内华达山脉(Sierra)作为最重要的分水岭在加州,并提供50%的地表饮用水的人( 1]。Sierra分水岭横跨加州东部部分从太沿着northwest-southeast轴600公里。拉森在北方在南方山口( 2]。总面积包括约80000平方公里,近缅因州的大小,在这个区域存在一个高海拔流域占据26000平方公里1600米和4500米海拔之间。每年高达200厘米的降水发生,通常在冬天雪的形式( 1]。大部分的分水岭由针叶树森林和草场的表层土和污染物最少的缓冲能力,点缀着暴露的花岗岩或变质岩( 2]。海拔较高的地区,是最敏感和脆弱的部分提供大部分的流域径流为一系列山麓水库。

夏季放牧发生在高海拔地区的内华达山脉自1800年代末。由于放牧对水质产生负面影响,它在1891年被取缔,只有在1905年重新密集游说后牛行业( 3, 4]。目前近40000头牛被运送到高海拔的山脉每年夏季放牧,在那里他们拥有成千上万的小溪流和湖泊在高海拔草甸敏感地区。海拔1600米以上地区脆弱和敏感,人类活动的影响。因为这个原因大部分土地已经被联邦政府拨出指定的荒野地区,仍无路,一夜之间限制人类使用。值得注意的是,在这些领域夏季放牧是允许的。

固着生物的混合物是一种藻社区高度淹没表面在大多数浅水水生系统,但它也包括相关的细菌和碎屑。附件不同的底物,包括岩石、倒下的树枝,砂、泥。类似于悬浮藻类,其发生、生物量、和组成的可用性依赖于营养,尤其是溶解氮和磷,因此是一种常见的水质指标在不同的栖息地从湿地到河流和小溪。在过去的十年里,我们的研究小组和其他人观察到集群的厚固着生物垫在特定领域的塞拉夏季放牧发生( 5, 6]。这些观察是一致的非点源污染放牧存款增长从粪便刺激物质。磷和氮等物质对水生生物和微生物群落产生重大影响 7]。尽管加州悬浮细菌指标的水质标准,没有标准或监控存在细菌,它附着在固着生物( 8]。这是应该引起关注,因为微生物附着淡水藻类单独或称为生物膜( 9]。需要研究细菌与固着生物的关系进一步加强,因为最近的报告 大肠杆菌被描述为附加到绿色丝状藻类在美国的五大湖地区 10]。 大肠杆菌从藻类、容易分离到周围的水( 10]。

加州的人口增长对饮用水的供应有限高要求和转移的最大经济价值塞拉为此( 11]。尽管塞拉饮用水和灌溉用水的依赖,没有发表在固着生物高海拔流域社区,除了太浩湖( 12]。生物质能的研究、分类和协会periphyton-attached细菌在Sierra分水岭因此可能提供重要的数据,可以用于管理决策。

因此,我们开展这项研究的小湖泊和溪流的塞拉以下目标:(1)估计periphytic藻类的生物量,(2)以确定其分类,(3)测量数量的异养细菌附着在固着生物指标,(4)测量悬浮水生细菌周边固着生物的存在,最后(5)比较上述指标之间放牧和noncattle区域。

小数据已经发表在高塞拉periphytic藻类的分类。本研究确定了11种periphytic藻类发现在海拔较高的地区的山脉。该物种符合这些物种在世界其他海拔较高的山区。在我们的研究中,发现periphytic藻类 C网站,但只有4 16 W网站。这是一致的与这些网站的贫瘠外观和性质没有任何明显的点或非点源的污染来源。所有11个藻类物种内被发现 R区域。相比之下, W地区的固着生物生物量越高 C地区并不奇怪,放牧含有大量的氮、磷等营养物质促进藻类生长( 15]。牛分配在高塞拉not fenced从湖泊和溪流,所以沉积粪便直接到水生环境中可能发生或进入夏季雷雨洗掉。藻类过度生长,除了支持细菌生存,有不利影响的生态敏感水域( 16]。生物质在 R网站,而不像牛高地区,是大于 W网站。这是休闲区可能反映了非点源的污染。虽然背包客被指示不要污染水源,可能发生违反本条例。Recreational-associated藻类从非点源的污染可能导致马和动物,这可能在或接近水源,排便。这是最近的一项研究的结论进行了约翰·缪尔小道附近的加州地区相比,使用马匹和骡子和这些地区徒步背包客(只使用 17]。我们的外勤人员注意,藻类生物量更大的R包动物,高流量的区域与区域步行仅供人类使用。

