단풍 주거 절지동물을 정량화하는 방법
Summary
우리는 잎과 가지의 끝을 가방에 밀봉하고, 포장 된 물질을 잘라 내고 동결하고, 이전에 냉동 된 물질을 물로 헹구어 기판에서 절지동물을 분리하여 정량화하여 잎 주거 절지동물을 정량화하는 방법을 설명합니다.
Abstract
지상파 절지동물은 우리 환경에서 중요한 역할을 합니다. 정확한 지수 또는 밀도 추정을 허용하는 방식으로 절지동물을 정량화하려면 검출 확률이 높고 샘플링 영역이 알려진 방법이 필요합니다. 대부분의 설명된 방법은 종의 존재, 풍부도 및 다양성을 설명하기에 적합한 정성적 또는 반정적 추정치를 제공하지만, 적절한 일관된 검출 확률과 알려진 또는 일관된 샘플링 영역을 제공하는 방법은 거의 없습니다. 환경, 공간 또는 시간적 변수에 걸쳐 풍부한 차이를 감지하기 위해 적절한 정밀도로 인덱스 또는 추정을 생성합니다. 우리는 잎과 가지의 끝을 가방에 밀봉하고, 포장 된 물질을 잘라 내고 동결하고, 이전에 냉동 된 물질을 물에서 헹구어 기판에서 절지동물을 분리하고 정량화하여 잎 이거 절지동물을 정량화하는 방법을 설명합니다. 우리가 보여주듯이,이 방법은 공간, 시간적, 환경적 및 생태학적 변수가 절지동물의 풍요로움과 풍요로움에 미치는 영향을 테스트하고 설명하기 에 적절한 정밀도로 잎 주거 절지동물을 정량화하기 위해 조경 규모에서 사용될 수 있습니다. 이 방법을 통해 남동부 낙엽 숲에서 흔히 볼 수 있는 5개의 나무 중 에서 잎이 사는 절지동물의 밀도, 풍요로움 및 다양성의 차이를 감지할 수 있었습니다.
Introduction
지상파 절지동물은 생태계에서 중요한 역할을 합니다. 과학적 관심의 존재 뿐만 아니라 절지동물 은 작물에 해롭고 도움이 될 수 있습니다., 원예 식물, 그리고 자연 식물 뿐만 아니라 음식 웹에 중요 한 영양 기능을 제공. 따라서, 절지동물 지역 사회 개발과 풍요로움에 영향을 미치는 요인을 이해하는 것은 농부, 해충 방제 관리자, 식물 생물학자, 곤충학자, 야생 동물 생태학자 및 지역 사회 역학을 연구하는 보존 생물학자에게 매우 중요합니다. 곤충 생물을 관리합니다. 절지 동물 지역 사회와 풍요로움에 영향을 미치는 요인을 이해하는 것은 종종 개인의 캡처를 필요로한다. 캡처 기술은 일반적으로 종의 범위, 풍부도 및 다양성, 또는 인덱스 또는 추정을 허용하는 반 정량적 및 정량적 기술에 대한 종의 존재를 감지하는 정성적 기술로 분류 될 수있다 분류학 그룹 내에서 개인의 풍요로움과 밀도.
종 또는 지역 사회 구조의 존재에 관한 추론만 허용하는 정성적 기술은 알려지지 않았거나 본질적으로 낮은 검출 확률을 가지고 있거나 샘플링 된 영역의 검출 확률 및 크기에 대한 추론을 제공하지 못하고 있습니다. 이러한 기술을 사용하는 검출 확률이 낮기 때문에 검출과 관련된 가변성은 설명 변수가 절지동물 인구 메트릭에 미치는 영향을 추론하기 위한 적절한 정밀도를 배제합니다. 존재를 추정하는 데 사용되는 정성적 기술은 흡입 샘플링1,라이트 트랩2,출현 트랩3,뿌리4,염수 파이프5,미끼6,페로몬3,함정 트랩에 공급 패턴을 포함합니다. 7, Malaise 트랩8,창 트랩9,흡입 트랩10,구타 트레이11,거미줄12,잎 광산, frass13,절지 동물 담14,식물 및 뿌리 손상15 .
양자택일로, 반정량적 및 정량적 기법을 통해 연구자들은 지정된 샘플 영역을 추정하거나 적어도 일관되게 샘플링할 수 있으며, 검출 확률을 추정하거나 검출 확률이 비방향적이고 적절하다고 가정합니다. 풍부한 공간 또는 시간적 변화를 감지하는 연구원의 능력을 모호하게. 반정량 및 정량적 기술은 스윕 그물16,흡입 또는 진공 샘플링17,가시 절지동물18,끈적 끈적한 트랩19,다양한 냄비 형 트랩20,입구 또는 [21] [21][22][1] [1] [23] [1][24]
기후와 교란 정권에 대한 최근의 인위적 인 유발 변화는 식물 공동체의 극적인 변화를 주도하여 식물 공동체 종 구성과 절지 동물 공동체 간의 상호 작용을 연구의 활성 영역으로 만들었습니다. 절지동물 공동체가 식물 종 구성과 어떻게 다른지 이해하는 것은 식물 공동체에 대한 변화의 잠재적 인 경제적 및 환경적 영향을 이해하는 데 중요한 요소입니다. 식물의 종 간의 차이를 감지하기 위해 적절한 정밀도로 절지 동물의 풍부를 정량화하는 반 정량적 또는 정량적 방법이 필요합니다. 이 기사에서는 합리적인 노력으로 개인의 풍요로움과 바이오매스, 다양성 및 풍요로움의 차이를 식별하기 위해 적절한 정밀도를 제공하는 단풍 주거 절지동물을 인덱싱하는 방법을 설명합니다. 북아메리카25의남동쪽 낙엽 숲. 이 접근법은 인류 변형 교란 정권으로 인한 산림 식물 공동체의 종 구성의 변화가 절지동물의 구성에 영향을 미치는 방법에 대한 추론을 허용하기 위해 풍부도를 추정하기에 적절한 정밀도를 제공했습니다. 더 높은 영양 곤충 조류와 포유동물의 풍부함과 분포에 영향을 미치는. 보다 구체적으로, Crossley et al.24에의해 처음 설명된 수정된 수하물 기술을 사용하여 표면밀도, 단풍 주거 절지동물의 밀도를 추정하고 다양성, 풍요로움, 및 느린 성장 더 mesic 종에 비해 나무의 더 많은 xeric 종을 더 빨리 성장의 단풍에 절지동물의 풍부. 이 문서의 목적은 기술에 대한 자세한 지침을 제공하는 것입니다.
