قياس المفصليات الاكليليه باستخدام الفخاخ اللزجة
Summary
ونحن نقدم وصفا للنهج شبه الكمي لقياس خصائص المجتمعات المفصلية (اللحاء-المسكن). وضعنا الفخاخ اللزجة تجاريا المصنعة علي جذوع شجره لتقدير وفره ، وطول الكلي (بديل للكتلة الحيوية) ، وثراء ، والتنوع شانون للمقارنة بين أنواع الأشجار.
Abstract
المفصليات الارضيه تلعب دورا هاما في بيئتنا. القياس الكمي لمفصليات بطريقه تسمح بمؤشر دقيق أو تقدير الكثافة يتطلب طريقه مع احتمال اكتشاف عاليه ومنطقه أخذ العينات متناسقة. استخدمنا الفخاخ اللزجة المصنعة لمقارنه الوفرة ، والطول الكلي (بديل للكتلة الحيوية) ، والثراء ، والتنوع شانون من المفصليات الشائكة بين الفئران من 5 أنواع الأشجار. وكانت فعاليه هذا الأسلوب كافيه للكشف عن الاختلاف في المفصليات الاكليليه بين أنواع الأشجار وتوفير خطا قياسي في المتوسط الذي كان < 20 ٪ من متوسط لجميع التقديرات مع احجام العينات من 7 إلى 15 شجره فرديه من كل نوع. وتشير نتائجنا ، حتى مع هذه الاحجام عينه معتدله ، ومستوي الدقة من المقاييس المجتمع مفصليه المنتجة مع هذا النهج كافيه لمعالجه معظم المسائل الايكولوجيه المتعلقة بالاختلاف الزماني والمكاني في المفصليات القشرية. النتائج من هذه الطريقة تختلف عن الطرق الكمية الأخرى مثل الضربة القاضية الكيميائية ، والتفتيش البصري ، والفخاخ قمع في انها توفر مؤشرا علي النشاط مفصليه المفاصل علي المدى الطويل نسبيا ، أفضل بما في ذلك بول مؤقته سكان, تحلق المفصليات التي تهبط مؤقتا علي بولي شجره والزحف المفصليات التي تستخدم شجره بول كطريق السفر من الأرض إلى أوراق الشجر اعلي الغابات. وعلاوة علي ذلك ، نعتقد ان الفخاخ اللزجة المصنعة تجاريا توفر تقديرات أكثر دقه وهي ابسط من الناحية اللوجستية من الطريقة الموصوفة سابقا لتطبيق المواد اللزجة مباشره علي لحاء الأشجار أو تطبيق ماده لزجه علي الشريط أو غيرها نوع من الدعم وتطبيق ذلك علي لحاء الأشجار.
Introduction
المفصليات الارضيه تلعب دورا هاما في بيئتنا. بالاضافه إلى كونها ذات اهميه علميه في حد ذاتها ، يمكن ان تكون المفصليات ضاره ومفيده للمستويات الغذائية الأخرى (اي المحاصيل والنباتات البستانيه والنباتات المحلية والغذاء للكائنات الحشرتاته1،2،3،4). التالي ، فهم العوامل التي تؤثر علي التنمية المجتمعية مفصليه ووفره أمر بالغ الاهميه للمزارعين5، مديري مكافحه آلافات6، الغابات4، علماء الاحياء النباتية7، علماء الحشرات8، والحياة البرية وعلماء البيئة الحفاظ علي دراسة ديناميات المجتمع وأداره حشرات المجتمعات المفصلية تختلف في تكوين الأنواع ووفره علي حد سواء وقتيا ومكانيا عبر مجموعه متنوعة من المناظر الطبيعية الايكولوجيه بما في ذلك المجتمعات النباتية ، والأنواع النباتية ، وعبر مناطق مختلفه من النباتات الفردية. علي سبيل المثال ، أظهرت الدراسات اختلافات كبيره في مقاييس المجتمع مفصليه بين الجذور ، بولي وينبع ، وأوراق الشجر ، داخل نفس الشجرة الفردية10،11. هذه النتائج ليست مفاجئه بالنظر إلى ان أجزاء مختلفه من نفس النبات ، علي سبيل المثال ، أوراق مقابل لحاء شجره ، توفر موارد مختلفه التي تكيفت المفصليات لاستغلال. التالي ، كل جزء من النبات يمكن ان تدعم المجتمع مفصليه مختلفه. ونظرا لان المفصليات السكنية لأوراق الشجر يمكن ان يكون لها مثل هذا الأثر الاجتماعي والاقتصادي والبيئي الكبير ، فقد أنفق جهد كبير لقياس المقاييس المجتمعية باستخدام النهجين النوعي والكمي12. وبدلا من ذلك ، بذلت جهود اقل بكثير لوضع نهج لتحديد كميات المجتمعات المفصلية (التي يسكنها اللحاء).
