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요약

우리는 코르티콜러스 (껍질 주거) 절지 동물 공동체의 특성을 측정하는 반 정량적 접근 법을 설명합니다. 우리는 나무 종 간의 비교를 위해 풍부, 총 길이 (바이오 매스대리), 풍요로움 및 섀넌 다양성을 추정하기 위해 나무 볼에 상업적으로 제조 된 끈적 끈적한 트랩을 배치했습니다.

초록

지상파 절지동물은 우리 환경에서 중요한 역할을 합니다. 정확한 지수 또는 밀도 추정을 허용하는 방식으로 절지동물을 정량화하려면 검출 확률이 높고 샘플링 영역이 일관된 방법이 필요합니다. 우리는 5 종의 볼중 풍요로움, 총 길이 (바이오 매스의 대리), 풍부함 및 코르티콜러스 절지동물의 섀넌 다양성을 비교하기 위해 제조 된 끈적 끈적한 트랩을 사용했습니다. 이 방법의 효능은 나무 종 중 코르티콜러스 절지동물의 변이를 검출하고 각 종의 7 ~ 15 개의 개별 나무에서 샘플 크기와 모든 추정에 대한 평균의 20 %였다 평균의 표준 오차를 제공하는 것이 적절했다. 우리의 결과는 이러한 적당한 표본 크기로도,이 접근법으로 생성 된 절지 동물 커뮤니티 메트릭의 정밀도 수준은 코르티콜러스 절지동물의 시간적 및 공간적 변화에 관한 대부분의 생태학적 질문을 해결하기에 적절합니다. 이 방법의 결과는 화학 적 녹다운, 육안 검사 및 깔때기 트랩과 같은 다른 정량적 접근법과 는 달리 일시적인 볼레를 포함하여 상대적으로 장기적으로 코르티콜러스 절지 동물 활동의 표시를 제공한다는 점에서 주민, 일시적으로 나무 볼레에 착륙 절지동물을 비행하고 높은 숲 단풍에 지상에서 여행 경로로 나무 볼을 사용하는 크롤링 절지동물. 또한, 우리는 상업적으로 제조 된 끈적 끈적한 트랩이 더 정확한 추정을 제공하고 나무 껍질에 직접 끈적 끈적한 재료를 적용하거나 테이프 또는 기타에 끈적 끈적한 재료를 적용하는 앞에서 설명한 방법보다 물류적으로 간단하다고 믿습니다. 나무 껍질에 백업하고 적용하는 유형.

서문

지상파 절지동물은 우리 환경에서 중요한 역할을 합니다. 절지동물은 자신의 권리에 과학적 관심의 존재뿐만 아니라, 다른 영양 수준 (즉, 작물, 원예 식물, 토착 식물, 곤충 유기체에 대한 음식1,2,3,4)에유해하고 유익할 수 있습니다. 따라서, 절지동물 공동체 개발과 풍요로움에 영향을 미치는 요인을 이해하는 것은 농가5,해충 방제 관리자6,산림4,식물 생물학자7,곤충학자8,야생 동물 및 보존 생태학자에게 매우중요합니다. 절지 동물 공동체는 식물 공동체, 식물 종, 개별 식물의 다양한 지역에 걸쳐 다양한 생태 경관에 걸쳐 시간적 및 공간적으로 종 구성과 풍부에 따라 다릅니다. 예를 들어, 연구는 뿌리, 볼레 및 줄기, 및 단풍 사이의 절지동물 커뮤니티 메트릭에 상당한 차이를 보여 주었다, 동일한 개별 나무 내에서10,11. 이러한 발견은 같은 식물의 다른 부분, 예를 들어, 나무의 껍질 대 잎, 절지동물이 악용에 적응하는 다른 자원을 제공한다는 점을 고려놀라운 일이 아니다. 따라서, 식물의 각 부분은 다른 절지동물 커뮤니티를 지원할 수 있습니다. 단풍 주거 절지동물은 사회 경제적 및 환경적 영향이 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에, 정성적 및 정량적 접근법을 모두 사용하여 지역 사회 지표를 측정하기 위해 상당한 노력이 투입되었다12. 양자 택일로, 훨씬 적은 노력은 정량화 코르티콜러스의 접근 방식을 개발하기 위해 지출되었습니다 (나무 껍질 주거) 절지동물 지역 사회.

