כימות Corticolous פרוקי רגליים באמצעות מלכודות דביק
Summary
אנו מתארים גישה חצי כמותית של מאפייני מדידה של corticolous (קליפת מגורים) הקהילות. הוצבו מלכודות מסחרי מתוצרת מסחרית על בולרו עץ כדי להעריך שפע, אורך כולל (פונדקאית כדי ביומסה), עושר, שאנון גיוון להשוואה בין מינים עץ.
Abstract
יבשתי פרוקי רגליים לשחק תפקיד חשוב בסביבה שלנו. בדיקת פרוקי רגליים באופן המאפשר אינדקס מדויק או הערכה של צפיפות דורשת שיטה עם הסתברות לזיהוי גבוה ואזור דגימה עקבי. השתמשנו מלכודות דביק מיוצר כדי להשוות את השפע, אורך מוחלט (פונדקאית עבור ביומסה), עושר, שאנון המגוון של corticolous פרוקי רגליים בין הבולס של 5 מינים עץ. היעילות של שיטה זו היה מספיק כדי לזהות וריאציה ב corticolous פרוקי רגליים בקרב מיני עץ ולספק שגיאה סטנדרטית של הממוצע שהיה < 20% של ממוצע עבור כל ההערכות עם גדלים לדוגמה מ 7 עד 15 עצים בודדים של כל מין. התוצאות שלנו מצביעות, גם עם אלה מתון בגדלים המדגם, רמת הדיוק של מדדים הקהילה ארפוד המיוצר עם גישה זו היא נאותה לטפל בשאלות האקולוגיות ביותר לגבי וריאציה הזמני והמרחבי ב corticolous פרוקי רגליים. התוצאות מתוך שיטה זו שונות מגישות כמותיים אחרות כגון הסתרה כימית, בדיקה חזותית, מלכודות משפך בכך שהם מספקים אינדיקציה לפעילות corticolous מפרק לטווח ארוך יחסית, טוב יותר כולל בול זמני תושבים, מעופפים פרוקי רגליים שנוחתים באופן זמני על הבול העץ וזוחלים פרוקי רגליים המשתמשים בבול העץ כתוואי הנסיעה מהקרקע לעלווה יער גבוה יותר. יתרה מזאת, אנו מאמינים כי מלכודות דביקות מתוצרת מסחרית מספקות הערכות מדויקות יותר והינן פשוטות יותר מאשר השיטה שתוארה לעיל באופן ישיר להחלת חומר דביק על קליפת העץ או החלת חומר דביק על קלטת או אחר סוג הגיבוי והחלת אותו על קליפת העץ.
Introduction
יבשתי פרוקי רגליים לשחק תפקיד חשוב בסביבה שלנו. בנוסף להיות אינטרס מדעי בזכות שלהם, פרוקי רגליים יכולים להיות גם מזיקים ומועילים רמות הזנה אחרות (כלומר, יבולים, גינון צמחים, צמחייה מקורית, ומזון עבור אורגניזמים insectivorous1,2,3,4). לפיכך, הבנת הגורמים המשפיעים על פיתוח ושפע של הקהילה מארפוד הוא קריטי לחקלאים5, מנהלי הדברה6, מפוררים4, הצמח ביולוגים7, אנלוגים8, וחיות בר ושימור אקולוגי שלומדים דינמיקה קהילתית ולנהל insectivorous אורגניזמים9. הקהילות המבודדות משתנות בקומפוזיציה ובשפע הן באופן זמני והן באמצעות מגוון רחב של נופים אקולוגיים, כולל קהילות מפעלים, מינים צמחיים ומרחבי האזורים השונים של צמחים בודדים. לדוגמה, מחקרים הוכיחו הבדלים משמעותיים במדדים הקהילתיים של ארפוד בין השורשים, בולה והגבעולים, ועלווה, בתוך אותו עץ בודד10,11. ממצאים אלה אינם מפתיעים בהתחשב כי חלקים שונים של אותו צמח, למשל, עלים לעומת נובח של עץ, לספק משאבים שונים שבהם פרוקי רגליים הסתגלו לנצל. לפיכך, כל חלק של המפעל יכול לתמוך בקהילה שונה של פרוקי. בגלל העלווה מגורים פרוקי רגליים יכול להיות כזה השפעה כלכלי וסביבתי גדול, מאמץ ניכר כבר הגיע למדוד מדדים קהילתיים באמצעות הגישות הן איכותיות וכמותיים12. לחילופין, הרבה פחות מאמץ כבר הגיע לפתח גישות של ככמת corticolous (קליפת מגורים) קהילות מפרק.
