Leveraging historical field notebooks to uncover continental-scale patterns in the diversity of Australian grasshoppers
IF 3.2
2区 农林科学
Q1 ENTOMOLOGY
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Abstract
利用历史野外笔记揭示澳大利亚蚱蜢多样性的大陆尺度模式
引言 了解物种组成在大空间梯度上的变化速度和幅度，可以帮助人们深入了解群落组合（Anderson 等人，2016 年；Pianka，1973 年；Powney 等人，2010 年）、共存（Pianka，1973 年，1986 年；Pianka & Schall，1981 年）和历史生物地理力量（Byrne 等人，2008 年；James & Shine，2000 年；Thomassen 等人，2011 年；Willig 等人，2003 年）的机制。了解物种更替中的这些基本生物地理学和生态学模式对于保护规划中的应用问题至关重要（Ferrier 等人，2007 年）。澳大利亚大陆有着复杂的古环境历史，随着它从南极洲向赤道漂移，在从凉爽潮湿向温暖干燥过渡的背景下，干旱化的周期越来越强。物种多样性分析表明，脊椎动物类群在物种多样性模式上存在惊人的相似性和差异性，两栖类、哺乳类和鸟类在干旱区的物种多样性模式较低，而蜥蜴类则相反（Pepper 等人，2013 年；Pepper & Keogh，2014 年；Powney 等人，2010 年；Schall & Pianka，1978 年）。广义相似性建模（GDM）正在成为分析景观尺度物种更替的重要工具（Bell 等人，2013 年；Chesters 等人，2019 年；Deacon 等人，2020 年；Nipperess 等人，2012 年；Pennifold 等人，2017 年）。此类研究需要使用标准方法，在广泛区域内对感兴趣的群体进行系统的调查数据。此类数据在脊椎动物中很常见，例如，威廉-麦克伦南（William McLennan）从 1906 年到 1923 年的鸟类目击数据可从生物多样性遗产图书馆获取：https://www.biodiversitylibrary.org/creator/289083#/titles。无脊椎动物的生物地理学和保护经常受到缺乏数据的限制，尤其是大范围的数据（Ballesteros-Mejia 等人，2017 年；Braby 等人，2021 年；Sánchez-Bayo & Wyckhuys, 2019, 2021 年）。然而，对于某些分类群，有关物种出现和栖息地关联的大量信息以野外笔记的形式存在，包括蝴蝶（Sanderson 等人，2021 年）、陆地蜗牛（基于公民科学开发的 Slatyer、Ponder 等人，2007 年）和舞蝶类（Waller 等人，2019 年）。对于蚱蜢，Ken H.L. Key 博士和他的同事从 1936 年到 1989 年的 54 年间，在澳大利亚沿公路网进行了 223 次实地调查（大多是对每个地点进行一次访问）（Hossain 等人，2023 年；Kearney 等人，2021 年）。从这些野外笔记中收集的标本保存在澳大利亚国家昆虫收藏馆。这些野外笔记的数字化版本可从生物多样性遗产图书馆 (https://www.biodiversitylibrary.org/bibliography/176096) 获取。这些野外记录册为我们提供了一个独特的机会来分析大范围内蚱蜢物种的更替和丰富度，从而改善保护和管理的信息基础。在此，我们根据从关键野外记录册中提取的蚱蜢出现记录开发了GDMs和丰富度模型，以描述大空间尺度上物种更替和丰富度的模式。我们将重点放在澳大利亚的西澳大利亚州，我们最初的转录和地理编码工作就是针对该州进行的（Hossain et al.）西澳大利亚州面积很大（260 万平方公里），气候范围很广，从西南部的凉爽、潮湿和冬季降雨为主，到内陆干旱地区的稀疏、季节性降雨，再到北部热带地区的夏季降雨。西南部的沙漠内陆、皮尔巴拉（Pilbara）和金伯利（Kimberley）拥有丰富的动植物多样性和特有性（Beard 等人，2000 年；Cracraft，1991 年；Crisp 等人，2001 年；Pepper 等人，2013 年；Pepper & Keogh，2014 年；Rix 等人，2015 年）。在该州，一系列土地利用活动已威胁到生物多样性（Abbott，1997 年；Armstrong，2011 年；Duncan & Dorrough，2009 年；Gonzalez，2000 年），其中包括长期以来的土地开垦（尤其是西南部的小麦种植）（Burvill，1956 年）、采矿活动（最近，尤其是在皮尔巴拉地区）（EPA，2014 年），以及目前在金伯利地区扩大农业的计划（金伯利发展委员会，2015 年）。澳大利亚约有 1000 种蚱蜢，分属四个科（即：蚱蜢科、蚱蜢属、蚱蜢科、蚱蜢属、蚱蜢属）、Acrididae、Morabidae、Pyrgomorphidae 和 Tetrigidae）（Key，1959 年；Rentz 等人，2003 年）。在本研究中，我们研究了蚱蜢科（Acrididae）、蚱蜢科（Morabidae）和蚱蜢属（Pyrgomorphidae）的 478 个物种，并通过分析提出以下问题：(i) 西澳大利亚各科之间蚱蜢的组成模式（即 beta 多样性）在空间上有何差异；(ii) 西澳大利亚各科之间蚱蜢的物种丰富度（即 beta 多样性）在空间上有何差异；(iii) 西澳大利亚各科之间蚱蜢的物种丰富度在空间上有何差异。
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期刊介绍：
To publish papers of the highest scientific quality within the general area of insect (and other arthropods) conservation and diversity covering topics ranging from ecological theory to practical management.
Papers are invited on the following topics: Conservation genetics; Extinction debt; Long-term conservation planning and implementation; Global implications of local or national conservation actions; Management responses of species and communities; Captive breeding programs; Comparisons of restored and natural habitats; Biogeography; Global biodiversity; Metapopulation dynamics; Climate change: impacts on distributions and range; Invasive species: impacts and control; Effects of pollution; Genetic threats to diversity by introgression; Effects of fragmentation on diversity and distribution; Impact of agricultural and forestry practices on biodiversity; Enhancing urban environments for diversity and protection; Biodiversity action plans: can we scale up from insects?; Effectiveness and choice of indicator species; Soil biodiversity and interactions with above-ground biodiversity; Ecological interactions at local levels; Ecological and evolutionary factors influencing diversity and local, regional and global scales; Sustainable livelihoods and training on the ground; Integrating science and policy.
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