Детальное измерение in-situ валовой продуктивности перифитона или любого водного микроорганизма на подходящем участке может улучшить текущие знания о процессах, контролирующих динамику первичной продуктивности в ленточных водах. Основными улучшениями в предлагаемых методах являются неинвазивность, экономическая эффективность и возможность одновременных измерений в различных местах. Это также позволяет собирать большие ресурсы данных без дополнительных затрат.
Заменяя баржу при проведении экспериментов, используйте надувную байдарку, так как она легко транспортируется. Выберите место с идеальной глубиной для закрепления поплавка. Далее прикрепите собранную баржу за кормой лодки и осторожно опустите якорь вдоль борта лодки.
Выровняйте якорь, повесив его немного ниже поверхности воды, чтобы поплавок можно было легко отбуксировать якорем на место с необходимой глубиной. Достигнув места, отвяжите якорь от лодки и опустите его на дно, затем закрепите баржу на якорной цепи и цепи для крепления инкубационных бутылок к барже. Для подготовки инкубационных баллонов прикрепите пятна кислородного оптического датчика к внутренней стенке прозрачных 0,5-литровых бутылок с широким горлышком с газонепроницаемыми уплотнениями, затем сделайте непрозрачный слой для темных бутылок для обработки, обернув их черной электрической лентой.
Вырежьте крошечное отверстие в месте размещенного оптического датчика и убедитесь, что вырезанное отверстие немного меньше диаметра датчика, чтобы предотвратить попадание света в бутылку. Поместите инкубационные бутылки в переносной ящик и ныряйте с ящиком на соответствующую глубину, не нарушая осадок в окружающей воде. Далее, используя длинный пинцет, аккуратно заполните образцы в инкубационные бутылки, следя за тем, чтобы не нарушить биомассу образца слишком сильно.
Если микробные маты растут на твердой поверхности, такой как небольшой камень, осторожно переложите весь камень с неповрежденной биомассой в бутылку. Наполните одну пару светлых и темных бутылок чистой водой с соответствующих глубин без каких-либо отложений, чтобы служить пустыми элементами управления. Убедившись, что вода во всех инкубационных бутылках чистая и не содержит беспокоящего осадка, принесите закрытые бутылки на лодку, стоящую на якоре на плавучей барже.
Прикрепите первые две пары инкубационных бутылок к защелкивающимся крючкам на первой цепи, затем измерьте начальную концентрацию кислорода в каждой бутылке с помощью волоконно-оптического кислородного измерителя. Подключите оптический кабель измерителя к датчику кислорода, установленному внутри баллона, и в течение нескольких секунд считывает концентрацию кислорода в счетчике и записывает измеренное значение. Сразу после измерения осторожно опустите цепь с прикрепленными бутылками обратно в воду, убедившись, что инкубационные бутылки размещены на той же глубине, с которой была отобрана биомасса, помещенная в них.
Через час снова измерьте концентрацию кислорода, осторожно втягивая каждую цепочку с бутылками в лодку. Ранее было продемонстрировано считывание значения кислорода и повторное опускание образцов в воду. После завершения всех измерений выньте образцы из инкубационных бутылок и очистите микробный мат, выращенный на поверхности твердого вещества, такого как камень, зубной щеткой или маленьким ножом, затем переложите содержимое в пластиковые колбы.
Увеличение концентрации кислорода с течением времени проявляется как в контрольных, так и в пробных баллонах, подвергшихся воздействию света, что свидетельствует о чистой продуктивности экосистемы. Тем не менее, наклон увеличения значительно выше в бутылках с образцами микробного мата. Изменение концентрации кислорода со временем в темных баллонах представляет собой сумму автотрофного и гетеротрофного дыхания.
При этом наклон концентрации кислорода в контрольном баллоне существенно не отличается от нуля. Вычитание коэффициентов дыхания из чистой продуктивности экосистем дает показатели валовой продуктивности экосистем, и данные хорошо соответствуют определению. Практическое применение этого метода было достигнуто на полях трех постдобывающих озер, которые показывают валовую продуктивность экосистемы перифитного сообщества в течение вегетационного периода.
Во время процесса отбора проб биомассы под водой важно обеспечить, чтобы пузырьки воздуха не оставались захваченными внутри инкубационных бутылок после их закрытия после добавления образцов. Используя эту процедуру, можно количественно оценить кислородный обмен между водоемом и любым организмом или сообществом организмов подходящего размера. Этот метод позволяет изучать круглогодичную первичную продуктивность выбранного организма in situ, максимально издавая естественное состояние, тем самым давая лучшее представление о его относительной важности для углеродного обмена в течение всего срока службы.
