Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Environment
Click here for the English version

Environment

שיטה לכימות עלווה-מגורים פרוקי רגליים

Published: October 20, 2019 doi: 10.3791/60110
Automatic Translation
1, 1
1Cooperative Wildlife Research Laboratory, Center for Ecology, Department of Zoology, Southern Illinois University

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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. בניית התקן דגימה לפני הולך לשדה

  1. באמצעות חותכי בריחים, מגזרי תיל גדולים, או דיסק שיוף חשמלי, להסיר את 1/3 התחתון של הכלוב 30 ס מ חוט עגבניות, כך שהוא כ 55 ס מ אורך.
  2. גזור 2, 50 ס מ בסוגריים מסולסלים עשוי אלומיניום או באופן דומה חצי נוקשה להשתמש כמוטות מצורף ומסולסלים בכל צד של הקצה הגדול ביותר של כלוב העגבניות. ב 38 ס מ מהסוף, להשתמש בראש שולחן או בכלי גדול אוחז כגון המנעולים ערוץ כדי לכופף את הסוגר על זווית של כ 30 °. לצרף את הקצה הארוך של כל אחד משני מוטות מצורף לצדדים מנוגדים של כלוב העגבניות עם הרוכסן, צינור או קלטת חשמל להבטיח את הקלטת עטופה סביב לפחות 6 ס מ של הכלוב ואת המוט. להיות בטוח לעטוף את הקלטת סביב הכלוב ואת מוט פעמים רבות כדי להבטיח את הכלוב מחובר לצמיתות אל המוט.
  3. הצמד את הקצה השני של כל אחד משני מוטות מצורף בצדדים הפוכים של סוף מוט הרחבה עם מיקוד, צינור או נייר דבק או חשמל. כמו קודם, לעטוף את הקלטת פעמים מרובות כדי לצרף אותו לצמיתות להבטיח את הקלטת חופף את המוט ואת המוטות על ידי לפחות 6 ס מ. להיות בטוח הפתיחה של הכלוב הוא במגע עם הקצה של המוט הטלסקופ כאשר הכלוב מחובר.
  4. הצמד את הכלוב ישירות לקצה העמוד באמצעות מיקודים ונייר דבק. הצמד תופסן הוק ו-loop רצועות ב 3 נקודות לפתיחת הכלוב 90 ° מהקוטב הקודם שחובר.
    הערה: רצועות אלה יהיה להשתמש מאוחר יותר כדי לשמור את התיק פתוח.

2. צירוף הענף

  1. לצרף 2 חתיכות של וו-ולולאה תופסן לפתח החיצוני של התיק כך שהם ליישר עם תופסן-ו-לולאה רוכסן מוצמד לפתיחת הכלוב. אלה ישמשו להחזיק את הפתיחה של התיק במקום בזמן שהוא מובא על ענף לדוגמא. להיות בטוח את תופסן לולאה ו-הלולאה מיושרים כך כאשר התיק מוכנס ומחוברת, הפתיחה למחרוזות משיכה של התיק לרוץ במקביל לקוטב הטלסקופ.
  2. הכנס שקית אשפה במטבח ~ 49 L בתוך כלוב העגבניות בתיל. מניחים קליפ תנין אחד על כל צד בהתאמה של החלק התחתון של השקית ולצרף את הקליפים הן את השקית ואת כלוב התיל כדי להחזיק את השק נגד הכלוב. חזור על אותו הנוהל עבור החלק העליון של השקית עם קליפ אחד שמחובר למחרוזת המשיכה וכלוב התיל המנוגד לעמוד.
  3. חברו את החוט המתאים למחרוזת התיקו הקרובה ביותר לעמוד. חותכים ארבע פיסות פלסטיק או צינורות גומי קשה ב 4 ס מ סעיפים ולצרף עם צינור או נייר דבק בארבעה מיקומים. הראשון צריך להיות ממוקם על החלק הארכת של הקוטב על 0.5 מ' מקצה המוט הקרוב לכלוב העגבניות.  הנותרים 3 צריך להיות ממוקם שאיפה לאורך החלק התחתון של הקוטב הארכת מתחיל כ 5 ס מ מהחלק העליון של החלק התחתון (כלומר, אחד לכל אורך העליון, האמצע והתחתון). הפתיל סוף החוט הפארא שאינו מוצמד לשקית דרך אבובים פלסטיק.
  4. עבור כל עץ לדוגמה, השתמש במחולל מספרים אקראיים כדי לבחור גובה מדגם הנמצא בגובה עמוד ההרחבה כאשר הוא מורחב באורך מירבי. השתמש במחולל מספרים אקראיים כדי לבחור מרחק דגימה מעורק העץ. זיהוי ענף שיתאים לתיק עם הפרעה מינימלית לעלווה והוא הגובה והמרחק מהגזע המבוסס על המספרים שנוצרו ממחולל המספרים האקראיים.
  5. הרימו את עמוד הדגימה לגובה במקביל לענף הרצוי. החליקו במהירות את השקית מעל הענף ולאחר מכן משוך במהירות את מחרוזות המיתר הפארא המחוברות למחרוזות הציור שעל השק כדי לאטום את השקית. תרגל את זה כמה פעמים לפני הניסיון הראשון להיות יעיל בשילוב העלווה עם הפרעה מינימלית לעלים.
  6. יש אדם שני לגזור את הסניף במיקום הסמוך הפתיחה של התיק עם מוט ההרחבה שזיף. בזהירות להביא את השקית לדוגמה לקרקע ולקשור במהירות מחרוזות תיקו של השקית סגור. לנסות להשלים את השלבים, גזירה, ושקית-קשירת צעדים מהר ככל האפשר כדי למנוע חרקים לברוח.
  7. לאחסן את הסניף הארוז במקפיא עד מוכן לבצע ניתוח מפרק המעבדה.

