实验方法 | BEF研究中的昆虫食草动物评估
文摘
科学
2024-07-09 19:29
浙江
TreeDivNet是全球最大的树木生物多样性实验网络。自1999年以来，在全球范围内陆续建立了32个树木生物多样性实验，种植树木超过120万棵，总面积达859公顷。TreeDivNet通过系统的、跨地点的大规模实验，为BEF研究提供了宝贵的数据和案例，帮助生态学家更好地理解和验证多样性对生态系统功能的影响。因此，TreeDivNet是BEF研究的一个重要组成部分和实验平台。本文整理了TreeDivNet在昆虫食草动物评估（Insect Herbivory Assessment）方面的通用协议，具体如下。1 样地水平（At the plot level）
每个实验都有不同的空间设计，因此很难提出完全相同的取样方法。不过，我们建议采用以下基本原则：1）对所有含有重点树种的样地进行取样——它们是多样性处理的重复样地。2）在每个样地中，只对核心区域内的树木进行取样，以避免边缘效应（例如，不考虑外部两行）。3）无论样地的树木组成如何，每个重点树种都有固定数量的树木接受评估，以便在相同数量的树木上对单一树种和混交树种进行损害比较。昆虫物种丰富度比较也是如此（例如，无需稀释程序）。4）为考虑样地水平可能出现的食草动物聚集现象，在核心区域随机选择取样树木的位置（第一次评估时，随后的所有评估都使用相同的树木）。2 树木水平（At the tree level）
2.1 落叶乔木（For deciduous trees）
1）对每棵树的固定叶片数进行测量。例如10×4=40片树叶，每枝10片树叶（必要时剪断树枝），在树冠顶端选择两片相对的树叶，在树冠底部选择两片相对的树叶。2）在树枝的顶端随机选择5片叶子，在同一树枝的基部随机选择5片叶子。3）如果树枝上没有足够的叶子，可以选择相同高度的另一根树枝。如果没有足够的枝条，可以使用主轴。4）每次评估的叶片都可能不同（因为有些叶片可能会掉落，有些叶片可能会出现，损伤可能会累积）。5）每棵树的取样叶片总数应与树的大小（如幼苗20片，成龄树200片）和/或目标昆虫食草动物的种群密度相适应。![]()
2.2 针叶树（For coniferous trees）
1）在树冠顶部和底部分别对两个方向相反的枝条（必要时剪断枝条）进行测量。2）对每个取样树枝顶部和底部固定数量（如5个）的枝条进行食草动物评估。3）对于茎干损伤，对4个取样枝条和主轴上的腐烂强度（或钻孔数量）进行估算。2.3 协变量暂定清单（Tentative list of covariates）
3）每次食草动物评估时树冠的体积（用于衡量树木的“显见度（apparency）”），即相对两侧平均最大宽度×树冠高度的乘积（或使用异速关系（如有））。3 损失估计（Damage estimation）
1）早春在叶片上观察到的大多数危害在生长季节的其余时间仍然可见。2）有些种类在发育过程中造成的危害类型并不相同（例如，Lymantria dispar的幼虫先蛀食后咀嚼）。因此，将一个物种造成的损害归因于两种不同的取食种团（feeding guilds）是有风险的。4）一些取食种团（如外部咀嚼者）造成的损害可能会抹去其他取食种团先前造成的损害。根据之前的意见，为了避免错误估计昆虫类群的丰富性和多样性，我们建议在生长季节“只”记录两次昆虫危害：1）第一次评估：所有树木完成萌芽（budburst）后一个月（欧洲通常在6月）。这将有助于检验早期食草动物危害受树木物候影响的假设（假设：由于食草动物集中在第一个可用资源上，因此早期出芽的树木比后期出芽的树木更容易受到危害）。2）第二次评估：仲夏，预计此时食草动物的多样性达到最大值（例如，潜叶虫（leaf-miners）和虫瘿（gall-makers）在季节后期出现）。因此，在叶子开始凋落之前：估算总的最终损失。夏末完全被吃掉的叶子和掉落的叶子可能无法进行调查，这不是一个大问题，因为当一个食草动物完全吃掉一些叶子时，剩余的叶子也可能被严重啃食。3）如果只进行一次评估，建议选择第一次评估来检测多样性效应，或选择第二次评估来与树木生长相关联。
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