文摘

机制中影响食草昆虫、火灾、塞拉多一个非常频繁的历史现象,似乎是一个重要的修改影响鳞翅类的社区。本研究的目的是比较丰富,物种丰度、频率,组成两个相邻区域的毛毛虫的塞拉多美国这篇最近烧毁和未燃的自1994年以来,在实验农场”庄园阿瓜Limpa”(歧视)(15∘55′年代和47∘55 W′), DF,巴西。毛毛虫调查在两个植物物种,属Erythroxylum:大肠deciduum答:St.-Hil。和大肠tortuosum集市。(古柯科)。我们检查了4196植物在这两个方面,和972年毛毛虫被发现在这些植物的13.3%。植物的数量与毛毛虫(频率)地区之间的差距显著。结果表明,最近和意外火灾有积极影响的丰富毛毛虫一年postfire,增加频率的毛毛虫Erythroxylum在塞拉多物种,不影响这些植物丰富的毛毛虫。此外,大火改变毛毛虫的物种组成通过促进罕见或机会性物种的增加。

1。介绍

系统由植物和昆虫的组织包括世界上超过一半的物种多细胞。扰动的影响,人为或否则,影响社区的特点在全球任何生物群落食草昆虫的1]。有强有力的证据表明,这些干扰导致的复杂变化的植物和食草动物之间的相互作用(2]。火灾影响食草昆虫群落和物种丰富度的变化,提供机会丰富和物种组成在空间和时间3]。在食草动物,鳞翅目可以作为很好的指标这些干扰造成的环境变化在某些栖息地(4]。

火灾在塞拉多是公认的生态重要性的自然现象(5),发生在旱季,从5月到9月6,7]。开火的影响的结构、组成和多样性的植物在塞拉多更广为记载8- - - - - -12比对动物的影响13- - - - - -15]。火对昆虫的影响食草动物的知识和他们的天敌更有限的(3,16,17]。

一般文献昆虫火灾的反应与反应相比其他形式的管理在开放栖息地表明明显降低昆虫发生火灾后不久。减少的幅度与火焰的接触程度和流动性的昆虫18]。在塞拉多,非常迅速和有力的再生植被发生(19),这种再生可能增加大量的食草动物。毛毛虫社区在塞拉多物种丰富,大多数物种的丰度很低但全年高度变量(20.,21),主要原因是气候变化,描述两个赛季(干和湿)。这种模式也被观察到在新几内亚食草昆虫。这是食草昆虫群落的一般特征,也是典型的热带地区22]。在这些食草昆虫社区影响的机制模式,火灾,一个非常频繁的历史现象在塞拉多,似乎是一个重要的修改影响鳞翅类的社区。

本研究的目的是比较丰富,相对丰度,频率,和物种组成两个塞拉多领域之间的毛毛虫,一个最近被和一个自1994年以来未燃烧。研究假设,丰富多彩、相对丰度、频率和幼虫在寄主植物的物种组成变化最近烧毁地区和地区之间没有最近燃烧(用作控制)。我们预测,毛毛虫的丰度和物种丰富度会显著增加在最近燃烧区域由于强烈的再生植被postfire环境(19]。postfire环境大大不同于灭火作战环境因为更高的植物物候同步和小气候的变化导致增加暴露于太阳。

2。方法

外部folivorous毛毛虫调查在两个植物物种,Erythroxylum deciduum答:St.-Hil。和大肠tortuosum集市。(古柯科),在两个相邻的塞拉多领域美国这篇实验农场“庄园阿瓜Limpa”(歧视)(15°55′年代和47°55 W′), DF,巴西。植物种类丰富,有类似大小的燃烧和未烧过的地区。这个系统,包括只有两个属的植物物种和他们的毛毛虫,被选为研究由于需要简化分析和减少变量。这种选择也反映出易于收集和识别和系统的先验知识在塞拉多的保护区。两个植物物种密度较高时发生在塞拉多地区及其鳞翅类动物群被从先前的研究在未烧过的领域20.,23]。意外火灾影响整个地区,1994年,该地区再次遭受意外火灾在8月31日,2005年。燃烧面积在1994年被视为一个控制和燃烧面积在2005年被认为是最近烧毁。数据收集从2005年9月到2006年8月。

在这两个研究领域(最近燃烧和控制),外部folivorous毛毛虫从树叶收集每周50个人的植物的两个物种。毛毛虫都收集,拍照,鉴定了总共编号作为个变种,和单独饲养在实验室用塑料锅(群居的毛毛虫除外),用树叶寄主植物的食物。从实验室获得的成年人抚养,尽可能识别并存入昆虫的采集、Departamento de Zoologia巴西利亚大学。

二项测试的两个应用比例显著性水平为0.05评价一致的发生与毛毛虫不同植物的比例(相对丰度和物种丰富度)之间的区域(24]。物种稀疏曲线建立了分析毛毛虫在每个区域的物种丰富度(25]。EcoSim 7.0软件被用来构建这些曲线基于1000复制26]。

