방법 논문

밤에 인공 조명에 끌리는 비행 곤충의 시간적 하위 샘플링을위한 저비용 자동 비행 요격 함정

DOI:

10.3791/63156

⸱

2021년 12월 29일

 ,  ,  , 
1Department of Ecology, Environment and Evolution, La Trobe University, 2Independent researcher

이 논문에서

요약

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

야행성 비행 곤충에 대한 야간 인공 조명 (ALAN)의 영향을 연구하려면 샘플링을 야간에만 국한시켜야합니다. 이 프로토콜은 연구자가 복제 증가로 사용자 정의 기간에 샘플링 할 수있는 저비용 자동 비행 요격 트랩을 설명합니다.

초록

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

샘플링 방법은 표적 종 또는 연구의 공간적 및 시간적 요구 사항에 따라 선택됩니다. 그러나 비행 곤충의 수동 샘플링을위한 대부분의 방법은 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 들며 논리적으로 수행하기가 어렵 기 때문에 시간적 해상도가 떨어집니다. 야간에 인공 조명에 끌리는 날으는 곤충을 효과적으로 샘플링하려면 잘 복제 된 사이트에서 사용자 정의 된 시간 지점 (야간 전용)에서 샘플링해야하므로 주요 시간과 노동 집약적 인 조사 노력 또는 값 비싼 자동화 기술이 필요합니다. 여기에 설명 된 것은 구성 및 작동에 전문 장비 나 기술이 필요하지 않은 저비용 자동 인터셉트 트랩이므로 여러 사이트에서 시간적 서브 샘플링이 필요한 연구에 실행 가능한 옵션입니다. 이 트랩은 이전의 트랩 기술로 실현 가능한 것보다 더 큰 시간적, 공간적 규모를 요구하는 광범위한 다른 생태 학적 질문을 해결하는 데 사용할 수 있습니다.

서론

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

절지 동물 샘플링 기술 1,2,3에는 많은 절지 동물 샘플링 기술이 있지만 생태 학자들은 종종 연구 질문에 적합한 방식으로 이러한 방법을 적용하는 데 어려움을 겪습니다 (4 참조). 곤충을 샘플링하기위한 적절한 방법을 선택할 때, 생태 학자들은 다른 기술에 관련된 표적 종, 시간, 노력 및 비용을 고려해야합니다. 예를 들어, 일반적인 한계는 날씨 또는 일주기 활동의 변화와 같은 종 활동에 영향을 미치는 시간 변수를 정량화하기 위해 복제 된 사이트에 대한 특정 기간 동안 하위 샘플을 작성하는 것이 논리적으로 어려울 수 있다는 것입니다 (단,5 참조). 대부분의 수동적 측량 곤충 함정은 오랜 기간 동안 (예를 들어, 여러 날, 몇 주 또는 심지어 몇 달에 걸쳐) 설정되며, 미세한 규모의 시간적 해결1이 결여되어 있다. 다수의 복제 사이트에 걸친 특정 기간을 대상으로 하는 설문조사(예를 들어, 별개의 사이트에 걸친 야행성 샘플링과 같은)의 경우, 대규모 팀이 표본을 수집하고 트랩을 재설정하기 위해 동시에 여러 날에 걸쳐 사이트를 방문해야 할 수도 있습니다(예: 일출 및 일몰 후 30분 이내). 그렇지 않으면, 자동화된 트래핑 장치(5,7,8)가 요구된다.

야간에 인공 조명 (ALAN)이 곤충 활동 패턴과 국부적 인 인구 역학에 미치는 영향에 대한 작업 분야가 증가하고 있습니다 9,10; ALAN과 곤충 포식률 사이의 상호 작용에 대해 4,11,12,13. 그러나 ALAN이 야행성 곤충 택시에 미치는 영향을 연구하려면 샘플링을 야간에만 국한시켜야합니다. 몇몇 상이한 활성 광 트랩이 야행성 곤충(14)의 자동화된 시간적 샘플링을 위해 기술되고 이용되었다. 몇 가지 예에는 캐치(15)를 분리하기 위해 매시간 디스크가 떨어지는 좁은 튜브에 캐치가 떨어지는 간단한 낙하 디스크형 분리 장치 또는 시간 간격(7,16,17)으로 수집 병을 회전시키는 턴테이블 분리 장치가 포함됩니다. 이러한 이전의 자동 조명 트랩은 시간 조사 요구 사항과 관련된 샘플링 문제를 해결하지만 종종 크고 다루기 힘들며 오래되었거나 신뢰할 수없는 기술을 사용합니다. 새로운 자동 수동 샘플링 장치가 최근에 개발되어 테스트되었습니다8. 이 장치는 사용자 정의 간격(8)에서 트랩 내용물을 수집할 수 있는 턴테이블 홀딩 샘플링 컵으로 구성된 경량의 맞춤형 설계 수집 장치와 페어링된 상용 비행 차단 트랩을 활용했습니다. 이 새로운 자동 트랩은 스마트 폰으로 작동 할 수있는 정교한 프로그래밍을 사용하지만 트랩8 당 약 EURO 700 (AUD 1,000)으로 구축하는 데 엄청나게 비쌉니다.

