Name: a method for quantifying foliage-dwelling arthropods
Uploaded: 2019-10-20T13:30:00
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Gli autori desiderano ringraziare il Dipartimento dell'Agricoltura del Servizio Forestale degli Stati Uniti per aver finanziato questo progetto attraverso l'accordo USFS 13-CS-11090800-022. Ringraziamo J. Suda, W. Holland e altri per l'assistenza di laboratorio, e R. Richards per l'assistenza sul campo.

1. Costruire il dispositivo di campionamento prima di andare sul campo
<ol><li>Utilizzando frese a bullone, frese a filo di grandi dimensioni o un disco di macinazione elettrico, rimuovere il 1/3 inferiore della gabbia di pomodoro filo 30 cm in modo che sia di circa 55 cm di lunghezza.</li>
	<li>Tagliare due, 50 cm bretelle in alluminio o materiale altrettanto semi-rigido da utilizzare come aste di fissaggio e bretelle su ogni lato della parte più grande della gabbia di pomodoro. A 38 cm dall'estremità, utilizzare un...

Due necessità di quantificare con precisione le comunità di artropodi sono probabilità di rilevamento relativamente elevate e aree di campionamento note o coerenti. Durante il campionamento per gli artropodi, meno del 100% di probabilità di rilevamento può essere attribuita a singoli artropodi evitando trappole o alcuni individui che sono rimasti intrappolati non essere rilevati durante l'elaborazione. Le trappole intercettori che intercettano artropodi volanti (trappole di Malilise/finestra, trappole appiccicose, e...

