Het kwantificeren van Corticoleuze geleedpotigen met plak vallen

Summary

We beschrijven een semi-kwantitatieve benadering van het meten van kenmerken van corticolous (schors-woning) geleedpotigen Gemeenschappen. We plaatsten in commercieel vervaardigde kleverige vallen op boom Bolen om de overvloed, totale lengte (een surrogaat naar biomassa), rijkdom en de diversiteit van Shannon te schatten voor de vergelijking tussen boomsoorten.

Abstract

Terrestrische geleedpotigen spelen een belangrijke rol in ons milieu. Het kwantificeren van geleedpotigen op een manier die een precieze index of schatting van de dichtheid mogelijk maakt, vereist een methode met een hoge detectie waarschijnlijkheid en een consistent bemonsteringsgebied. We gebruikten plakkerige vallen om overvloed te vergelijken, totale lengte (een surrogaat voor biomassa), rijkdom en Shannon diversiteit van corticolous geleedpotigen onder de Boles van 5 boomsoorten. De werkzaamheid van deze methode was voldoende om variatie in corticoleuze geleedpotigen onder boomsoorten op te sporen en een standaardfout te bieden van het gemiddelde dat < 20% van het gemiddelde was voor alle schattingen met steekproefgroottes van 7 tot 15 individuele bomen van elke soort. Onze resultaten geven aan dat, zelfs met deze gematigde steekproefgrootten, het nauwkeurigheidsniveau van de geleedpotige communitystatistieken die met deze aanpak worden geproduceerd, toereikend is om de meeste ecologische vragen te beantwoorden over temporele en ruimtelijke variatie in corticoleuze gelede potigen. De resultaten van deze methode verschillen van andere kwantitatieve benaderingen zoals chemische knockdown, visuele inspectie en trechter vallen, omdat zij een indicatie geven van de activiteit van corticolous geleedpotige op een relatief lange termijn, beter met inbegrip van tijdelijke Bole bewoners, vliegende geleedpotigen die tijdelijk land op de boom Bole en kruipen geleedpotigen die de boom Bole gebruiken als een reisroute van de grond naar een hoger bosloof. Bovendien zijn wij van mening dat commercieel vervaardigde kleverige vallen nauwkeuriger schattingen bieden en logischer eenvoudiger zijn dan de eerder beschreven methode om een kleefmateriaal direct op boom schors toe te passen of een kleefmateriaal op tape of andere soort steun en toepassing die op de boom schors.

Introduction

Terrestrische geleedpotigen spelen een belangrijke rol in ons milieu. Geleedpotigen zijn niet alleen van wetenschappelijk belang, maar kunnen zowel schadelijk als heilzaam zijn voor andere trofische niveaus (d.w.z. gewassen, tuinbouw planten, inheemse vegetatie, en voedsel voor insectiesetende organismen^1,2,3,4). Dus, inzicht in de factoren die invloed hebben op geleedpotigen gemeenschap ontwikkeling en overvloed is van cruciaal belang voor landbouwers⁵, Pest Control managers⁶, bosbouwers⁴, plant biologen⁷, entomologen⁸, en wildlife en conservatie ecologen die Gemeenschap dynamiek bestuderen en beheren van insectenetende organismen⁹. Geleedpotige gemeenschappen variëren in soorten samenstelling en abundantie zowel tijdelijk als ruimtelijk in een verscheidenheid van ecologische landschappen, waaronder plantengemeenschappen, plantensoorten en in verschillende regio's van individuele planten. Bijvoorbeeld, studies hebben aangetoond aanzienlijke verschillen in de geleedpotigen Gemeenschap metrische gegevens tussen de wortels, Bole en stengels, en gebladerte, binnen dezelfde individuele boom^10,11. Deze bevindingen zijn niet verrassend gezien het feit dat verschillende delen van dezelfde plant, bijvoorbeeld, bladeren versus barken van een boom, bieden verschillende middelen waarvoor geleedpotigen hebben aangepast om te exploiteren. Zo kan elk deel van de plant een andere geleedpotigen Gemeenschap ondersteunen. Omdat gebladerte woning geleedpotigen zo'n grote sociaaleconomische en ecologische impact kunnen hebben, is aanzienlijke inspanning besteed om communautaire Metrics te meten met zowel kwalitatieve als kwantitatieve benaderingen¹². Als alternatief is er veel minder inspanning besteed aan het ontwikkelen van benaderingen van het kwantificeren van corticolous (schors-woning) geleedpotigen Gemeenschappen.

