放牧影响蝴蝶在以色列北部地中海森林生态系统

文摘

牛放牧在地中海森林生物多样性的影响还不清楚。评估这些影响蝴蝶,我们进行了调查。后基节自然保护区(以色列北部)在两年内两个栖息地。在每个栖息地我们选择一个站点,被牛和擦伤了,作为一个控制,类似ungrazed网站。带横切(5米宽)分为100复制,时而交叉伍迪和batha植被(打开)补丁。这些横断面调查2015年在山脊(538年五次,11日复制,蝴蝶,25种),并于2016年在山谷(9倍,3944年12复制蝴蝶,38种)。每个栖息地分别进行了分析。在栖息地,物种之间的相似性指数高的网站。丰富高脊的控制和均匀度高谷的擦伤了。在两个栖息地总丰度控制高出两倍,和伍迪附属蝴蝶甚至三倍高。为batha杂食性的,寡食性蝴蝶物种,丰富网站之间的相似,其中几个,与放牧异径接头管植物,在放牧甚至高于在控制网站。 However, the batha monophagous species were more abundant in the control. Monophagous and endangered species were found to be more sensitive to cattle grazing. We conclude that the current cattle grazing management in Mt. Meron reserve affects butterfly populations negatively. Therefore, we recommend more regulated grazing and earlyseason suspension precautions, along with designation of no-grazing areas in reserves.

关键字

地中海森林;生物多样性保护;day-butterflies;牛吃草,单食性物种;濒危物种

缩写

G:放牧网站;C:控制(ungrazed)网站;P:杂食性的物种;O:寡食性物种;M:单食性物种;在以色列En:蝴蝶濒临灭绝的物种。

背景

一般在地中海森林生态系统的影响

在地中海东部地区,山羊和绵羊放牧已经练习了大约10000年,,是一个重要因素在塑造生态系统(1,2]。在最近的几十年里,传统的觅食,山羊拒绝由于经济和社会变化。缺乏大型食草动物的法律限制木材切割导致更多的封闭空间均匀的木本植物,植物多样性降低,增加了火灾风险由于易燃材料的积累。应对这些负面现象,beefcattle放牧在许多以色列地中海自然保护区实施。自1980年代初以来,牲畜已经引入大约三分之一的Mt。后基节自然保护区,我们的研究领域。探索新的管理方法的影响草本植被组件,一个五年的研究项目成立于79年的网站在以色列北部自然保护区中,10个在林地Mt。后基节(3]。79年大部分的网站,调查发现最大的植物丰富性和多样性下媒介载畜率放牧制度。然而,在太后基节网站,没有发现差异之间吃草和ungrazed情节的丰富性。此后,推荐,季节性放牧已经应用储备的赛季暂停部分地区(4,5),但全年放牧是其他地区的储备来实现的。上述研究结果(3)已经被其他许多研究支持以色列放牧的(6,2,7),发现放牧管理的积极作用,主要是温和,草本植物丰富性和多样性,支持中间干扰假说(8]。在同一地区,我们检查,9)发现,放牧和山羊放牧降低树木覆盖的速度增加,即使没有停止放牧过程(10)发现,在短期内(两年),树冠去除草本物种丰富度有积极的影响,尽管放牧在树冠移除负面影响情节,丰富11)得出结论,必须考虑放牧的广阔视角的影响,和福利的自然生态系统,不仅其农业livestock-food-supply方面(12)连续四年后发现,季节牛觅食,伍迪物种丰富度上没有负面影响可以被探测到,但葡萄树物种丰富度和丰富显著降低(13]。研究地中海马基群落在突尼斯北部山区表明,草本群落构成负面影响任何放牧压力,但伍迪社区只在moderate-to-high放牧压力下成分被破坏。

放牧对蝴蝶的影响

蝴蝶(鳞翅目、锤角亚目)很容易观察和识别他们构成食物链中的一个重要环节。他们的生命周期短、繁殖潜力使他们迅速应对生物和非生物环境因素的变化,如栖息地、气候、宿主植物和食物,以及他们的捕食者和寄生虫。这些特征使常用的蝴蝶作为生态系统现状和变化[bio-indicator14- - - - - -16]。