3. ניתוח מפרק הרגליים

  1. להחזיק את השקית הקפואה ואת הענף זקוף לנער את הענף לדוגמא תוך כדי להוציא פרוקי רגליים לתוך השקית. הסר בזהירות את הענף ולשטוף בסיר אוסף גדול כדי להסיר פרוקי רגליים הנותרים. רוקן את החומר הנותר מהשק לתוך תבנית האוסף. . תסיר כל פסולת שאינה מארפוד
  2. הפרידו פרוקי רגליים לתוך קבוצות מיונים רצויות. שימו לב להבדלים בין. הזחלים והמבוגרים
  3. לכמת פרוקי רגליים כרצונך. אם ביומסה הוא עניין, גם למדוד אורך של פרוקי רגליים ולהשתמש לאורך שולחן המסה שפורסמו כדי להעריך ביומסה, או מקום פרוקי רגליים בסירים ייבוש קטן, יבש בייבוש התנור עבור 24 h ב 45 ° c, ושוקל על איזון אלקטרוני.

4. אומדן צפיפות

  1. להערכת צפיפות ושליטה לווריאציה על מבנה העלה וצפיפות העלים בין דגימות בתוך מיני עץ ובין מינים של עצים:
  2. לספור ולמדוד את פני השטח של העלים מכל מדגם.
  3. לייבש את העלים בתנור ייבוש עבור 48 h ב 45 ° c ושוקל את העלים על האיזון האלקטרוני.
  4. למדוד את אורך כל ענף וודי בתוך המדגם.
    הערה: ההבדלים בהדיאל מתרחשים בקהילות המארתת, כך שצריך לעשות דגימה לאורך כל תקופת היסק.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

אספנו 626 דגימות מ 323 עצים בודדים להלחין 5 קבוצות עץ. עבור הערכות של ביומסה הכולל של ארפוד למטר של הענף שנדגם, השגיאה הסטנדרטית נע בין 12% ל -18% מממוצע עבור 5 קבוצות העץ (טבלה 1). רמת דיוק זו הספיקה כדי לזהות וריאציה בין קבוצות עצים ושינוי ריבועי ביומסה עם תאריך25. טכניקה זו סיפקה יותר דיוק בעת הערכת גיוון גילדת כפי שמתואר על ידי השגיאה הסטנדרטית של מגוון גילדת ארפוד (H ') החל 3% כדי 7% מהמגוון ממוצע על פני 5 קבוצות עץ (שולחן 1). דיוק ברמה זו היה מספיק כדי לזהות וריאציה על פני 5 קבוצות עצים25. דיוק של האומדנים של עושר היה גם טוב מאוד כפי שניתן להדגים על ידי שגיאות סטנדרטיות נע בין 3% כדי 7% של עושר ממוצע בין 5 קבוצות עץ (שולחן 1). רמת דיוק זו הספיקה לזהות וריאציה בין קבוצות עצים, אסוציאציה ריבועית עם תאריך, ירידה בעושר עם גובה על העץ, ומערכת יחסים חיובית בין עושר ומרחק מעורק העץ25.