단풍 이 주거 절지 동물 지역 사회처럼, 코르티콜러스 절지 동물 지역 사회는 사회 경제적 및 환경적 관점에서 모두 중요 할 수 있습니다. 코르티콜러스 절지동물에 의해 발생되거나 촉진되는 일부 산림 질환은 경제적으로 실행 가능한 목재 수확에 해로울 수 있습니다4. 또한, 코르티콜러스 절지동물은 산림 공동체13,14에서먹이사슬의 중요한 구성요소가 될 수 있다. 예를 들어, 숲주거절지동물은 많은 곤충껍질의 주요 식량원천이라15,16. 따라서, 코르티콜러스 절지동물의 지역 사회에 영향을 미치는 요인을 이해하는 것은 산림과 기본 및 응용 생태학자 모두에 관심이 있습니다.

절지동물 공동체 구성과 풍요로움에 영향을 미치는 요인을 이해하려면 종종 개인의 포획이 필요합니다. 포획 기술은 일반적으로 종 범위, 풍부도 및 다양성17의추정치에 대한 종의 존재만을 검출하는 정성적 기법으로 분류될 수 있으며, 또는 분류학 군18,19내에서 개인의 지수 또는 추정치를 허용하는 반정량적 및 정량적 기법이다. 반정량 및 정량적 기법을 통해 연구원은 지정된 샘플 영역을 추정하거나 적어도 일관되게 샘플링할 수 있으며, 검출 확률을 추정하거나 검출 확률이 비방향성이며 풍부하게 공간적 또는 시간적 변화를 감지하는 연구자의 능력을 모호하게 하지 않는 것이 적절하다고 가정할 수 있습니다. 코르티톨러스 절지동물을 정량화하기위한 반 정량적 및 정량적 기술은 특정 영역20,21,22,눈에 보이는 절지동물18,23,끈적 끈적한 트랩24,다양한 깔때기 또는 냄비 형 트랩8,25,입구 또는 응급 구멍26,27의흡입 또는 진공 샘플링을 포함한다.

공간 및 시간적 요인의 수는 코르티콜러스 절지 동물 지역 사회11,14,28,29의변화로 이어질 것으로 생각된다. 예를 들어, 나무 껍질의 질감은 나무 주거 절지동물14의지역 사회 구조에 영향을 미칠 것으로 생각된다. 더 많은 고랑 껍질과 나무의 줄기의 더 다양한 표면적 때문에, 더 많은 고랑 껍질나무와 나무는 절지동물의 더 큰 다양성과 풍요로움을 지원하기 위해 생각된다14.

이 문서와 함께 우리는 설명 하 고 나무 종 간의 차이 감지 하기 위해 적절 한 정밀도로 시간과 공간에 걸쳐 코르 티 콜러스 절지 동물 지역 사회의 변화에 관한 가설을 테스트 하는 데 사용할 수 있는 수 있는 피질 동물 절지 동물을 동그마리의 새로운 반 정량적 접근 을 보고. 나무줄기에 붙어 있는 끈적끈적한 트랩을 사용해, 우리는 풍요로움, 총 길이(체질량대리), 풍요로움, 절지동물 공동체의 다양성을 화이트오크(Quercus alba),피그넛히코리(Carya glabra),설탕 단풍나무(에이서사카룸),미국너미(Fagusgrandifolia), 튤립 포플러(Fagus grandifolia),그리고 튤립포플러(Liriodendron 튤립)나무의 나무와 비교하였다.

이 연구는 일리노이 남서부의 쇼니 국유림(SNF)의 오자크와 쇼니 힐스 생태구간에서 수행되었습니다. 2015년 7월, ArcGIS 10.1.1에서 USFS 스탠드 커버 맵이 있는 18개(오크/히코리가 지배하는 9개, 너도밤나무/메이플이 지배하는 9개) 사이트를 확인했습니다. 크릭 사이트에서, 지배적 인 종은 피넛 히코리와 흰색 참나무와 mesic 사이트에서, 지배적 인 종은 미국 너도밤 나무, 설탕 단풍 나무, 튤립 포플러했다. 각 데이터 수집 사이트에서 각 데이터 수집 사이트에서 볼레 절지 동물 커뮤니티를 비교하기 위해 10m 방사형 원의 중심에 가장 가까운 유방 높이 (d.b.h.)에서 5 개의 (흰색 참나무, 피그 넛 히코리, 설탕 단풍 나무, 미국 너도밤 나무 및 튤립 포플러) 초점 종 나무 및 17cm 직경을 확인했습니다. 적절한 트리가 3개 미만이면 원이 확장되고 기준에 맞는 가장 가까운 나무가 선택되었습니다. 선택한 각 나무에 대해, 우리는 유방 높이에 네 개의 끈적 끈적한 트랩을 설치, 각 추기경 방향으로 직면 하나: 북쪽, 남쪽, 동쪽과 서쪽.