Shannon-Wiener指数( )、辛普森指数( )和Berger-Parker指数( )是用来比较的多样性和优势社区的毛毛虫Erythoxylum在这两个研究领域。指数是在跳水上获得2.0软件(27]。Jaccard相似性指数也应用于评估的物种组成的相似性程度两个社区。如果Jaccard指数等于1 ( 和 ),所有物种之间共享两个社区。如果Jaccard指数接近0,几乎没有任何物种共享。

3所示。结果

我们检查共4196株,类似的数字在这两个方面(表1)。共有972个毛毛虫被发现在13.3%的工厂检查。植物的数量与毛毛虫(频率)地区之间差距显著( ; ; ; )。的概率控制地区的植物与卡特彼勒(9家工厂检查的)小于燃烧区(1到6的植物)。毛毛虫的相对丰度也明显不同( , , , )之间的区域。几乎两倍的毛毛虫在燃烧区域被发现在控制区(表中找到1)。

表1
植物的毛毛虫、丰度和丰富的毛毛虫在两种Erythroxylum,在塞拉多两个领域美国这篇歧视(燃烧和控制区域)从2005年9月到2006年8月。

鉴定了总共47个物种或某一个变种(以下视为物种)毛毛虫的记录,属于至少15家庭(两个物种属于不明身份的家庭)。燃烧区域有36种,相比之下,29种控制区域(表1)。然而,这在地区之间的物种丰富度差异不显著( ; ; ; )。即使调整稀疏方法共同基础的同等数量的毛毛虫在这两个领域( )物种丰富度不不同,物种多样的估计数量从24到32(表2;图1)。

表2
毛毛虫在两个物种的多样性Erythroxylum在塞拉多两个领域美国这篇歧视(最近燃烧和控制)从2005年9月到2006年8月:毛毛虫,物种丰富度,物种丰富度估计通过稀疏在控制区域( 95%置信区间),优势种和支配观察到在这两个方面,估计被稀疏的主导控制区域( ,95%的置信区间)、多样性指数( )和优势( 和 )。

图1
稀疏曲线的卡特彼勒物种控制区(与圆)和燃烧面积(与明星)相对于个体的数量估计的随机化的顺序在塞拉多1000个样本美国这篇从2005年9月至2006年8月的歧视。虚线表示95%的置信区间。

主导地位的价值在燃烧区(34.5%)高于控制区域(29.8%)(表2)。同样,燃烧领域的主导地位,通过稀疏估计,在31.2%和37.9%之间,明显高于价值估计346年控制区域在共同的基础上的毛毛虫在这两个方面(表2)。这些结果也与优势度指数的值一致 和 ,更高的燃烧区域。多样性指数 高控制区域(表吗2)。

一个身份不明的物种Antaeotricha(Elachistidae)主导,分别有29.7%和34.5%的个人在控制和燃烧区域,分别。十种记录在控制区域显示中间的主导地位,在7.5%和1.2之间,而六种显示中间燃烧地区的主导地位,与值在8.0%和1.1之间。稀有物种的比例,这些由不到1%的毛毛虫,显著提高( , , , )在燃烧区( 比对照区() )。

研究领域之间的相似性很低(Sj = 0.38),即使是每月1月(Sj = 0.70)和6月(Sj = 0.62)是唯一的例外(表3)。47个物种的记录,38.3% ( 物种两个区域(表)是很常见的4),和25.5%的物种( )被限制在控制区域。物种局限于控制区域包括群居蛾子Hylesia shuessleri链,1934(天蚕蛾科)和孤独的Dalcerina tijucana(范围内,1892)(Dalceridae),饮食多面手(表4)。大约40%的物种( )被发现只有在燃烧区域。这些物种包括Fregela semiluna(沃克,1854)(灯蛾科),一个多面手的物种Eloria subapicalis(沃克,1855)(科)饮食专家。火的影响似乎更明显刺蛾科五的八种这个家庭调查中发现的发生只在控制区域。然而,某些物种似乎受益于火灾的影响,例如,三种科发现只在燃烧面积:Cydosia mimica(沃克,1866),Cydosia punctistriga(Schauss, 1904)和科sp。五个最丰富的物种(超过15个人单位面积)被发现在这两个领域,显然是受限制的古柯科在该地区(表4)。

表3
丰富的毛毛虫和Jaccard塞拉多两个地区之间的相似性指数美国这篇歧视(最近燃烧和控制)从2005年9月至2006年8月在毛毛虫发现基于两种Erythroxylum。
表4
家庭和种类的幼虫上发现两种Erythroxylum在燃烧和控制领域的塞拉多歧视从2005年9月至2006年8月(NI =没有饮食的信息广度;杂食性的=饲料的植物物种来自两个或两个以上的家庭;限制=提要只种古柯科)。