비행 요격 함정은 비행 곤충1,18,19을 조사하고 비행 곤충이 수직 표면과 충돌 할 때 땅에 떨어지는 원리로 작업하는 가장 효율적인 방법 중 하나입니다. 비행 요격 함정은 다양한 디자인으로 제공됩니다. 그러나 대부분은 일반적으로 투명 또는 메쉬 표면과 물 및 / 또는 방부제로 채워진 수집 용기로 구성됩니다. 여기에 설명된 새로운 트랩은 크로스 베인/배플 타입 또는 다방향 인터셉트 트랩(20)을 사용하는데, 이는 크로스 배플이 포획률(14,21)을 증가시키고 모든 방향에서 곤충을 샘플링하는 것으로 보여졌다는 점을 감안할 때이다. 이 함정의 목적은 인공 조명에 끌리는 야행성 비행 곤충을 조사하는 것입니다. 이 광택시는 곤충들이 광원(22)을 돌게 하는 결과를 초래한다; 따라서 다방향 트랩이 가장 적합합니다.

여기에 설명 된 것은 건설 및 작동에 전문 장비나 기술이 필요하지 않은 저비용 자동 인터셉트 트랩입니다. 이 트랩은 상업적으로 이용 가능한 자동 애완 동물 사료 디스펜서와 하드웨어 상점에서 구입할 수있는 일반적인 품목을 사용합니다. 이 설계는 트랩 당 EURO 66 (AUD 105)보다 저렴하여 구축 할 수 있으므로 여러 사이트에서 동시에 시간적 서브 샘플링이 필요한 연구에 적합한 옵션입니다.

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프로토콜

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1. 함정 건설

참고: 트랩을 구축하는 데 필요한 모든 구성 요소는 재료 표에서 찾을 수 있습니다. 각 트랩은 그림 1 및 그림 2와 같이 2 시간 이내에 한 사람에 의해 구성되었습니다.

  1. 퍼즐을 사용하여 폴리카보네이트 루핑 시트(8mm x 610mm x 2400mm)를 610mm x 230mm 섹션으로 자릅니다(그림 1, 항목 1 및 2). 그런 다음 8mm 중앙 홈을 각 (610mm x 230mm) 창의 중심을 반쯤 위로 잘라 두 개의 창이 함께 미끄러져 크로스 배플을 형성하도록하십시오.
  2. 교차된 배플을 플라스틱 깔때기 개구부(그림 1, 항목 4)에 꼭 밀어 넣고 20mm 스테인리스 스틸 꺾쇠 괄호로 깔때기에 고정합니다(그림 1, 항목 5b).
  3. 꺾쇠 괄호를 제자리에 두고 구멍을 미리 뚫은 다음 와셔가 있는 M4 나사와 너트(그림 1, 항목 6b)를 사용하여 크로스 배플을 깔때기에 고정합니다.
  4. 다시 지그소를 사용하여, 남은 시트로부터 폴리카보네이트 시트(230 mm x 305 mm)의 조각을 절단하고, 교차된 배플의 상부에 90° 각도로 20 mm 스테인레스 스틸 꺾쇠 브래킷(그림 1, 항목 5a)으로 고정하여 보호 지붕을 형성하였다(도 1, 항목 3).
  5. 꺾쇠 괄호를 제자리에 두고 구멍을 미리 뚫은 다음 와셔가 있는 M4 나사와 너트(그림 1, 항목 6a)를 사용하여 지붕을 배플에 고정합니다.
  6. 깔때기 주둥이를 쇠톱으로 ~ 30mm 길이로 트리밍하여 자동화 된 애완 동물 피더의 샘플 트레이가 프로그래밍 된 간격으로 방해받지 않고 회전하도록하십시오.
  7. 자동화된 애완동물 디스펜서(그림 1, 항목 8)를 9 L(직경 38mm) 플라스틱 분지(그림 1, 항목 7) 내에 두어 기상 조건으로부터 샘플을 보호합니다.
  8. 9L 분지 상단에 20mm 구멍을 뚫고 깔때기 주둥이를 구멍에 넣어 샘플 트레이 바로 위에 놓습니다.
  9. 육각 헤드 드라이버 비트가 있는 드릴을 사용하여 아연 도금된 육각 헤드 나사(그림 1, 항목 14)가 있는 500mm 처리된 소나무 울타리 팔링(그림 1, 항목 9)에 애완동물 피더를 덮고 있는 플라스틱 분지를 고정합니다.
  10. 로프를 통해 공기 중으로 호이스트하기 위한 전체 트랩을 안정화하려면 나무 스테이크(17 x 17 x 1200 mm, 그림 1, 항목 10)를 꺾쇠 브래킷과 타이 와이어(그림 1, 항목 13, 15 및 16)로 처리된 소나무 울타리 팔링(그림 1, 항목 9)에 부착합니다.

