Ảnh hưởng của quản lý cánh đồng và vùng hoang đến sự cấu thành loài bướm

Ann B. Swengel1, Scott R. Swengel1
1Baraboo, USA

Tóm tắt

Trong giai đoạn 1990-1997, chúng tôi đã ghi nhận 122.138 con bướm trưởng thành trong các cuộc khảo sát transect tại 125 vùng cánh đồng thông - sồi ở miền bắc Wisconsin và 106 cánh đồng cỏ dài ở sáu tiểu bang miền Trung Tây được nhóm thành ba tiểu vùng cánh đồng. Trước khi phân tích, chúng tôi đã phân loại các loài bướm thành ba nhóm sinh thái: chuyên gia của thảm thực vật thảo mộc bản địa, các đồng cỏ (xuất hiện phổ biến trong thảm thực vật thảo mộc bản địa và bị thoái hóa) và tổng quát. Chúng tôi đã phân tích bộ dữ liệu này dưới cả hai hình thức nhóm sinh thái và tổng quát bướm, cũng như theo mật độ tương đối và độ phong phú loài, để điều tra cách mà những cách sắp xếp khác nhau của cùng một bộ dữ liệu có thể ảnh hưởng đến kết quả. Trong các hồi quy tuyến tính đa biến, mật độ và độ phong phú của tổng bướm và các nhóm con liên quan một cách có ý nghĩa đến nhiều yếu tố không thuộc quản lý. Trong các so sánh giữa đốt cháy gần đây so với ít gần đây hơn, tất cả các kết quả có ý nghĩa cho đốt cháy gần đây nhất đều tiêu cực. Không có mối quan hệ tiêu cực có ý nghĩa nào được gán cho khoảng thời gian dài nhất kể từ lần đốt cháy. Trong các so sánh giữa đốt cháy và để yên, tất cả các kết quả có ý nghĩa trong cánh đồng đều ủng hộ để yên, nhưng trong vùng hoang lại ủng hộ đốt cháy. Trong các so sánh giữa đốt cháy và cắt cơ giới, tất cả các kết quả có ý nghĩa trong cánh đồng đều ủng hộ cắt, nhưng không có sự khác biệt có ý nghĩa nào xảy ra trong vùng hoang. Trong các hồi quy bao gồm tất cả các loại quản lý, việc đốt cháy luân phiên (một mình hoặc kết hợp với cắt) thường có ý nghĩa tích cực hơn cho các chuyên gia và chưa bao giờ cho các chuyên gia. Số năm tăng lên kể từ lần quản lý cuối cùng luôn tiêu cực trong các vùng hoang và tiểu vùng cánh đồng phía nam nhưng luôn tích cực trong hai tiểu vùng cánh đồng phía bắc. Các mô hình quản lý có ý nghĩa xảy ra thường xuyên hơn trong cánh đồng hơn là trong vùng hoang, nơi ít bị phân đoạn hơn. Các chuyên gia được ưu ái bởi việc chăn thả trong một tiểu vùng cánh đồng phía bắc (nhưng không được ưu ái trong tiểu vùng khác), thu hoạch cỏ, các vụ cháy rừng đơn lẻ (có thể kiểm chứng chỉ ở vùng hoang), và số năm tăng lên kể từ lần xử lý cuối cùng trong một tiểu vùng cánh đồng phía bắc (nhưng không được ưu ái trong vùng hoang). Trong từng tiểu vùng và nhóm con, các kết quả quản lý có ý nghĩa cho mật độ và độ phong phú chưa bao giờ mâu thuẫn, nhưng mật độ có nhiều kết quả có ý nghĩa hơn độ phong phú. Trong bất kỳ trường hợp nào, các dấu hiệu không đối lập khi tổng bướm và/hoặc bất kỳ nhóm con nào có quan hệ có ý nghĩa với cùng một yếu tố quản lý trong cùng một loại hồi quy. Nhưng những gì có ý nghĩa cho một mẫu thường không có ý nghĩa cho một mẫu khác. Do đó, việc quản lý có lợi cho các chuyên gia và tổng bướm không mâu thuẫn, nhưng các nhóm có mức độ nhạy cảm khác nhau, thay vì phản ứng trái ngược nhau. Vì các loài bướm chuyên gia (và tổng thể) không nhất quán ủng hộ một loại quản lý nào hơn hẳn loại khác trong các tiểu vùng, cần phải thận trọng trong việc quản lý khu bảo tồn, để tránh việc phụ thuộc quá mức vào một loại quản lý hơn các loại khác.

