שיטה לכימות עלווה-מגורים פרוקי רגליים
Summary
אנו מתארים כיצד לכמת את מגורים העלה פרוקי רגליים על ידי איטום העלים והסוף של סניפים בשק, לגזור ולהקפיא את החומר הארוז, ושטיפה את החומר קפוא בעבר מים כדי להפריד פרוקי רגליים מן המצע עבור כימות.
Abstract
יבשתי פרוקי רגליים לשחק תפקיד חשוב בסביבה שלנו. בדיקת פרוקי רגליים באופן המאפשר אינדקס מדויק או הערכות של צפיפות דורשת שיטה עם הסתברות לזיהוי גבוה ואזור דגימה ידוע. בעוד שהשיטות המתוארות ביותר מספקות הערכה איכותית או למחצה כמותית הולמת לתיאור נוכחות מינים, עושר וגיוון, מעטים מספקים הסתברות לגילוי עקבית ומוכרת ואזורי דגימה מוכרים או עקביים כדי לספק אינדקס או הערכה עם דיוק מספיק כדי לזהות הבדלים בשפע במשתנים סביבתיים, מרחביים או משתנים טמפורלית. אנו מתארים כיצד לכמת עלים-מגורים פרוקי רגליים על ידי איטום העלים והסוף של ענפים בשקית, לגזור ולהקפיא את החומר הארוז, ושטיפה את החומר קפוא בעבר במים כדי להפריד פרוקי רגליים מן המצע ולכמת אותם. כפי שאנו מדגימים, שיטה זו יכולה לשמש בסולם הנוף לכמת עלים מגורים פרוקי רגליים עם דיוק מספיק כדי לבדוק ולתאר כיצד מרחבית, הזמני, הסביבתי, משתנים אקולוגיים להשפיע על עושר ושפע. שיטה זו אפשרה לנו לזהות הבדלים בצפיפות, עושר, וגיוון עלה-מגורים פרוקי רגליים בין 5 סוגים של עצים נפוץ ביערות נשירים בדרום מזרח.
Introduction
ארצי פרוקי רגליים לשחק תפקיד חשוב במערכת האקולוגית שלנו. בנוסף להיותו אינטרס מדעי פרוקי רגליים יכולים להיות גם מזיקים ומועילים ליבולים, גינון צמחים, צמחייה טבעית, כמו גם לספק פונקציה הזנה חשובה קורי מזון. לפיכך, הבנת הגורמים המשפיעים על פיתוח קהילתי ושפע של הקהילה היא קריטית לחקלאים, מנהלי הדברה, ביולוגים צמחיים, אנלוגים, אקוולוגים חיות-בר וביולוגים משימור הלומדים הדינמיקה הקהילתית ו נהל insectivorous אורגניזמים. הבנת הגורמים המשפיעים על קהילות מאר, ומחולות שאינם מחייבים לעיתים קרובות ללכוד אנשים. טכניקות לכידת יכול בדרך כלל להיות מסווג לתוך טכניקות איכותניות רק לזהות נוכחות של מינים עבור הערכות של מגוון מינים, עושר, גיוון, או טכניקות חצי כמותי וכמותי המאפשרות אינדקס או הערכה של שפע וצפיפות של אנשים בתוך קבוצת מיסים.
טכניקות איכותניות המאפשרות מסקנה לגבי נוכחות של מינים או מבנה קהילתי, הן בעלי הסתברות לזיהוי נמוך או בלתי מזוהה או חסרות בספק לגבי הסתברות הזיהוי וגודל השטח שנדגמו. מכיוון שההסתברות לגילוי עם טכניקות אלה נמוכה, השונות המשויכת לזיהוי מונע דיוק מספיק עבור מסקנות כיצד משתני הסבר משפיעים על מדדי האוכלוסיה של מפרק המים. טכניקות איכותניות המשמשות להערכת נוכחות כוללות יניקה דגימה1, מלכודות אור2, הופעתה מלכודות3, דפוסי האכלה על שורשים4, צינורות מי מלח5, פיתיונות6, פרומונים3, מלכודות מלכודת 7, בחולשה מלכודות8, חלון מלכודות9, יניקה מלכודות10, מכות מגשים11, קורי עכביש12, מוקשים עלה, פראס13, מפרק14, צמחייה ונזק שורש15 .