مثل المجتمعات المفصلية التي تعيش فيها أوراق الشجر ، يمكن ان تكون المجتمعات المفصلية القشرية مهمة من وجهه نظر اجتماعيه واقتصاديه وبيئية. وبعض امراض الغابات التي تسببها أو تيسرها المفصليات القشرية يمكن ان تضر بحصاد الأخشاب القابل للاستمرار اقتصاديا4. بالاضافه إلى ذلك ، يمكن ان تكون المفصليات corticolous عنصرا هاما من السلسلة الغذائية في مجتمعات الغابات13،14. علي سبيل المثال ، المفصليات السكنية الغابات هي مصدر الغذاء الرئيسي للكثير من حشرات لحاء النباح أغنيه الطيور15،16. التالي ، فان فهم العوامل التي تؤثر علي مجتمعات المفصليات القشرية هو أمر يهم الغابات واخصائيي الإيكولوجيا الأساسيين والتطبيقيين.
فهم العوامل التي تؤثر علي تكوين المجتمع المفصلي ووفره في كثير من الأحيان يتطلب القبض علي الافراد. ويمكن عموما تصنيف تقنيات التقاط إلى تقنيات نوعيه لا تكشف الا عن وجود نوع من الأنواع لتقديرات مدي الأنواع ، والثراء ، والتنوع17، أو التقنيات شبه الكمية والكمية التي تسمح بوضع مؤشر أو تقدير لوفره وكثافة الافراد داخل مجموعه تصنيفيه18،19. وتسمح التقنيات شبه الكمية والكمية للباحثين بتقدير أو علي الأقل أخذ عينه من منطقه عينه محدده وتقدير احتمال الكشف أو افتراض ان احتمال الكشف غير اتجاهي وكاف بحيث لا يحجب قدره الباحث علي الكشف عن التباين المكاني أو الزماني في الوفرة. وتشمل التقنيات شبه الكمية والكمية لقياس المفصليات الدقيقة الشفط أو الفراغ أخذ العينات من منطقه معينه20،21،22، العد المنهجي للمفصليات مرئية18،23، الفخاخ لزجه24، قمع مختلفه أو وعاء من نوع الفخاخ8،25، والمدخل أو الثقوب الناشئة26،27.
ويعتقد ان عددا من العوامل المكانية والزمانيه تؤدي إلى الاختلاف في المجتمعات المفصلية corticolous11,14,28,29. علي سبيل المثال ، يعتقد ان نسيج لحاء الشجر يؤثر علي البنية المجتمعية لمفصليات الأشجار التي يسكنها الشجر14. بسبب المساحة السطحية أكثر تنوعا من جذوع الأشجار مع النباح أكثر مجعد ، ويعتقد ان الأشجار مع النباح أكثر مجعد لدعم تنوع أكبر ووفره من المفصليات14.
مع هذه المادة ونحن الإبلاغ عن نهج جديد شبه الكمي لتعداد المفصليات الاكليليه التي يمكن استخدامها لوصف واختبار فرضيات بشان الاختلاف في المجتمعات مفصليه المفاصل عبر الزمان والمكان مع الدقة الكافية للكشف عن الاختلافات بين أنواع الأشجار. باستخدام الفخاخ لزجه تعلق علي جذوع الأشجار ، ونحن مقارنه وفره ، وطول الكلي (بديل لكتله الجسم) ، ثراء ، وتنوع المجتمع مفصليه علي بولي من البلوط الأبيض (السنديان البا) ، جوز الخنازير (carya غلابرا) ، القيقب السكر (ايسر ساكروم) ، الزان الأمريكي (fagus جرانديفوليا) ، والحور الخزامي (liriodendron tulipifera) الأشجار والأشجار التي تختلف في نسيج النباح.