מיני עץ עושר ביומסה שאנון גיוון
X SE % מממוצע X SE % מממוצע X SE % מממוצע
מייפל ספפ (N = 140) 3.54 0.17 5% 0.003 0.0004 13 0.86 0.05 6
היקורי spp. (N = 141) 4.62 0.20 4 0.013 0.002 15 1.10 0.04 4
צפצפה צבעוני (N = 70) 4.32 0.20 5% 0.011 0.002 18 1.12 0.05 4
אמריקן ביץ ' (N = 67) 3.23 0.22 7 0.002 0.0003 15 0.81 0.06 7
אלון (N = 208) 4.77 0.15 3 0.006 0.0007 12 1.10 0.03 3

טבלה 1: הערכות פרמטרים מתוך המודל הפרסימלי25. ממוצע (X), שגיאה סטנדרטית של הממוצע (SE), ואחוז הממוצע של השגיאה הסטנדרטית עבור כל מדד קהילתי של עלווה מגורים-פרוקי רגליים שנתפסו על 5 קבוצות של עצים באמצעות שיטת החיתוך הסניף המתואר ביער הלאומי של שוני בדרום אילינוי.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

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 יירוט מעופפים פרוקי רגליים (מבוכה/חלון מלכודות, מלכודות דביק, וכו ') נראה להיות הגישה הנפוצה ביותר כדי לספור את הקהילות פרוקי רגליים ביער חופה29,30,31. סוגים אלה של מלכודות ניתן להציב ברחבי החופה, יעילים ביירוט המעופף פרוקי רגליים, ובדרך כלל לשמר פרוקי רגליים לתקופות ארוכות (שבועות או חודשים) לזיהוי מאוחר יותר וכימות29,30 ,31, למרות שהם מוגבלים בדרך כלל היכולת שלהם למלכודת זוחלים פרוקי רגליים31. מלכודות יירוט המושכים פרוקי רגליים באמצעות אור או פרומונים יש מגבלות נוספות כי הם השמנה רק עלונים לילה האטרקטיביות שלהם משתנה עם taxon, אור הירח, התאורה ברקע, וענן לכסות ההשפעה32, 33. בנוסף, משום פרוקי רגליים שנתפסו במלכודות מיירט הם ממרחקים לא ידוע, האזור לכוד אינו ידוע. ככזה, למרות מלכודות יירוט יעילים ליצירת אינדקסים מעופפים פרוקי רגליים לאורך מעבר הדרגתי, הנתונים המיוצרים ממלכודות מיירט לא ניתן להשתמש כדי להעריך את צפיפות המפולתא25.

שיטה נוספת משמשת לניטור העלווה פרוקי רגליים הוא משנוק כימית34,35. הסתרה כימית יכול להיות יעיל מאוד לאיסוף קבוצות מגוונות של פרוקי רגליים מתן אומדנים מדויקים של עושר מטקמי וגיוון. עם זאת, שיטה זו היא יקרה וצורכת זמן, הוא לא ספציפי כפי שהוא מדגימות כל פרוקי רגליים על העץ כולל אלה על הקליפות וענפים, אולי יש השפעות סביבתיות בלתי צפויות עקב הסחף רוח, והוא לא חוקי באזורים מסוימים36, 37,38,39.