우리는 일리노이 남부의 쇼니 국유림(SNF)에 대한 연구를 수행했습니다. SNF는 오자크와 쇼니 힐스 자연 부문26의중앙 하드 우드 지역에 위치한 115,738 ha의 숲이다. 숲은 37 % 오크 / 히코리, 25 % 혼합 업 랜드 나무, 16 % 너도밤 나무 / 단풍 나무, 10 % 바닥 랜드 나무의 모자이크로 구성되어 있습니다. SNF는 고지대의 오크/히코리와 설탕 단풍나무, 미국너도미, 튤립나무(Liriodendron튤립페라)에의해27,28로지배된다.
이 메서드에 대한 사이트 선택은 연구의 가장 중요한 목표에 따라 달라집니다. 예를 들어, 우리의 원래 연구의 주요 목표는 mesic 및 xeric 적응 나무 지역 사회 사이의 단풍 거주 절지 동물 커뮤니티 통계를 비교하여 나무 공동체의 변화가 더 높은 영양 생물에 영향을 미칠 수있는 방법에 대한 통찰력을 제공하는 것이었습니다. 따라서, 우리의 주요 목적은 xeric 또는 mesic 나무 공동체 내에 위치한 개별 나무에 절지 동물 커뮤니티를 정량화하는 것이었습니다. 우리는 ArcGIS 10.1.1에서 USFS 스탠드 커버 맵 (allveg2008.shp)을 사용하여 오크 / 히코리 (xeric)를 따라 22 개의 연구 사이트를 선택했습니다. 잠재적인 혼동 효과를 방지하기 위해, 우리는 다음과 같은 기준을 사용하여 사이트를 선택: riparian 지역에 위치하지, ≥12 ha, 그리고 연속 적인 고지대 낙엽 숲 서식지 내에 위치 (즉, 120m 위의 고도). 모든 사이트는 성숙한 나무를 포함 >50 구릉 지형에서 세, 따라서 유사한 슬로프와 측면을 구성. 너도밤나무/단풍나무 대지 경계는 나무 공동체의 전환에 따라 구별되었지만, 오크/히코리 사이트 경계는 SNF 커버 맵과 ArcGIS 10.1.1을 사용하여 인위적으로 식별되었습니다. 모든 사이트는 빙하가 없는 지형 내에서 큰 숲 블록이었다. 수종 조성의 차이는 풍경의 위치 차이 때문이 아니라 과거의 토지 이용(예: 명확한 절단 또는 선택적 수확)을 대표하는 것이었습니다. 우리는 각 연구 사이트의 개별 다각형 형상 파일을 핸드 헬드 글로벌 포지셔닝 시스템 (GPS)에 업로드하고 나무 종 구성을 확인하여지도를 구축했습니다. 각 사이트에서 샘플링 포인트(n = 5)를 무작위로 선택했습니다. 2014년 5월 23일부터 6월 25일까지 각각 0600-1400시간 동안 세 그루의 나무를 샘플링했습니다. 샘플 나무를 찾기 위해, 우리는 샘플에 충분히 낮은 가지가 발견 될 때까지 식물 점에서 30m 반경으로 바깥쪽을 검색 (>20 cm d.b.h.) 성숙한 나무. 전형적으로, 관심있는 5개의제네라(에이서, 카리야, 파구스, 리리오덴드론 및 퀘르커스)의3개 에이서를 나타내고 중심점에 가장 가까운 3개의 성숙한 나무를 샘플링하였다.
Protocol
Representative Results
Discussion
정확하게 절지동물 지역 사회를 정량화의 두 가지 필요성은 상대적으로 높은 검출 확률과 알려진 또는 일관된 샘플링 영역입니다. 절지동물을 샘플링할 때, 100% 미만의 검출 확률은 함정을 피하는 개별 절지동물 또는 처리 중에 발견되지 않은 채로 갇힌 일부 개인에 기인할 수 있습니다. 비행 절지동물(Malaise/window traps, 끈적끈적한 함정 등)을 요격하는 요격 트랩은 숲 캐노피29,<su…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 USFS 협정 13-CS-11090800-022를 통해이 프로젝트에 자금을 지원한 미국 농업 산림청에 감사드립니다. 제이 수다, 더블유 홀런드, 그리고 실험실 지원을 해준 다른 사람들에게 감사드리며, R. 리차즈는 현장 지원을 받고 있습니다.
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).