לחילופין, טכניקות חצי כמותיים וכמותיים לאפשר לחוקרים להעריך או לפחות בעקביות לדגום שטח לדוגמה שצוין וההסתברות הסתברות של זיהוי או להניח הסתברות לזיהוי הוא לא כיווני והולם כדי לא מסתירים את יכולתו של החוקר לזהות וריאציה מרחבית או טמפורלית בשפע. חצי כמותי וטכניקות כמותי כוללים לטאטא רשתות16, יניקה או ואקום דגימה17, ספירה שיטתית של הגלויים פרוקי רגליים18, מלכודות דביק19, סיר שונים סוג מלכודות20, כניסה או מתהווה חורים21, מלכודת כימית22, בצבע דביק ומלא מלא מלכודות23, ואת הסניף הסתעפות ו מסיכה24.
השינויים האחרונים אנתרופוגניים המושרה משטרים האקלים והפרעה הובילו שינויים דרמטיים בקהילות הצמח, ביצוע אינטראקציות בין הצמח מינים הקהילה הרכב וקהילות פרוקי שטח פעיל של המחקר. הבנת האופן שבו קהילות ארפוד משתנות עם הרכב מיני צמחים הוא רכיב קריטי להבנת ההשפעות הכלכליות והסביבתיות הפוטנציאליות של שינויים בקהילות הצמחים. חצי כמותי או שיטות כמותי של ככמת שפע מפרק המים עם דיוק הולם כדי לזהות הבדלים בין מינים של צמחים נחוצים. במאמר זה, אנו מתארים שיטה ליצירת אינדקס-מגורים פרוקי רגליים כי, עם מאמץ סביר, סיפק דיוק מספיק כדי לזהות הבדלים בשפע וביומסה הפרט, גיוון, ועושר בין 5 מיסוי של עצים בדרך כלל נמצא יערות הנשירים הדרום-מזרחי של צפון אמריקה25. גישה זו סיפקה דיוק הולם להערכת שפע כדי לאפשר היסק לגבי איך שינויים הרכב המינים של קהילות הצמח היער בשל הפרעה אנתרופוpic שונה משטרים השפעה הרכב של פרוקי רגליים, פוטנציאל המשפיעים על שפע והפצה של ציפורים הזנה insectivorous גבוהות ויונקים. באופן ספציפי יותר, על-ידי שימוש בטכניקה ששונתה שונה לראשונה שתוארה על ידי Crossley et al.24, הערכנו צפיפות של פני השטח, עלווה-מגורים פרוקי רגליים נבדק את החיזוי כי היינו לגלות הבדלים גיוון, עושר, ו שפע של פרוקי רגליים בעלווה של הגדלה מהירה יותר מינים xeric של עצים ביחס איטי יותר לצמוח מינים mesic יותר. המטרה של מאמר זה היא לספק הוראות מפורטות של הטכניקה.
קיימנו את המחקר על היער הלאומי של שוני (SNF) בדרום אילינוי. ה-SNF הוא יער 115,738-ha הממוקם באזור המרכז הראשי של מחוזות אוזרקס והגבעות של שוני הילס26. היער כולל פסיפס של 37% אלון/היקורי, 25% מעורב, העצים הקשיח, 16% אשור/אדר, ו 10% הקרקע התחתונה hardwoods. The snf נשלט על ידי אלון הצמיחה השנייה/היקורי באזורים של מייפל ו xeric וסוכר, עץ האשור האמריקאי, והצבעוני (liriodendron הטולידרון) בעמקים מוגן27,28.