כמו העלווה-מגורים הקהילות, הקהילות corticolous פרוקי הרגליים יכול להיות חשוב הן כלכליות וסביבתי נקודת מבט סביבתית. כמה מחלות יער שנגרמות או הקלה על ידי corticolous פרוקי רגליים יכול להיות מזיקה הקציר עץ קיימא מבחינה כלכלית4. בנוסף, corticolous פרוקי רגליים יכולים להיות מרכיב חשוב של שרשרת המזון בקהילות יער13,14. לדוגמה, יער מגורים פרוקי רגליים הם מקור המזון העיקרי עבור רבים insectivorous הנביחה השיר ציפורים15,16. כך, הבנת הגורמים המשפיעים על קהילות של corticolous פרוקי רגליים הוא עניין של מפוררים, הן אקולוגי בסיסיים ויישומית.
הבנת גורמים המשפיעים על הרכב הקהילה מפרק ושפע לעתים קרובות דורש לכידת אנשים. טכניקות לכידה ניתן בדרך כלל לסווג לתוך טכניקות איכותניות רק לזהות נוכחות של מינים עבור הערכות של מגוון מינים, עושר, גיוון17, או טכניקות חצי כמותי וכמותי המאפשרים אינדקס או הערכה של שפע וצפיפות של אנשים בתוך קבוצה מטקתית18,19. חצי כמותי וטכניקות כמותי לאפשר לחוקרים להעריך או לפחות בעקביות לדגום שטח לדוגמה מסוים וההסתברות הסתברות של זיהוי או להניח הסתברות לגילוי היא לא כיוונית ונאותה כדי לא לטשטש את היכולת של החוקר לזהות וריאציה מרחבית או טמפורלית בשפע. חצי כמותי וטכניקות כמותי לקוונט corticolous פרוקי רגליים כוללים יניקה או דגימת ואקום של אזור מסוים20,21,22, ספירה שיטתית של הגלויים פרוקי רגליים18,23, מלכודות דביק24, משפך שונים או סיר סוג מלכודות8,25, הכניסה או מתהווה חורים26,27.
מספר גורמים מרחביים וזמני נחשבים להוביל וריאציה בקהילות corticolous מארפוד11,14,28,29. לדוגמה, מרקם של קליפת עץ נחשב להשפיע על מבנה הקהילה של עץ מגורים פרוקי רגליים14. בגלל השטח המגוון יותר של גזעים של עצים עם קליפה מקומטת יותר, עצים עם קליפה מקומטת יותר נחשבים לתמוך גיוון גדול יותר ושפע של פרוקי רגליים14.
עם מאמר זה אנו מדווחים על גישה למחצה כמותית חדשה של ספירת corticolous פרוקי רגליים שניתן להשתמש בהם כדי לתאר ולבדוק השערות לגבי וריאציה בקהילות corticolous ארפוד לאורך זמן ומרחב עם דיוק מספיק כדי לזהות הבדלים בין מינים עץ. באמצעות מלכודות דביק המצורפת גזעים של עצים, השוואנו את השפע, אורך מוחלט (פונדקאית עבור מסת הגוף), עושר, וגיוון של הקהילה המקרקפת על בולה של אלון לבן (quercus אלבה), פיגמנוט היקורי (carya קרח), סוכר מייפל (Acer סכנום), אשור אמריקאי (fagus שיגעון), ו בצבע צפצפה (ליטודנדדרון הטופי) עצים, עצים המשתנים במרקם הקליפה.