放牧对蝴蝶的影响社区的研究到目前为止取得了一致的结论。在喀尔巴阡山脉,研究[17day-butterfly)发现了一个优势种群在中度放牧,而过度放牧和no-grazing政权。然而,在德国,18)发现,最高的丰富性、丰度和蝴蝶种群的多样性受到no-grazing管理,光放牧下少,至少在过度放牧。在他们的研究在自然保护区在希腊,(19]报道减少放牧下蝴蝶丰富,相比之下,no-grazing区域。他们还发现,蝴蝶濒临灭绝的物种是人类的影响集中在较低的网站。相似的结果在三个其他欧洲研究报道:德国(20.在斯洛文尼亚),(21在法国],[22),还发现蝴蝶的数量在任何放牧的优势,相比之下,任何放牧管理。

在他们的研究的影响,野猪加油活动蝴蝶种群在意大利,(23]还发现蝴蝶物种丰富度较高,丰富和多样性no-boar地区相比,野猪的活动区域。他们报告说,蝴蝶专家物种明显比多面手物种受到野猪活动。相比之下,在以色列北部[24)发现,放牧garrigue(灌木)地区蝴蝶丰度增加,尽管它没有影响蝴蝶物种丰富度和多样性(图1)。一种专一性研究在以色列的蝴蝶喝nesimachus还表示缺乏放牧(和,一个接一个的进步),更大的威胁这个濒危物种和保护草原过度放牧(16]。在以色列最近的另一个调查中,蝴蝶丰富在戈兰高地草原生态系统被发现更高的放牧地区,和整体之间的差异被发现在蝴蝶的丰富性和多样性放牧和ungrazed网站(25]。

我们目前的研究

我们研究了肉牛放牧对蝴蝶的影响后基节自然保护区社区居民。作为以色列地中海北部的代表介子的森林生态系统。我们的特定的假设是:

•肉牛放牧会明显影响蝴蝶社区后基节自然保护区。

•肉牛放牧会降低蝴蝶社区的丰富性和丰富。

•肉牛放牧将主要减少单食性,蝴蝶濒危物种的丰富性和丰富。

材料和方法

研究区域

蝴蝶调查在2015年和2016年。后基节自然保护区(上加利利,以色列北部(图1),这包括大约10000公顷。研究区是一个地中海森林生态系统,海拔700米,1000米,年平均降雨量为900毫米;几乎所有的11月至3月间,下雨了。薄层的岩石是石灰石和白云石的粉笔和泥灰岩。

研究植被总面积95%,下组成:(一)伍迪补丁:阔叶树木组成的ca。60%, 8 - 12米高,四时(主要是Quercus calliprinos)和落叶(例如,Quercus boissieri,只要巴勒斯坦,Crataegus azarolus, Pyrus syriaca和李属ursina),和ca。15%灌木(例如,Spartium junceum,鼠李punctata);和(b) batha(开放植被)补丁:由ca。10%的矮灌木(如棘Sarcopoterium)和ca。10%草本植物(大约150种,25)。减少约15%的封面由木头和灌木组件被报道在放牧的地区20年来,这就是我们的治疗进行了横断面(GIS分类植被层的形成,2013年的陆地卫星- 8卫星图像分析,数据由以色列自然和园林部门)。载畜率的研究领域是200年成人牛肉牛400公顷,即。每公顷0.5牲畜单位,被认为是一种高载畜率(26,12]。因为在旱季草本成分是短缺的林地,和放牧管理是基于伍迪组件,集中补充富含蛋白质的食物提供的字段。

两个网站每年选择抽样:一个放牧下了大约20年,放牧和控制网站是免费的。这两个网站在2015年位于山脊,相隔的距离2公里:Neria网站在冬天春天(December-May)放牧制度;和牛的阿发'im网站是免费的。2016年两个站点位于两个山谷(狭窄的峡谷,干涸的河床),相隔的距离3公里:希兰网站下summer-autumn (June-November)放牧制度,和牛来说,怎样网站已经免费了两年,和在光放牧在过去四十年。其他物理和生物条件相似的两双的网站。

蝴蝶的观察

与狭窄的土路,我们标记两个1100调查横断面脊(2015年),和两个1200调查横断面沿山谷(2016年)。100米的横断面被分成部分,被认为是复制的分析。这些部分交替穿过木头和batha(打开植被)补丁。进行了横断面设计和蝴蝶数量根据波拉德计划(27,28]。对于每个部分,我们记录所有观察到的蝴蝶物种和数字5米内带,而沿着路慢慢地走(平均每100米一节5分钟)。我们走在一起;第一作者确定了蝴蝶和作者记录了数据。蝴蝶识别,我们使用了以色列的蝴蝶(野外指南29日]。在一只蝴蝶身份不确定性的情况下,拍摄,或者如果有必要,使用了净,然后在网站发布。观测进行了适当的天气对于蝴蝶活动,即。,with no rain or gusts of wind and within the temperature range of 19ºC to 32ºC. Monitoring at the grazed and the control ungrazed sites was performed at consecutive hours of the same day, or at similar hours on consecutive days, due to weather conditions. The first site to be monitored, the grazed or the control, was alternately chosen. We conducted 5 transect counts along ridges between April and September 2015, and 9 transect counts along valleys between March and July 2016.