Gli artropodi terrestri svolgono un ruolo importante nel nostro ecosistema. Oltre ad essere di interesse scientifico gli artropodi possono essere sia dannosi che benefici per le colture, le piante orticole e la vegetazione naturale, oltre a fornire un'importante funzione trofica nelle nate alimentari. Pertanto, comprendere i fattori che influenzano lo sviluppo e l'abbondanza della comunità artropode è fondamentale per gli agricoltori, i responsabili del controllo dei parassiti, i biologi delle piante, gli entomologi, gli ecologisti della fauna selvatica e i biologi della conservazione che studiano le dinamiche della comunità e gestire gli organismi insettivori. Comprendere i fattori che influenzano le comunità e l'abbondanza degli artropodi spesso richiede la cattura degli individui. Le tecniche di cattura possono generalmente essere suddivise in tecniche qualitative che rilevano solo la presenza di una specie per le stime della gamma di specie, della ricchezza e della diversità, o di tecniche semi-quantitative e quantitative che consentono un indice o una stima di l'abbondanza e la densità degli individui all'interno di un gruppo tassonomico.
Le tecniche qualitative che consentono solo l'inferenza relativa alla presenza di una specie o di una struttura comunitaria hanno una probabilità di rilevamento sconosciuta o intrinsecamente bassa o mancano nel fornire inferenza per quanto riguarda la probabilità di rilevamento e le dimensioni dell'area campionata. Poiché la probabilità di rilevamento con queste tecniche è bassa, la variabilità associata al rilevamento preclude una precisione adeguata per dedurre come le variabili esplicative influenzino le metriche della popolazione di artrodi. Tecniche qualitative utilizzate per stimare la presenza includono il campionamento di aspirazione1, trappole leggere2, trappole per l'emergere3, modelli di alimentazione sulle radici4, tubi di salamoia5, esche6, feromone3, trappole incisive 7, Trappole Malessere8, trappole finestra9, trappole di aspirazione10, battendo vassoi11, ragnatele12, miniere di foglie, frass13, galel artropode14, vegetazione e danni alle radici15 .
In alternativa, le tecniche semi-quantitative e quantitative consentono ai ricercatori di stimare o almeno di campionare in modo coerente un'area campione specificata e di stimare la probabilità di rilevamento o di assumere la probabilità di rilevamento non direzionale e adeguata a non oscurare la capacità del ricercatore di rilevare variazioni spaziali o temporali in abbondanza. Le tecniche semi-quantitative e quantitative includono reti a spazzare16, aspirazione o campionamento sottovuoto17, conteggio sistematico degli artropodi visibili18, trappole appiccicose19, varie trappole di tipo vaso20, ingresso o fori emergenti21, abbattimento chimico22, trappole di colore appiccicose e pieni d'acqua23,e diramazione insaccamento e ritaglio24.
I recenti cambiamenti indotti dall'antropogenico ai regimi climatici e di disturbo hanno portato a cambiamenti drammatici nelle comunità vegetali, rendendo le interazioni tra la composizione delle specie vegetali e le comunità di artropodi un'area attiva di studio. Comprendere come le comunità di artropodi variano con la composizione delle specie vegetali è una componente fondamentale per comprendere i potenziali impatti economici e ambientali dei cambiamenti nelle comunità vegetali. Sono necessari metodi semiquantitativi o quantitativi per quantificare l'abbondanza di artropodi con adeguata precisione per rilevare le differenze tra le specie di piante. In questo articolo viene descritto un metodo per l'indicizzazione degli artropodi che vivono nel fogliame che, con uno sforzo ragionevole, ha fornito un'adeguata precisione per identificare le differenze nell'abbondanza individuale e nella biomassa, nella diversità e nella ricchezza tra 5 taxa di alberi che si trovano comunemente in le foreste decidue sud-orientali del Nord America25. Questo approccio ha fornito una precisione adeguata per stimare l'abbondanza per consentire l'inferenza su come i cambiamenti nella composizione delle specie delle comunità delle piante forestali a causa di regimi di disturbo modificato antropico influenzano la composizione degli artropodi, potenzialmente influenzare l'abbondanza e la distribuzione di uccelli insettivori e mammiferi più alti. Più specificamente, utilizzando una tecnica di insaccamento modificata descritta per la prima volta da Crossley et al.24, abbiamo stimato la densità degli artropodi di superficie, che abitano il fogliame e testato la previsione di rilevare le differenze di diversità, ricchezza e abbondanza di artropodi nel fogliame di più veloce crescita più xeric specie di alberi rispetto a più lento crescere specie mesichec. L'obiettivo di questo articolo è quello di fornire istruzioni dettagliate della tecnica.