מחקר זה נערך באזורים האקולוגיים של Ozark ו שאווני הילס של היער הלאומי של שוני (SNF) בדרום מערב אילינוי. במהלך יולי 2015, זיהינו 18 (9 נשלט על ידי אלון/היקורי ו 9 נשלט על ידי אשור/אדר) אתרים עם לעמוד השער USFS עבור SNF (allveg2008. shp) ב ArcGIS 10.1.1. באתרי xeric, המינים הדומיננטיים היו מינים שטניים ואלון לבן ובאתרי mesic, המינים הדומיננטיים היו אשור אמריקאי, אדר סוכר, ו צפצפה צבעוני. כדי להשוות בין הקהילה בתוך מיני עץ, בכל אתר איסוף הנתונים, זיהינו את שלושת החמישה (אלון לבן, פיגמנוט היקורי, סוכר מייפל, אשור האמריקאי ו הצבעוני צפצפה) עצי המין המרכזי > 17 ס מ קוטר בגובה השד (d.b.h.) הקרוב ביותר למרכז של 10 מ ‘ מעגל רדיאלי. אם פחות משלושה עצים הולמים היו נוכחים, העיגול הורחב והתאמת העץ הקרובה ביותר לקריטריון נבחר. לכל עץ שנבחר, התקנו ארבע מלכודות דביקות בגובה השדיים, אחד הפונה לכל כיוון מונה: צפון, דרום, מזרח ומערב.
אספנו מידע של מפרק-המים מהבולנים של 54 עצים בודדים (12 כוסות של חזירים, 15 אלונים לבנים, 8 ביצ אמריקאי, 12 מגדלי סוכר, ו -7 מפרים צבעוניים) בין 18 האתרים. אנו מקובצים פרוקי רגליים על פי סיווג גילדת מפושטת על ידי מאפיינים מורפולוגיים אבחון מעיד על הוראות הקשורות באופן הדוק מן הרשומות פילוגנטי הנוכחי, בדומה לזה של “יחידות מיסוי מבצעית”30,31 (נספח א). בהתבסס על סיווג זה, לכדנו נציגים של 26 גילדות במלכודות שלנו שהיו כל אחד במקום 9 ימים (נספח A). בגלל המחקר שלנו התמקדו אינטראקציות הזנה בין מיני עץ, corticolous פרוקי רגליים, ו לנבוח הציפורים, הסרנו את כל פרוקי רגליים קטנים יותר מ 3 מ”מ מניתוח כי החשיבות שלהם כמשאב מזון הוא מינימלי עבור הציפורים לנבוח. השתמשנו במודל מעורב שכלל אורך מפרק הזמן (פונדקאית למסת הגוף), שפע, גיוון שאנון ו, עושר כמשתנה התלוי, מינים עץ ומאמץ (חלק של עץ מכוסה מלכודות) כמו משתנים קבועים, ואתר כמשתנה אקראי. מכיוון שכל מלכודות מעץ בודד שולבו כדוגמה אחת, עצים בודדים לא נכללו כמשתנה אקראי.
Protocol
Representative Results
Discussion
למרות שנעשה שימוש בטכניקות חלופיות כגון שאיבה או רשתות מטאטא, רוב הנסיונות שפורסמו בעבר בדיקת פרוקי רגליים על עץ ולס השתמשו בגירסה מסוימת של כימות פרוקי רגליים על ידי בדיקת ויזואלית עץ ולס בשדה, באמצעות חומרי הדברה כימיים להרוג פרוקי רגליים באזור מסוים ואז לכמת את פרוקי רגליים התאושש,</…
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. התמיכה ב-ECZ סופקה על ידי NSF-DBI-1263050. ECZ סייעה בפיתוח קונספט המחקר, אספה את כל נתוני השדה, ביצעה ניתוח מעבדה והפיקה את כתב היד המקורי. MWE סייעה בפיתוח קונספט המחקר ועיצוב המחקר, בסיוע בבימוי איסוף נתוני שדה וניתוח מעבדה, ובעריכה מדוקדקת של כתב היד. KPS בסיוע בעיצוב הלמידה, בימוי השדה ועבודת המעבדה, בסיוע בניתוח נתונים וביקורת על כתב היד.