Từ khóa

#bướm #quản lý cánh đồng #vùng hoang #sinh thái học #bảo tồn loài

Tài liệu tham khảo

Anderson RC (1982) An evolutionary model summarizing the roles of fire, climate, and grazing animals in the origin and maintenance of grasslands: an end paper. In: Estes JR,Tyrl RJ andBrunken JN (eds) Grasses and Grasslands: Systematics and Ecology, pp 297-308. University of Oklahoma Press, Norman Baines M,Hambler C,Johnson PJ,Macdonald DW andSmith H (1998) The effects of arable field margin management on the abundance and species richness of Araneae (spiders). Ecography 21: 74–86 Bart J andKlosiewski SP (1989) Use of presence-absence to measure changes in avian density. Journal of Wildlife Management 53: 847–852 Blair RB andLauner AE (1997) Butterfly diversity and human land use: species assemblages along an urban gradient. Biological Conservation 80: 113–125 Borchert JR (1950) The climate of the central North American grassland. Annals of the Association of American Geography 40: 1–39 Borgerding EA,Bartelt GA andMcCown WM (1995) The Future of Pine Barrens in NorthwestWisconsin: a workshop summary, PUBL-RS-913-94. Wisconsin Department of Natural Resources, Madison Brown KS Jr (1996) The use of insects in the study, inventory, conservation and monitoring of biological diversity in Neotropical habitats, in relation to traditional land use systems. In: Ae SA,Hirowatari T,Ishii M andBrower LP (eds) Decline and Conservation of Butterflies in Japan, III, pp 128-149. Lepidopterological Society of Japan, Osaka, Japan Brown KS Jr (1997) Diversity, disturbance and sustainable use of Neotropical forests: insects as indicators for conservation monitoring. Journal of Insect Conservation 1: 25–42 Bulan CA andBarrett GW (1971) The effects of two acute stresses on the arthropod component of an experimental grassland ecosystem. Ecology 52: 597–605 Butterflies under Threat Team (1986) No. 17. The Management of Chalk Grassland for Butterflies. Joint Nature Conservation Committee, Peterborough Chambers BQ andSamways MJ (1998) Grasshopper response to a 40-year experimental burning and mowing regime, with recommendations for invertebrate conservation management. Biodiversity and Conservation 7: 985–1012 Clements FE (1916) Plant Succession: an analysis of the development of vegetation. Carnegie Institute, Washington, DC Curtis JT (1959) The vegetation ofWisconsin: an ordination of plant communities. University of Wisconsin Press, Madison Dana RP (1991) Conservation management of the prairie skippers Hesperia dacotae and Hesperia ottoe: basic biology and threat of mortality during prescribed burning in spring. Minnesota Agriculture Experiment. Station Bulletin No 594 Dennis P,Young MR andGorgon IJ (1998) Distribution and abundance of small insects and arachnids in relation to structural heterogeneity of grazed, indigenous grasslands. Ecological Entomology 23: 253–264 England RE andDeVos A (1969) Influence of animals on pristine conditions on the Canadian grasslands. Journal of Range Management 22: 87–94 Erhardt A (1995) Ecology and conservation of alpine Lepidoptera. In: Pullin AS (ed) Ecology and Conservation of Butterflies, pp 258-276. Chapman & Hall, London Feber RE andSmith H (1995) Butterfly conservation on arable farmland. In: Pullin AS (ed) Ecology and Conservation of Butterflies, pp 84-97. Chapman & Hall, London Feber RE,Smith H andMacDonald DW (1996) The effects on butterfly abundance of the management of uncropped edges of arable fields. Journal of Applied Ecology 33: 1191–1205 Fry R andLonsdale D (1991) Habitat Conservation for Insects-a neglected green issue. The Amateur Entomologists Society, Middlesex Glassberg J (1993) Butterflies through Binoculars: A Field Guide to Butterflies in the Boston-New York-Washington region. Oxford University Press, New York Higgins KF (1984) Lightning fires in North Dakota grasslands and in pine-savanna lands of South Dakota and Montana. Journal of Range Management 37: 100–103 Higgins KF (1986) Interpretation and compendium of historical fire accounts in the northern Great Plains. US Fish and Wildlife Service Resource Publication 161: 1–39 Hill GR andPlatt WJ (1975) Some effects of fire upon a tall grass prairie plant community in northwestern Iowa. In: Wali M (ed) Prairie: A Multiple View, pp 103-113. University of North Dakota, Grand Forks Howe HF (1994) Managing species diversity in tallgrass prairie: assumptions and implications. Conservation Biology 8: 691–704 Iftner DC,Shuey JA andCalhoun JV (1992) Butterflies and Skippers of Ohio. Bulletin of the Ohio Biological Survey new series 9(1), research report 3, Columbus Iowa State Preserves Board (1984) Directory of State Preserves. Iowa State Preserves Board, Des Moines King JE (1981) Late quaternary vegetational history of Illinois. Ecological Monographs 51: 43–62 Kirby P (1992) Habitat Management for Invertebrates: A Practical Handbook. Royal Society for the Protection of Birds, Sandy Knapp AK,Blair JM,Briggs JM,Collins SL,Hartnett DC,Johnson LC andTowne EG (1999) The keystone role of bison in North American tallgrass prairie. BioScience 49: 39–50 Kucera CL andEhrenreich JH (1962) Some effects of annual burning on central Missouri prairie. Ecology 43: 334–336 Larson F (1940) The role of the bison in maintaining the short grass plains. Ecology 21: 113–121 Miller WE (1979) Fire as an insect management tool. Entomological Society of America Bulletin 25: 137–140 Minnesota Department of Natural Resources (1995) A Guide to Minnesota' Scientific and Natural Areas. Minnesota Department of Natural Resources, St Paul Moore CT (1988) Mid-nineteenth century short grass expansion in the central and southern Great Plains. In: Davis A andStanford G (eds) The prairie: roots of our culture; foundation of our economy, Proceedings of the 10th North American Prairie Conference, section 01.04. Native Prairies Association of Texas, Dallas Morris MG (1975) Preliminary observations on the effects of burning on the Hemiptera (Heteroptera and Auchenorhyncha) of limestone grassland. Biological Conservation 7: 311–319 Morris MG (1981) Responses of grassland invertebrates to management by cutting, III. Adverse effects on Auchenorhyncha. Journal of Applied Ecology 18: 107–123 Munguira ML andThomas JA (1992) Use of road verges by butterfly and burnet populations, and the effect of roads on adult dispersal and mortality. Journal of Applied Ecology 29: 316–329 North American Butterfly Association (1995) Checklist & English names of North American butterflies. North American Butterfly Association, Morristown, New Jersey Nuzzo VA (1986) Extent and status of midwest oak savanna: presettlement and 1985. Natural Areas Journal 6: 6–36 Oates MR (1995) Butterfly conservation within the management of grassland habitats. In: Pullin AS (ed) Ecology and Conservation of Butterflies, pp 98-112. Chapman & Hall, London Opler PA (1981) Management of prairie habitats for insect conservation. Natural Areas Journal 1: 3–6 Orwig TT (1992) Loess Hills prairies as butterfly survivia: opportunities and challenges. In: Smith DD andJacobs CA (eds) Proceedings of the 12th North American Prairie Conference: Recapturing a Vanishing Vision, pp 131-135. University of Northern Iowa, Cedar Falls Panzer R (1988) Managing prairie remnants for insect conservation. Natural Areas Journal 8: 83–90 Panzer RJ (1998) Insect conservation within the severely fragmented eastern tallgrass prairie landscape. PhD dissertation, University of Illinois at Urbana-Champaign Panzer R andSchwartz MW (1998) Effectiveness of a vegetation-based approach to insect conservation. Conservation Biology 12: 693–702 Panzer