Abbiamo condotto lo studio sulla Foresta Nazionale Shawnee (SNF) nel sud dell'Illinois. La SNF è una foresta di 115.738 ettari situata nella regione centrale di Hardwoods delle divisioni naturali di Ozarks e Shawnee Hills26. La foresta comprende un mosaico del 37% di quercia/hickory, il 25% di legni duri misti, il 16% di faggio/acero e il 10% di legni duri di terra. La SNF è dominata dalla seconda quercia/hickory in zone xeric di altopiano e acero di zucchero, faggio americano e tulipano (tulipafirora liriodendron) nelle valli mesic riparate27,28.
La selezione del sito per questo metodo dipenderà dagli obiettivi generali dello studio. Per esempio, l'obiettivo principale del nostro studio originale era quello di fornire informazioni su come i cambiamenti nella comunità degli alberi potrebbero influenzare gli organismi trofici più alti confrontando le metriche della comunità di artropodi che vivono di fogliame tra comunità arboree adattate mesic che xeric. Così, il nostro obiettivo primario era quello di quantificare la comunità artropode su singoli alberi situati all'interno della comunità di alberi xerici o mesici. Abbiamo selezionato 22 siti di studio lungo una quercia/hickory (xeric) per faggi /acero (mesic) dominato gradiente utilizzando USFS mappe di copertura stand (allveg2008.shp) in ArcGIS 10.1.1. Per prevenire potenziali effetti confusi, abbiamo selezionato i siti utilizzando i seguenti criteri: non situati in aree ripariali, 12 ha, e situati all'interno di un habitat forestale contiguo-deciduo (cioè elevazione superiore a 120 m). Tutti i siti contenevano alberi maturi >50 anni in terreno collinare, quindi comprendeva pendenze e aspetti simili. Mentre i confini del sito di faggio/acero si distinguevano in base alla transizione delle comunità di alberi, i confini del sito di quercia/hickory sono stati identificati artificialmente utilizzando le mappe di copertura SNF e ArcGIS 10.1.1. Tutti i siti erano grandi blocchi forestali all'interno di terreni non gondati; le loro differenze nella composizione delle specie arboree non erano dovute a differenze di posizione sul paesaggio, ma erano rappresentative dell'uso del suolo passato (ad esempio, tagli chiari o raccolta selettiva). Abbiamo svernato le mappe caricando file di forma poligonale discreti di ogni sito di studio su un sistema di posizionamento globale (GPS) palmare e verificando la composizione delle specie di alberi. Abbiamo selezionato casualmente i punti di campionamento (n e 5) in ogni sito. In ogni punto, abbiamo campionato tre alberi dalle ore 0600-1400 del 23 maggio al 25 giugno 2014. Per individuare alberi campione, abbiamo cercato verso l'esterno per un raggio di 30 m dai punti di vegetazione fino ad alberi maturi (>20 cm d.b.h.) con rami abbastanza bassi da essere campionati. Tipicamente, i tre alberi maturi che rappresentavano tre dei cinque generi (Acer, Carya, Fagus, Liriodendron e Quercus) di interesse sono stati campionati.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>13 gallon garbage bags</td>
			<td>Glad</td>
			<td>78374</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum rod</td>
			<td>Grainger</td>
			<td>48ku20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pruner</td>
			<td>Bartlet arborist supply</td>
			<td>pp-125b-2stick</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Telescoping pole</td>
			<td>BES</td>
			<td>TPF620</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tomato Cage</td>
			<td>Gilbert and Bennet</td>
			<td>42 inch galvanized</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a method for quantifying foliage-dwelling arthropods

