelse af et kompakt Low-Cost stråling skjold for luft-temperatur sensorer i økologiske feltundersøgelser

Low cost temperature sensors are increasingly used by ecologists to assess climatic variation and change on ecologically relevant scales. Although ...

Construction of a Low-cost Mobile Incubator for Field and Laboratory Use

Konstruktion af en billig mobil inkubator for feltet og laboratoriebrug

Incubators are essential for a range of culture-based microbial methods, such as membrane filtration followed by cultivation for assessing drinking water ...