蝴蝶喂养策略的定义

•单食性物种:繁殖1或2植物种类密切相关。

•寡食性物种:同一家族的不同植物物种繁殖。

•杂食性的物种:繁殖在植物物种不同的家庭。

统计分析

这两个研究栖息地调查在不同的年;根据,他们分别进行了分析。

丰富:物种的数量在放牧和控制(ungrazed)网站比较分别为每个栖息地(2015年山脊上,山谷2016),一旦使用横断面部分复制(t),并再次使用调查日期作为复制(配对t检验)。

丰富的相似性指数:Jaccard相似性指数(14)采用分别为每年(2016年2015年在山脊,在山谷),评估相似的物种列表两种放牧制度。

丰富:个人的总数在放牧和控制(ungrazed)网站比较分别为每个栖息地(2015年山脊上,山谷2016),一旦使用横断面部分复制(t),和再次使用调查日期复制(配对t检验)。每个物种的数量的个人使用一个χ2测试管理层之间的比较。

多样性:我们使用香农多样性指数(30.)研究的多样性。这个索引项单一敏感个体每一物种(主要是濒临灭绝的物种)。放牧的香农指数和控制(ungrazed)网站比较分别为每个栖息地(2015年山脊上,山谷2016)用t检验。

均匀度:Pielou指数(31日),这是源自于香农多样性指数、用于检查均匀度。放牧的均匀度指数和控制(ungrazed)网站比较分别为每个栖息地(2015年山脊上,山谷2016)用t检验。

丰度根据生境与宿主植物:丰富放牧和控制(ungrazed)网站比较分别为每个栖息地(2015年山脊上,山谷2016),根据蝴蝶的栖息地

联系:树木或batha补丁和蝴蝶物种寄主植物。

进行了统计分析和无花果画用Excel软件

结果

总共有8844个人属于36种和6家庭(凤蝶科,粉蝶科、Nymphalidae Satyridae,灰蝶科,弄蝶科)被记录在两个研究栖息地。

物种丰富度

平均山脊的物种数量显著低于放牧站点(7.5种/部分)比控制(11.0种/部分),但没有发现这种差异在山谷(图2)。最大丰富在旺季是相似的栖息地(16个物种,图3)。物种的总数山脊放牧地区22和23的控制;在山谷,31到35种放牧和控制,分别。

物种相似性:总共39个物种被记录在两个栖息地,山脊和山谷,和下两个管理:放牧和控制(无放牧)(表4)。脊(2015),20相同的物种和5独家物种记录下两个管理层,物种相似性高(80%,表1)。在山谷(2016),28日相同的物种和10个独家物种记录下两个管理层,物种的相似性为78%。

表1。蝴蝶物种的相似性(每个栖息地)放牧和ungrazed网站之间。

丰富:在这两种栖息地,意味着个人蝴蝶只有85%和97%在放牧的网站比较控制,分别在山脊和山谷(图4)。最大数量记录在5月中旬在山谷(2016),在山脊上的6月初(2015),可能在今年样数量没有实现)(图5)。山脊,总丰富擦伤了网站和349年189人的控制;在山谷,1415年和2529年个人在放牧和控制,分别。栖息地减少个人都记录在放牧网站比控制,在所有横断面计数(图5)。

均匀度(Pielou指数):相对较高的物种均匀度被发现在山脊(2015),这是两者之间相似的管理。较低的物种均匀度在山谷(2016)中明显高于放牧网站比控制(表2)。

表2。季节性的意思是物种均匀度(每栖息地Pielou指数)放牧和控制网站的蝴蝶种群多样性(香农指数):的意思是蝴蝶种群的多样性降低放牧网站比控制在山脊,但放牧的网站比控制在山谷(表3)。

表3。季节性意味着多样性(每个栖息地香农指数)蝴蝶种群的放牧和控制网站。

丰度根据生境与宿主植物:25的39只观察蝴蝶物种(或主要)活性和产卵batha补丁,和10个主要活跃在木头补丁(29日]。其他四个物种并不是只连接到一个特定的栖息地(表4)。八39所观察到的物种濒危的(32]。