우리는 18 개 사이트 중 54 개의 개별 나무 (12 개의 피그넛 히코리, 15 개의 흰 참나무, 8 개의 미국 너도밤 나무, 12 개의 설탕 단풍 나무 및 7 개의 튤립 포플러)의 볼레에서 절지 동물 데이터를 수집했습니다. 우리는 "운영 분류단위"30,31 (부록 A)와유사, 현재 계통 유전학 기록에서 밀접하게 관련된 주문을 나타내는 진단 형태 학적 특성에 의해 단순화 된 길드 분류에 따라 절지동물을 그룹화. 이 분류를 바탕으로 9일 동안 함정에 있던 26명의 길드 대표를포획했습니다(부록 A). 우리의 연구는 나무 종 사이의 영양 상호 작용에 초점을 맞추고 있기 때문에, 코르티콜러스 절지동물, 그리고 껍질 을 채는 조류, 우리는 음식 자원으로의 중요성이 나무 껍질을 채는 조류에 대한 최소한의 때문에 분석에서 3mm 보다 작은 모든 절지동물을 제거. 우리는 절지동물 길이 (체질량에 대리), 풍부함, 섀넌 다양성 및 종속 변수로서의 풍요로움, 나무 종 및 노력 (함정으로 덮인 나무의 비율)을 고정 변수로 포함하는 혼합 모델을 사용했으며, 사이트는 무작위 변수로 사용되었습니다. 단일 트리의 모든 트랩이 하나의 샘플로 결합되었기 때문에 개별 트리는 임의 변수로 포함되지 않았습니다.

프로토콜

1. 나무에 함정 의 배치

  1. 유방 높이에서 나무의 직경을 측정합니다. 각 추기경 방향의 유방 높이에서 미리 제조 된 끈적 끈적한 트랩 (접착제 보드)의 크기의 영역에 대해, 끈적 끈적한 트랩의 크기가 나무에 끈적 끈적한 트랩을 고정할 만큼 부드러워질 때까지 나무 껍질을 제거하기 위해 나무 면도기를 사용하여 공간이 없습니다. 절지동물이 함정 아래에서 기어갈 수 있습니다. 날짜, 트랩 번호, 위치 및 기타 관련 정보와 함께 어두운 색상의 영구 마커를 사용하여 트랩의 뒷면에 레이블을 지정합니다.
    1. 절지동물을 포획하기 위해(a) 비행 및 크롤링 절지동물을 모두 포획하고, 끈적끈적한 물질의 가장자리를 따라 판지를 절단하여 끈적끈적한 트랩의 측면과 덮개를 열고 제거하거나, (b) 비행 절지동물이 트랩에 직접 착륙하는 것을 배제합니다. 상자에 지시대로 트랩을 열어.
  2. 개구부가 수직으로 향하도록 각 이전에 면도 한 위치에 하나의 트랩을 배치 (하나의 개구부가 위를 향하고, 다른 개구부가 아래로 향하게) 나무 볼레를 크롤링 절지 동물의 캡처를 극대화할 수 있습니다. 상단이 제거된 트랩의 경우 비행 및 크롤링 절지동물을 모두 포획하기 위해 오리엔트 트랩이 지정되므로 골판지 커버를 제거하기 전에 개구부였던 끝이 수직으로 향하도록 트랩 일관성을 유지합니다.
  3. 각 모서리에 스테이플 1개, 트랩의 중앙 하단과 중앙 상단에 스테이플 을 배치하여 나무에 스테이플 트랩을 배치합니다. 오른쪽 아래 모서리, 아래쪽 중앙, 오른쪽 상단 모서리, 오른쪽 상단 중앙, 왼쪽 아래 모서리, 마지막으로 왼쪽 상단 모서리에서 스테이플링을 시작합니다. 트랩의 바닥과 상단 전체가 나무에 플러시되어 절지동물이 트랩 아래에서 기어다니는 것을 최소화할 수 있도록 주의하십시오.
  4. 원하는 시간 동안 트랩을 제자리에 두십시오. 모든 트랩이 동일한 시간 내에 제자리에 남아 있는지 확인하십시오.
    참고 : 절지동물이 매우 풍부한 지역에서, 예를 들어 나방 발생 시, 트랩은 시간 또는 일 이내에 포화 될 수 있습니다. 이러한 상황에서는 일정한 캡처 확률을 유지하기 위해 포포화되기 전에 트랩을 정기적으로 교체해야 합니다.