Net als gebladerte-geleedpotigen Gemeenschappen, kunnen corticolous geleedpotige gemeenschappen zowel vanuit sociaal-economisch als vanuit milieuoogpunt belangrijk zijn. Sommige bosziekten die worden veroorzaakt of gefaciliteerd door corticoleuze geleedpotigen kunnen schadelijk zijn voor economisch levensvatbare houtoogst⁴. Bovendien kunnen corticoleuze geleedpotigen een belangrijk onderdeel van de voedselketen zijn in bosgemeenschappen^13,14. Bijvoorbeeld, forest woning geleedpotigen zijn de primaire voedselbron voor vele insectivvoreuze schors gleening zangvogels^15,16. Zo is inzicht in de factoren die van invloed zijn op gemeenschappen van corticoleuze geleedpotigen van belang voor bosbewoners en zowel basis-als toegepaste ecologen.

Het begrijpen van factoren die de samenstelling en overvloed van geleedpotigen beïnvloeden, vereist vaak de inname van individuen. Vang technieken kunnen over het algemeen worden onderverdeeld in kwalitatieve technieken die alleen de aanwezigheid van een soort detecteren voor schattingen van soorten, rijkdom en diversiteit¹⁷, of semi-kwantitatieve en kwantitatieve technieken die een index of schatting van overvloed en dichtheid van individuen binnen een taxonomische groep^18,19mogelijk maken. Semi-kwantitatieve en kwantitatieve technieken stellen onderzoekers in staat om een bepaald monstergebied te schatten of op zijn minst consequent te samplen en de waarschijnlijkheid van detectie te schatten of te veronderstellen dat detectie waarschijnlijkheid niet-directioneel is en voldoende is om het vermogen van de onderzoeker om ruimtelijke of temporele variatie in overvloed te detecteren, niet te verhullen. Semi-kwantitatieve en kwantitatieve technieken voor het kwantificeren van corticoleuze geleedpotigen omvatten zuig-of vacuüm bemonstering van een specifiek gebied^20,21,22, systematische telling van zichtbare geleedpotigen^18,23, kleverige vallen²⁴, verschillende trechter-of pot-type vallen^8,25, en ingang of emergente gaten^26,27.

Een aantal ruimtelijke en temporele factoren wordt verondersteld te leiden tot variatie in de corticoleuze geleedpotigen gemeenschappen^11,14,28,29. Bijvoorbeeld, textuur van boom schors wordt gedacht te beïnvloeden de Gemeenschaps structuur van de boom-woning geleedpotigen¹⁴. Vanwege de meer gevarieerde oppervlakte van de boomstammen met meer verroerde schors, worden bomen met meer verroerde schors verondersteld te ondersteunen een grotere diversiteit en overvloed van geleedpotigen¹⁴.

Met dit artikel rapporteren we een nieuwe semi-kwantitatieve benadering van het inventariseren van corticoleuze geleedpotigen die kunnen worden gebruikt om hypothesen te beschrijven en te testen met betrekking tot variatie in corticoleuze geleedpotige gemeenschappen in de tijd en ruimte met voldoende precisie om verschillen tussen boomsoorten op te sporen. Met behulp van kleverige vallen gekoppeld aan de boomstammen, vergeleken we de overvloed, totale lengte (een surrogaat voor lichaamsmassa), rijkdom, en diversiteit van de geleedpotigen Gemeenschap op de Bole van White Oak (Quercus Alba), pignut Hickory (Carya glabra), Sugar Maple (Acer saccharum), Amerikaanse beuken (Fagus grandifolia), en Tulip populier (Liriodendron tulipifera) bomen, bomen die variëren in schors textuur.

