潜在影响的本地草草原无脊椎动物多样性的丧失澳大利亚东南部

文摘

澳大利亚东南部温带草原面积减少欧洲殖民以来伴随着降解剩余残余的各种因素,包括替换本地植物的介绍的。有建议,这些替代品对无脊椎动物草原社区有有害的影响,但并没有证据来支持这些建议。在东部南澳大利亚阿德莱德山,四个草原无脊椎动物采样区域,在近距离,选择尽可能相似,除了数量的本地草它们含有可见。调查样本地区四个时期(夏天,冬天,春天,和重复夏天)使用陷阱陷阱和以为网。在春天一个植被调查。Morphospecies丰富性和费雪的α相比较,表明样本之间有着显著的不同领域,主要是在夏天的时间。回归分析鉴定了总共两个变种的丰富性和各种特性地被/表面显示强阳性和逻辑联系本地草鉴定了总共覆盖和个变种丰富性。与丰富的另外两个关联不强,缺乏一个合理的解释。如果本地草覆盖的建议直接影响无脊椎动物多样性是真的,它已经严重影响无脊椎动物保护生物多样性。

1。介绍

澳大利亚东南部的温带草原一直深受欧洲殖民和农业的影响。已经有很大面积的减少这些草原和产生的残余通常是小的和孤立的从一个另一个1]。无一例外的残骸已经被引入入侵植物物种(例如,2,3])。放牧压力从国内股票和竞争入侵植物,在其他因素,导致减少本地多年生牧草和他们被引入了年度草取代。也一直是相关的原生牧草损失及其替代由阔叶超级跑车(通常一年生植物)。

日元等。4]显示温带草原网站在西方维多利亚,澳大利亚有一个多样化的无脊椎动物物种之间的营业额高的网站。无脊椎动物的贡献不同的订单总丰度也高网站之间的变量。这个活力是强化了季节性变化在无脊椎动物社区/每年营业额在南澳大利亚[温带草原5]。考试的无脊椎动物家庭发生在草原在维多利亚4和南澳大利亚5)表明,组合中所有营养水平得到了很好的体现,并建议无脊椎动物社区的一个重要的角色在草原生态系统。

我们的知识的温带草原正在改善东南部的无脊椎动物社区;然而几乎没有外来植物入侵的影响的研究中,上面所描述的那样,在这些无脊椎动物社区。一般来说,外来植物对昆虫的影响社区的知识是有限的(6,115页)。节肢动物组合的综合评价46草原网站在荷兰认为植物物种组成的“最有效的预测”相关的节肢动物组合相比,其他四个潜在的预测(7]。这种植物成分的预测价值增加了支持假设失去原生植物导致失去无脊椎动物物种(8]。然而,Samways [6,78页)突出的困难区分不同类型的扰动的影响,尤其当他们可能协同交互。例如,Faithfull [9)持续发现低无脊椎动物袋鼠草地物种丰富度(Themeda南极光由智利needlegrass)入侵(Nassella neesianauninvaded地区相比)。然而,这不能减少明确归因于外来植物物种,因为相关的干扰。

对于特定的昆虫/昆虫组,外来植物入侵的影响变量。蚱蜢在潘帕斯草原没有不利影响的入侵(10),没有一致的关系被发现蚂蚁物种丰富度和取代度的本地草(8]。然而,叶蝉在德国草原活动造成不利影响11]。入侵美国中西部草原草原的奇异草声称是不利于人口的生存的达科他队长(弄蝶dacotael .) [12]。然而,入侵智利needlegrass (Nassella neesiana)可能提供食物的幼虫黄金sun-moth (Synemon举办Walker)在澳大利亚东南部草原13]。

鉴于入侵植物产生不利影响的可能性无脊椎动物保护和缺乏明确的证据,本研究考虑以下问题。(我)采样区域,故意选择有差异相对丰富的介绍和原生草显示无脊椎动物多样性的差异?(2)如果有差异,他们一致的跨季节吗?(3)采样区域,如果有差异可以归因于不同程度的替代原生草?

