चिपचिपा जाल का उपयोग करके कोर्टिकोलोस आर्थ्रोपोड्स का परिमाणीकरण
Summary
हम कोर्टिकोलोस (छाल-निवास) आर्थ्रोपोड समुदायों की विशेषताओं को मापने के अर्ध-मात्रात्मक दृष्टिकोण का वर्णन करते हैं। हमने पेड़ की प्रजातियों के बीच तुलना के लिए बहुतायत, कुल लंबाई (बायोमास के लिए एक किराए), समृद्धि और शांनोन विविधता का अनुमान लगाने के लिए पेड़ बोल्स पर व्यावसायिक रूप से निर्मित चिपचिपा जाल रखा।
Abstract
स्थलीय आर्थ्रोपोड्स हमारे पर्यावरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। आर्थ्रोपोड को एक तरह से मात्राबद्ध करना जो सटीक सूचकांक या घनत्व के अनुमान के लिए अनुमति देता है, उच्च पहचान संभावना और एक सुसंगत नमूना क्षेत्र के साथ एक विधि की आवश्यकता होती है। हमने 5 पेड़ प्रजातियों के बोलों के बीच बहुतायत, कुल लंबाई (बायोमास के लिए सरोगेट), समृद्धि और शैनन विविधता की तुलना करने के लिए निर्मित चिपचिपा जाल का उपयोग किया। इस विधि की प्रभावकारिता पेड़ प्रजातियों के बीच कोर्टिकोलस आर्थ्रोपोड में भिन्नता का पता लगाने और प्रत्येक प्रजाति के 7 से 15 व्यक्तिगत पेड़ों के नमूना आकार ों के साथ सभी अनुमानों के लिए औसत का 20% था की एक मानक त्रुटि प्रदान करने के लिए पर्याप्त थी। हमारे परिणाम संकेत देते हैं, यहां तक कि इन मध्यम नमूना आकारों के साथ, इस दृष्टिकोण के साथ उत्पादित आर्थ्रोपोड समुदाय मैट्रिक्स की सटीकता का स्तर कोर्टिकोलस आर्थ्रोपोड में लौकिक और स्थानिक भिन्नता के बारे में अधिकांश पारिस्थितिक प्रश्नों को संबोधित करने के लिए पर्याप्त है। इस विधि के परिणाम अन्य मात्रात्मक दृष्टिकोणों जैसे रासायनिक नॉकडाउन, दृश्य निरीक्षण और कीप जाल से भिन्न होते हैं, जिसमें वे अपेक्षाकृत दीर्घकालिक, अस्थायी बोले सहित बेहतर पर कोर्टिकोलस आर्थ्रोपोड गतिविधि का संकेत प्रदान करते हैं निवासियों, उड़ान arthropods कि अस्थाई रूप से पेड़ पर भूमि बोले और रेंगने arthropods कि जमीन से उच्च वन पत्ते के लिए एक यात्रा मार्ग के रूप में पेड़ बोले का उपयोग करें । इसके अलावा, हम मानते है कि व्यावसायिक रूप से निर्मित चिपचिपा जाल अधिक सटीक अनुमान प्रदान करते है और सीधे पेड़ की छाल के लिए एक चिपचिपा सामग्री लागू करने या टेप या अंय के लिए एक चिपचिपा सामग्री लागू करने की पहले वर्णित विधि से रसद सरल हैं समर्थन का प्रकार है और लागू है कि पेड़ की छाल के लिए ।
Introduction
स्थलीय आर्थ्रोपोड्स हमारे पर्यावरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। अपने आप में वैज्ञानिक रुचि होने के अलावा, आर्थ्रोपोड अन्य ट्रॉफिक स्तरों (यानी, फसलों, बागवानी पौधों, देशी वनस्पतियों और कीटाणुनाशक जीवों के लिए भोजन1,2,3,4)दोनों हानिकारक और फायदेमंद हो सकता है। इस प्रकार, आर्थ्रोपोड सामुदायिक विकास और बहुतायत को प्रभावित करने वाले कारकों को समझना