بروتوكول دلو المياه

نظرية بروتوكول دلو المياه (WBP) لرفع مستوى احتساب رصيد التنوع البيولوجي

ملاحظة: هذا bricolage بروتوكول؛ أي إننا نبنيه علنًا! بعض الصفحات قيد الإنشاء — لكن تحقّق منها قريبًا، إذ يتم تحديثها بسرعة!

بروتوكول الدلو المائي هو الطريقة الميدانية لـ Savimbo لجمع الحمض النووي البيئي (eDNA) في قطع الحراجة الزراعية، ويُستخدم لقياس الارتقاء بالتنوع البيولوجي بمرور الوقت. وهو يُغذّي وحدة مؤشر التنوع البيولوجي (IBU) — الأداة الوحيدة المعتمدة حاليًا لرصيد التنوع البيولوجي. تصف هذه الصفحة المنهجية وقيودها؛ وللاطلاع على خطوات التنفيذ الميداني، راجع دليل الممارسة.

اخترنا عمدًا اسمًا بسيطًا لحل عملي لمشكلة علمية في طليعة البحث شديدة التعقيد. ويُوصَف المصدر متعدد التخصصات للبروتوكول في الملحق B كما أسهم المؤلفون إسهامًا كبيرًا في تنقيحه.

للاطلاع على تعليمات خطوة بخطوة حول الاستخدام الميداني العملي، راجع دليل الممارسة بروتوكول الدلو المائي

غرض WBP

يهدف هذا البروتوكول إلى توحيد تحليل الحمض النووي البيئي (eDNA) في المواقع الميدانية النائية التي يديرها شباب من الشعوب الأصلية والمجتمعات المحلية.

يوحِّد بروتوكول الدلو المائي جمع بيانات الحمض النووي البيئي. وباستخدام ماء مُرشَّح، وفترة زمنية موحَّدة، ومراكز القطع، فإنه يقلل الضوضاء ويعزز الإشارة في جمع بيانات الحمض النووي البيئي. ولتلخيص قسم حساب التنوع البيولوجي ، يوفّر هذا نهجًا متسقًا لمقارنة المواقع بمرور الوقت لتقييم التغيرات في سلامة النظام البيئي.

الهدف هو خفض التكاليف وتحسين الدقة عند استخدام الحمض النووي البيئي بوصفه مقياسًا. وستحتاج النتائج إلى أن تُطبَّع إحصائيًا وفق منحنى معياري خاص بكل مشروع لتحسن السلامة بمرور الوقت. ويجعل WBP ذلك أسهل ببساطة عبر تقليص البيانات المتاحة إلى مجموعة أكثر دلالة، وتقليل حجم العينة اللازم لتلبية متطلبات المخرجات الخاصة بوحدات مؤشر التنوع البيولوجي (IBU) والتأهل لإيرادات متكررة من أرصدة الزيادة في التنوع البيولوجي (نحو 300 دولار/وحدة، انظر وحدة التنوع البيولوجي).

قيود WBP

توجد قيود عملية جدية أمام الاختبار الميداني للحمض النووي البيئي. ويظل غياب المستويات المرجعية الراسخة للحمض النووي البيئي عبر النظم البيئية التحدي الرئيسي لاستخدامه في تقييمات الارتقاء بالتنوع البيولوجي عبر وحدات IBU، ويزيد من ذلك الصعوبات اللوجستية في تصدير العينات وتكاليف التحليل للحصول على مقاييس الحمض النووي البيئي. ويتمثل أحد النهوج الممكنة في إجراء أخذ عينات خط الأساس للحمض النووي البيئي في الغابات غير المتأثرة أو الغابات القديمة النمو، بما يمثل الصون في الشكل 4C. وتناسب مقاييس التنوع البيولوجي التقليدية البسيطة، مثل غنى الأنواع، الرصد المجتمعي، لكنها ذات قوة إحصائية منخفضة، ولذلك تتطلب جهدًا كبيرًا في أخذ العينات للكشف الموثوق عن التغيرات الإيكولوجية (Lamb et al. 2009).

وقد يكون الخطأ العشوائي في عينات الحمض النووي البيئي مرتفعًا أيضًا ويؤثر في سلامة البيانات (Lahoz-Monfort et al. 2016). ولذلك يتطلب الرصد المقتصد في التكلفة أخذ عينات قويًا إحصائيًا، ويفضل أن يكون ذلك مع منحنيات معيارية إقليمية — وإن كان تطويرها قد يكون أكثر تكلفة في المناطق الأعلى تنوعًا بيولوجيًا.

ومع ذلك، نؤمن بالمضي قدمًا عند الحدود التي نجدها، بأكبر قدر ممكن من العملية. ويهدف البروتوكول أدناه إلى تقليل ضوضاء أخذ العينات بطريقة فعالة من حيث التكلفة.

موقع أخذ العينات

في حين أن حسابات IBU لدينا مصممة لمساحات تبلغ 1 هكتار، فإن أخذ العينات يُجرى عند مركز القطعة (بمتوسط 5 هكتارات) لتحسين التمثيل لظروف نظام الحراجة الزراعية نفسه، لا للتنوع البيولوجي الذي يميل إلى التراكم عند حواف المناطق المزروعة. وينبغي استخدام حجم القطعة بوصفه متغيرًا مُصاحِبًا في النمذجة الإحصائية اللاحقة (انظر حسابات التنوع البيولوجي).