2。方法

2.1。调查网站

调查在东部阿德莱德山在布雷默河谷(几百Kanmantoo;S35 19.4°00′′′, E139°01 55.2′′′)。调查网站在一个山坡向下向河东南偏东方向。clay-loams为主,土壤浅和岩石露头。网站的海拔高度是190 - 200。该地区与温暖的地中海式气候,夏季炎热干燥,冬季寒冷时下雨了。长期的年平均降水量468毫米在最近的记录站(7.5公里),平均每日最高最低气温23.3°C和9.1°C,分别为(14]。

站点位于社区的分布类型S4 (midnorth草丛草地)(3)和薄荷盒内还分布(桉树odorata)的林地和Iron-grass自然温带草原社区(15]。调查的社区网站是一个disclimax社区(由于故意删除树),所有上面提到的社区(三个要素5]。不大可能的网站曾经培育种植,但它可能已经被国内股票100多年来放牧。在这项研究开始的时候,这个网站没有擦过的国内股票七年烧至少十年。

2.2。调查期间

调查发生在2007年2月2008年2月下旬,四个采样时间:2月,7月和9月/ 2007年10月提供的夏天,冬天,春天和取样,分别;2008年2月提供了一个夏天重复抽样。

巧合的是,这是一段时间的低降雨量;三年,2006 - 8、20 - 30%低于长期平均水平。采样期间,只有12.6毫米的降雨记录(7毫米最大下降)。平均每日最高温度在夏季树苗是28°C和平均每日最低14°C。类似的录音冬天是14°C和6°C和春天20°C和10°C。

2.3。抽样地区

日元等的工作。4)清楚地显示在草地昆虫群落的空间变异性礼物。由于本研究的重点是与存在相关联的潜在差异/缺乏本地草,采样区域仅限于一个小区域减少混杂因素的影响,如上面提到的空间变异性,和斜率的差异方面,土壤类型,过去的管理等等。四个采样区域,每一个m的矩形,选择在一个面积1公顷(约)。这一领域异构的地被植物,尤其是对本地草,从没有明显的本地草到很明显的存在。由于这种异质性,复制被认为是不可能的,相反,它是决定量化地面覆盖/表面采样区域之间的差异详细调查(见下文)。被选出的两个采样区域包含明显的本土多年生草和两个没有明显的本地草。他们指定的EP, EA、WP和佤邦(E / W对东部和西部地区,P本地草,和一个没有原生草)。东/西名称并不意味着不同方面或大的分离。所有抽样地区ESE方面(大约)及其斜坡范围从7到9°。由于研究重点是地被无脊椎动物,捕捉被选择最小化从其他地层取样没有树木和灌木的地区或附近。

2.4。植被调查

地被植物调查在2007年11月1 - 2在每一个采样区。点样架,0.5米长,10分(针),是集中在2 m沿横断面的间隔。有三个横断面每采样面积矩形的长边平行,并将两侧和两个陷阱之间的横断面(见下文)。每样有10帧,因此30 /网站,相当于300数据点。所有的植物都感动了一个点,如果可能的话,和记录。此外,地面的性质达成的每一个点都被记录。不同网站,点击每帧的数量在植物(总植物覆盖),通过方差分析进行了测试。相关系数之间的一些不同类型的封面/表面也被确定。

2.5。抽样无脊椎动物

表面活性的无脊椎动物与micropitfall采样(强积金)43毫米直径的陷阱。至少五天第一个抽样开始前,PVC袖子与盖子被插入到土壤中。袖子使实际的陷阱被放置以最小的土壤扰动和删除所有的采样时间,从而最小化深度挖掘影响(16]。每个部分充满了陷阱2:1丙烯乙二醇和水的混合物。一滴肥皂的解决方案是降低表面张力。丙二醇是首选乙二醇(防冻剂),因为后者显然是有吸引力的和有毒的脊椎动物(17]。对于每个采样周期,陷阱存在连续七个昼夜。每个网站在两排14强积金七强积金。这些行是平行于长轴与3 m的矩形之间的强积金行和行之间的5米。