किसानों के लिए महत्वपूर्ण है5,कीट नियंत्रण प्रबंधक6,फॉरेस्टर4,पौधे जीव विज्ञानी7,कीट विज्ञानी8,और वन्यजीव और संरक्षण पारिस्थितिकीविद जो सामुदायिक गतिशीलता का अध्ययन करते हैं और कीटाणुनाशक जीवों का प्रबंधनकरतेहैं 9 । आर्थ्रोपॉड समुदाय प्रजातियों की संरचना और बहुतायत दोनों अस्थायी और स्थानिक रूप से पौधे समुदायों, पौधों की प्रजातियों और व्यक्तिगत पौधों के विभिन्न क्षेत्रों में विभिन्न पारिस्थितिक परिदृश्यों में भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, अध्ययनों ने एक ही व्यक्तिगत पेड़10,11के भीतर जड़ों, बोले और उपजी और पत्ते के बीच आर्थ्रोपोड समुदाय मैट्रिक्स में महत्वपूर्ण अंतर का प्रदर्शन किया है। ये निष्कर्ष इस बात पर विचार करते हुए आश्चर्य की बात नहीं हैं कि एक ही पौधे के विभिन्न भाग, उदाहरण के लिए, एक पेड़ के छाल बनाम पत्तियां, विभिन्न संसाधन प्रदान करते हैं जिनके लिए आर्थ्रोपोड का शोषण करने के लिए अनुकूलित किया गया है। इस प्रकार, पौधे का प्रत्येक हिस्सा एक अलग आर्थ्रोपोड समुदाय का समर्थन कर सकता है। क्योंकि पत्ते निवास आर्थ्रोपोड का इतना बड़ा सामाजिक आर्थिक और पर्यावरणीय प्रभाव हो सकता है, इसलिए गुणात्मक और मात्रात्मक दृष्टिकोण12का उपयोग करके सामुदायिक मैट्रिक्स को मापने के लिए पर्याप्त प्रयास किए गए हैं। वैकल्पिक रूप से, कॉर्टिकोलोस (छाल-निवास) आर्थ्रोपोड समुदायों को मात्रा देने के दृष्टिकोण विकसित करने के लिए बहुत कम प्रयास किए गए हैं।
पत्ते में रहने वाले आर्थ्रोपोड समुदायों की तरह, कोर्टिकोलस आर्थ्रोपोड समुदाय सामाजिक आर्थिक और पर्यावरणीय दृष्टिकोण दोनों से महत्वपूर्ण हो सकते हैं। कॉर्टिकोलस आर्थ्रोपोड के कारण होने वाली या सुविधा जनक कुछ वन रोग आर्थिक रूप से व्यवहार्य लकड़ी की फसल4के लिए हानिकारक हो सकते हैं . इसके अतिरिक्त, कॉर्टिकोलस आर्थ्रोपोड्स वन समुदायों में खाद्य श्रृंखला का एक महत्वपूर्ण घटक हो सकता है13,14। उदाहरण के लिए, वन निवास आर्थ्रोपोड कई कीटाणुनाशक छाल बीनने वाले गीत पक्षियों15,16के लिए प्राथमिक खाद्य स्रोत हैं। इस प्रकार, कॉर्टिकोलस आर्थ्रोपोड के समुदायों को प्रभावित करने वाले कारकों को समझना फॉरेस्टर और बुनियादी और लागू दोनों पारिस्थितिकीविदों के लिए रुचि है।
आर्थ्रोपॉड समुदाय संरचना और बहुतायत को प्रभावित करने वाले कारकों को समझना अक्सर व्यक्तियों के कब्जे की आवश्यकता होती है। कैप्चर तकनीकों को आम तौर पर गुणात्मक तकनीकों में वर्गीकृत किया जा सकता है जो केवल प्रजातियों की सीमा, समृद्धि और विविधता17,या अर्ध-मात्रात्मक और मात्रात्मक तकनीकों के अनुमानों के लिए एक प्रजाति की उपस्थिति का पता लगाते हैं जो एक वर्गीकरण समूह18,19के भीतर व्यक्तियों के सूचकांक या बहुतायत और घनत्व के अनुमान के लिए अनुमति देते हैं। अर्ध-मात्रात्मक और मात्रात्मक तकनीकशोधकर्ताओं