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 studien ble støttet av den tsjekkiske Science Foundation (GACR 19-05791S), RVO 67985939, og av CAS innenfor programmet til Strategi AV 21, Land save and recovery. Mange takk til Ondřej Sihelský for å ta bildene i feltet - uten ham ville filmingen vært fullstendig helvete. Prosjektet ville ikke vært mulig uten tett samarbeid med selskaper, Palivový Kombinát Ústí s.p. og Sokolovská Uhelná, som ga tilgang til de studerte lokalitetene.

MERK: Før prøvetaking, bestem graden av replikasjoner basert på det totale prosjektbehovet, statistisk design eller forventet mengde utvalgsvariabilitet. Fem replikerende par lyse og mørke inkubasjonsflasker foreslås for presis statistisk analyse og for å ta hensyn til potensielt prøvetap eller brudd. Den beskrevne flytende eksperimentelle lekteren er designet for å bære fem replikasjoner pluss ett par tomme kontroller; se figur 1 for teknisk tegning av forsøkslekteren.
<p clas...

<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>

Metodikken beskrevet i denne artikkelen er basert på prinsippet om lys og mørk flaske oksygenteknikk i kombinasjon med den ikke-invasive teknikken for å måle O2-konsentrasjon ved hjelp av optiske oksygensensorer. Dette systemet tillater parallell måling av forskjellige inkubasjonsinnstillinger, da den optiske fiberen for måling av O2 kan flyttes raskt fra flaske til flaske. Bunnsamfunnene fra forskjellige dybder kan variere i taksonomisk sammensetning og produktivitet; Samtidig måling av dem ...

Primærproduktivitet er den eneste oppføringen av autochthonous karbon i akvatiske systemer som danner hele systemet mat web1. Derfor er nøyaktig estimering av primærproduktivitet et viktig skritt mot å forstå funksjonen til akvatiske økosystemer. Littorale soner er områder med høy primærproduktivitet og biologisk mangfold. I tillegg til planteplankton antas perifyton (heretter kalt mikrobielle matter) og makroalger å bidra betydelig til primærproduktivitet i kystsoner2. På grunn av deres sessile livsstil og betydelige romlige heterogenitet, er kvantifisering av primærproduktivitet ikke triviell. 
Primærproduktiviteten drives hovedsakelig av lysintensitet, temperatur, tilgjengelighet av næringsstoffer og fordeling av de ioniske artene i karbonatsystemet i de respektive dypene av eufotiske soner 3,4. Dybden påvirker markant den romlige fordelingen av mikrobielle matter. Mikrobielle samfunn må takle de negative effektene av høy bestråling og uttalt sesongmessige temperaturvariasjoner i grunne dyp og med lavere lysintensitet på større dybder. I tillegg til dybdegradienten genererer dynamiske trofiske interaksjoner flere og komplekse romlige mønstre på forskjellige skalaer5. Dette komplekse systemet er komplisert å simulere i laboratoriet. Den mest nøyaktige måten å utlede den metabolske aktiviteten til individuelle primærprodusenter fra littorale soner er å sette opp in situ-eksperimenter.
Metodikken som introduseres i denne artikkelen er basert på den tradisjonelle kammermetoden 2,6,7, sammen med en transportabel lavpris flytende lekter som er enkel å bygge. Dette gjør det mulig å måle primærproduktivitet på forskjellige dybder under det naturlige lysspekteret, temperaturen og forskjellig fordeling av de ioniske artene i karbonatsystemet med dybden. Metoden er basert på prinsippet om lys versus mørk flaske oksygen, som først ble brukt til å måle fytoplankton fotosyntese 6 og fortsatt er vanlig brukt 6,7. Den sammenligner hastigheten på endring i oksygen i flasker som holdes i lyset (som inkluderer effekten av primærproduktivitet og respirasjon) med de som holdes i mørket (kun respirasjon)8. Metoden bruker oksygenutvikling (fotosyntese) som