בחירת האתר עבור שיטה זו תהיה תלויה במטרות הגדולות של המחקר. לדוגמה, המטרה הראשונית של המחקר המקורי שלנו היה לספק תובנה כיצד שינויים בקהילה עץ עשוי להשפיע על אורגניזמים הזנה גבוה יותר על ידי השוואת עלווה-מגורים מדדים קהילתיים בין mesic ו xeric המותאמים הקהילות עץ. לפיכך, המטרה העיקרית שלנו היתה לכמת את הקהילה המאגנית על עצים בודדים הממוקמים בתוך הקהילה xeric או העצים mesic. בחרנו 22 אתרי לימוד לאורך אלון/היקורי (xeric) כדי אשור/אדר (mesic) נשלט מעבר הצבע באמצעות USFS לעמוד מפות לכסות (allveg2008. shp) ב ArcGIS 10.1.1. כדי למנוע אפקטים פוטנציאליים מייסדים, בחרנו באתרים באמצעות הקריטריונים הבאים: לא ממוקם באזורים יינזק, ≥ 12 ha, והוא ממוקם בתוך מבנה היער ה והנשירים רציפים (כלומר, העלאת מעל 120 m). כל האתרים הכילו עצים בוגרים > 50 שנה בשטח הררי, ובכך כללה מדרונות והיבטים דומים. בעוד אשור/מייפל גבולות האתר היו נבדלים מבוסס על המעבר של קהילות עץ, אלון/היקורי גבולות האתר זוהו באופן מלאכותי באמצעות מפות כיסוי SNF ו-ArcGIS 10.1.1. כל האתרים היו גושי יער גדולים בתוך שטח בלתי-מגלנטי; ההבדלים שלהם בהרכב מיני עץ לא היו בשל הבדלים במיקום על הנוף, אך היו נציגים של השימוש בקרקע העבר (למשל, חתכים ברורים או קציר סלקטיבי). אנו הקרקע את המפות על ידי העלאת קבצי מצולע דיסקרטית של כל אתר לימוד מערכת כף יד הכללית מיקום (GPS) ואימות הרכב מיני עץ. בחרנו אקראית נקודות דגימה (n = 5) בכל אתר. בכל נקודה, ניסינו שלושה עצים משעה 06:00 ל-1400 שעות במהלך 23 במאי עד 25 ביוני 2014. כדי לאתר עצים לדוגמה, חיפשנו כלפי חוץ רדיוס של 30 מ’ מנקודות הצמחייה עד לעצים בוגרים (> 20 ס מ d.b.h.) עם ענפים הנמוכים מספיק כדי לדגום את המדגם. בדרך כלל, שלושת העצים הבוגרים שייצגו שלושה מחמשת הסוגים (Acer, Carya, פאגיוס, ליטודנדרון, ו- quercus) של עניין, היו הקרובים ביותר לנקודת המרכז שנדגמו.
Protocol
Representative Results
Discussion
שני הצרכים של הקהילות באופן מדויק לכמת את היישובים הם בעלי סבירות גבוהה יחסית לזיהוי ואזורי דגימה ידועים או עקביים. כאשר הדגימה עבור פרוקי רגליים, פחות מ 100% הסתברות לזיהוי יכול להיות מיוחס בודדים פרוקי רגליים הימנעות מלכודות או כמה אנשים שנלכדו להיות מזוהה במהלך העיבוד. מלכודות מיירט כי י…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים רוצים להודות לארה ב. משרד החקלאות שירות יער למימון פרויקט זה באמצעות הסכם USFS 13-CS-11090800-022. אנחנו רוצים להודות לג Suda, W. הולנד, ואחרים לסיוע במעבדה, ו ר. ריצ’רדס לסיוע בשטח.
Materials
| 13 gallon garbage bags | Glad | 78374 | |
| Aluminum rod | Grainger | 48ku20 | |
| Pruner | Bartlet arborist supply | pp-125b-2stick | |
| Telescoping pole | BES | TPF620 | |
| Tomato Cage | Gilbert and Bennet | 42 inch galvanized |
References
- Arnold, A. J. Insect sampling without nets, bags, or filters. Crop Protection. 13, 73-76 (1994).
- Roberts, R. J., Campbell, A. J., Porter, M. R., Sawtell, N. L., Lee, K. E. Funturations in the abundance of pasture scarbs in relation to Eucalyptus trees. Proceeding of the 3rd Australian Conference on Grassland Invertebrate Ecology. , 75-79 (1982).
- Southwood, T. R. E., Henderson, P. A. . Ecological Methods. , (2000).
- Masters, G. J. Insect herbivory above- and belowground: individual and joint effect on plant fitness. Ecology. 79, 1281-1293 (1995).