को अनुमान लगाने या कम से लगातार एक निर्दिष्ट नमूना क्षेत्र का नमूना करने और पता लगाने की संभावना का अनुमान लगाने या पता लगाने की संभावना का अनुमान लगाने की अनुमति देता है, गैर-दिशात्मक और पर्याप्त है क्योंकि शोधकर्ता की बहुतायत में स्थानिक या लौकिक भिन्नता का पता लगाने की क्षमता अस्पष्ट नहीं है। कोर्टिकोलोस आर्थ्रोपोड की मात्रा निर्धारित करने के लिए अर्ध-मात्रात्मक और मात्रात्मक तकनीकों में20,21,22,दृश्यमान आर्थ्रोपोड्स की व्यवस्थित गिनती18,23, चिपचिपा जाल24,विभिन्न कीप या पॉट-टाइप ट्रैप8,25और प्रवेश या आकस्मिक छेद26,27शामिल हैं ।
कई स्थानिक और लौकिक कारकों के कारण कोर्टिकोलस आर्थ्रोपोड समुदायों में भिन्नता पैदा होती है11,14,28,29. उदाहरण के लिए, पेड़ की छाल की बनावट को पेड़ में रहने वाले आर्थ्रोपोड्स14की सामुदायिक संरचना को प्रभावित करने के लिए सोचा जाता है। अधिक फुराड़ी छाल के साथ पेड़ों के चड्डी के अधिक विविध सतह क्षेत्र के कारण, अधिक फुहार छाल वाले पेड़ों को अधिक विविधता और आर्थ्रोपोड14की बहुतायत का समर्थन करने के लिए सोचा जाता है।
इस लेख के साथ हम कोर्टिकोलोस आर्थ्रोपोड की गणना करने के एक नए अर्ध-मात्रात्मक दृष्टिकोण की रिपोर्ट करते हैं जिसका उपयोग पेड़ प्रजातियों के बीच मतभेदों का पता लगाने के लिए पर्याप्त परिशुद्धता के साथ समय और स्थान पर कोर्टिकोलस आर्थ्रोपोड समुदायों में भिन्नता के बारे में परिकल्पनाओं का वर्णन और परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है। पेड़ों के चड्डी से जुड़े चिपचिपा जाल का उपयोग करना, हमने सफेद ओक(क्वेरकस अल्बा),पिग्नट हिकोरी(कैरा ग्लेब्रा),चीनी मेपल(एसर सैचरम),अमेरिकन बीच(फागस ग्रैंडिफोलिया)और ट्यूलिप चिनार(लिरियोडेन्ड्रॉन ट्यूलिपिफेरा)के पेड़ों के बोलपर आर्थ्रोपोड समुदाय की बहुतायत, कुल लंबाई (शरीर द्रव्यमान के लिए एक किराए), समृद्धि और विविधता की तुलना की।
यह अध्ययन पश्चिमी इलिनोइस में शॉनी नेशनल फॉरेस्ट (एसएनएफ) के ओजार्क और शॉनी हिल्स पारिस्थितिक खंडों में किया गया था। जुलाई २०१५ के दौरान, हम 18 की पहचान की (9 ओक का प्रभुत्व/हिकॉरी और 9 बीच/मेपल का प्रभुत्व) USFS के लिए साइटों स्टैंड कवर नक्शा SNF (allveg2008.shp) के लिए ArcGIS १०.१.१ में । Xeric साइटों में, प्रमुख प्रजातियों पिग्नट हिकॉरी और सफेद ओक थे और मेसिक साइटों में, प्रमुख प्रजातियों अमेरिकी बीच, चीनी मेपल, और ट्यूलिप चिनार थे । पेड़ प्रजातियों के बीच बोले आर्थ्रोपोड समुदाय की तुलना करने के लिए, प्रत्येक डेटा संग्रह स्थल पर, हमने पांच (सफेद ओक, पिगनट हिकॉरी, चीनी मेपल, अमेरिकी बीच और ट्यूलिप चिनार) फोकल प्रजातियों के पेड़ों और स्तन ऊंचाई पर 17 सेमी व्यास (d.b.h.) में 10 मीटर रेडियल सर्कल के केंद्र के निकटतम तीन की पहचान की। यदि तीन से कम उपयुक्त पेड़ मौजूद थे, सर्कल का विस्तार किया गया था और निकटतम पेड़ मापदंड फिटिंग का चयन किया गया था । चुने गए प्रत्येक पेड़ के लिए, हमने स्तन ऊंचाई पर चार चिपचिपा जाल स्थापित किए, प्रत्येक कार्डिनल दिशा में एक सामना करना पड़ रहा है: उत्तर, दक्षिण, पूर्व और पश्चिम।