Dit onderzoek werd uitgevoerd in de ecologische secties van het Shawnee National Forest (SNF) in het zuidwesten van Illinois. In juli 2015 identificeerden we 18 (9 gedomineerd door Oak/Hickory en 9 gedomineerd door beuken/esdoorn) sites met de USFS standaard cover kaart voor de SNF (allveg2008. SHP) in ArcGIS 10.1.1. In de xeric-sites waren de dominante soorten pignut Hickory en White Oak en in Mesic sites, de dominante soort waren Amerikaanse beuken, suiker esdoorn, en tulp populier. Om Bole geleedpotige Gemeenschap te vergelijken onder boomsoorten, identificeerden we bij elke gegevensverzamelings site de drie van de vijf (White Oak, pignut Hickory, Sugar Maple, American Beech en Tulip Poplar) focale soorten bomen > 17 cm diameter op borsthoogte (d.b.h.) het dichtst bij het midden van een 10 m radiale cirkel. Als er minder dan drie geschikte bomen aanwezig waren, werd de cirkel uitgevouwen en werd de dichtstbijzijnde boom geselecteerd die aan de criteria voldoet. Voor elke gekozen boom hebben we vier kleverige vallen geïnstalleerd op borsthoogte, één gericht in elke kardinale richting: Noord, Zuid, Oost en West.

We verzamelde geleedpotigen gegevens uit de Boles van 54 individuele bomen (12 pignut hickories, 15 witte eiken, 8 Amerikaanse Beeches, 12 Sugar Maples, en 7 Tulip Poplars) onder de 18 sites. We gegroepeerd geleedpotigen volgens een vereenvoudigde Guild classificatie door diagnostische morfologische kenmerken indicatief van nauw verwante orders uit de huidige fylogenetische records, vergelijkbaar met die van "operationele taxonomische eenheden"^30,31 (aanhangsel a). Op basis van deze classificatie hebben we vertegenwoordigers van 26 gilden gevangen in onze vallen die elk 9 dagen op hun plaats waren (bijlage A). Omdat onze studie gericht was op trofische interacties tussen boomsoorten, corticoleuze geleedpotigen en schors-gleening vogels, verwijderden we alle geleedpotigen kleiner dan 3 mm van de analyse, omdat hun belang als voedselbron minimaal is voor schors-gleening vogels. We gebruikten een gemengd model dat ofwel geleedpotigen lengte (surrogaat aan Body Mass), overvloed, Shannon diversiteit en, rijkdom als de afhankelijke variabele, boomsoorten en inspanning (aandeel van de boom bedekt met vallen) als vaste variabelen, en de site als een willekeurige variabele. Omdat alle vallen van een enkele boom werden gecombineerd als één sample, werden afzonderlijke bomen niet opgenomen als een willekeurige variabele.

Protocol

1. plaatsing van een val op de boom

1. Meet de diameter van een boom op borsthoogte. Op borsthoogte in elke kardinale richting, voor een gebied de grootte van de Voorgefabriceerde kleverige val (lijm bord), gebruik een schors scheerapparaat om schors te verwijderen totdat een gebied de grootte voor de kleverige val is glad genoeg om de kleverige val op de boom te nieten, zodat er geen ruimte is voor geleedpotigen om onder de val te kruipen. Label de achterkant van de overvulling met een donker gekleurde permanente markering met de datum, het trap nummer, de locatie en andere relevante informatie.
   1. Om geleedpotigen te vangen, ofwel (a) zowel vliegende als kruipende geleedpotigen vast te leggen door de zijkanten en de afdekking van de kleverige val te openen en te verwijderen door het karton langs de rand van het kleverige materiaal te snijden, (b) of de vliegende geleedpotigen niet rechtstreeks op de trap te laten landen , door de overvulling te openen zoals aangegeven op de doos.
2. Plaats een val op elke eerder geschoren locatie, zodat de openingen verticaal worden georiënteerd (één opening naar boven, de andere opening naar beneden) om de inname van geleedpotigen te maximaliseren die op en neer de boombolen kruipen. Voorvallen met de tops die zijn verwijderd om zowel vliegende als kruipende geleedpotigen vast te leggen, moeten de vallen zo worden beëindigd dat de opening vóór het verwijderen van de kartonnen afdekking verticaal is georiënteerd, om de overlapping te behouden.
3. Nieten vallen naar de boom door een nietje op elke hoek en een nietje in de middelste onderkant en de middelste bovenkant van de val te plaatsen. Begin met nieten in de rechterbenedenhoek, dan het onderste midden, de rechterbovenhoek, het midden rechtsboven, de linkerbenedenhoek en ten slotte de linkerbovenhoek. Zorg ervoor dat de gehele bodem en bovenkant van de traps tegen de boom zijn verzonken om geleedpotigen te minimaliseren die onder de val kruipen.
4. Laat vallen op zijn plaats voor de gewenste hoeveelheid tijd. Wees er zeker van dat alle traps dezelfde hoeveelheid tijd over zijn gelaten.
   Let op: in gebieden waar geleedpotigen zeer overvloedig zijn, bijvoorbeeld bij uitbraken van mot, kunnen vallen binnen uur of dagen verzadigd raken. Onder deze omstandigheden moeten traps regelmatig worden vervangen voordat ze verzadigd zijn om een constante opname kans te behouden.

