طريقه لقياس المفصليات المسكنة لأوراق الشجر
Summary
ونحن نوضح كيفيه تحديد كميه المفصليات السكنية بختم أوراق ونهاية الفروع في كيس ، وقطع وتجميد المواد المعباه ، وشطف المواد المجمدة سابقا في الماء لفصل المفصليات من الركيزة للقياس الكمي.
Abstract
المفصليات الارضيه تلعب دورا هاما في بيئتنا. القياس الكمي لمفصليات بطريقه تسمح لمؤشر دقيق أو تقديرات الكثافة يتطلب طريقه مع احتمال الكشف العالي ومنطقه العينات المعروفة. وفي حين ان معظم الطرق الموصوفة توفر تقديرا نوعيا أو شبه كمي يكفي لوصف وجود الأنواع وثراءها وتنوعها ، فان قله منها توفر احتمالا ثابتا بشكل كاف للكشف ومناطق لأخذ العينات معروفه أو متسقة لتوفير مؤشرا أو تقديرا بدقه كافيه للكشف عن الاختلافات في الوفرة عبر المتغيرات البيئية أو المكانية أو الزمانيه. ونحن نوضح كيفيه تحديد كميه المفصليات التي يسكنها النبات عن طريق ختم الأوراق ونهاية الفروع في كيس ، وقطع وتجميد المواد التي حصلت عليها ، وشطف المواد المجمدة سابقا في الماء لفصل المفصليات من الركيزة وتحديدها كميا. وكما نظهر ، يمكن استخدام هذه الطريقة علي نطاق المناظر الطبيعية لقياس المفصليات التي يسكنها النبات بدقه كافيه لاختبار ووصف كيفيه تاثير المتغيرات المكانية والزمانيه والبيئية والايكولوجيه علي ثراء المفاصل ووفرتها. وقد سمحت لنا هذه الطريقة باكتشاف الاختلافات في الكثافة والثراء وتنوع المفصليات التي تعيش في الأوراق بين 5 أجناس من الأشجار الموجودة عاده في الغابات المتساقطة الجنوبية الشرقية.
Introduction
تلعب المفصليات الارضيه دورا هاما في نظامنا البيئي. بالاضافه إلى كونها من المفصليات الفائدة العلمية يمكن ان تكون ضاره ومفيده علي حد سواء للمحاصيل والنباتات البستانيه ، والنباتات الطبيعية ، فضلا عن توفير وظيفة غذائية هامه في شبكات الغذاء. التالي ، فان فهم العوامل التي تؤثر علي تنميه المجتمع المفصلي ووفرته أمر حاسم بالنسبة للمزارعين ، ومديري مكافحه آلافات ، وعلماء البيولوجيا النباتية ، وعلماء الحشرات ، وعلماء الاحياء البرية ، وعلماء بيولوجيا الحفظ الذين يدرسون ديناميات المجتمع أداره الكائنات الحشرتاته. فهم العوامل التي تؤثر علي المجتمعات المفصلية والوفرة غالبا ما يتطلب القبض علي الافراد. ويمكن عموما تصنيف تقنيات التقاط إلى تقنيات نوعيه لا تكشف الا عن وجود نوع من الأنواع لتقديرات مدي الأنواع ، والثراء ، والتنوع ، أو التقنيات شبه الكمية والكمية التي تسمح بوضع مؤشر أو تقدير وفره وكثافة الافراد داخل مجموعه تصنيفيه.
التقنيات النوعية التي تسمح فقط الاستدلال بشان وجود الأنواع أو بنيه المجتمع لديها احتمال الكشف عن غير معروف أو منخفضه في جوهرها أو تفتقر إلى تقديم الاستدلال بشان احتمال الكشف وحجم المنطقة عينات. ولان احتمال الكشف بهذه التقنيات منخفض ، فان التباين المصاحب للكشف يحول دون الدقة الكافية لاستنتاج كيفيه تاثير المتغيرات التفسيرية علي المقاييس السكانية المفصلية. وتشمل التقنيات النوعية المستخدمة لتقدير وجود شفط أخذ العينات1, الفخاخ الخفيفة2, ظهور الفخاخ3, أنماط التغذية علي جذور4, أنابيب محلول ملحي5, الطعوم6, فرمون3, الفخاخ شرك 7، الفخاخ الضيق8، الفخاخ نافذه9، الفخاخ شفط10، الضرب الصواني11، العنكبوت شبكات12، أوراق ألغام ، فاس13، المفصلية ورم14، الغطاء النباتي وتلف الجذر15 .