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그림 1: 트랩 구성의 개략도. (1 및 2) 610 mm x 230 mm x 8 mm 폴리카보네이트 시트; (3) 230 mm x 305 mm x 8 mm 폴리 카보네이트 시트; (4) 직경 24cm 플라스틱 깔때기; (5a-b) 20mm 꺾쇠 괄호; (6a-b) M4 x 15mm 나사, 와셔 및 너트; (7) 38 cm 직경 9 L 플라스틱 분지; (8) 자동 애완 동물 사료 디스펜서; (9) 150 mm x 12 mm 처리된 소나무 팔링; (10) 17mm x 17mm x 1200mm 나무 스테이크; (11) 125mm x 150mm 꺾쇠 괄호; (12) 16mm x 16mm 육각 헤드 나사; (13) 꺾쇠 괄호; (14) 16mm x 16mm 육각 헤드 나사; (15 및 16) 와이어 안정제; (17) 카라비너, 낮추고 자세로 올리는 데 사용됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

2. 트랩 배포

참고: 함정은 날으는 곤충을 포획하기 위해 지상에서 6m 높이(실험 또는 제어 표시등 바로 아래)의 나무에 부착되었습니다(그림 2). 덫을 비우고 모으는 일은 하루에 세 사람이 수행했습니다. 필요한 경우 트랩을 낮추어 수집된 샘플을 제거하고, 애완동물 사료 디스펜서를 재설정하고, 샘플링 체계에 따라 사흘마다 트랩을 다시 제자리에 배치하여 필요한 경우 추가로 샘플링할 수 있습니다.

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그림 2: 사용자가 정의한 시점에서 곤충을 샘플링하기 위한 저비용 자동 비행 요격 트랩. (A) 폴리카보네이트 교차 배플은 사방에서 곤충을 수집할 수 있는 비행 요격 영역 역할을 합니다. 폴리 카보네이트 지붕은 곤충을 아래쪽으로 향하게하고 수집 된 샘플을 날씨로부터 보호하는 역할을합니다. 비행 아래의 깔때기는 장벽 서버를 가로채서 폴리 카보네이트 장벽과 충돌 한 곤충을 원형 분지 내에 보관 된 수집 트레이로 유입시킵니다. (B) 실험용 빛 아래에 매달려있는 함정과 나무 말뚝과 꺾쇠 괄호로 나무에 고정. 요격 트랩 아래의 합판 상자에는 자유 범위의 곤충 박쥐에 의해 생성 된 반향 위치 호출을 수동적으로 기록하는 데 사용되는 박쥐 탐지기가 포함되어 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

