《The Canadian Entomologist》:How to find them all: a standardised approach to comprehensive terrestrial arthropod sampling
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摘要:如何快速评估陆地节肢动物群落多样性最为有效一直存在较多争议,特别是应组合哪些取样方法来最大化捕获物种丰富度(species richness)及取样效率(sampling efficiency)。研究人员检验了六种常用取样方法——Malaise陷阱(Ma
摘要:如何快速评估陆地节肢动物群落多样性最为有效一直存在较多争议,特别是应组合哪些取样方法来最大化捕获物种丰富度(species richness)及取样效率(sampling efficiency)。研究人员检验了六种常用取样方法——Malaise陷阱(Malaise trap)、飞行拦截陷阱(flight intercept trap, FIT)、食诱盘陷阱(pan trap)、陷阱坑(pitfall trap)、贝尔莱斯漏斗(Berlese funnel)及扫网(sweep net)——在加拿大13个位点部署时的效率与互补性。约55%的物种仅被单一方法采集到;Malaise陷阱、扫网及飞行拦截陷阱对多样性的贡献最高。研究人员建议,旨在调查冠层与土壤动物类群的研究应联合使用上述采集方法,并可酌情扩展其他方法。
论文解读:《The Canadian Entomologist》刊载的此项研究,针对陆地节肢动物(terrestrial arthropod)因其极高多样性及生境异质性导致单一取样方法无法获得全面生物编目(biodiversity inventory)这一长期存在的问题,系统评估了六种常用取样方法的效率与互补性(complementarity),以期为大规模生物多样性监测提供标准化取样方案依据。
研究人员在加拿大7省1领地共13处国家公园各选取3个代表性生境位点,于距Malaise陷阱15 m半径内同步布设两套Townes式Malaise陷阱、一套飞行拦截陷阱(flight intercept trap, FIT)、10个黄色食诱盘(pan trap)及10个陷阱坑(pitfall trap)连续收集一周;另由4人各进行5分钟扫网(sweep net)并重复三次,并采集一份凋落叶样品经改良贝尔莱斯—图尔格伦漏斗(Berlese–Tullgren funnel,近似Winkler extractor)处理约144小时。除极常见种外,所有标本均经Sanger测序获得DNA条形码(barcode),按Barcode Index Number(BIN)作为物种代理,利用R及tidyverse、circlize程序包做物种累积曲线(species accumulation curve)、弦图(chord diagram)、Bray–Curtis相异度分析及Chao物种估计。
Results(结果)
研究人员共分析352 394号标本,测序成功率84.1%,获可赋BIN序列282 471条,鉴定出23 117个BIN,Chao估计为34 034±222 BIN。物种累积曲线陡峭度依次为Malaise陷阱>飞行拦截陷阱>食诱盘>扫网>陷阱坑>贝尔莱斯漏斗。整体BIN中55%(n=12 666)仅被一种方法采到,仅0.3%(n=66)被六法共采;单法特有BIN以Malaise陷阱占比最高(40.2%),其次为扫网(16.8%)与飞行拦截陷阱(16.1%)。各方法间群落组成相异(Bray–Curtis>0.49),飞行拦截陷阱与食诱盘相似度最高,贝尔莱斯漏斗与其他方法差异最大。目级分类组成除贝尔莱斯漏斗(螨类Sarcoptiformes、Trombidiformes为主)外均以双翅目(Diptera)、膜翅目(Hymenoptera)、鳞翅目(Lepidoptera)、鞘翅目(Coleoptera)、半翅目(Hemiptera)为主。
Discussion(讨论)
讨论指出六法高度互补,无单法能涵盖全部BIN,低估原因含单周采样时限、未采树冠层及扫网/贝尔莱斯为短时采样。Malaise陷阱效度最强但未过半BIN,扫网与飞行拦截陷阱亦显著贡献多样性;食诱盘在本研究中约11%特有BIN,对强风区可能优于Malaise陷阱;陷阱坑受步行性活跃度等偏差影响多样性偏低;贝尔莱斯漏斗虽BIN少但独特采得凋落叶小型避光无脊椎动物(螨、跳虫Collembola、盲蛛Opiliones)。各方法间Coleoptera、Araneae及Hemiptera重叠率低(分别为9.5%、17%、22%),印证不同生境层须联合方法。若需冠层与土壤动物调查,建议增补光诱陷阱(light trap)或标准Winkler提取器。
Conclusion(结论)
研究表明联合使用Malaise陷阱、飞行拦截陷阱、食诱盘、陷阱坑、贝尔莱斯漏斗及扫网可大幅提升物种丰富度检出;其中Malaise陷阱检出最高但仍不足以单独完成编目。追求广泛调查时应采用全部六法或视条件选用最小高效组合——本研究中Malaise陷阱+扫网即已捕获总丰富度的57%。若需调查冠层与土壤动物类群,可考虑额外增补未测方法(如light trap、Winkler extractor)。