Gli artropodi terrestri svolgono un ruolo importante nel nostro ambiente. La quantificazione degli artropodi in modo da consentire un indice preciso o stime della densità richiede un metodo con alta probabilità di rilevamento e un'area di campionamento nota. Sebbene i metodi più descritti forniscano una stima qualitativa o semi-quantitativa adeguata per descrivere la presenza delle specie, la ricchezza e la diversità, pochi forniscono una probabilità di rilevamento adeguatamente coerente e aree di campionamento note o coerenti per fornire un indice o una stima con sufficiente precisione per rilevare le differenze di abbondanza tra variabili ambientali, spaziali o temporali. Descriviamo come quantificare gli artropodi che abitano le foglie sigillando le foglie e la fine dei rami in un sacchetto, tagliando e congelando il materiale insaccato e risciacquando il materiale precedentemente congelato in acqua per separare gli artropodi dal substrato e quantificarli. Come dimostriamo, questo metodo può essere utilizzato su scala orizzontale per quantificare gli artropodi che vivono delle foglie con una precisione adeguata per testare e descrivere come le variabili spaziali, temporali, ambientali ed ecologiche influenzano la ricchezza e l'abbondanza dell'artropode. Questo metodo ci ha permesso di rilevare le differenze di densità, ricchezza e diversità degli artropodi che abitano le foglie tra 5 generi di alberi comunemente presenti nelle foreste decidue sud-orientali.

Abbiamo raccolto 626 campioni da 323 singoli alberi che compongono 5 gruppi di alberi. Per le stime della biomassa totale degli artropodi per metro di succursale campionata, l'errore standard variava dal 12% al 18% della media per i 5 gruppi di alberi (tabella 1). Questo livello di precisione era adeguato per rilevare variazioni tra gruppi di alberi e un cambiamento quadratico nella biomassa con l'ora25. Questa tecnica ha fornito maggiore precision...