没有发现物种的毛毛虫Erythroxylum直到一个月后火(表3)。然而,毛毛虫的相对丰度较高的燃烧区域的所有。直到12个月后,发生火灾,烧毁的卡特彼勒相对丰富仍高于丰富控制区域(图中找到2)。颞占领的物种Erythroxylum由毛毛虫导致模式的丰度和丰富逐渐增加采样的努力和表现出更大的增加在旱季,特别是(图5月和6月期间2)。


图2
累积毛毛虫(酒吧)和物种的数量(行)在塞拉多两个领域美国这篇歧视(最近燃烧和控制)从2005年9月到2006年8月。

4所示。讨论

限制地区的零星的和意外的火灾的塞拉多可能采取行动恢复植被19),允许网站更快的收复植物物种。几项研究在热带森林和塞拉多显示发芽的重要性作为一个灌木和树种的火灾后再生机理28- - - - - -32]。新的树叶发芽结果吸引了各种各样的食草动物。

在塞拉多,低频的幼虫在寄主植物是一种常见的功能(20.,33- - - - - -35]。然而,最近在塞拉多研究区域产生4.7%的毛毛虫在植物上的频率增加Erythroxylum。这增加的原因可能是火可能受益食草动物通过增加资源的可用性。这种资源的高可用性源于植物的再生,因为许多新叶子同步生产。

虽然物种丰富度方面没有差异,但高等优势在燃烧区域显示更高的多样性在控制区域。这个系统的最有趣的特性是稀有物种的增加在燃烧区域。这种提高可能源于强烈的再生,这可能产生新的产卵网站和这些物种的新环境。同时,附近地区可用作为源re-colonization [17]。然而,稀疏曲线没有达成渐近线。事实上,以前的研究(23,36)表明,物种毛虫不是发生在我们的调查中发现的两个物种Erythroxylum检查。这些额外的种类包括Erynnis funeralis(飞毛腿&伯吉斯,1870)(弄蝶科),Phobetron hipparchia(克莱默 1777年 )(刺蛾科)Automeris bilinea沃克1855(天蚕蛾科)。这些物种都是杂食性的,可以出现在其他种类的寄主植物。

变化丰富的昆虫在塞拉多不管发生的火灾和仍然是季节性的37]。然而,火灾造成的死亡率产生立即减少人口规模。甚至一个月后,毛毛虫在植物调查没有发现。此外,卡特彼勒丰富两种植物在随后的几个月都高在该地区被最近的火灾。发现了类似的结果为成人的某些昆虫订单,如鞘翅目、膜翅目和鳞翅目、半翅类,在巴西利亚的塞拉多(37]。丰富的回到先前的水平取决于昆虫所属的顺序和范围从2到13个多月后发生的火3]。12个月发生火灾后,与相关的大量的毛毛虫Erythroxylum物种研究没有回到水平比得上观察控制区域。

研究在同一地区与社区相关的毛毛虫Byrsonima(金虎尾科),显示,如果火在塞拉多复发每两年在旱季,结果有很大的不同(38从这些以前讨论的)。在这种情况下,丰度和物种丰富度的毛毛虫在频繁的地区火灾的丰度和物种丰富度明显小于毛毛虫地区免受火30多年。这些结果与其他先前的报道是一致的,火减少幼虫的数量(39),并可能导致当地一些物种的灭绝40]。然而,这些结果与频繁的火灾区域对比结果发现如果火灾意外和零星的,如本研究的案例。

即使小比周期性的火灾造成的损失,最近意外火灾极大地增加了大量的毛毛虫,结果,攻击植物postfire时期,最多的时间同步塞拉多叶生产发生。由于这个原因,这个过程可能产生广泛的植被破坏和损害该地区的生物多样性保护。此外,方案反复燃烧在几年在同一地区导致土壤的生物和物理化学降解,因此在空中生物量的减少(41]。

虽然我们没有复制每一个治疗,我们的结果反映出火的效果,我们跟随变化的社区几年的毛毛虫在不同植物物种保护区从火21,23,38,42,此外,我们调查了毛毛虫在其他植物物种在postfire条件下,得到了类似的结果(未公开的数据)。此外,一些研究表明不可能复制治疗时从大规模发生的自然现象,就像在燃烧的情况下(43]。因此,这项研究的结果表明,最近意外火灾有以下影响外部folivorous毛毛虫:(a)杀卵和幼虫,但积极的影响的相对丰度一年postfire毛毛虫,(b)增加了毛毛虫的频率与两个有关Erythroxylum物种在塞拉多,(c)并不影响丰富的毛毛虫在这些植物和(d)改变了卡特彼勒物种组成的影响因为火促进了罕见或机会性物种的增加。

确认

作者感谢康o·贝克尔的识别鳞翅目和管理员试验站(庄园阿瓜Limpa-FAL)巴西利亚大学的促进我们的现场工作。斗篷c Lepesqueur被授予奖学金,想一想i r .迪尼斯那样不知满足、被授予奖项从CNPq(格兰特研究生产力)。这个项目被CNPq和FAPDF财务支持。