הסניף מדגים כבר הפגינו כשיטה יעילה כדי להעריך את הצפיפות של משטח המים עלווה עץ עם הסתברות ללכוד גבוה כראוי כדי לזהות וריאציה על מעברי צבע סביבתיים שונים24,40. כלובי עגבניות תיל ו 49 שקיות אשפה של L בשימוש במחקר זה איפשר לחוקרים להקיף את הסניף באופן מלא עם מעט לא הפרעה לפני הסגר של הפתיחה של התיק. ככזה, חשוב כי החוקרים זהירים לא להפריע העלווה של הדגם הרצוי הסניף לפני התוחם אותו עם תיק הדגימה. לפיכך, צעד קריטי הוא להביא את תיק הדגימה במקביל עם תיק הדגימה הרצוי ולהקיף במהירות, חותם, ולקשור את התיק לאחר כל מדגם נאסף. אוסף לדוגמה מוגבל לגובה המקסימלי החוקר יכול להחזיק מוט טלסקופי מורחב (8 m במחקר שלנו), למרות הציוד אותו הענף ומתודולוגיה ניתן להשתמש במצבים אחרים כגון השעיה בחופה. מחברים מסוימים הציעו כי בעת שימוש בהליך זה פעיל, הפליחי פרוקי רגליים הם לא מיוצגים40,41,42. עם זאת, אנו מאמינים כי כל עוד העלווה נשאר ללא הפרעה עד שהוא מוקף על ידי שקית הדגימה, לא סביר כי מספר משמעותי פרוקי רגליים נוכח או על העלווה בזמן נמלט ללכוד. התוצאות של המחקר שלנו לתמוך בטענה זו כאשר בדגימת מספר סביר של עצים (323), השגיאה הסטנדרטית הייתה ברוב 17% של ממוצע ביומסה היחסי של הארפוד הקרוב (Cayra = 11%, Acer = 12%, fagus = 17%, ליריודתוף = 15% ו- quercus = 11%). באופן דומה, כאשר בוחנים עושר גילדת וגיוון, ההערכה המשתנה ביותר היה גיוון ב- Fagus, עם שגיאה סטנדרטית כי היה 7% מהממוצע. ברור הערכות אלה סיפקו דיוק מספיק כדי לעצב את ההבדלים בין הקבוצות עץ כללי, כמו גם משתנים אקולוגיים או סביבתיים אחרים. מגבלה על התוצאות שלנו, עם זאת, היא כי למרות שאנחנו בטוחים כי ההסתברות לגילוי עם שיטה זו היא גבוהה, כלומר, סביר להניח מתקרב 100%, אין לנו שיטה של אימות באופן עצמאי הקביעה הזאת. כך, בעוד הפגינו הסתברות גילוי מספיק כדי לזהות וריאציה על פני משתנה סביבתי, אשר במקרה זה היה עץ genera, הערכות ביומסה המיוצרים ממתודולוגיה זו יש את הפוטנציאל להיות נמוך מוטה על ידי כמה כמות לא ידוע 40.

רוב המחברים בחנו את תוכן התיק בשדה36,42,43,44,45. אנו מאמינים שצעד קריטי כדי למקסם את הגילוי הוא להקפיא את השקית כפי שעשינו, ולאחר מכן לבחון ולכמת את התוכן במעבדה בתנאים מבוקרים. אנו מאמינים כי גישה זו תפחית את שגיאת המדידה על ידי מזעור מספר פרוקי רגליים לכודים כי הם מתעלמים או מיסיולי.

הערכת האזור שנדגם להשוואת הצפיפות בין מיני העצים עשויה להיות בעייתית אם מבנה העלים משתנה במידה ניכרת בין מינים של עצים, כפי שהיה במחקר שלנו. במחקרים הקודמים, כאשר מחברים היו מעוניינים לכמת עלווה-מגורים פרוקי רגליים, הם מוערכים לעתים קרובות באזור דגימה על ידי שקילה עלים לאמוד את כמות המצע זמין עבור פרוקי רגליים46,47,48 . המינים השונים של עצי אלון, עם זאת, נוטים להיות מציפורנייך עלה שעווה עבה יותר מאשר מינים אחרים של עצים. לפיכך, היחס בין המסה לשטח הפנים של האלונים גדול ממינים אחרים49. כי המסה ליחס שטח הפנים הוא גדול יותר באלונים, באמצעות מסה של עלים כהערכה של מצע עבור העלווה מגורים פרוקי רגליים היה שטח דגימה באופן מיני לבין צפיפות מפרק המים עבור עצי אלון יחסית מינים עץ עם פחות עבה ציפורנייך עלה. בנוסף, אם היכולת לתמוך פרוקי רגליים משתנה בין מינים עץ, שטח פני השטח של הנוף מכוסה על ידי מינים עץ מסוים יהיה להכתיב את רמת המצע נתמך בתוך נוף מסוים. בגלל כמות שטח המשטח עץ נתון כולל נקבע על ידי התפשטות הכתר (כלומר, הענף התפשט החוצה מן הגזע) ואת צפיפות העלה משתנה בין העצים, אנו מאמינים כאשר כימות פרוקי רגליים עבור צריכת ידי אוכלי חרקים, הענף הכולל אורך שנדגם מתאים יותר מאשר ביומסה עלה בעת הערכת השטח הכולל שנדגמו. התוצאות שלנו שוב מופיעות כדי לתמוך בקביעה זו בכך שזיהינו הבדלים בין קבוצות עצים התואמים את התבנית החזויה המבוססת על מחקרים קודמים25. אנו מאמינים שפע מפרק הזמן או ביומסה לכל מדידה של אורך הענף מתאים ביותר כאשר המטרה העיקרית היא להשוות משאבים המסופקים עבור אוכלי חרקים בקרב מיני עץ. אם, עם זאת, אנשים משווים מינים עץ המייצרים עלים עם עובי העור דומה עלה, שימוש ביומסה עלה כהערכה של אזור הדגימה עשוי להיות מתאים יותר. ללא קשר אם החוקרים משתמשים באזור העלה בפועל, באזור העלה כפי שמוערך על ידי ביומסה עלה, או אורך הענף הכולל כמדד כימות, באמצעות שימוש בטכניקה, כמות מדידה של פרוקי רגליים בנקודה ספציפית בזמן על משטח מדיד שטח נלכד לכל מדגם. הדבר מאפשר לחוקרים להשתמש בשטח משטח העלה, באזור העלה כפי שמוערך על ידי ביומסה עלה, או אורך הענף הכולל כמדד לכימות. שיטה זו מספקת אומדן עקבי להשוואת פרוקי רגליים כמותית בין משתנים מרחביים או הזמני הערכה של צפיפות מפרק25.