  1. 샘플링 위치에 도착하면 플라스틱 분지 아래에서 자동화된 애완동물 사료 디스펜서(그림 1, 항목 8)를 분리합니다.
  2. 자동 펫푸드 디스펜서(도 3A)를 열고 각 식품 트레이에 비눗물 또는 방부제가 들어있는 호일 접시를 놓는다(도 3B, 여기에서는 프로필렌글리콜 20 mL를 방부제로 사용하였다).
  3. 자동 애완 동물 사료 디스펜서와 함께 제공된 지시에 따라 식품 트레이 회전 시간을 설정하십시오. 먼저 시계 시간을 설정 한 다음 각 애완 동물 사료 디스펜서 트레이를 프로그래밍하십시오.
    참고: 자동 펫푸드 디스펜서는 미리 프로그래밍된 시간에 음식 트레이(1-6)를 회전시킵니다. 6 끼 그릇은 밤낮으로 언제든지 열 수 있도록 설정할 수 있으며 트레이는 순차적으로 회전합니다. 이 연구의 목표는 야행성 곤충과 일주일 곤충을 별도로 샘플링하는 것이 었습니다. 트레이 1은 첫날 밤 8시부터 샘플링한 후 다음날 아침 7시에 트레이 2로 이동한 다음 오후 8시에 트레이 3, 오전 7시에 트레이 4, 오후 8시에 트레이 5, 오전 7시에 트레이 6으로 이동했습니다. 지연 기능은 모든 사이트를 설정하는 데 2 일이 걸렸기 때문에 샘플링을 하루 지연시킬 수 있으므로 모든 사이트에서 동일한 요일 / 시간에 샘플링이 시작되도록했습니다.

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그림 3: 자동화된 애완동물 사료 그릇. (A) 배터리로 작동하는 6-meal 애완 동물 사료 그릇은 사용자 정의 간격으로 곤충을 샘플링하는 데 사용됩니다. 음식 그릇은 야행성 및 일주일 곤충을 샘플링하기 위해 번갈아 가며 일정에 따라 프로그래밍되었습니다. 예를 들어, 트레이 1은 오후 8시(야행성 1일), 트레이 2는 오전 7시(일차 1일), 트레이 3은 오후 8시(야행성 2일)에 열렸고, 트레이 4는 오전 7시에 열렸고(일차 2일), 트레이 5는 오후 8시(야행성 3일), 트레이 6은 오전 7시에 열렸습니다(일주일 3일). (B) 여섯 개의 수집 트레이를 보여주기 위해 자동화 된 애완 동물 사료 그릇에서 뚜껑을 제거했습니다. 방부제로 프로필렌 글리콜을 함유 한 호일 접시는 수집 된 곤충을 쉽게 제거 할 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

  1. 자동 애완동물 사료 디스펜서를 플라스틱 분지 아래에 다시 놓고 아연 도금된 육각 헤드 나사로 목재 울타리 조각에 분지를 고정시킵니다(그림 1, 항목 14).
  2. 카라비너로 트랩 상단에 로프를 부착합니다(그림 1, 항목 17). 사다리를 사용하여 함정을 제자리에 올려 카라비너가 실험 조명 아래에 고정하십시오.
  3. 두 번째 나무 스테이크(17mm x 17mm x 1200mm, 그림 2B)를 꺾쇠 괄호로 나무(또는 램프 포스트)에 부착하여 강풍에 트랩을 안정화시킵니다.
  4. 함정은 스테이크 꼭대기에 있습니다. 두 개의 큰 케이블 타이로 고정하십시오(그림 2B).
  5. 곤충 샘플을 수집하려면 밧줄로 함정을 낮추십시오. 플라스틱 분지 아래에서 자동 애완 동물 사료 디스펜서를 제거하십시오.
  6. 애완동물 사료 디스펜서의 뚜껑을 분리하고(그림 3A) 알루미늄 트레이를 들어올려 내용물을 미리 라벨이 표시된 샘플 바이알에 붓습니다(그림 3B).

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결과

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함정은 호주 멜버른 전역의 네 개의 부시 랜드 보호 구역에서 실험 조명에 끌리는 날으는 곤충에 대한 조사에서 시험되었습니다. 부지는 주거용 주택으로 둘러싸인 잔여 또는 식생 된 숲으로 구성되었으며 평균 15km 떨어져 있으며 (범위 3-24km) 및 45ha 크기 (범위 30-59ha)였습니다. 총 16개의 함정이 설치되었으며, 각 현장에는 실험 조명(3개의 조명과 1개의 컨트롤)이 있거나, 2021년 3월 30일부터 4월 2일까지 3박 3일 동안 조사되었다. 트랩을 설치하는 데는 2 일이 걸렸지 만 애완 동물 사료 디스펜서의 지연 기능을 활용하여 모든 함정에 대해 동시에 샘플링이 시작되었습니다.