en proxy for primærproduktivitet. De målte variablene er netto økosystemproduktivitet (NEP, som endring i O2-konsentrasjon over tid under lysforhold) og respirasjon av økosystemer (RE, som endring iO2-konsentrasjon over tid i mørket). Brutto økosystemproduktivitet (GEP) er beregningen av forskjellen mellom de to (tabell 1). Begrepet "økosystem" brukes her for å betegne at periphyton består av autotrofe og heterotrofe organismer. Den viktigste forbedringen av denne tradisjonelle kammermetoden er bruk av ikke-invasive oksygenoptiske sensorer og optimalisering av denne primært planktoniske metoden for måling av perifytisk primærproduktivitet.
Teknikken er beskrevet i eksemplet med å måle mikrobielle matter i kystsonen i nyoppståtte innsjøer etter gruvedrift i Tsjekkia-Milada, Most og Medar. Den metabolske aktiviteten til mikrobielle matter bestemmes ved hjelp av direkte in situ-måling av O 2-flukser utført direkte på bestemte dybder, hvor de studerte samfunnene naturlig forekommer. Heterotrofisk og fototrofisk aktivitet måles i lukkede glassflasker utstyrt med ikke-invasive optiske oksygensensorer. Disse sensorene oppdager partialtrykket av oksygen ved hjelp av fluorescens av lysfølsomme fargestoffer. Flaskene med mikrobielle matter suspenderes og inkuberes på en flytende enhet på passende dybder. Oksygenkonsentrasjonen inne i flaskene ble kontinuerlig målt i dagslysperioden fra småbåten.
Prøver av intakte mikrobielle matter samles inn og plasseres i gasstette inkubasjonsflasker på angitte dyp av dykkere. Hver flaske er utstyrt med en ikke-invasiv optisk oksygenmikrosensor, som overvåker O2 produktivitet / forbruk over tid. Alle målinger gjøres i fem replikerende mørke / lyse par i hver dybde. Temperaturen og fotosyntetisk aktiv stråling (PHAR) intensiteter måles på respektive dyp gjennom inkubasjonen. Etter 6 timers in situ inkubasjon (dagslys), høstes de mikrobielle mattene fra flaskene og tørkes. O2 flukser normaliseres til mikrobiell biomasse. Som en kontroll korrigeres flukser for endringer i O2-konsentrasjonen i separate lyse og mørke gasstette flasker (blanke kontroller) som inneholder innsjøvann uten mikrobiell mattebiomasse. Nedenfor er detaljerte instruksjoner for å bygge den flytende lekteren og utføre hele eksperimentet trinn for trinn. Denne artikkelen presenterer også representative resultater fra målinger av mikrobielle matter på to dyp (1 m og 2 m), med fem replikasjoner på hver dybde. Faktisk temperatur og lysintensitet ble målt under hele eksperimentet ved hjelp av 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 av in situ primærproduktivitet av periphyton i vekstsesongen gradient kan belyse den kvantitative effekten av miljødrivere (hovedsakelig fosforkonsentrasjon og lysintensitet) og artssammensetning på primærproduktivitet. Primærproduktiviteten drives hovedsakelig av lysintensitet, temperatur, tilgjengelighet av næringsstoffer og fordeling av karbonatsystemets ioniske arter i de respektive dypene av den eufotiske sonen. Det er et komplekst system som er svært vanskelig å simulere i laboratoriet. Denne billige, transportable og lettbygde flytende lekteren gjør det mulig å måle primærproduktiviteten nøyaktig - direkte under de faktiske naturlige forholdene. Metodikken er basert på å måle primærproduktiviteten i sanntid ved hjelp av ikke-invasive oksygensensorer integrert i tett forseglede glasskrukker, noe som muliggjør online oksygenfluksovervåking og gir ny innsikt i metabolske aktiviteter. Detaljerte sesongmessige in situ-målinger av brutto primærproduktivitet av mikrobielle matter (eller andre bunnorganismer) kan forbedre dagens kunnskap om prosessene som styrer primærproduktivitetsdynamikken i lentiske farvann.