R,Stillwaugh D,Gnaedinger R andDerkovitz G (1995) Prevalence of remnant dependence among the prairie-and savanna-inhabiting insects of the Chicago region. Natural Areas Journal 15: 101–116 Reed CC (1997) Responses of prairie insects and other arthropods to prescription burns. Natural Areas Journal 17: 380–385 Risser PG,Birney EC,Blocker HD,May SW,Parton WJ andWiens JA (1981) The True Prairie Ecosystem. Hutchinson Ross, Stroudsburg, Pennsylvania Royer RA,Austen JE andNewton WE (1998) Checklist and 'Pollard walk' butterfly survey methods on public lands. American Midland Naturalist 140: 358–371 Sauer C (1950) Grassland climax, fire and management. Journal of Range Management 3: 16–20 Schlicht DW andOrwig TT (1992) Sequential use of niche by prairie obligate skipper butterflies (Lepidoptera: Hesperiidae) with implications for management. In: Smith DD andJacobs CA (eds) Proceedings of the 12th North American Prairie Conference: Recapturing a Vanishing Vision, pp 137-139. University of Northern Iowa, Cedar Falls Schwarzwälder B,Lörtscher M,Erhardt A and Zettel J (1997) Habitat utilizations by the heath fritillary butterfly, Mellicta athalia ssp. celadussa (Rott.) (Lepidoptera: Nymphalidae) in montane grasslands of different management. Biological Conservation 82: 157–165 Shuey JA (1997) Dancing with fire: ecosystem dynamics, management, and the Karner Blue (Lycaeides melissa samuelis Nabokov) (Lycaenidae). Journal of the Lepidopterists' Society 51: 263–269 Stewart OC (1956) Fire as the first great force employed by man. In: Thomas WL (ed) Man' Role in Changing the Face of the Earth, pp 115-133. University of Chicago Press, Chicago Swengel AB (1996) Effects of fire and hay management on abundance of prairie butterflies. Biological Conservation 76: 73–85 Swengel AB (1997) Habitat associations of sympatric violet-feeding fritillaries (Euptoieta, Speyeria, Boloria) (Lepidoptera: Nymphalidae) in tallgrass prairie. Great Lakes Entomologist 30: 1–18 Swengel AB (1998a) Comparisons of butterfly richness and abundance measures in prairie and barrens. Biodiversity and Conservation 7: 1639–1659 Swengel AB (1998b) Effects of management on butterfly abundance in tallgrass prairie and pine barrens. Biological Conservation 83: 77–89 Swengel AB (2001) A literature review of insect responses to fire, compared to other conservation managements of open habitat. Biodiversity and Conservation 10: 1141–1169 Swengel AB andSwengel SR (1997) Co-occurrence of prairie and barrens butterflies: applications to ecosystem conservation. Journal of Insect Conservation 1: 131–144 Taylor BL andGerrodette T (1993) The uses of statistical power in conservation biology: the vaquita and northern spotted owl. Conservation Biology 7: 489–500 The Nature Conservancy (1988) The Places We Save. Wisconsin Chapter of the Nature Conservancy, Madison The Nature Conservancy (1991) Discover NaturalMissouri: A Guide to Exploring the Nature Conservancy preserves. The Nature Conservancy, St Louis Toney TE (1993) Public Prairies of Missouri. Missouri Department of Conservation, Jefferson City Transeau EN (1935) The prairie peninsula. Ecology 16: 423–437 Umbanhowar CE Jr (1996) Recent fire history of the northern Great Plains. American Midland Naturalist 135: 115–121 Vogl RJ (1974) Effect of fire on grasslands. In: Kozlowski TT andAhlgren CE (eds) Fire and Ecosystems, pp 139-194. Academic Press, New York Warren MS (1993) A review of butterfly conservation in central southern Britain: II. Site management and habitat selection of key species. Biological Conservation 64: 37–49 Warren SD,Scifres CJ andTeel PD (1987) Response of grassland arthropods to burning: a review. Agriculture, Ecosystems and Environment 19: 105–130 Wendt KM (1984) A Guide to Minnesota prairies. Minnesota Department of Natural Resources, St Paul