وبدلا من ذلك ، تسمح التقنيات شبه الكمية والكمية للباحثين بتقدير أو علي الأقل بانتظام عينه منطقه عينه محدده وتقدير احتمال الكشف أو افتراض احتمال الكشف غير الاتجاه وكافيه لعدم حجب قدره الباحث علي الكشف عن الاختلاف المكاني أو الزماني في الوفرة. وتشمل التقنيات شبه الكمية والكمية شبكات الاجتياح16، شفط أو فراغ أخذ العينات17، والعد المنهجي للمفصليات مرئية18، الفخاخ لزجه19، الفخاخ وعاء من نوع مختلف20، مدخل أو ثقوب الناشئة21، ضربه قاضيه الكيميائية22، لزجه والمياه معباه الفخاخ اللون23، وفرع التعبئة والتغليف ولقطه24.
وقد أدت التغيرات التي حدثت مؤخرا في نظم المناخ والاضطرابات إلى تغيرات هائله في المجتمعات المحلية النباتية ، مما جعل التفاعلات بين تكوين الأنواع النباتية ومجتمعات المفاصل مجالا دراسيا نشطا. ويعتبر فهم كيفيه اختلاف المجتمعات المفصلية مع تكوين الأنواع النباتية عنصرا حاسما لفهم الآثار الاقتصادية والبيئية المحتملة للتغيرات التي تطرا علي المجتمعات النباتية. وهناك حاجه إلى طرق شبه كميه أو كميه لقياس وفره المفصليات بدقه كافيه للكشف عن الاختلافات بين أنواع النباتات. في هذه المقالة ، ونحن وصف طريقه لفهرسه المفصليات المسكنة أوراق الشجر التي ، مع بذل جهد معقول ، قدمت الدقة الكافية لتحديد الاختلافات في الوفرة الفردية والكتلة الحيوية ، والتنوع ، وثراء بين 5 أصناف من الأشجار الموجودة عاده في الغابات المتساقطة الجنوبية الشرقية من أمريكا الشمالية25. وقد وفر هذا النهج الدقة الكافية لتقدير مدي الوفرة للسماح بالاستدلال علي كيفيه تاثير التغيرات في تكوين الأنواع في المجتمعات النباتية الحرجية بسبب نظم الاضطرابات التي يعدلها البشر علي تكوين المفصليات ، التي يحتمل التاثير علي وفره وتوزيع الطيور حشرات الغذائية العالية والثدييات. وبشكل أكثر تحديدا ، باستخدام تقنيه التعبئة المعدلة التي وصفها لأول مره كروسلي وآخرون24، ونحن يقدر كثافة السطح ، وأوراق الشجر المفصليات السكنية واختبار التنبؤ بأننا سنكتشف الاختلافات في التنوع والثراء ، و وفره من المفصليات في أوراق الشجر من أسرع نموا الأنواع سباسب أكثر من الأشجار نسبه إلى إبطا نموا أكثر الأنواع ميسيتش. الهدف من هذه المقالة هو توفير إرشادات مفصله لهذه التقنية.
وقد أجرينا الدراسة المتعلقة بغابه شاوني الوطنية (SNF) في جنوب إلينوي. ال [سرف] [115,738-ها] غابه حددت في ال [هاردوودز] مركزيه من [اوزرركس] و [شون] تلال طبيعيه26. وتضم الغابة فسيفساء من 37 ٪ من البلوط/جوز ، 25 ٪ الأخشاب الصلبة مختلطة المرتفعات ، 16 ٪ الزان/القيقب ، و 10 ٪ القاع الصلبة. ويهيمن علي snf النمو الثاني البلوط/جوز في مناطق سباسب المرتفعات والسكر القيقب ، الزان الأمريكي ، وشجره الخزامي (liriodendron توليبيفيرا) في الوديان ميسيتش محمية27،28.