أجريت هذه الدراسة في الأقسام البيئية في أوزارك وشني هيلز في غابه شاوني الوطنية (SNF) في جنوب غرب إلينوي. خلال تموز/يوليه 2015 ، حددنا 18 (9 تهيمن عليها البلوط/جوز و 9 تهيمن عليها الزان/القيقب) المواقع مع USFS الموقف خريطة الغطاء ل SNF (allveg2008) في ArcGIS 10.1.1. في مواقع سباسب ، كانت الأنواع المهيمنة جوز الخنازير والبلوط الأبيض وفي مواقع ميسيتش ، كانت الأنواع المهيمنة الزان الأمريكي ، القيقب السكر ، والحور الخزامي. لمقارنه المجتمع المفصلية بولي بين أنواع الأشجار ، في كل موقع جمع البيانات ، حددنا ثلاثه من خمسه (البلوط الأبيض ، جوز الخنازير ، القيقب السكر ، الزان الامريكيه والحور الخزامي) الأنواع الرئيسية الأشجار > 17 سم القطر في ارتفاع الثدي (d.b.h.) الأقرب إلى مركز دائره شعاعي 10 متر. وفي حاله وجود اقل من ثلاثه أشجار مناسبه ، تم توسيع الدائرة وتم اختيار أقرب شجره ملائمة للمعايير. لكل شجره مختاره ، قمنا بتثبيت أربعه الفخاخ لزجه في ارتفاع الثدي ، واحده تواجه في كل اتجاه الكاردينال: الشمال والجنوب والشرق والغرب.
جمعنا البيانات المفصلية من الجذوع من 54 الأشجار الفردية (12 الصنوبر الخنازير ، 15 البلوط الأبيض ، 8 الزان الامريكيه ، 12 السكر الهلام ، و 7 الخزامي حور) بين المواقع 18. وقد جمعنا المفصليات وفقا لتصنيف النقابة المبسط بالخصائص المورفولوجية التشخيصية التي تدل علي أوامر وثيقة الصلة بالسجلات الوراثية الحالية ، مماثله للأوامر المتعلقة ب “الوحدات التصنيفية التشغيلية”30و31 (التذييل الف). واستنادا إلى هذا التصنيف ، ألقينا القبض علي ممثلين عن 26 نقابة في فخاخنا كانت كل منها في مكانها لمده 9 أيام (التذييل الف). لان دراستنا ركزت علي التفاعلات الغذائية بين أنواع الأشجار والمفصليات القشرية ، والطيور النباح الإقراض ، قمنا بازاله جميع المفصليات أصغر من 3 ملم من التحليل لان أهميتها كمورد الغذاء هو الحد الأدنى للطيور النباح الإقراض. استخدمنا نموذج مختلطة التي شملت اما طول مفصليه (بديل لكتله الجسم) ، وفره ، شانون التنوع ، وثراء كمتغير التابعة ، وأنواع الأشجار والجهد (نسبه من شجره مغطاه الفخاخ) والمتغيرات الثابتة ، والموقع كمتغير عشوائي. لأنه تم دمج كافة الفخاخ من شجره واحده كعينه واحده ، لم يتم تضمين الأشجار الفردية كمتغير عشوائي.
Protocol
Representative Results
Discussion
وعلي الرغم من استخدام التقنيات البديلة مثل شبكات الشفط أو الكنس ، فان معظم المحاولات التي نشرت سابقا في القياس الكمي لمفصليات الطرق في شجره بوليس استخدمت بعض الصيغة اما لقياس المفصليات عن طريق التفتيش البصري لشجره البول فيالميدان …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويود أصحاب البلاغ ان يشكروا الاداره الامريكيه لخدمات الغابات الزراعية علي تمويل هذا المشروع من خلال اتفاق USFS 13-CS-11090800-022. وقدمت الدعم ل ECZ من قبل NSF-DBI-1263050. وساعدت المجموعة في تطوير مفهوم البحث ، وجمعت جميع البيانات الميدانية ، وأجريت تحليلا مختبريا ، وأنتجت المخطوطة الاصليه. وساعدت الوزارة في تطوير مفهوم البحث وتصميم الدراسة ، وساعدت في توجيه جمع البيانات الميدانية والتحليل المختبري ، وحررت المخطوطة بشكل كبير. وساعدت دائره شرطه كوسوفو في تصميم الدراسة ، وأدارت العمل الميداني والمختبري ، وساعدت في تحليل البيانات ، واستعرضت المخطوطة.
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).