함정은 비를 포함하여 다양한 기상 조건 (6.7-29.5 ° C, 야간 최소 및 주간 최고 온도, 17-46km / h 최대 바람 돌풍)에서 작동하며 수집 트레이에 어떤 실패나 비가 내리지 않았습니다. 샘플링 3 일 동안 총 488 마리의 비행 곤...

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토론

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Bolliger et al. (2020)8 에 의해 설명 된 자동 비행 요격 함정이 잘 설계되고 사용자 정의 된 시간대에 샘플링에 매우 효과적임에도 불구하고 많은 연구자에게는 비용이 많이 들지 않을 것입니다. 이 연구는 사용자 정의 기간에 비행 곤충을 서브 샘플링하기 위해 자동화 된 함정을 사용하는 수동 트랩핑 조사가 겸손한 예산으로 수행 될 수 있음을 보여줍니다. 트랩은 Bolliger et al. (2020) 8 트랩을 구축하는 데 필요한 비용의 10 분의 1을 위해 전문 기술없이 하드웨어 상점에서 일반적으로 사용할 수있는 상업용 애완 동물 사료 디스펜서 및 재료를 활용하여 미리 정의 된 여섯 가지 시점에서 샘플링하도록 제작되었습니다. Bolliger et al. (2020) 8 자동 비행 요격 트랩을 트랩 당 EURO 700 (AUD 1,000)의 비용으로 구축하려면 전문 전자 및 기계 지식이 필...

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감사의 글

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 연구는 Sonepar가 후원하는 La Trobe University Net Zero Fund를 통해 자금을 지원했습니다. 이 연구는 환경부, 토지, 수자원 및 계획 과학 허가 번호 10009741에 따라 수행되었습니다. 초기 초안과 두 명의 익명의 검토자에 대한 의견을 주신 Martin Steinbauer에게 감사드립니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
배터리 (C 셀) – 10DuracellMN1400B10https://www.duracell.com.au/product/alkaline-c-batteries/
배터리 작동 자동 6식 애완동물 사료 그릇 – 각OEM 중국XR-P006-002자동 6식사 애완동물 사료 그릇은 공급업체에 따라 가격이 다르며, 예를 들어 영국에서는 &파운드로 구매할 수 있습니다; 19 GBP ($ 36 호주).
갈바니즈 육각 머리 나사 (10-16 x 16 mm) – 100 팩Bunnings Warehouse1-311-9151-CTPMEBunnings Warehouse는 호주와 뉴질랜드에 매장을 둔 호주 하드웨어 체인입니다. Bunnings Warehouse에서 구입한 품목은 대부분의 철물점에서 찾을 수 있습니다. https://www.bunnings.com.au/
아연 도금 강철 앵글 브래킷 (125 x 150 mm) – 각Bunnings WarehouseAZ11https://www.bunnings.com.au/
아연 도금 타이 와이어 (0.70 mm x 75 m) – 롤 당Bunnings Warehouse50218https://www.bunnings.com.au/
플라스틱 분지 (38 cm, 9 L 라운드) – 각Ezy 저장FBA31541https://www.ezystorage.com/product/laundry/basic-accessories/9l-round-basin/
플라스틱 깔때기(24cm) –각 SandlefordPf24https://www.sandleford.com.au/plastic-funnel-24cm
스테인리스 스틸 앵글 브래킷(20mm) & 16Bunnings WarehouseWEB2020https://www.bunnings.com.au/
스테인리스 스틸 나사 및 너트(M4 x 15mm) & 18팩Bunnings WarehouseSFA394https://www.bunnings.com.au/
스테인리스 스틸 와셔(3/16" & M5) – 50Bunnings 창고EBM5005https://www.bunnings.com.au/
Sunlite 폴리카보네이트 루핑 시트 (8mm x 610 mm x 2.4 m) – 각Suntuf (Palram Industries Ltd)SL8CL2.4https://www.palram.com/au/product/sunlite-polycarbonate-multi-wall/
처리된 소나무 팔레트 (150 x 12 mm) – 각STS Timber Wholesale P/Ln/ahttps://www.ststimber.com.au/sts-timber-wholesale-products/fencing
나무 말뚝 (1200 x 17 x 17 mm) – 10 팩래티스 메이커n/ahttps://latticemakers.com/product/tomato-stakes-17x17mm-pack-of-10/
팩 팩 팩

참고문헌

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