文摘
展示他们的各种各样的细菌生活在溪流不仅仅是老土是一个伟大的科学工具。错误帮助科学家了解水质的混合物,这意味着水是否干净或脏。两种工具虫品种转化为流健康的措施。一个叫multimetric指数;另一个叫做期望指数。multimetric指数“说话错误”。它使用错误偏好食物和栖息地,对污染和其他缺陷属性来破译流是否错误的喜欢。期望指数使用科学家的知识的错误通常发生在干净的水,来预测应该出现在高质量流。两个水质指标给我们大局和帮助科学家跟踪流在美国国家公园的健康。
得分小溪和河流的健康
科学家分数流的健康如何?每个学生和老师都知道评价的重要性。教师评价学生学习有多好,以确保学生健康的轨道上。老师这样做的方法之一是通过考试成绩和期末成绩。但是得分一条河,流或溪不像分发铅笔那么简单,测试书,检查学生的答案。
为什么一个科学家要“得分”一个流?首先,小溪和河流有许多重要的用途。世界各地的人们依靠河流饮用水。河流也为鱼,食物源提供栖息地作为濒危生物的栖息地。和流可以是看日落的好地方。评估水质在流,或得分,可以帮助识别上游水污染造成的损失和其他人类活动,分水岭。识别损伤修复的第一步。这是更加重要的在我们的国家公园,避难所,和其他受保护的地方,我们希望最干净的水,最美丽的日落,家庭濒临灭绝的物种。河流的关键是早期发现问题快速修复,之前可能发生更大的损失。
进河里最明显的方式是“问”的生物住在那里(1]。一些河流有许多鱼类,在过去,科学家们“问”关于河的鱼的健康。但是许多河流没有或只有几个类型的鱼,所以我们不能总是用鱼。但每条河流和小溪水生无脊椎动物动物没有脊骨,部分或全部的生活在水里,我们通常称之为“缺陷”,因为大多数昆虫(2]。事实上,流可能有数百种水生无脊椎动物,和每个物种可以对污染的反应不同。例如,水生无脊椎动物的不健康的河流污染可能消失,而那些能站污染可能会增加。科学家可以利用这些差异分数河流的健康(图1)。使用两种互补的方法:他们这么做multimetric指数和一个期望指数。都是计算使用网从错误的样本收集从流或其他方法。收集通常需要不到一个小时,通常是与其他测试品质,像水化学。Multimetric和期望索引值提供了不同的视角对河流健康,使一个更好的整体流的条件。
- 图1 -(一)国家公园管理局的科学家收集从一个原始的无脊椎动物流在冰川国家公园,和(B)从大型火灾后立即Whiskeytown国家娱乐区。
- 这个集合技术是快速和容易执行。净,让上面的科学家踢无脊椎动物漂净。科学家们分析的混合无脊椎动物发现使用multimetric索引或一个期望指数。水生无脊椎动物捕食者可能出现在示例包括(C)翅虫的幼虫,(D)石蝇幼虫(E)蜻蜓的幼虫,(F)蜻蜓幼虫。
Multimetric指数
就像老师和家长使用平均成绩(GPA)来了解一个学生的表现,multimetric指数可以告诉科学家们对健康的流。“规”是一个科学家措施,像虫物种的数量在一个流。如果一个科学家发现17虫物种流,则17个指标的得分。multimetric指数是一种数学工具,结合个人指标得分为一个总分(3]。每个指标,就像一个bug承受污染的能力,是基于数十年的研究确定流错误生活只有在未受污染的溪流和虫子能站,甚至喜欢,受污染的河流。另一个非常有用的度量中发现一个流是否素食者(吃小溪植物叫做藻类)或捕食者(吃其他bug)。这是有价值的信息,因为流的掠夺性bug通常是健康的。同样,在黄石国家公园(美国怀俄明州),健康的狼和灰熊的数量意味着他们捕食的麋鹿和鹿,郁郁葱葱的草地,麋鹿和鹿,可能是蓬勃发展。
科学家们把各种单独的指标来源于样本流错误到一个multimetric指数得分。这种组合的分数(“多”“multimetric”)的一部分,为全面评估学生的GPA是如何相似。整体学生的GPA是基于个人考试成绩从语言、数学、科学和历史的研究。就像一个高绩点表示一个好学生,一个高multimetric指数表明干净的水。
期望指数
第二种方法测量流bug得分一个流的健康是一个度量称为期望指数,缩写为O / E [4]。这是一个比率比较科学家观察在自然与他们预期的观察。让我们假装一个学生在学校的成功是只有出席。你的分数将会简单计算的天数,你参加了和比较,你应该参加的天数。如果你参加了99%或者100%的类,那么您将在school-certainly只比学生参加课程的50%。这是很容易计算的老师出席。这类似于观察到预期指数是如何工作的。
的物种数量的bug在流示例中,就像你上课的天数,是我们的“观察”价值比率。流的科学家已经知道错误她“预计”找到健康的流在这个领域,就像你的老师希望你每天都来上课,100%的时间。通过比较观察到预期值,得到一个百分比的分数。流,其80%的预期物种可能获得合格分数,而流预计只有50%的物种有问题。你可能会偶尔发现一个流比预期更多的物种,说110%,这表明超级干净的条件。这个简单的分数是快速和容易理解。但我们潜水更深一点。如果我们有一个流分65%,例如,这意味着流丢失35%的无脊椎动物,应该是(100 - 65% = 35%)。因为我们可以解释一个O / E得分这种方式,我们也可以把它作为衡量生物多样性的损失。