因为缺乏以前的调查在南澳大利亚的草原,同时采样的范围广泛的无脊椎动物被认为是适当的。假设不同直径的强积金创建积极和消极偏见对特定的无脊椎动物组没有特定的最佳直径。直径(43毫米)选择往往是中档的大小和可能已经发现有效的抽样蚂蚁(18]。

无脊椎动物位于草和草叶子被以为网通过采样叶(而不是上面)。在每个采样区域和采样周期,全面完成三次一周当micropitfalls到位。这些样品都是尽可能的可比性和可重复的遵循类似的途径,在一个一致的步伐,通过每个样本区域。吸虫管是用来从网络中删除无脊椎动物现场,他们立即放入瓶中含有70%的酒精。以为网在采样时间和地区的一致的应用程序启用有效的存在/缺失数据的比较。然而,有效的比较的相对含量,不能因为草籽困在网无法收集所有个人的小物种。因此,以为网丰度只是象征。

2.6。处理无脊椎动物

在实验室里,所有无脊椎动物远离陷阱,确定主要分类群(通常订购)。在这些组织中,个人被认为是相似/不同的外部形态的基础上,因此鉴定了总共分为个变种。鉴定了总共使用个变种已经证明这种类型的研究(19]。凭证标本鉴定了总共一个变种被保存了下来。个人鉴定了总共一个变种的数量在每个陷阱也记录下来。个人以为网也确认订单和样品鉴定了总共放在个变种。不幸的是,有限的时间和专业知识使它无法处理绝大多数的跳虫(弹尾目),他们被排除在后续分析。已知引入物种,13岁和<鉴定了总共3%的总个变种,也排除在外。各种各样的钥匙,印刷和互动(dvd),被用来鉴定了总共的地方个变种在家庭。只要有可能,这些名称都验证了专家。额外的细节处理可以在粘土和艾伦5]。

2.7。数据分析

2.7.1。离群值

鉴定了总共尽管大多数个变种是由不到十个人(5),有一些丰富的物种特别是抽样地区和时期。可能这些统计离群值会严重偏差指数和统计测试失效。丰度数据检查每个采样区域和采样周期或组合。任何剩余大于4倍的标准偏差(20.,83页)这段区域显示一个异类的存在和费舍尔的物种被撤的计算α但在丰富数据保留。所有抽样地区和时期,鉴定了总共只有四个变种在一个时间或另一个被排除在外。他们的残差范围从4.7到各自的35倍标准差。

2.7.2。多样性的措施

物种丰富度和费舍尔的α(α)是用来比较的无脊椎动物多样性采样区域,以下的建议Magurran [21]。本研究的重点是潜在的无脊椎动物保护原生草的价值;因此稀有物种是很重要的。他们的影响力被保留使用存在/缺失数据但由多样性减少措施包括丰富的数据。此外,物种丰富度是生物学上有意义的和常用的21]。多样性的措施包括丰富、辛普森指数和费雪的α是最常用的。两者都是相对不受样本容量;然而前者是容易有偏见的丰富物种(21]。本研究测试的数据证实偏见的辛普森指数越大。例如,删除从采样区域只有一个丰富的蚂蚁EP(2007年2月)的数据改变了辛普森的指数从2.0到13.4α从14.6到20.9。很明显,这两个指标很敏感的存在丰富的物种,但对前者的影响更大。费雪的α还提供了标准误差的直接计算的优势。

鉴定了总共抽样地区个变种之间的差异丰富(总数为捕获方法)被双向方差分析测试。数据表中的每个单元格都有一个值为总丰富细胞分类根据样地和采样周期。三个采样周期的组合测试,即(1)所有四个采样周期,(2)2007年三个时期,2月(夏季)和(3)的两个时期。

费雪的α指数和标准错误计算,从陷阱捕捉,对每个采样和采样周期和比较”测试。”