2. 나무에서 트랩 제거

  1. 원하는 시간 트래핑 후, 스테이플을 제외한 전체 트랩을 중합체 셀룰로오스 필름(예를 들어, 셀로판)으로 덮는다.
    참고 : 제거하기 전에 트랩에 필름을 배치하면 갇힌 절지동물을 방해 할 가능성이 줄어듭니다.
  2. 큰 플랫 드라이버를 복용하고 바늘 코 펜치를 사용하여 스테이플의 잡기를 용이하게하기에 적절한 나무에서 부분적으로 각 스테이플을 캐고하여 각 트랩을 제거합니다. 큰 바늘 코 펜치 또는 유사한 잡기 도구를 가지고 나무에서 스테이플을 당겨.
  3. 분석을 위해 실험실로 운반하기 위해 트랩을 일부 유형의 단단한 상자에 놓습니다. 트랩을 12시간 이상 보관해야 하는 경우 트랩을 냉동실에 보관하여 콘텐츠를 보존합니다.

3. 실험실 분석

  1. 해부 범위를 사용하여 원하는 분류 수준까지 개인의 수를 기록하는 트랩의 내용을 검사합니다.
  2. 정렬된 절지동물을 사용하여 풍요로움(총 분류학 그룹 수), 다양성 지수 또는 풍부함(총 절지동물)을 추정합니다. 추정 된 바이오 매스가 원하는 결과인 경우, 절지동물의 길이와 폭을 가장 가까운 mm로 측정하고 게시 된 길이 / 폭, 바이오 매스 회귀를 사용하여 바이오 매스32,33,34를추정합니다.
  3. 각 나무의 유방 높이에서 직경에서 4개의 트랩의 총 너비를 빼서 각 나무에 대한 트래핑 노력(트랩으로 덮인 나무의 비율)을 추정합니다.
  4. 동일한 트리에 있는 여러 트랩의 샘플은 독립적이지 않으므로 동일한 트리의 샘플을 합산하거나 의사 복제를 피하기 위해 모든 분석에서 개별 트리를 임의 변수로 포함합니다.

결과

혼합 된 모델 결과에 기초하여, 나무 종을 포함하는 모델은 가장 총 절지동물 길이, 풍부도 및 다양성의 변화를 설명, 독립적 인 변수의 어느 쪽도 나무 종 트래핑 노력을 포함하는 모델은 널 모델과 경쟁했지만, 풍부한 상당한 변화를 설명하지 않았다(표 1). 또한, 갇힌 나무의 비율은 풍부함, 총 길이 및 섀넌의 다양성에 영향을 미치지 않는 것으로 보이며, 풍?...

토론

흡입 또는 스윕 그물과 같은 대체 기술이 사용되었지만, 나무 볼에 절지동물을 정량화하는 가장 이전에 발표 된 시도는 현장에서 나무 볼을 육안으로 검사하여 절지동물을 정량화하고 화학 살충제를 사용하여 지정된 지역에서 절지동물을 죽인 다음 회수 된 절지동물을 정량화하거나 유입구 트랩 25개에 직접 25 개 소각을 두는 시도였습니다.

공개

저자는 공개 할 것이 없다.

감사의 말

저자는 USFS 협정 13-CS-11090800-022를 통해이 프로젝트에 자금을 지원한 미국 농업 산림청에 감사드립니다. ECZ에 대한 지원은 NSF-DBI-1263050에 의해 제공되었다. ECZ는 연구 개념의 개발을 지원하고, 모든 현장 데이터를 수집하고, 실험실 분석을 수행하고, 원본 원고를 생산했습니다. MWE는 연구 개념 및 연구 설계 개발을 지원하고 현장 데이터 수집 및 실험실 분석을 감독했으며 원고를 많이 편집했습니다. KPS는 연구 설계를 지원하고, 현장 및 실험실 작업을 지휘하고, 데이터 분석을 지원하고, 원고를 검토했습니다.

자료

NameCompanyCatalog NumberComments
Straight Draw Bark Shaver, 8"Timber TuffTMB-08DS
PRO SERIES Bulk Mouse & Insect Glue BoardsCatchmaster#60m
Staple gunStanleyTR45D

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