- Stewart, R. M., Kozicki, K. R. DIY assessment of leatherjacket numbers in grassland. Proceedings of the crop protection in North Britain Conference. , 349-353 (1987).
- Ward, R. H., Keaster, A. J. Wireworm baiting: use of solar energy to enhance early detection of Melanotus depressus, M. verberans, and M. mellillus in Midwest cornfields. Journal of Economic Entomology. 70, 403-406 (1977).
- Barber, H. S. Traps for cave inhabiting insects. Journal of the Elisha Michell Scientific Society. 46, 259-266 (1931).
- Malaise, R. A new insect trap. Entomologisk Tidskrift. 58, 148-160 (1937).
- Peck, S. B., Davis, A. E. Collecting small beetles with large-area “window traps”. Coleopterists Bulletin. 34, 237-239 (1980).
- Taylor, L. R. An improved suction trap for insects. Annals of Applied Biology. 38, 582-591 (1951).
- White, T. C. R. A quantitative method of beating for sampling larvae of Selidosema suavis (Lepidoptera: Geometridae) in plantations in New Zealand. Canadian Entomologist. 107, 403-412 (1975).
- Ozanne, C. M., Leather, S. R. Techniques and methods for sampling canopy insects. Insect Sampling in Forest Ecosystems. , 146-167 (2005).
- Sterling, P. H., Hambler, C., Kirby, K., Wright, F. J. Coppicing for conservation: do hazel communities benefit?. Woodland conservation and research in the Clay Veil of Oxfordshire and Buckinghamshire. , 69-80 (1988).
- Fidgen, J. G., Teerling, C. R., McKinnon, M. L. Intra- and inter-crown distribution of eastern spruce gall adelgid, Adelges abietis (L.), on young white spruce. Canadian Entomologist. 126, 1105-1110 (1994).
- Prueitt, S. C., Ross, D. W. Effect of environment and host genetics on Eucosma sonomana (Lepidopter; Tortricidae) infestation levels. Environmental Entomology. 27, 1469-1472 (1998).
- Gray, H., Treloar, A. On the enumeration of insect populations by the method of net collection. Ecology. 14, 356-367 (1933).
- Dietrick, E. J. An improved backpack motor fan for suction sampling of insect populations. Journal of Economic Entomology. 54, 394-395 (1961).
- Speight, M. R. Reproductive capacity of the horse chestnut scale insect, Pulvinaria regalis Canard (Hom., Coccidae). Journal of Applied Entomology. 118, 59-67 (1994).
- Webb, R. E., White, G. B., Thorpe, K. W. Response of gypsy moth (Lepidoptera: Lymantriidae) larvae to sticky barrier bands on simulated trees. Proceeding of the Entomological Society of Washington. 97, 695-700 (1995).
- Agassiz, D., Gradwell, G. A trap for wingless moths. Proceedings and Transactions of the British Entomological and Natural History Society. 10, 69-70 (1977).
- Lozano, C., Kidd, N. A. C., Jervis, M. A., Campos, M. Effects of parasitoid spatial hererogeneity, sex ratio and mutual interaction between the olive bark beetle Phloeotribus scarabaeoides (Col. Scolytidae) and the pteromalid parasitoid Cheiropachus quardrum (Hum. Pteromalidae). Journal of Applied Entomology. 121, 521-528 (1997).
- Roberts, H. R. Arboreal Orthoptera in the rain forest of Costa Rica collected with insecticide: a report on grasshoppers (Acrididae) including new species. Proceedings of the Academy of Natural Sciences, Philadelphia. 125, 46-66 (1973).
- Disney, R. H. L., et al. Collecting methods and the adequacy of attempted fauna surveys, with reference to the Diptera. Field Studies. 5, 607-621 (1982).
- Crossley, D. A., Callahan, J. T., Gist, C. S., Maudsley, J. R., Waide, J. B. Compartmentalization of arthropod communities in forest canopies at Coweeta. Journal of the Georgia Entomological Society. 11, 44-49 (1976).
- Sierzega, K. P., Eichholz, M. W. Understanding the potential biological impacts of modifying disturbance regimes in deciduous forests. Oecologia. 189, 267-277 (2019).
- Schwegman, J., Mohlenbrock, R. H. The natural divisions of Illinois. Guide to the vascular flora of Illinois. , 1-47 (1975).