באופן כללי, שיטת הדגימה המתוארת במאמר זה מופיעה כיעילה במתן השוואות מרחבית או מדדים מרחביים של עלווה. גישה זו הינה במחיר סביר וריאלי בסולם הנוף. יתר על כן, למרות הקפאת הסניף כולו דורש שטח מקפיא משמעותי, להקפיא את הענף ולאחר מכן שטיפה הענף במים היא דרך יעילה להפריד פרוקי רגליים מן העלווה עם מאמץ מינימלי, ולכן מתן גישה חסכונית להשיג מדדי פרוקי-רגליים. בסופו של דבר, כי המטרה העיקרית של המחקר המקורי שלנו היה להבין טוב יותר כיצד mesopinsectivorous של יערות נשירים בדרום מזרח צפוי להשפיע יער-מגורים ציפורים ויונקים אנו מקובצים פרוקי רגליים לתוך הגילדות מבוסס על אבחון תכונות מורפולוגיות. עם זאת, אנחנו לא רואים סיבה מדוע טכניקות לכידה אלה לא ניתן להשתמש כדי לכמת פרוקי רגליים במין או בכל רמת מטקמי אחרת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

. למחברים אין מה לגלות

Acknowledgments

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

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Arnold, A. J. Insect sampling without nets, bags, or filters. Crop Protection. 13, 73-76 (1994).
  2. Roberts, R. J., Campbell, A. J., Porter, M. R., Sawtell, N. L. Funturations in the abundance of pasture scarbs in relation to Eucalyptus trees. Proceeding of the 3rd Australian Conference on Grassland Invertebrate Ecology. Lee, K. E. , SA Government Printer. Adelaide. 75-79 (1982).
  3. Southwood, T. R. E., Henderson, P. A. Ecological Methods. , Blackwell Science. Oxford. (2000).
  4. Masters, G. J. Insect herbivory above- and belowground: individual and joint effect on plant fitness. Ecology. 79, 1281-1293 (1995).
  5. Stewart, R. M., Kozicki, K. R. DIY assessment of leatherjacket numbers in grassland. Proceedings of the crop protection in North Britain Conference. , Scottish Crop Research Institute. Dundee. 349-353 (1987).
  6. 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).
  7. Barber, H. S. Traps for cave inhabiting insects. Journal of the Elisha Michell Scientific Society. 46, 259-266 (1931).
  8. Malaise, R. A new insect trap. Entomologisk Tidskrift. 58, 148-160 (1937).
  9. Peck, S. B., Davis, A. E. Collecting small beetles with large-area "window traps". Coleopterists Bulletin. 34, 237-239 (1980).
  10. Taylor, L. R. An improved suction trap for insects. Annals of Applied Biology. 38, 582-591 (1951).
  11. 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).
  12. Ozanne, C. M. Techniques and methods for sampling canopy insects. Insect Sampling in Forest Ecosystems. Leather, S. R. , Blackwell Publishing. Malden, MA. 146-167 (2005).
  13. Sterling, P. H., Hambler, C. Coppicing for conservation: do hazel communities benefit?. Woodland conservation and research in the Clay Veil of Oxfordshire and Buckinghamshire. Kirby, K., Wright, F. J. , NCC. Peterborough. 69-80 (1988).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Gray, H., Treloar, A. On the enumeration of insect populations by the method of net collection. Ecology. 14, 356-367 (1933).
  17. Dietrick, E. J. An improved backpack motor fan for suction sampling of insect populations. Journal of Economic Entomology. 54, 394-395 (1961).
  18. Speight, M. R. Reproductive capacity of the horse chestnut scale insect, Pulvinaria regalis Canard (Hom., Coccidae). Journal of Applied Entomology. 118, 59-67 (1994).
  19. 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).
  20. Agassiz, D., Gradwell, G. A trap for wingless moths. Proceedings and Transactions of the British Entomological and Natural History Society. 10, 69-70 (1977).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. Crossley, D. A. Jr, 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).