计算“观察”部分是请放松需要收集流bug和识别物种在显微镜的帮助下。弄清楚什么是“预期”流更为困难。有多少不同的无脊椎动物物种通常会发生在一个健康的流的被采样?这需要有所谓参考流。已知是一条参考流干净的水,没有有害的条件或在其分水岭。使用引用流,科学家们确定哪些无脊椎动物通常发生在当地,干净的溪流。这使得科学家们预测预期的无脊椎动物的数量在一个新的网站。
使用美国国家公园的分数
蒙大拿州冰川国家公园(美国)经理必须注意流,很好,干净,进一步保护他们。但他们也需要识别和更多的关注一些公园流multimetric指数得分低。经理用multimetric分数来理解和管理干净和脏。他们曾与公园科学家找出什么是污染河流和如何改进它们。图2显示了流multimetric指数评分在冰川国家公园。分数范围从原始人类影响小,不健康的,当人类使用可能伤害流。照片显示的遥远,原始流和不健康的。不健康的河流附近的道路建设水生植被,取决于许多bug。
- 图2 - Multimetric指数得分较低,更多的人类影响和更高的人类的影响较小。
- (一)原始流在冰川国家公园(蒙大拿州,美国)。(B)图显示出对人类使用multimetric指数的关系。点接近顶部的图意味着更好的无脊椎动物和水质条件。点是测量值,线是“平滑”平均点。点接近图的右侧意味着更多的人类的影响。(C)不健康的流在冰川国家公园,略低于最近穿越公路。
在Whiskeytown国家娱乐区(美国加利福尼亚州),一个大野火烧毁了大部分公园在2018年。科学家观察到预期指数用来了解火灾的影响随着时间的推移这些河流的健康。图3表明,火灾发生后几周,O / E下降一点点与前一年相比,意义略少的物种被发现。但一年后,成绩下降更多。发生了什么事?O / E得分显示,火灾没有造成太多的直接热变化流。相反,后来冬天洪水和砂洗到河床造成更多的影响。这个信息很重要,因为它帮助公园管理者了解时,流是如何影响的,所以他们可以防止严重的影响。
- 图3 -期望指数得分显示溪流的水质下降的主要因素Whiskeytown国家娱乐区(美国加利福尼亚州)在2018年的大火,但直到2019年。
- (一)图显示O / E得分从样本收集了在2011年和2019年之间。成绩名列前茅表明原始条件。分数接近底部显示不健康的条件。插图照片显示了卡尔的火,燃烧的大部分公园。(B)威士忌溪2017年之前。(C)2018年同一位置,几周后。(D)2019年同一位置,火灾发生后1年,显示大量的流砂。
这只是两个例子的流错误是如何帮助我们理解小溪和河流的条件。这些工具不仅限于美国或其他国家公园保护区。科学家附近你会检查自己的附近的溪流!你认为你的地方流将干净还是脏?
术语表
分水岭:↑土地的面积在流,通常以山为界山脊,雨会跑到流中。
水生无脊椎动物:↑没有脊骨的生物生活的很大一部分生活在水里。例子包括昆虫、蠕虫、水蛭和螨虫。因为大部分是昆虫,我们通常称之为“bug”。
Multimetric指数:↑科学家们使用的一个工具,使用生物多样性、生命特征,风格,和其他水生无脊椎动物的特征来确定流的健康。
期望指数:↑分数计算除以所收集的生物类型的数量(观察)的生物类型,应该(预期),帮助确定河流的健康。
捕食者:↑生物体以吃其他动物获得食物和不吃植物。
生物多样性:↑各种动物、植物和其他生活发生在一个特定的栖息地。
参考流:↑流,消耗一个分水岭unimpacted由人类干扰像农业、采矿、切割或树。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
确认
书面知情同意了个人(s)的出版的任何潜在的可识别的图像或数据包含在本文中。
引用
[1]↑卡尔,j . r . 1991。生物完整性:水资源管理的一个长期被忽视的方面。生态。:。1:66 - 84。
[2]↑西蒙斯,T。全垒打,e . C。和e . w . Schweiger。流错误的野生和美妙的世界。前面。年轻人。doi:10.3389 / frym.2022.716573
[3]↑巴伯,m . T。、Swietlik w·F。杰克逊,美国K。Courtemanch, d . L。戴维斯,s P。,尤德,c . o . 2000。测量生物完整性的程度在美国:生态完整性的一个关键元素。Hydrobiologia422:453 - 64。doi: 10.1023 /: 1017095003609
[4]↑霍金斯,c·P。诺里斯,r . H。霍格,j . N。Feminella, j . w . 2000。开发和评估预测模型测量的生物完整性流。生态。:。10:1456 - 77。doi: 10.2307 / 2641298