2.7.3。Morphospecies丰富性,地被/表面关联

可能的关联进行了探讨主成分分析(PCA)。利用主成分分析法(PCA)确定被检查有着紧密的联系与丰富性因变量成对回归分析。(抽样地区的少量使用多元回归无效。)单独分析了每个采样周期和两个组合的时期,即2007年三个时期和夏天两期。在每种情况下陷阱和以为网捕获分别进行分析和组合。方差分析是用来确定重要的回归。

3所示。结果

四个采样周期,13729人被两种方法,鉴定了总共544个不同个变种代表从至少28订单和143个家庭。这些数据不包括已知引入物种或弹尾目(> 20000跳虫被捕)。更多细节在粘土和艾伦(5]。

3.1。对比抽样地区:陷阱和鉴定了总共以为网个变种丰富性

表1和图1鉴定了总共提供个变种丰富每个采样区域和段和两个时期的组合。只有一个例外,2007年10月,在每个时期,抽样地区的排名或组合,WP > EP > WA≥EA。给出丰富值的范围在表1和表明,差异最大的在夏天,至少在春天。

表2给平均财富值三种不同组合的采样周期,即所有四个时期,2007年三个时期,两个夏天。一个小的例外,抽样地区的数字顺序符合等级次序(见上图)。统计检验记录(表的两种方法2(一))显示两个采样之间的组合有显著差异的地区。陷阱捕捉,表2(b)表明,不同采样区域发生在两个夏天时期的结合,然而,只以为网捕捉,差异发生了两个组合(表2(c))。任何重大差异平均财富值总是符合等级次序:WP > EP > WA≥EA。

鉴定了总共多少个变种只捕获在一个采样区域所有调查时间。如果物种随机分布在整个调查区域,应该有一个近似等于这些“单一事件”物种的数量在每个采样区域。在四个时期有289“单一事件”调查如下:EP (84), EA (50), WP (83), (72)。卡方检验(测试人数相等)是重要的,10.36 (),从而提出一个非随机分布有利于P抽样地区。

3.2。对比抽样地区:费雪的α

α指数(表3(一))仅基于缺陷数据,相比之下以为网数据,可靠的丰度。排名在每个采样周期内,或组合,显示与物种丰富度的排名接近协议。除了2007年10月,EP或地区WP最大的α和通常都比那些地区EA或佤邦。表3(b)表明,差异具有统计学意义(通过以及)。在任何的比较P区和一个地区是重要的,它总是P的优势地区。显然,这种优势是在夏季最为明显的调查,包括两个夏天的结合。与物种丰富度一样,EA通常是最多样化。

3.3。比较抽样方面:丰富

表4给陷阱丰度和总数为每个采样地区和时期。超过11000的无脊椎动物被捕获在陷阱,不包括弹尾目和引入的物种。表的最后一行4显示了EP比其他地区高得多的丰富。然而,这主要是由于捕捉蚂蚁Anonychomyrmasp.2 (EP) 4200人。删除此物种,和其他三名统计离群值,从不同采样周期的数据,其余的表中所示的值。这些更均匀和双向方差分析在四个采样时间内显示的平均丰度区域之间无显著差异(,)。

3.4。地被植物调查

调查发现只有在春天和总抽样地区之间的植被明显不同(;)与EP具有至少覆盖(平均每10点7.3支安打帧),其次是WP(13.9到),EA(14.2到),佤邦(21.5)。最小显著性差异()封面显示EP明显低于其他三个网站,而覆盖明显大于其他三个。

植物区系组成也不同(图2)。的相对比例覆盖在EP归因于草范围从64%(相当于平均4.6点击每帧)90% EA(相当于13.9点击)。介绍了草的封面是总覆盖所有抽样地区的最大组成部分。鉴于两个领域被故意选择包含明显的本地草,相对覆盖归因于他们大大不同,16%和22% WP和EP,分别,但只有3%和< 1%,分别对佤邦和EA。然而,绝对的封面的本地草(平均达到每帧的数量)是2.2,1.6,0.7,0.1,WP, EP,佤邦,分别和EA。大多数原生草几乎没有增长,大概是因为比平均降雨量在2006年和2007年。Austrostipa物种的主要组件Austrodanthonia物种和Aristida behriana也在场。燕麦属spp。(野生燕麦)占主导地位,介绍了年度草叶片种虫害是同样重要的。图2还表明,年度四叶草(三叶草spp)。在WP封面的显著的组成部分,那么在EP和佤邦,只有辅修EA。