表4。总个体数(每栖息地)记录的蝴蝶物种和选定的特征。

木头附属种类丰富:在两种栖息地(山脊和山谷),woodaffiliated蝴蝶物种的丰度显著低于放牧网站比控制(三分之一到一半的人,表5和6)。

表5所示。蝴蝶丰富植物形成和寄主植物在山脊(2015)。

表6所示。蝴蝶丰富,植物形成和寄主植物的山谷(2016)。

batha-affiliated物种丰度:batha-affiliated蝴蝶物种丰度较低的放牧网站比控制在山脊,管理层在山谷之间和类似的(表5和6)。丰度较低比ungrazed放牧控制在山脊蝴蝶物种与十字花科相关联,禾本科,只和唇形科植物,在山谷的蝴蝶与唇形科的物种。

蝴蝶丰富性和丰富的喂养策略:在两种栖息地(山脊和山谷),擦伤了网站中的低丰度相对于控制只有17%的寡食性、杂食性的蝴蝶物种,和他们中的一些人甚至更高的放牧网站(表7;图6)。相反,为单食性蝴蝶记录放牧影响更大:低丰度发现擦伤了网站对这些物种的43%和67%,在山脊和山谷,分别相反的效果(更高的丰度擦伤了网站)没有发现其中的任何一个。

表7所示。每个栖息地变化()之间的蝴蝶丰富放牧和控制网站根据喂养策略。

讨论

我们预测的假设(A和B),我们在地中海发现介子的林地生态系统(太后基节,上加利利,以色列北部),在两个栖息地,山脊山谷(2015)和(2016),较低的证据butterflypopulation指数(丰富性和丰富)在网站放牧,而ungrazed控制网站。这是符合其他研究发现的负面影响放牧在蝴蝶的社区18- - - - - -22]。

因此,从目前的研究结果后,我们得出结论,总体有知识不足的先天性心脏病患者和他们的父母。我们相信一个工作应该由专业人士来解释先天性心脏病以直观的方式以达到更大的理解方面的疾病,因此优化行为健康。

伍迪和放牧影响Batha附属蝴蝶

我们发现woody-niche-affiliated蝴蝶更严重影响放牧,与bathapatch相比——附属蝴蝶。过度放牧在树林里可能由于缺乏草本牧场在地中海batha补丁在漫长的旱季,导致重度放牧在灌木和藤蔓12),降低树的树冠和下层植被禾本科植物(草),主机的蝴蝶育种(22]。这种效应的发现支持13在突尼斯北部]显示,严重损害木本群落组成moderate-to-high放牧压力下。

根据蝴蝶寄主植物放牧的影响

我们发现低丰度的放牧网站(主要是在山脊)蝴蝶物种繁殖batha补丁的十字花科,唇形科和禾本科植物(表5和6)。这可以解释为损毁放牧花蜜和繁殖的植物唇形科和禾本科22]。然而,它是可能的,一些菊科、豆科花蜜和繁殖植物(山谷,十字花科,)没有显著受到放牧。这些植物是多面手的主机(杂食性的)蝴蝶物种,主要是粉蝶科(表4 - 7),放牧的网站没有显示下降,甚至一些增加(表5 - 7,图6)。这对于batha-patch-affiliated中度破坏蝴蝶由于batha地中海放牧印证了先前的研究草原生态系统,增加了多样性在中度放牧制度(3]。

单食性,濒危的蝴蝶物种敏感性

作为预测的假设(C),我们得出这样的结论:单食性放牧和濒危物种蝴蝶更敏感比寡食性、杂食性的物种(表4 - 7)。类似的结果也出现从摩洛哥[33)、希腊(19),意大利(23]。这可能是由于大型哺乳动物的影响植被,增加均匀度(较少的生态位)和蝴蝶物种主要赔偿更多的专家和敏感。

寡食性物种Aricia agestis是唯一的濒危物种,其人口发现擦伤了网站的大比control-57与8个人,分别在山谷(表4,图6)。这种蝴蝶品种在牛儿苗科植物物种,这是美味的牛(个人知识)。牛儿苗科观察在研究区只有一个小植被特征和不能解释这个有趣的效果。这需要进一步的研究。

共同batha-patch杂食性的物种Lampides boeticus,负面影响放牧,表现在我们的研究领域几乎“单食性”。它主要品种在年轻的分支Spartium junceum(布什,蝶形花科),这无疑是被牛吃掉。