سيعتمد اختيار الموقع لهذه الطريقة علي الأهداف الشاملة للدراسة. علي سبيل المثال ، كان الهدف الأساسي من دراستنا الاصليه هو تقديم نظره ثاقبه حول كيفيه تاثير التغييرات في مجتمع الأشجار علي الكائنات الغذائية العليا من خلال مقارنه مقاييس مجتمع المفاصل التي تعيش في الأوراق بين المجتمعات الشجرية المتكيفة مع الأشجار. التالي ، كان هدفنا الرئيسي هو تحديد كميه المجتمع المفصلي علي الأشجار الفردية الموجودة داخل مجتمع الشجرة الشجرية أو المسيك. اخترنا 22 مواقع الدراسة علي طول البلوط/جوز (xeric) إلى الزان/القيقب (mesic) تهيمن الانحدار باستخدام الخرائط الغطاء الحامل USFS (allveg2008) في ArcGIS 10.1.1. لمنع الآثار المربكة المحتملة ، اخترنا المواقع باستخدام المعايير التالية: لا تقع في المناطق النهرية ، ≥ 12 هكتارا ، وتقع داخل موائل الغابات المرتفعة النفضيه المتجاورة (اي الارتفاع فوق 120 م). جميع المواقع تحتوي علي أشجار ناضجه > 50 عاما في التضاريس الجبلية ، التالي تتالف من المنحدرات والجوانب المتشابهة. وفي حين تميزت حدود موقع الزان/القيقب استنادا إلى انتقال المجتمعات الشجرية ، تم تحديد حدود موقع البلوط/الجوز بشكل مصطنع باستخدام خرائط غلاف SNF و ArcGIS 10.1.1. وكانت جميع المواقع كتلا كبيره من الغابات داخل التضاريس غير الساطعة ؛ اختلافاتها في تكوين أنواع الأشجار لم تكن بسبب الاختلافات في الموقع علي المناظر الطبيعية ولكنها كانت تمثل استخدام الأراضي في الماضي (مثل التخفيضات الواضحة أو الحصاد الانتقائي). نحن تروثيد الخرائط عن طريق تحميل اشكال مضلعات منفصلة لكل موقع دراسة إلى نظام تحديد المواقع العالمي المحمول (GPS) والتحقق من تكوين أنواع الأشجار. نحن اختيار عشوائيا نقاط العينات (ن = 5) في كل موقع. وفي كل نقطه ، قمنا بأخذ عينات من ثلاثه أشجار من الساعة 00/6-00/14 خلال الفترة من 23 أيار/مايو إلى 25 حزيران/يونية 2014. لتحديد موقع الأشجار عينه ، بحثنا إلى الخارج إلى دائره نصف قطرها 30 م من نقاط الغطاء النباتي حتى الأشجار الناضجة (> 20 سم d.b.h.) مع فروع منخفضه بما يكفي لعينه تم العثور عليها. عاده ، تم أخذ عينات الأشجار الثلاثة الناضجة التي تمثل ثلاثه من الأجناس الخمسة (ايسر ، Carya ، Fagus ، Liriodendron ، والسنديان) من الفائدة وكانت الأقرب إلى نقطه المركز.
Protocol
Representative Results
Discussion
اثنين من ضرورات التحديد الكمي بدقه المجتمعات المفصلية هي احتمالات الكشف عاليه نسبيا ومناطق العينات المعروفة أو متسقة. عند أخذ العينات لمفصليات ، يمكن ان يعزي اقل من 100 ٪ احتمال الكشف عن المفصليات الفردية تجنب الفخاخ أو بعض الافراد الذين كانوا محاصرين يجري كشفها اثناء المعالجة. الفخاخ الا?…
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. ونود ان نشكر j. Suda, w. Holland, وغيرها للحصول علي المساعدة المختبرية, و r. ريتشاردز للمساعدة الميدانية.
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).