Materials
| Straight Draw Bark Shaver, 8" | Timber Tuff | TMB-08DS | |
| PRO SERIES Bulk Mouse & Insect Glue Boards | Catchmaster | #60m | |
| Staple gun | Stanley | TR45D |
References
- Vitousek, P. M., D’Antonio, C. M., Loope, L. L., Westbrooks, R. Biological invasions as global environmental change. American Scientist. 84, 468-478 (1996).
- Pimentel, D., Lach, L., Zuniga, R., Morrison, D. Environmental and Economic Costs of Nonindigenous Species in the United States. BioScience. 50 (1), 53-65 (2000).
- Boyd, I. L., Freer-Smith, P. H., Gilligan, C. A., Godfray, H. C. J. The consequence of tree pests and diseases for ecosystem services. Science. 342, 1235773 (2013).
- Mercader, R. J., McCullough, D. G., Bedford, J. M. A comparison of girdled ash detection trees and baited artificial traps for Agrilus planipennis (Coleoptera: Buprestidae) detection. Environmental Entomology. 42, 1027-1039 (2013).
- Childers, C. C., Ueckermann, E. A. Non-phytoseiid Mesostigmata within citrus orchards in Florida: species distribution, relative and seasonal abundance within trees, associated vines and ground cover plants and additional collection records of mites in citrus orchards. Experimental and Applied Acarology. 65, 331-357 (2015).
- Miller, J. D., Lindsay, B. E. Influences on individual initiative to use gypsy moth control in New Hampshire, USA. Environmental Management. 17, 765-772 (1993).
- Eisenhauer, N., et al. Soil arthropods beneficially rather than detrimentally impact plant performance in experimental grassland systems of different diversity. Soil Biology & Biochemistry. 42, 1418-1424 (2010).
- Moeed, A., Meads, M. J. Invertebrate fauna for four tree species in Orongorongo Valley, New Zealand, as revealed by trunk traps. New Zealand Journal of Ecology. 6, 39-53 (1983).
- Sierzega, K., Eichholz, M. W. Understanding the potential biological impacts of modifying disturbance regimes in deciduous forests. Oecologia. 189, 267-277 (2019).
- Fritz, &. #. 2. 1. 4. ;. Vertical distribution of epiphytic bryophytes and lichens emphasizes the importance of old beeches in conservation. Biodiversity and Conservation. 18, 289-304 (2009).
- Ulyshen, M. D. Arthropod vertical stratification in temperate deciduous forests: Implications for conservation-oriented management. Forest Ecology and Management. 261, 1479-1489 (2011).
- Swart, R. C., Pryke, J. S., Roets, F. Optimising the sampling of foliage arthropods from scrubland vegetation for biodiversity studies. African Entomology. 25 (1), 164-174 (2017).
- Andre, H. M. Associations between corticolous microarthropod communities and epiphytic cover on bark. Holarctic Ecology. 8, 113-119 (1985).
- Nicolai, V. The bark of trees: thermal properties, microclimate and fauna. Oecologia. 69, 148-160 (1986).
- Beal, F. E. L. Food of the woodpeckers of the United States (No. 37). U.S. Department of Agriculture, Biological Survey. , (1911).
- Williams, J. B., Batzli, G. O. Winter Diet of a Bark-Foraging Guild of Birds. The Wilson Bulletin. 91, 126-131 (1979).
- Allison, J. D., Richard, A. R. The Impact of Trap Type and Design Features on Survey and Detection of Bark and Woodboring Beetles and Their Associates: A Review and Meta-Analysis. Annual Review of Entomology. 62, 127-146 (2017).
- Hooper, R. G. Arthropod biomass in winter and the age of longleaf pines. Forest Ecology and Management. 82, 115-131 (1996).
- Proctor, H. C., et al. Are tree trunks habitats or highways? A comparison of oribatid miteassemblages from hoop-pine bark and litter. Australian Journal of Entomology. 41, 294-299 (2002).
- Dietrick, E. J. An improved backpack motor fan for suction sampling of insect populations. Journal of Economic Entomology. 54, 394-395 (1961).
- Stewart, A. J. A., Wright, A. F. A new inexpensive suction apparatus for sampling arthropods in grasslands. Ecological Entomology. 20, 98-102 (1995).