我们的发现大量的异养细菌附着在periphytic藻类和指标在塞拉休闲和牛地区类似于美国的另一个领域的研究。在五大湖地区,一些研究发现异养细菌,粪大肠杆菌群, 大肠杆菌附着在绿藻 Cladophora( 9, 10, 18, 19]。 Cladophora提供保护和营养,使肠道细菌等 志贺氏杆菌,大肠杆菌,Enterococci弯曲杆菌,和 沙门氏菌坚持并可能在藻类的存在。这些研究的作者警告潜在的公共卫生危险。在南亚,几个 弧菌物种,包括霍乱、附加到海藻为了生存( 20.]。很有可能,绿藻的物种识别在这和之前的研究支持细菌生长在类似的方式 19]。总细菌的菌落计数每克periphytic藻类在我们的研究中发现类似的五大湖之一的研究( 21]。扰动的藻类可能导致释放细菌水( 9]。尽管大多数下游水为国内使用过滤和氯化,过量的细菌负荷可以应变处理系统。此外,当periphytic藻类分离的立足点,它可能流下游堵塞过滤系统,这样的系统成本的提高。高患病率 贾第虫属可以在牛的粪便,但任何依赖协会在水域藻类尚未描述( 22, 23]。

固着生物周围的水生环境中的细菌是相同的发现与固着生物。然而细菌的流行指标更少。例如,在 R网站,大肠杆菌细菌被发现在固着生物的53%,但只有25%的水样。这可能反映了一种捕捉细菌到固着生物的影响。更高的患病率的发现细菌指标大于100 CFU / 100毫升吃草地区是与之前的研究一致 6, 13]。Derlet等人都认为现在的研究显示,暂停了水生 大肠杆菌增加对放牧牛到达之前从几乎检测不到的水平高达550 CFU / 100毫升放牧季节( 13]。在最近的研究中,大肠杆菌 大肠杆菌患病率相比,牛地区要高得多 R或 W网站。标准指标细菌随水董事会在加州地区。虽然塞拉分水岭是用于国内市政供水系统,它是规范“休闲水。“东部山脉水标准类型大肠菌群呼吁不到20 CFU / 100毫升水。标准是200 CFU / 100毫升山脉西部。放牧违反这两个标准。

在美国和其他国家的部分地区,夏季放牧在敏感水域有破坏性的影响( 6, 24- - - - - - 26]。塞拉的独特地理特征导致了挑战保持水的数量和质量。融雪径流之前必须通过一个脆弱的生态系统为低地水库。因此,相对少量的营养添加或栖息地干扰导致重大影响水生生态系统的养分通量和湖泊和溪流。我们的研究表明,非点源的污染与放牧影响periphytic藻类和细菌附着在藻类。

之间的分歧发生牛行业和环保团体的牛对水质的影响。在加州,美国农业部林务局否认放牧对地表水质量(有一个负面影响 27]。然而,减少下游水质在高山地区放牧已经检测到来自世界的不同部分,包括研究区域( 13, 25, 26]。夏季放牧实践的经济效益是有争议的 28]。最近的一项研究显示,59%的加州中部农场主感到有任何好处或租赁便宜的林务局分配的一个中立的好处和私人土地租赁在山麓 29日]。关心的是更大的成本来过滤和消毒的水已经污染了牛的粪便。此外,水生系统受到农业径流一般发展有害藻华和随后的藻毒素等 微胞藻属毒素( 30.- - - - - - 32]。消除这些毒素,使水可以接受国内系统是困难和昂贵的 33]。防止非点源的污染在脆弱和敏感的高海拔草地从高山夏季放牧可以通过禁止这样的实践和搬迁牛更加宽容低海拔地区( 11]。

与本研究存在局限性,适用与任何高山野外工作。除了营养,固着生物生物量的变化可以由水流和富足,深度,水生食草动物,如蜗牛和鱼的存在( 34, 35]。因此,变化的一部分,我们的结果可能是由于差异等对固着生物的控制,不以本研究。因此,未来的研究应考虑水流,深度,存在潜在的固着生物食草动物。存在、成分和大量的致病菌与固着生物的清楚指标水质和不一定依赖固着生物的生物量。因此,尽管可能变异引起的水流和食草动物的差异,结果表明实际水质指标的差异归因于固着生物在不同土地使用类别。最后,固着生物的分布在给定可以自然的栖息地,这可能增加变化的结果。然而,我们抽样法最小化风险的主观抽样之前通过专注于现有网站依赖于识别最具代表性的段底栖生物栖息地的目标站点。

我们的研究结果表明,夏季吃草地区高山分水岭periphytic藻类生物量增加,异养细菌,并附呈 大肠杆菌相比之下,nongrazed地区。暂停水生的患病率 大肠杆菌周围的水牛群放牧地区non-grazed地区相比有显著提高。这些数据表明,非点放牧可能污染水质恶化的一个重要原因在这些水域。