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A Method for Quantifying Foliage-Dwelling Arthropods

Descriviamo come quantificare gli artropodi delle abitazioni delle foglie sigillando le foglie e la fine dei rami in un sacchetto, tagliando e congelando il materiale insaccato e risciacquando il materiale precedentemente congelato in acqua per separare gli artropodi dal substrato per la quantificazione.

Un metodo per quantificare gli artropodi Foliage-Dwelling

Terrestrial arthropods play an important role in our environment. Quantifying arthropods in a way that allows for a precise index or estimates of density ...

Il vantaggio principale di questo protocollo è che consente ai ricercatori di catturare artropodi volanti e striscianti dal fogliame. Anche se usiamo questa tecnica sugli alberi può essere utilizzata anche su cespugli e arbusti. Fai attenzione a praticare rapidamente l'insaccamento dei rami senza disturbare il fogliame in modo che gli artropodi attivi non sfuggano alla cattura.Per iniziare questa procedura, utilizzare frese per bulloni, grandi frese a filo o un disco di rettifica elettrico per rimuovere il terzo inferiore di una gabbia di pomodoro filo di 30 centimetri in modo che sia lunga circa 55 centimetri. Quindi, tagliare due bretelle da 50 centimetri da tubi in alluminio o un materiale altrettanto semirigido da utilizzare come aste di fissaggio e bretelle su ciascun lato dell'estremità più grande della gabbia di pomodoro. A 38 centimetri dalla fine utilizzare una morsa da tavolo o strumenti di presa più grandi come serrature del canale per piegare il tutore con un angolo di circa 30 gradi.Attaccare l'estremità lunga di ogni asta di fissaggio alle estremità opposte della gabbia di pomodoro con fascette. Utilizzare nastro adesivo o nastro elettrico per supportare questo attacco assicurandosi che il nastro sia avvolto intorno ad almeno sei centimetri della gabbia e dell'asta. Attaccare l'altra estremità di ogni asta sui lati opposti dell'estremità di un palo estensibile con fascette.Utilizzare nastro adesivo o nastro elettrico per supportare questo attacco assicurandosi di avvolgere il nastro più volte e che si sovrapponga al palo e alle aste di almeno sei centimetri. Assicurarsi che l'apertura della gabbia sia a contatto con l'estremità del palo telescopico quando la gabbia è attaccata. Quindi attaccare la gabbia direttamente all'estremità del palo usando il nastro adesivo.Fissare strisce di fissaggio a gancio e ad anello in due punti all'apertura della gabbia a 90 gradi dal palo precedentemente attaccato. In primo luogo, attaccare due pezzi di gancio e chiusura ad anello all'apertura esterna della borsa in modo che si allineino con il gancio e il dispositivo di fissaggio ad anello attaccati all'apertura della gabbia. Assicurati che il gancio e il dispositivo di fissaggio ad anello siano allineati in modo che quando la borsa viene inserita e attaccata l'apertura alle corde di trazione della borsa corri parallela al palo telescopico.Inserire un sacchetto della spazzatura da cucina da 49 litri nella gabbia di pomodoro filo. Posizionare tre clip di alligatore uniformemente disperse su ciascun lato del fondo della borsa e attaccare le clip sia alla borsa che alla gabbia metallica in modo che la borsa sia tenuta contro la gabbia. Orientare la clip dell'alligatore sull'apertura della borsa in modo che sia attaccata alla coulisse parallela al palo telescopico opposto alla posizione dell'attacco del palo.Attaccare il paracord alla coulisse della borsa più vicina al palo. Tagliare quattro pezzi di tubi di plastica o di gomma dura in sezioni di quattro centimetri e attaccarli in quattro posizioni con nastro adesivo o nastro elettrico. Per prima cosa dovrebbe essere posizionato sulla parte di estensione del palo a circa 0,5 metri dall'estremità del palo più vicino alla gabbia di pomodoro.Gli altri tre dovrebbero essere posizionati equidistanza lungo la sezione inferiore del polo di estensione a partire da circa cinque centimetri dalla parte superiore della sezione inferiore. Infilare l'estremità del paracord che non è attaccato al sacchetto attraverso i tubi di plastica. Dopo questo eseguire entrambe le corde paracord insieme attraverso gli inserti dei tubi di plastica per tenerlo in posizione.Per ogni albero campione, utilizzare un generatore di numeri casuali per selezionare un'altezza del campione che si trova all'interno dell'altezza del polo di estensione quando viene estesa alla lunghezza massima. Utilizzare il generatore di numeri casuali per selezionare una distanza del campione dal tronco dell'albero e identificare un ramo che si adatta alla borsa con un disturbo minimo al fogliame. Ed è la giusta altezza e distanza dal tronco in base ai numeri generati.Sollevare il palo di campionamento a un'altezza parallela al ramo desiderato. Far scorrere rapidamente la borsa sul ramo e quindi tirare rapidamente le corde paracord che sono attaccate alle coulisse per sigillare la borsa. Fare in modo che una seconda persona usi il pruner del palo di estensione per ritagliare il ramo nella posizione adiacente all'apertura della borsa.Quindi portare con cura il sacchetto campione a terra e legare rapidamente le coulisse della borsa chiuse. Conservare il ramo insaccato in un congelatore fino a quando non è pronto per condurre l'analisi degli artropodi di laboratorio. Tenere la borsa congelata e diramarsi in posizione verticale e scuotere il ramo del campione mentre è nella borsa per spostare gli artropodi nella borsa.Rimuovere con cura il ramo dalla borsa e sciacquarlo in una grande padella di raccolta per rimuovere eventuali artropodi rimanenti. Quindi, svuotare il materiale rimanente nella borsa nella padella di raccolta e rimuovere i detriti non artropodi. Separare gli artropodi nei gruppi tassonomici desiderati.Notando le differenze tra larve e adulti. Quantificare gli artropodi come desiderato. Se la biomassa è interessante, misurare la lunghezza degli artropodi e utilizzare la tabella di massa di lunghezza pubblicata per stimare la biomassa.Sostituire gli artropodi in piccole padelle di essiccazione. Asciugare in forno di essiccazione per 24 ore a 45 gradi Celsius e pesare su una bilancia elettronica. Asciugare le foglie in un forno di essiccazione per 48 ore a 45 gradi Celsius e pesarle su una bilancia elettronica.Oppure misura la lunghezza di tutti i rami legnosi all'interno del campione. In uno studio rappresentativo, 626 campioni vengono raccolti da 323 singoli alberi che hanno composto cinque gruppi di alberi. Per le stime della biomassa totale di artropodi per metro di ramo campionato, l'errore standard varia dal 12% al 18% della media per i cinque gruppi arborei.Questo livello di precisione è sufficiente per rilevare la variazione tra i gruppi arborei in un cambiamento quadratico nella biomassa per data. Questa tecnica fornisce maggiore precisione quando si stima la diversità della gilda, come dimostrato dall'errore standard della diversità della gilda degli artropodi che va dal 3% al 7% della diversità media tra i cinque gruppi di alberi. La precisione a questo livello è adeguata per rilevare le variazioni tra i cinque gruppi di alberi.La precisione delle stime della ricchezza è anche molto precisa, come dimostrano gli errori standard che variavano dal 3% al 7% della ricchezza media tra i cinque gruppi di alberi. Questo livello di precisione è sufficiente per identificare la variazione tra i gruppi di alberi. Un'associazione quadratica con la data, diminuzione della ricchezza con l'altezza sull'albero e una relazione positiva tra ricchezza artropode e distanza dal tronco dell'albero.Assicurati di racchiudere rapidamente il ramo senza disturbare il fogliame per assicurarti che gli artropodi attivi non sfuggano alla cattura.

Research

JoVE Journal

Environment

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