土壤表面通常覆盖着植物垃圾在WP(覆盖88%至73),但它只提供50%覆盖microphytic地壳贡献37%覆盖。在其他网站microphytic地壳覆盖贡献≤10%。裸露的土壤或岩石构成了13%的表面在EP和佤邦,6% WP,但< EA的2%。活植物覆盖表面是罕见的:在EA从WP的5%到0%。

3.5。鉴定了总共协会个变种丰富地被/表面数据

初步和探索性的主成分分析(PCA)透露,无脊椎动物丰富,覆盖(平均达到每帧的数量)的本地草,三叶草有很强的影响,在同一方向,第一主成分(PC),而垃圾覆盖了同样强劲,但相反的效果。介绍了草的封面也有相反,但较小,效果。这些分析的例子在图所示3。这种模式的关系一直显示在所有采样时间和周期的两个组合,虽然丰富了一个较小的贡献在2007年10月的采样周期。其他组件,阔叶的封面(三叶草除外),裸露的表面,和microphytic地壳的封面,不影响出现在第一个PC。第二个电脑总是< 1的特征值,因此没有增加变异的解释(22]。

这些潜在覆盖丰富协会是由回归分析进一步研究陷阱,以为网,结合数据。丰富的成对回归(因变量)总植物覆盖,覆盖本地草,引入了年度草,三叶草的物种,和表面垃圾检测意义为每个采样周期和两个采样周期的组合(在图给出了两个例子4)。重要,积极发现回归丰富天然草地上盖(8次)和苜蓿(5);见表5。负回归丰富的表面垃圾覆盖(3)和介绍了草的封面(1)也被发现。没有发现协会之间的丰富性和总封面。重大协会与原生草主要发生在夏季陷阱丰富并丰富(表相结合的方法5)。三叶草覆盖没有协会与陷阱丰富但显示三个协会以为网丰富。

所有两两组合的四个变量之间的相关性有显著关联无脊椎动物丰富被用来区分可能直接影响变量的丰富性,而不是间接影响由于二级关联。三叶草和表面垃圾覆盖有显著的负相关(;)。三叶草和本地草覆盖与临界意义呈正相关(;)。

4所示。讨论

4.1。无脊椎动物多样性采样区域之间的差异

鉴定了总共的比较个变种之间丰富采样区域表明了它们之间的主要区别。数值排名基于丰富吩咐WP > EP > WA≥EA,观察三个采样时间和两个时期的组合。只有在10月期间有不同的顺序:> EP > WP > EA。

平均物种丰富度的统计分析数据证实了更丰富的P地区/地区。平均前通常都显著高于后者,但反过来从来没有真的。此外,费雪的α多样性的数据(仅基于陷阱捕获)反映丰富的差异显示。EP或WP最大α和佤邦通常是大于EA的。在许多情况下这些差异具有统计学意义。此外,鉴定了总共289个变种,只捕获的取样区域显示显著的非随机分布与EP和WP拥有更多这样的“单一事件”比佤邦,反过来,超过了EA。

应该注意的是,不同的多样性鉴定了总共似乎基于个变种数量而不是丰度的差异,由于没有显著差异在后者样本地区平均样本时期内。

4.2。多样性差异和季节性变化

春天采样周期的丰富性和最高α多样性,而冬天每个夏天测量和采样周期的最低中间。春天也是这段时间显示最小的相对丰富性和差异α抽样地区之间的多样性,而他们在夏天最大的采样周期。也就是典型的排序差异(WP > EP > WA > EA)在夏天最明显。