हमने 18 साइटों के बीच 54 व्यक्तिगत पेड़ों (12 पिग्नट हिकॉरी, 15 सफेद ओक्स, 8 अमेरिकी बीच, 12 चीनी मेपल्स और 7 ट्यूलिप चिनार) के बोलों से आर्थ्रोपोड डेटा एकत्र किया। हमने वर्तमान फिलोजेनेटिक रिकॉर्ड से बारीकी से संबंधित आदेशों का संकेत देने वाली नैदानिक रूपात्मक विशेषताओं द्वारा एक सरलीकृत गिल्ड वर्गीकरण के अनुसार आर्थ्रोपोड को समूहीकृत किया, जो “परिचालन वर्गीकरण इकाइयों”30,31 (परिशिष्ट ए)के समान है। इस वर्गीकरण के आधार पर, हमने अपने जाल में 26 गिल्ड के प्रतिनिधियों पर कब्जा कर लिया जो 9 दिनों(परिशिष्ट ए)के लिए प्रत्येक जगह में थे। क्योंकि हमारे अध्ययन पेड़ प्रजातियों, कोर्टिकोलस आर्थ्रोपोड्स, और छाल बीनने पक्षियों के बीच ट्रॉफिक बातचीत पर ध्यान केंद्रित किया, हम विश्लेषण से 3 मिमी से छोटे सभी आर्थ्रोपोड हटा दिया क्योंकि एक खाद्य संसाधन के रूप में उनके महत्व छाल बीनने पक्षियों के लिए कम है । हमने एक मिश्रित मॉडल का उपयोग किया जिसमें या तो आर्थ्रोपॉड लंबाई (शरीर द्रव्यमान के लिए सरोगेट), बहुतायत, शांनोन विविधता और, निर्भर चर, पेड़ प्रजातियों और प्रयास (जाल से ढके पेड़ का अनुपात) के रूप में समृद्धि शामिल थी, और एक यादृच्छिक चर के रूप में साइट। क्योंकि एक ही पेड़ से सभी जाल एक नमूने के रूप में संयुक्त थे, व्यक्तिगत पेड़ों को एक यादृच्छिक चर के रूप में शामिल नहीं किया गया था।
Protocol
Representative Results
Discussion
यद्यपि सक्शन या स्वीप जाल जैसी वैकल्पिक तकनीकों का उपयोग किया गया है, लेकिन पेड़ के बोल्स पर आर्थ्रोपोड की मात्रा निर्धारित करने के अधिकांश पहले प्रकाशित प्रयासों में क्षेत्र में पेड़ बोल्स का नेत्र?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक यूएसएफएस समझौते 13-सीएस-11090800-022 के माध्यम से इस परियोजना के वित्तपोषण के लिए अमेरिकी कृषि वन सेवा विभाग का शुक्रिया अदा करना चाहते हैं । एनएसएफ-डीबीआई-1263050 द्वारा ईसीजेड के लिए सहायता प्रदान की गई। ECZ अनुसंधान अवधारणा के विकास में सहायता की, सभी क्षेत्र डेटा एकत्र, प्रयोगशाला विश्लेषण आयोजित किया, और मूल पांडुलिपि का उत्पादन किया । MWE अनुसंधान अवधारणा और अध्ययन डिजाइन के विकास में सहायता की, क्षेत्र डेटा संग्रह और प्रयोगशाला विश्लेषण निर्देशन में सहायता की, और भारी पांडुलिपि संपादित । केपीएस अध्ययन डिजाइन के साथ सहायता की, क्षेत्र और प्रयोगशाला काम का निर्देश दिया, डेटा विश्लेषण के साथ सहायता की, और पांडुलिपि की समीक्षा की ।
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).