需要早期季节放牧悬挂

我们发现重放牧破坏2015年在山脊(冬天春天放牧制度下)比2016年在山谷(summer-autumn放牧制度下),在蝴蝶丰富指数(图1、2、5),batha-affiliated蝴蝶物种的丰度。脊上擦伤了网站甚至蝴蝶种群繁殖在放牧异径接头管工厂,这可能受益于放牧,仍然比在控制指标较低,而在硅谷的放牧网站这些物种有更高的指数(参见5)。蝴蝶种群繁殖在十字花科低在山脊上的擦伤了网站,但没有减少,甚至是更高的河谷放牧的网站(表5和6)。这同样适用于Zerynthia种虫害的数量,品种有毒属马兜铃。较重的放牧破坏脊上,在冬天春天放牧制度,可以归因于更强烈的管理,与summer-autumn河谷放牧管理相比,早期的赛季暂停。

香农多样性和均匀度的变化

上面的山脊和山谷栖息地之间的区别可以解释不同的放牧对蝴蝶的影响人口均匀度(表2)和多样性(表3)。在山脊上我们发现高,均匀度两个管理类似,但在控制更大的多样性。然而,在山谷我们记录在控制低价值的多样性和均匀度,均匀度较低的值比在山脊上。均匀度越低导致更高的蝴蝶濒危物种的数量,其中大部分由非常小的人口(表4)。更高的山脊上的控制蝴蝶种群的多样性,与放牧网站相比,导致控制的更高的丰富性而类似均匀度两个管理。然而,在山谷,降低控制的多样性导致两个站点的类似的意思是丰富但低均匀度的控制。注意,香农多样性指数与均匀度和丰富度指数呈正相关。

蝴蝶种群的改变可能导致从宿主植物的变化

我们建议下蝴蝶数量的显著变化太后基节地区放牧可以归因于变化引起的放牧他们的主机和花粉植物(15,33,22]。这是由相应的结果支持研究的影响放牧草药的社区(34),进行了在同一生境样线和年。在本研究发现草本物种丰富度低的擦伤了网站与控制相比,和物种多样性指数较低在沉重的冬天春天牧场的管理下,相比不太严重summer-autumn放牧制度。这些变化可能会影响蝴蝶种群。

放牧管理的好处,或伤害蝴蝶的数量吗

蝴蝶擦过网站的人口指标越低,几乎完全消失,濒危物种,在两个沉重的冬天春天放牧制度(山脊)和更温和summer-autumn放牧(山谷),符合(22,23]。然而,其他研究报告显著的优势在广泛的放牧管理的蝴蝶,而no-grazing政权(35- - - - - -38]。这些矛盾的发现可能导致歧义的定义“亮到中放牧管理”。Differences could also stem from the changing balance between the contradicting influences of grazing on plants, and hence on butterfly populations. Light-to-medium grazing may open the vegetation complex for more plant species (increase richness and diversity), but at the same time can damage or eliminate plant species of the butterflies' nectar and food complex.

目前的研究结果表明,放牧,在林地生态系统进行了二十年来在以色列北部,蝴蝶种群有明显的有害影响,显然是由于减少了生境异质性和减少食物资源,特别是通过损害植物。伴随的另一项研究,在真菌物种伍迪补丁相同的横断面(39- - - - - -41),还发现显著减少大部分的生态因子,这可能强调放牧的深刻的负面影响我们的研究区域。我们假设与几千年的传统山羊放牧;这个相对较新的牛介绍在这一领域带来了潜在的过度放牧破坏。这还需要进一步的研究来支持这一假设。

结论

我们得出这样的结论:过度放牧肉牛发生在太后基节自然保护区的森林生态系统,包括更加适度的放牧制度地区储备。这种放牧管理显著减少大多数蝴蝶物种种群,特别是wood-breeding物种。最令人担忧的是对单食性和蝴蝶濒危物种的影响。我们建议这个退化条件下蝴蝶种群是恶化的结果的主机和花蜜植物种群。更多监管的放牧管理和赛季初放牧暂停可能安抚的放牧生态系统的破坏。封闭的自然保护区的避难区域,没有放牧,保护濒危的蝴蝶物种至关重要。

声明

确认

我们感谢家伙Pe怎样他宝贵的专业修订手稿,和乔纳森Saferstein的语言版本。

资金

这项研究是完全由以色列的性质和公园的权威。

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