可能认为,较低的多样性在佤邦和EA在夏天采样周期往往没有结果,因为差异消失在春天采样周期。然而,当季节性鉴定了总共周转率个变种被认为是(5在夏天),显著降低多样性的后果是显而易见的。鉴定了总共的个变种在2007年三个时期,76%是在只有一个周期,只有15%的人在夏季和春天。因此,鉴定了总共套个变种出现在夏季在很大程度上取代了春天,夏天一个物种,因此“失踪”从一个特定的区域也可能在其他季节“失踪”。

4.3。无脊椎动物多样性和地被/表面之间的关联

毫无疑问,有四个采样区域之间的无脊椎动物多样性的差异。四个领域也有相当大的差异从一个另一个关于植被,植物区系组成,以及在较小程度上,表面的性质。这些差异与无脊椎动物多样性的差异?

主成分分析和回归分析揭示了负面联系垃圾封面和丰富但积极协会涵盖了丰富的本地草,三叶草。这些因素直接影响丰富吗?

如果垃圾覆盖的范围是直接负面影响的物种丰富性,是逻辑表明,这种影响将在捕捉最明显的表面活性的无脊椎动物,也就是说,在陷阱捕获。然而,垃圾盖之间没有明显的回归和陷阱丰富但三个重要的垃圾覆盖和以为网之间的丰富性。这表明一个次要的这两个因素之间的联系通过另一个未知因素(s),而不是直接影响垃圾覆盖的丰富性。

如果本地草覆盖对财富有着直接的影响,这种影响可能会在夏季和冬季最大。地被/表面调查做了只有在春天,但植物区系组成和植物覆盖在夏天是认为是非常不同的。夏天地中海式的调查网站,常年原生草通常保持一些增长为无脊椎动物提供生活植物材料。他们的草丛和干花序也可能提供庇护。在春天有许多其他来源的植物材料表明原生草会减少的影响。另一方面,介绍了苜蓿种一年生植物很少,甚至没有,在夏天,可能代表只有幼苗或小植物在冬天。最大的影响可能会在春天当植物开花。他们也有高氮含量的显著优势可以吸引无脊椎动物在春天和可能有一些挥之不去的影响,他们在赛季后的垃圾分解。然而,幸运草蔓延,前列腺的习惯可能限制他们以为网捕获产生积极的影响,因为它们是低于净的物理层。

如果这个推理是公认的,如果两个原生草覆盖和苜蓿对丰富有直接影响,回归丰富的原生草地上(因变量)封面应该是最大的在夏季和冬季,至少在春天,相反应该适用于类似的涉及苜蓿的回归。同时,在后一种情况下任何直接影响应该更明显比以为网捕获陷阱捕获。原生草覆盖的回归和丰富性遵循建议的模式和建议直接影响的本地草丰富。然而,回归对苜蓿和丰富性不遵循建议的,相反的模式也显示积极的协会以为网捕捉。这并不表明直接影响苜蓿的丰富,而是一个二级协会,可能是因为本地草,三叶草覆盖之间的正相关关系。当然,这并不证明原生草的直接影响,但它确实表明一个强大和逻辑联系本地草覆盖和鉴定了总共无脊椎动物个变种丰富性。

5。结论

只有四个采样区和一个调查网站,任何结论必须是试探性的。然而,鉴定了总共夏天抽样结果显示更大的个变种丰富性和/或地区的多样性大的本地草覆盖。统计分析显示强阳性关联的本地草和丰富和有合理的解释这种关联,这表明直接影响的本地草覆盖在无脊椎动物丰富。如果存在直接影响,本地草的损失已经严重影响不仅对植物生物多样性还无脊椎动物,这可能是最大的在这些南部温带草原生物多样性的组成部分。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者希望感谢安妮特•斯坎伦她帮助和协助现场与实验室工作。作者感谢评论罗斯·弗里克的一些统计分析。彼得·艾伦提供本文的关键评论较早的一份草案。南澳大利亚的本地草资源集团慷慨地提供资金援助来支持这个项目。

引用

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