- Fralish, J. S., McArdle, T. G. Forest dynamics across three century-length disturbance regimes in the Illinois Ozark hills. American Midland Naturalist. 162, 418-449 (2009).
- Thompson, F. R. The Hoosier-Shawnee Ecological Assessment. General Technical Report. NC-244. , (2004).
- Townes, H. A light-weight Malaise trap. Entomological News. 83, 239-247 (1972).
- Wilkening, J., Foltz, J. L., Atkonson, T. H., Connor, M. D. An omnidirectional flight trap for ascending and descending insects. Canadian Entomologist. 113, 453-455 (1981).
- Basset, Y. A composite interception trap for sampling arthropods in tree canopies. Australian Journal of Entomology. 27, 213-219 (1988).
- Bowden, J. An analysis of factors affecting catches of insects in light traps. Bulletin of Entomological Research. 72, 535-556 (1982).
- Müller, J., et al. Airborne LiDAR reveals context dependence in the effects of canopy architecture on arthropod diversity. Forest Ecology and Management. 312, 129-137 (2014).
- Southwood, T. R. E., Mound, L. A., Waloff, N. The components of diversity. Diversity of Insect Faunas. , 19-40 (1978).
- Southwood, T. R. E., Moran, V. C., Kennedy, C. E. J. The assessment of arboreal insect fauna-comparisons of knockdown sampling and faunal lists. Ecological Entomology. 7, 331-340 (1982).
- Majer, J. D., Recher, H. F. Invertebrate communities on Western Australian eucalypts: a comparison of branch clipping and chemical knockdown. Australian Journal of Ecology. 13, 269-278 (1988).
- Basset, Y. The arboreal fauna of the rainforest tree Argyrodendron actinophyllum as sampled with restricted canopy fogging: composition of the fauna. Entomologist. 109, 173-183 (1990).
- Majer, J. D., Recher, H., Keals, N. Branchlet shaking: a method for sampling tree canopy arthropods under windy conditions. Australian Journal of Ecology. 21, 229-234 (1996).
- Moir, M. L., Brennan, K. E. C., Majer, J. D., Fletcher, M. J., Koch, J. M. Toward an optimal sampling protocol for Hemiptera on understorey plants. Journal of Insect Conservation. 9, 3-20 (2005).
- Johnson, M. D. Evaluation of arthropod sampling technique for measuring food availability for forest insectivorous birds. Journal of Field Ornithology. 71, 88-109 (2000).
- Cooper, R. J., Whitmore, R. C. Arthropod sampling methods in ornithology. Studies in Avian Biology. 13, 29-37 (1990).
- Cooper, N. W., Thomas, M. A., Garfinkel, M. B., Schneider, K. L., Marra, P. P. Comparing the precision, accuracy, and efficiency of branch clipping and sweep netting for sampling arthropods in two Jamaican forest types. Journal of Field Ornithology. 83, 381-390 (2012).
- Schowalter, T. D., Webb, J. W., Crossley, D. A. Community structure and nutrient content of canopy arthropod in clearcut and uncut forest ecosystems. Ecology. 62, 1010-1019 (1981).
- Majer, J. D., Recher, H. F., Perriman, W. S., Achuthan, N. Spatial variation of invertebrate abundance within the canopies of two Australian eucalypt forests. Studies in Avian Biology. 13, 65-72 (1990).
- Beltran, W., Wunderle, J. M. Temporal dynamics of arthropods on six tree species in dry woodlands on the Caribbean Island of Puerto Rico. Journal of Insect Science. 14, 1-14 (2014).
- Schowalter, T. D., Crossley, D. A., Hargrove, W. Herbivory in forest ecosystems. Annual Review of Entomology. 31, 177-196 (1986).
- Summerville, K. S., Crist, T. O. Effects of timber harvest on Lepidoptera: community, guild, and species responses. Ecological Applications. 12, 820-835 (2002).
- Barbosa, P., et al. Associational resistance and associational susceptibility: having right or wrong neighbors. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 40, 1-20 (2009).
- Burns, R. M., Honkala, B. H. Silvics of North America: Vol 2. Hardwoods. Agriculture Handbook 654. , (1990).