- Jäntti, A., et al. Prey depletion by the foraging of the Eurasian treecreeper, Certhia familiaris, on tree-trunk arthropods. Oecologia. 128, 488-491 (2001).
- Prinzing, A. J. Use of Shifting Microclimatic Mosaics by Arthropods on Exposed Tree Trunks. Annals – Entomological Society of America. 94, 210-218 (2001).
- Hébert, C., St-Antoine, L. Oviposition trap to sample eggs of Operophtera bruceata (Lepidoptera: Geometridae) and other wingless geometrid species. Canadian Entomologist. 131 (4), 557-566 (1999).
- Hanula, J. L., New, K. C. P. A trap for capturing arthropods crawling up tree boles. Res. Note SRS-3, USDA Forest Service, Southern Research Station. , (1996).
- Lozano, C., Kidd, N. A. C., Jervis, M. A., Campos, M. Effects of parasitoid spatial heterogeneity, sex ratio and mutual interference on the interaction between the olive bark beetle Phloeotribus scarahaeoides (Col., Scolytidae) and the pteromalid parasitoid Cheiropachus quadrum (Hym., Pteromalidae). Journal of Applied Entomology. 121 (9/10), 521-528 (1997).
- Kelsey, R. G., Gladwin, J. Attraction of Scolytus unispinosus bark beetles to ethanol in water-stressed Douglas-fir branches. Forest Ecology and Management. 144, 229-238 (2001).
- Walter, D. E., Lowman, M., Rinker, H. B. Hidden in plain site: Mites in the Canopy. Forest Canopies. , 224-241 (2004).
- Pinzón, J., Spence, J. R. Bark-dwelling spider assemblages (Araneae) in the boreal forest: dominance, diversity, composition and life-histories. Journal of Insect Conservation. 14, 439-458 (2010).
- Futuyma, D. J., Gould, F. Associations of plants and insects in deciduous forest. Ecological Monographs. 49, 33-50 (1979).
- Marshall, S. . Insects: their natural history and diversity: with a photographic guide to insects of eastern North America. , (2006).
- Hódar, J. A. The use of regression equations for estimation of arthropod biomass in ecological studies. Acta Oecologia. 17, 421-433 (1996).
- Rogers, L. E., Hinds, W. T., Buschbom, R. A general weight vs. length relationship for insects. Annals – Entomological Society of America. 69, 387-389 (1976).
- Schoener, T. W. Length-weight regressions in tropical and temperate forest understory insects. Annals – Entomological Society of America. 73, 106-109 (1980).
- Hanula, J. L., Franzreb, K. Source, distribution and abundance of macroarthropods on the bark of longleaf pine: potential prey of the red-cockaded woodpecker. Forest Ecology and Management. 102, 89-102 (1998).
- Collins, C. S., Conner, R. N., Saenz, D. Influence of hardwood midstroy and pine species on pine bole arthropods. Forest Ecology and Management. 164, 211-220 (2002).
- Collins, C. W., Hood, C. E. Gypsy moth tree banding material: How to make, use, and apply it. Bulletin 899 of the United States Department of Agriculture. , (1920).
- King, R. S., Wrubleski, D. A. Spatial and diel availability of flying insects as potential duckling food in prairie wetlands. Wetlands. 18, 100-114 (1998).
- Atakan, E., Canhilal, R. Evaluation of Yellow Sticky Traps at Various Heights for Monitoring Cotton Insect Pests. Journal of Agricultural and Urban Entomology. 21, 15-24 (2004).
- Dial, R., Roughgarden, J. Experimental Removal of Insectivores from Rain Forest Canopy: Direct and Indirect Effects. Ecology. 76, 1821-1834 (1995).
- Speight, M. R., Leather, S. R., Lawton, J. H., Likens, G. E. Sampling insects from trees: shoots, stems, and trunks. Insect sampling for forest ecosystems. , 77-115 (2005).
- Southwood, T. R. E., Henderson, P. A. . Ecological methods. , (2009).
- Sierzega, K., Eichholz, M. W. Understanding the potential biological impacts of modifying disturbance regimes in deciduous forests. Oecologia. 189, 267-277 (2019).
