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Changes in trophic abundance of soil arthropods along a grass-shrub-forest gradient

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Abstract:

Ecological theory suggests that along productivity gradients, abundances of organisms within trophic levels will increase in a stepwise pattern from producers to consumers. To test this theory I investigated changes in abundance of soil arthropods at three trophic levels: microphytophages, represented by Collembola, predacious mites (Acari) that feed on Collembola, and three groups of macroarthropods (spiders, ants, and centipedes) that were observed to feed on mites. Changes in abundance were monitored along a gradient in vegetation structure from grass to shrub to forest in the Canadian prairies. I controlled for temporal variation in abundance among years and surveys within a year. As predicted, (i) numbers of Collembola did not change with increases in productivity; (ii) mite numbers were greatest in the shrublands; and (iii) numbers of macroarthropod predators increased from grassland to shrubland, and there was a nonsignificant increase in numbers of spiders and centipedes in forest habitat. Contrary to predictions, macroarthropod numbers were not significantly greater in forest habitat, and ant numbers actually declined. Possible explanations for the lack of increase in macroarthropod predator abundance in the forest habitat with the greatest productivity include decreased ground-level humidity and greater abundance of macroarthropod predators and parasites in forest environments.

La théorie écologique veut que, le long de gradients de productivité, l'abondance des organismes des différents niveaux trophiques augmente en escalier, des producteurs aux consommateurs. Pour éprouver cette hypothèse, j'ai suivi les changements dans l'abondance des arthropodes du sol à trois niveaux trophiques : les microphytophages, représentés par les collemboles, les acariens prédateurs (Acari) qui se nourrissent de collemboles et trois groupes de macroarthrhopodes (araignées, fourmis, centipèdes) qui consomment des acariens. Les variations de l'abondance ont été enregistrées le long d'un gradient dans la structure de la végétation, des herbes aux buissons aux forêts dans les Prairies canadiennes. J'ai tenu compte de la variation temporelle de l'abondance d'une année à l'autre et d'un inventaire à un autre au cours d'une même année. Tel que prévu, (i) le nombre de collemboles n'a pas varié malgré l'augmentation de la productivité; (ii) le nombre d'acariens était maximal dans les zones buissonneuses; (iii) le nombre de macroarthropodes prédateurs était plus élevé dans la zone buissonneuse que dans la zone herbeuse et le nombre d'araignées et de centipèdes était plus élevé, mais pas de façon significative, dans la forêt. Contrairement aux prédictions, le nombre de macroarthropodes n'était pas significativement plus élevé en forêt et le nombre de fourmis était même inférieur. Parmi les raisons qui peuvent expliquer pourquoi l'abondance des macroarthropodes prédateurs n'augmente pas en milieu forestier où la productivité est maximale, il faut penser à la diminution de l'humidité au niveau du sol et à l'augmentation des macroarthropodes prédateurs et parasites en milieu forestier.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2001

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nrc/cjz/2001/00000079/00000003/art00012
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