<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64078/64078fig05.jpg"> Figur 5: Netto og brutto økosystemproduktivitet av mikrobielle matter i dagslys. (A) Lett flaske-netto økosystemproduktivitet: tidsforløpsdata for netto oksygenproduktivitet av mikrobielle matter fra lysflaskene. Oksygenkonsentrasjonsendringen i inkubasjonsflasker ble målt etter 1 time i dagslys. Grå sirkler: flasker med prøver av mikrobielle ...

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 presenteres en kostnadseffektiv og transportabel metode/anlegg for å måle den primære produktiviteten til mikrobielle matter under faktiske miljøtemperaturer og lysforhold. Det eksperimentelle oppsettet er basert på allment tilgjengelige materialer og kan brukes under ulike forhold, samtidig som det gir fordelene med laboratoriebaserte modeller.

En rimelig metode for å måle in situ primærproduktiviteten til periphytonsamfunn i lentiske farvann

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

Detaljert in-situ måling av bruttoproduktiviteten til periphyton eller en hvilken som helst vannmikroorganisme på et egnet sted kan forbedre dagens kunnskap om prosessene som styrer primærproduktivitetsdynamikken i lentisk vann. De store forbedringene i de foreslåtte metodene er ikke-invasivitet, kostnadseffektivitet og muligheten for samtidige målinger på forskjellige steder. Det muliggjør også innsamling av store dataressurser uten ekstra utgifter.Bytt ut lekteren når du utfører forsøkene, bruk en oppblåsbar kajakk, da den er lett å transportere. Velg et sted med en ideell dybde for å forankre flottøren. Fest deretter den monterte lekteren bak akterenden av båten og senk ankeret forsiktig langs siden av båten.Juster ankeret ved å henge det litt under vannoverflaten slik at flottøren lett kan slepes med ankeret til stedet med ønsket dybde. Etter å ha nådd stedet, løsne ankeret fra båten og senk det til bunnen, og fest deretter lekteren til ankerkjettingen og kjettingene for å feste inkubasjonsflaskene til lekteren. For å forberede inkubasjonsflaskene, fest oksygenoptiske sensorflekker til den indre veggen av gjennomsiktige, bredhalsede 0,5-liters flasker med gasstette tetninger, og lag deretter et ugjennomsiktig lag for de mørke behandlingsflaskene ved å pakke dem inn med svart elektrisk tape.Klipp et lite hull i stedet for den plasserte optiske sensoren og sørg for at kutthullet er litt mindre enn sensorens diameter for å forhindre at lys kommer inn i flasken. Plasser inkubasjonsflaskene i den bærbare boksen og dykk med boksen til den respektive dybden uten å forstyrre sedimentet i det omkringliggende vannet. Deretter fyller du prøvene forsiktig inn i inkubasjonsflaskene ved hjelp av lang pinsett, og passer på å ikke forstyrre biomassen til prøven for mye.Hvis de mikrobielle mattene vokser på en solid overflate, for eksempel en liten stein, overfør forsiktig hele steinen med intakt biomasse inn i flasken. Fyll ett par lyse og mørke flasker med rent vann fra de respektive dypene uten sedimenter for å tjene som tomme kontroller. Etter å ha sørget for at vannet i alle inkubasjonsflasker er rent og ikke inneholder forstyrrende sediment, ta de lukkede flaskene til båten forankret til den flytende lekteren.Fest de to første par inkubasjonsflasker til snap-krokene på den første kjeden, og mål deretter den første oksygenkonsentrasjonen i hver flaske ved hjelp av den fiberoptiske oksygenmåleren. Fest målerens optiske kabel til oksygensensoren som er montert inne i flasken, og i løpet av få sekunder, les av oksygenkonsentrasjonen i måleren og registrer den målte verdien. Umiddelbart etter måling, senk kjeden forsiktig med de vedlagte flaskene tilbake i vannet, slik at inkubasjonsflaskene plasseres på samme dybde som biomassen som ble plassert i dem, ble samplet.Etter en time måler du oksygenkonsentrasjonen igjen ved å trekke hver kjede forsiktig med flaskene inn i båten. Lesing av oksygenverdien ble demonstrert tidligere og senking av prøvene i vannet igjen. Etter å ha fullført alle målingene, ta prøvene ut fra inkubasjonsflaskene og skrubb den mikrobielle matten dyrket på overflaten av et hardt stoff som stein med en tannbørste eller liten kniv, og overfør deretter innholdet til plastflasker.En økning i oksygenkonsentrasjonen over tid er tydelig i både kontroll- og prøveflaskene som er utsatt for lys, noe som indikerer netto økosystemproduktivitet. Likevel er stigningshellingen betydelig høyere i flasker med mikrobielle matteprøver. Endringen i oksygenkonsentrasjonen over tid i de mørke flaskene er summen av autotrofisk og heterotrofisk respirasjon.I dette tilfellet er hellingen av oksygenkonsentrasjon i kontrollflasken ikke vesentlig forskjellig fra null. Å trekke respirasjonsratene fra netto økosystemproduktivitet gir frekvensen av brutto økosystemproduktivitet og dataene samsvarer godt med definisjonen. En praktisk anvendelse av denne metoden ble oppnådd innen tre innsjøer etter gruvedrift som viser brutto økosystemproduktivitet i det perifytiske samfunnet i vegetasjonssesongen.Under biomasseprøvetakingsprosessen under vann er det viktig å sikre at ingen luftbobler forblir fanget inne i inkubasjonsflaskene når de er lukket etter tilsetning av prøvene. Ved hjelp av denne prosedyren er det mulig å kvantifisere oksygenutveksling mellom vannkroppen og enhver organisme eller samfunn av organismer av passende størrelse. Denne metoden gjør det mulig å studere den årlige primære produktiviteten til valgt organisme in situ ved å gjøre den naturlige tilstanden så mye som mulig, og dermed gi en bedre ide om dens relative betydning for hele livet karbonmetabolisme.

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

Fastsettelse av Microbial Ekstracellulær enzymaktivitet i Waters, jord og sedimenter ved hjelp av høy gjennomstrømming for mikro 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 invasiv metode for<em&gt; In situ</em&gt; Fastsettelse av Mating Suksess i kvinnelig 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

Kvantifisering av tungmetaller og andre uorganiske forurensninger på produktiviteten 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

Rent Prøvetaking og analyse av elven og elvemunninger Waters for spormetall 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 av lignocellulose biomasse med Lavpris 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

Ekstraksjon av organisk klorpesticider 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

Måle flyturen evne til Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus (Murayama), et rimelig, lite og lett bygget fly 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 Hydroponic System for å vurdere anlegget Svar å 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

Byggingen av en kompakt rimelig stråling Shield for Air temperatur sensorer i økologiske feltstudier

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

Byggingen av en rimelig Mobile inkubator for feltet og laboratoriebruk

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