2. de val uit de boom verwijderen

1. Na de gewenste hoeveelheid tijd overvullen, dekt u de volledige val, behalve de nietjes, met polymere cellulose film (bijv. cellofaan).
   Opmerking: het plaatsen van de film op de vallen voorafgaand aan het verwijderen zal de kans op het verstoren van de gevangen geleedpotigen verminderen.
2. Verwijder elke val door een grote platte schroevendraaier te nemen en elk nietje gedeeltelijk uit de boom te snoeien, voldoende om het grijpen van de nietjes met behulp van naald neus tangen te vergemakkelijken. Neem grote naald neus tang of een soortgelijke grijp gereedschap en trek de nieten uit de boom.
3. Plaats de vallen in een stijve doos van een type voor transport naar een laboratorium voor analyse. Als de vallen langer dan 12 uur moeten worden bewaard, bewaar dan de klemmen in de vriezer om de inhoud te bewaren.

3. laboratoriumanalyse

1. Onderzoek met behulp van een ontleed bereik de inhoud van een overvulling die het aantal personen vastlegt op het gewenste taxonomische niveau.
2. Gebruik gesorteerde geleedpotigen om de rijkdom (totaal aantal taxonomische groepen), diversiteits indices of abundantie (totale geleedpotigen) te schatten. Als de geschatte biomassa een gewenst resultaat is, meet u de lengte en breedte van geleedpotigen tot de dichtstbij liggende mm en gebruikt u gepubliceerde lengte/breedte, biomassa regressies om de biomassa te schatten^32,33,34.
3. Trek de totale breedte van de 4 traps af van de diameter op borsthoogte voor elke boom om de overvullings inspanning (deel van de boom bedekt met de traps) voor elke boom te schatten.
4. Omdat voorbeelden uit meerdere traps in dezelfde structuur niet onafhankelijk zijn, ofwel som samples uit dezelfde boom of omvatten individuele boom als een willekeurige variabele in alle analyse om pseudo-replicatie te voorkomen.

Results

Op basis van de gemengde modelresultaten legde het model dat boomsoorten het beste legde uit variatie in totale lengte van de geleedpotigen, abundantie en diversiteit, geen van de onafhankelijke variabelen een substantiële variatie in rijkdom uit, hoewel de modellen die de boomsoorten overvullings inspanning omvatte, concurrerend waren met het nulmodel (tabel 1). Bovendien lijkt het aandeel van de gevangen boom geen invloed te hebben op overvloed, totale lengte en de dive...

Discussion

Hoewel er alternatieve technieken zoals zuig-of veeg netten zijn gebruikt, de meeste eerder gepubliceerde pogingen om geleedpotigen op boom Bolen te kwantificeren gebruikten een bepaalde versie van ofwel kwantificerende geleedpotigen door het visueel inspecteren van boom Bolen in het veld, met behulp van chemische bestrijdingsmiddelen om geleedpotigen te doden in een bepaald gebied en vervolgens de herstelde geleedpotigen te^{meten, of} trechter vallen of een kleverige stof rech...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Straight Draw Bark Shaver, 8"	Timber Tuff	TMB-08DS
PRO SERIES Bulk Mouse & Insect Glue Boards	Catchmaster	#60m
Staple gun	Stanley	TR45D