  25. Sierzega, K. P., Eichholz, M. W. Understanding the potential biological impacts of modifying disturbance regimes in deciduous forests. Oecologia. 189, 267-277 (2019).
  26. Schwegman, J. The natural divisions of Illinois. Guide to the vascular flora of Illinois. Mohlenbrock, R. H. , Southern Illinois University Press. Carbondale, IL. 1-47 (1975).
  27. 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).
  28. Thompson, F. R. The Hoosier-Shawnee Ecological Assessment. General Technical Report. NC-244. , 3rd Edition, U.S. Department of Agriculture, Forest Service, North Central Research Station. St. Paul, MN. (2004).
  29. Townes, H. A light-weight Malaise trap. Entomological News. 83, 239-247 (1972).
  30. 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).
  31. Basset, Y. A composite interception trap for sampling arthropods in tree canopies. Australian Journal of Entomology. 27, 213-219 (1988).
  32. Bowden, J. An analysis of factors affecting catches of insects in light traps. Bulletin of Entomological Research. 72, 535-556 (1982).
  33. 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).
  34. Mound, L. A., Waloff, N. The components of diversity. Diversity of Insect Faunas. , Symposia of the Royal Entomological Society of London No. 9. 19-40 (1978).
  35. 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).
  36. 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).
  37. 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).
  38. 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).
  39. 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).
  40. Johnson, M. D. Evaluation of arthropod sampling technique for measuring food availability for forest insectivorous birds. Journal of Field Ornithology. 71, 88-109 (2000).
  41. Cooper, R. J., Whitmore, R. C. Arthropod sampling methods in ornithology. Studies in Avian Biology. 13, 29-37 (1990).
  42. 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).
  43. Schowalter, T. D., Webb, J. W., Crossley, D. A. Jr Community structure and nutrient content of canopy arthropod in clearcut and uncut forest ecosystems. Ecology. 62, 1010-1019 (1981).
  44. 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).
  45. Beltran, W., Wunderle, J. M. Jr 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).
  46. Schowalter, T. D., Crossley, D. A. Jr, Hargrove, W. Herbivory in forest ecosystems. Annual Review of Entomology. 31, 177-196 (1986).
  47. Summerville, K. S., Crist, T. O. Effects of timber harvest on Lepidoptera: community, guild, and species responses. Ecological Applications. 12, 820-835 (2002).
  48. 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).
  49. Burns, R. M., Honkala, B. H. Silvics of North America: Vol 2. Hardwoods. Agriculture Handbook 654. , U.S. Department of Agriculture Forest Service. Washington, D.C. (1990).

Tags

מדעי הסביבה סוגיה 152 שפע של פרוקי רגליים צפיפות פרוקי רגליים מפרק העשב ללכוד קהילה גיוון עלווה אוכלוסייה עושר
שיטה לכימות עלווה-מגורים פרוקי רגליים
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Eichholz, M. W., Sierzega, K. P. A… More

Eichholz, M. W., Sierzega, K. P. A Method for Quantifying Foliage-Dwelling Arthropods. J. Vis. Exp. (152), e60110, doi:10.3791/60110 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter