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 organismen1,2,3,4). 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 boom10,11. 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 bosgemeenschappen13,14. Bijvoorbeeld, forest woning geleedpotigen zijn de primaire voedselbron voor vele insectivvoreuze schors gleening zangvogels15,16. 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 groep18,19mogelijk 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 gebied20,21,22, systematische telling van zichtbare geleedpotigen18,23, kleverige vallen24, verschillende trechter-of pot-type vallen8,25, en ingang of emergente gaten26,27.
Een aantal ruimtelijke en temporele factoren wordt verondersteld te leiden tot variatie in de corticoleuze geleedpotigen gemeenschappen11,14,28,29. 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.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. plaatsing van een val op de boom
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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
- 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. - 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.
- 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
- Onderzoek met behulp van een ontleed bereik de inhoud van een overvulling die het aantal personen vastlegt op het gewenste taxonomische niveau.
- 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 schatten32,33,34.
- 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.
- 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.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative 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 diversiteit van Shannon, met slechts minimale invloed op de rijkdom (tabel 1). De standaardfout van het gemiddelde (SEM) voor de totale lengte van de geleedpotigen varieerde van 4% van het gemiddelde in tulp populier tot 17% in suiker esdoorn (tabel 2). Abundantie had vergelijkbare variatie niveaus binnen soorten waar de SEM 7% was van het gemiddelde in tulp populier en 18% in suiker esdoorn (tabel 2). Omgekeerd was de variabiliteit in de rijkdom van de geleedpotigen en de diversiteit veel lager binnen de boomsoorten in dat SEM van rijkdom varieerde van 4% van het gemiddelde voor pignut Hickory tot 9% van het gemiddelde in Amerikaanse beuken, terwijl diversiteit varieerde van 4% van het gemiddelde in Amerikaanse beuken tot 7% van het gemiddelde in tulpen populier.
| Afhankelijke variabele | Model | K | Aic | ΔAIC |
| Rijkdom | Null | 2 | 210,56 | 0 |
| Boomsoorten | 7 | 211,69 | 1,13 | |
| Inspanning | 3 | 211,93 | 1,37 | |
| Totale lichaamslengte | Boomsoorten | 7 | 719,69 | 0 |
| Null | 2 | 727,00 | 7,31 | |
| Inspanning | 3 | 728,96 | 9,27 | |
| Overvloed | Boomsoorten | 7 | 495,55 | 0 |
| Null | 2 | 501,04 | 5,48 | |
| Inspanning | 3 | 503,04 | 7,48 | |
| Diversiteit | Boomsoorten | 7 | 28,78 | 0 |
| Null | 2 | 37,31 | 8,52 | |
| Inspanning | 3 | 38,72 | 9,93 |
Tabel 1: model resultaten. Resultaten van een gemengde modelanalyse van Covariantie (ANCOVA) met de rijkdom van de corticoleuze geleedpotigen, totale lichaamslengte, overvloed of Shannon diversiteit als de afhankelijke variabele, boomsoorten en het aandeel van de boom bedekt met vallen (inspanning) als de onafhankelijke vaste variabelen, en individuele site als de onafhankelijke willekeurige variabele. K = aantal model parameters, AIC = het geschatte informatie criterium van Akaike, en ΔAIC = het verschil in AIC-punten vormt het model tot het meest parsimonieuze model.
| Boomsoorten | Rijkdom | Totale lengte | Diversiteit van Shannon | Overvloed | ||||||||
| X | Se | % van Bedoel |
X | Se | % van Bedoel |
X | Se | % van Bedoel |
X | Se | % van Bedoel |
|
| Suiker esdoorn (N = 12) | 8,33 | 0,59 | 7 | 365,20 | 63,69 | 17 | 1,59 | 0,09 | 6 | 45,45 | 8,15 | 18 |
| Pignut Hickory (N = 12) | 7,83 | 0,30 | 4 | 573,90 | 81,58 | 14 | 1,24 | 0,07 | 6 | 70,09 | 10,10 | 14 |
| Tulp populier (N = 7) | 8,75 | 0,49 | 6 | 195,35 | 7,09 | 4 | 1,73 | 0,12 | 7 | 25,67 | 1,87 | 7 |
| Amerikaans strand (N = 8) | 8,29 | 0,81 | 9 | 349,91 | 38,45 | 11 | 1,53 | 0,06 | 4 | 47,00 | 5,32 | 11 |
| Wit Eiken (N = 15) | 9,07 | 0,42 | 4 | 407,38 | 40,16 | 10 | 1,64 | 0,09 | 5 | 50,57 | 5,26 | 10 |
Tabel 2: parameter schattingen van het meest parsimonieuze model in tabel 1. Het gemiddelde (X), SEM en percentage van SEM voor elke communautaire metriek van corticoleuze geleedpotigen gevangen op 5 soorten bomen met behulp van commercieel vervaardigde kleverige vallen in het Shawnee National Forest in het zuiden van Illinois.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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 temeten, of trechter vallen of een kleverige stof rechtstreeks op de 35 36. elk van deze benaderingen heeft voordelen en tekortkomingen.
Bij chemische knockdown wordt een pesticide over een vooraf gedefinieerd gebied gespoten en mogen geleedpotigen op een druppel doek worden gebracht terwijl ze sterven, waar ze vervolgens worden verzameld en gekwantificeerd19. Als alternatief, met visuele locatie, Live geleedpotigen bevinden zich in het vooraf gedefinieerde gebied en verzameld met de hand voor latere kwantificering23. Beide methoden zijn onmiddellijk relatief ten opzichte van onze methode, zodat een kwantificeerbare schatting van de oppervlakte-bemonstering voor gebruik bij het inschatten van de dichtheid. Een ander kenmerk voor chemische knockdown en visuele inspectie is, omdat het enigszins ogenblikkelijk is, de schatting beperkt is tot het tijdstip waarop de enquête werd uitgevoerd. Omdat het alleen monsters bevat van geleedpotigen die aanwezig zijn op het moment van bemonstering, biedt deze methode een nauwkeurige raming van de omvang van de bemonsterde oppervlakte, waardoor een schatting van de dichtheid wordt vergemakkelijkt. Deze benaderingen negeren echter vaak de variatie in de populatie van niet-ingezeten geleedpotige, geleedpotigen die tijdelijk de boombolen bewonen, zoals vliegende geleedpotigen of geleedpotigen die het oppervlak van boom Bolen gebruiken als reisroutes van de grond naar een hoger bosgebladerte. Omdat veel van de geleedpotigen die andere trofische niveaus beïnvloeden, voor korte perioden als deeltijds verblijf schors gebruiken, zullen bijna onmiddellijke monsters van de visuele observatie-en chemische knockdown-methode waarschijnlijk niet het volledige pak van geleedpotigen weergeven die boom schors gebruiken als een substraat8,35,36.
Om de corticolous geleedpotige Gemeenschap die over langere perioden plaatsvindt beter af te beelden, zijn er op langere termijn methoden zoals trechter en kleverige vallen ontwikkeld,25,26,27,28,29,30,31,35,36. Trechter-traps zijn gekoppeld aan boom Bolen en zijn ontworpen om geleedpotigen in flessen conserveermiddel te trechter, dus zijn nuttig omdat ze voor langere tijd (weken tot mogelijk maanden) kunnen worden gebruikt, terwijl de geleedpotigen nog steeds worden behouden. De beperking van deze vallen is hun beperkte vermogen om vliegende geleedpotigen te vangen die op de boom Boles landen. Als alternatief zijn Sticky traps effectief bij het vastleggen van zowel crawlen als vliegende geleedpotigen.
Met de originele kleverige vallen werd een kleverig materiaal direct op de boom geplaatst om zowel kruipende als vliegende geleedpotigen te vangen over een vooraf bepaalde tijd37. Hoewel deze aanpak effectief was bij het overvullen van zowel kruipende als vliegende geleedpotigen, is het moeilijk om exact dezelfde hoeveelheid materiaal voor elke val te verdelen, waardoor een consistent bemonsteringsgebied wordt gehandhaafd en gevangen geleedpotigen in het veld onder vaak minder dan ideale weersomstandigheden moeten worden geïdentificeerd en gekwantificeerd, wat mogelijk leidt tot extra variatie in de schattingen als gevolg van verkeerde identificatie of Een verbetering werd aangeboden door Collins et al.36 wanneer ze het kleverige materiaal op tape verspreidden, vervolgens, na het overvullen voor een vooraf bepaalde tijd, bedekt de tape met cellofaan en verwijderde de tape, zodat geleedpotige identificatie en kwantificering later in het laboratorium kon worden uitgevoerd, waar de omstandigheden waren veel meer geschikt voor de activiteit. Hoewel deze methode een verbetering is ten opzichte van de eerder beschreven methoden, is het nog steeds rommelig en nog steeds moeilijk om dezelfde hoeveelheid kleverig materiaal in elke val consistent te verspreiden. Als verbetering van deze methode stellen we voor om deze tekortkomingen te verhelpen door commercieel vervaardigde Sticky traps te gebruiken.
Commercieel geproduceerde kleverige vallen zijn gebruikt om vliegende geleedpotigen te vangen over water38, op verschillende hoogtes van vasculaire vegetatie39, en in het loof van bomen40, maar voor onze kennis zijn niet gebruikt om geleedpotigen op boom schors te proeven. Commercieel geproduceerde kleverige vallen bieden een verbetering ten opzichte van eerder gebruikte benaderingen doordat het kleverige materiaal in de fabriek wordt vastgehouden aan de kartonnen steun en omdat ze commercieel worden vervaardigd, is het oppervlak van het materiaal zeer consistent. Bovendien kunnen de vallen op de bomen worden geplaatst met de val intact, waardoor vliegende geleedpotigen niet direct op de val terechtkomen, zoals in onze studie werd gedaan, of de kartonnen hoes kon worden verwijderd, zodat de val zowel kruipende geleedpotigen als vliegende geleedpotigen vangt die rechtstreeks op de val terechtkomen. Bovendien worden de vallen gemakkelijk verwijderd uit de boom, bedekt met cellofaan en getransporteerd naar het laboratorium waar ze kunnen worden opgeslagen in een vriezer en op een latere datum gekwantificeerd. De stijve kartonnen constructie van de trap vergemakkelijkt ook het bekijken van de vallen in het laboratorium onder een ontleed Microscoop, waardoor nauwkeuriger identificatie, kwantificering en metingen van geleedpotigen mogelijk zijn, wat de Detectiefout vermindert die waarschijnlijk zou optreden bij het uitvoeren van deze activiteit in het veld. Tot slot kan kleefmateriaal op bomen verzadigd raken, waardoor het vermogen van de val om geleedpotigen te vangen41afneemt. De methode die we beschrijven stelt onderzoekers in staat om de kleverige vallen gemakkelijk te vervangen om de effectiviteit te behouden, waardoor individuele bomen op de lange termijn kunnen worden bewaakt.
Zoals blijkt uit onze resultaten, lijkt deze aanpak voldoende nauwkeurig te zijn om de meeste ecologische of milieukwesties met betrekking tot variatie in de corticoleuze geleedpotigen gemeenschappen aan te pakken. Detectie van geleedpotigen van kleverige vallen die worden gebruikt voor het kwantificeren van corticoleuze geleedpotigen met deze methode was voldoende nauwkeurig om een SEM te bieden dat < 20% van het gemiddelde was voor alle communautaire metrische gegevens die in deze studie werden gebruikt. Dit nauwkeurigheidsniveau werd bereikt met een redelijke steekproefgrootte van slechts 7 tot 15 afzonderlijke bomen. Met dit niveau van precisie en matige steekproefgrootten, hebben we verschillen in totale lengte (een surrogaat voor biomassa), totale overvloed, totale rijkdom en de diversiteit van Shannon tussen soorten bomen gedetecteerd. We hebben de variantie tussen de meetfout niet verdeeld (variantie die is gekoppeld aan variatie in het gebied dat is gevangen tussen vallen of variatie in detectie waarschijnlijkheid) en variantie tussen afzonderlijke bomen binnen een boomsoort, maar deze resultaten duidelijk aangeven dat deze methode een adequate detectie kans heeft om te voorkomen dat de meetfout de resultaten bedekt met belangrijke ecologische of milieu vragen.
We beschrijven deze methode als semi-kwantitatief omdat we geloven dat onze detectie kans hoog is en voldoende nauwkeurig zijn om de meeste ecologische vragen aan te pakken, maar we hebben geen manier om de detectie kans te schatten. We hebben dus geen enkele manier om potentiële negatieve bias in verband met onze punten ramingen te schatten. Bovendien vereist een volledig kwantitatieve methode die kan worden gebruikt om de totale overvloed of dichtheid te schatten, een nauwkeurige raming van het bemonsteringsgebied42. In tegenstelling tot de visuele inspectie-of chemische knockdown-methoden, is het bemonsteringsgebied met trechter vallen en met deze methode onzeker omdat het niet onmiddellijk is, de vallen op de boom worden geplaatst voor een vooraf bepaalde hoeveelheid tijd en geleedpotigen die over hun normale activiteiten gaan, worden gevangen wanneer ze het oppervlak van de kleverige vallen overschrijden. De grootte van de gevangen oppervlakte is dus afhankelijk van het activiteitsniveau van de geleedpotigen. Het activiteitsniveau van de geleedpotigen varieert met de tijd van de dag, per seizoen, per soort of per persoon8. Omdat het activiteitsniveau van de geleedpotigen varieert, zal het bemonsteringsgebied variëren afhankelijk van het activiteitsniveau. Het is belangrijk voor onderzoekers om na te gaan hoe activiteitsniveau invloed heeft op gevolgtrekking van resultaten bij gebruik van zowel deze als de trechter-trap methode. We stellen echter geen methoden voor die een nauwkeurigere schatting van het bemonsteringsgebied bieden omdat ze meer ogenblikkelijk zijn of methoden die een minder nauwkeurige schatting van het bemonsteringsgebied opleveren, maar een betere weergave van de geleedpotigen Gemeenschap in de loop van de tijd is beter. In plaats daarvan richten de twee typen methoden verschillende vragen op. De chemische knockdown-en visuele inspectiemethoden beschrijven de Gemeenschap tijdens een zeer specifiek punt in de tijd, terwijl de trechter-en kleverige trap methoden de Community beschrijven gedurende een periode van uren of dagen, afhankelijk van hoe lang de traps op zijn plaats blijven. Wij zijn echter van mening, wanneer onderzoekers geïnteresseerd zijn in het identificeren en beschrijven van ruimtelijke en temporele variatie van corticoleuze geleedpotigen gemeenschappen die gebruik maken van het schors oppervlak over een aanzienlijke tijd (dagen tot weken), de hier beschreven methode is de meest handige en nauwkeurige aanpak.
Ten slotte was het hoofddoel van onze oorspronkelijke studie om beter te begrijpen hoe mesophiering van Zuidoost-loofbossen waarschijnlijk gevolgen zal hebben voor insecten en zoogdieren in het bos, dus combineerden we geleedpotigen in gilden43. We zien echter geen reden waarom deze Vang technieken niet konden worden gebruikt om geleedpotigen te kwantificeren bij de soort of andere taxonomische niveaus.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
De auteurs willen het Amerikaanse ministerie van landbouw Forest Service bedanken voor de financiering van dit project via USFS Agreement 13-CS-11090800-022. De ondersteuning voor ECZ werd geleverd door NSF-DBI-1263050. ECZ assisteerde bij de ontwikkeling van het onderzoekconcept, verzamelde alle veldgegevens, voerde laboratoriumanalyses uit en produceerde het originele manuscript. MWE assisteerde bij de ontwikkeling van het onderzoekconcept en studie ontwerp, bijgestaan in het aansturen van veldgegevens verzameling en laboratoriumanalyse, en zwaar bewerkte het manuscript. KPS hielp met studie ontwerp, regisseerde het veld-en laboratoriumwerk, hielp met data-analyse en onderzocht het manuscript.
Materials
| 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 |
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, Ö 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. , Washington, D.C. (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. , Asheville, NC. (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. Hidden in plain site: Mites in the Canopy. Forest Canopies. Lowman, M., Rinker, H. B. , Elsevier Academic Press. Burlington, VT. 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. , Firefly Books. (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. , Washington, D.C. (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. Sampling insects from trees: shoots, stems, and trunks. Insect sampling for forest ecosystems. Leather, S. R., Lawton, J. H., Likens, G. E. , Blackwell Publishing. Malden, MA. 77-115 (2005).
- Southwood, T. R. E., Henderson, P. A. Ecological methods. , John Wiley & Sons. Hoboken, NJ. (2009).
- Sierzega, K., Eichholz, M. W. Understanding the potential biological impacts of modifying disturbance regimes in deciduous forests. Oecologia. 189, 267-277 (2019).
