NSYSU Biology: 12月 2015

2015年12月31日星期四

植物結構複雜性假說(the plant structural complexity hypothesis)

內容：

預測蟲癭物種豐富度和植物結構複雜性[1]之間呈正相關

[1] 植物結構複雜性：植物的植株大小、生長型（喬木、灌木、草本）、枝條數、芽數、葉數

背景：

1. 結構複雜的植物提供植食昆蟲有更大量和更多樣性的資源。(Lawton, 1983)

2. 結構複雜的植物上植食昆蟲擁有較多躲避天敵的空間並降低寄生者的搜索效率。(Riihimaki et al., 2006)

接受度：低

Lara et al.(2002)以及Lara et al.(2007)的文獻中都不支持這個假說。
在Lara et al.(2002)的文獻中依照假說蟲癭豐富度應該是：喬木＞灌木＞草本，他們的實驗結果卻發現實際蟲癭豐富度是：喬木＝灌木＞草本，與此假說有出入。

Lara et al.(2002)

此外，Lara et al.(2007)的實驗結果發現造癭昆蟲的存活率和死亡率與植物結構複雜性之間沒有相關性。

Lara et al.(2002)認為會產生蟲癭豐富度：喬木＝灌木＞草本的結果，反而是因為分生組織性質在木本植物和草本植物的差異所影響的。因此，是植物結構複雜性影響蟲癭豐富度，還是分生組織性質的差異影響蟲癭豐富度，這點是需要被商確的。

引用文獻：

1. Lara, A.C.F., Fernandes, G. W. & Gonçalves-Alvim, S. J. 2002. Tests of hypotheses on patterns of gall distribution along an altitudinal gradient. Tropical Zoology 15: 219-232.

2. Lara, D.P., Oliveira, L.A., Azevedo, I.F.P., Xavier, M. F., Silveira, F.A.O., Carneiro, M.A.A., Fernandes, G.W. 2008. Relationships between host plant architecture and gall abundance and survival. Scientific Electronic Library Online 52(1): 78-81.

3. Lawton, J.H. 1983. Plant Architecture and the Diversity of Phytophagous Insects. Annual Review of Entomology 28: 23-39.

4. Riihimaki, J., Vehvilainen, H., Kaitaniemi, P. & Koricheva, J. 2006. Host tree architecture mediates the effect of predators on herbivore survival. Ecological Entomology 31(3): 227-235.

海拔梯度假說(the altitudinal gradient hypothesis)

內容：
海拔高度與蟲癭物種豐富度(richness)之間呈負相關。
海拔高度會影響溫度與濕度，則溫度與濕度又會影響到蟲癭物種豐富度，因此海拔是間接影響蟲癭豐富度。

背景：
在海拔梯度假說之前，就有一些昆蟲物種豐富度與海拔之間的關係早已被發現
1.直翅目(Orthoptera)昆蟲物種豐富度與海拔呈負相關(Alexander & Hilliard, 1969) [1]
2.蝗蟲總科(Acridoidea)物種數量與海拔呈負相關(Claridge & Singhrao, 1978) [2]
3.蛾(Coleophora alticolella )的數量分布與海拔呈負相關(Randall, 1982)[3]
4. 熱帶昆蟲物種多樣性與海拔呈負相關(Wolda, 1987) [4]
有些昆蟲物種豐富度與海拔呈負相關，那麼由昆蟲所造的蟲癭是否也和這些昆蟲一樣，其物種豐富度會與海拔呈負相關？因此，此假說就是由這個想法所衍生出來的。

[1] 地點：北美洛磯山脈
時間：1949, 1958, 1959, 1960
海拔：1530m-4265m (5000ft-1400ft)
物種：直翅目(Orthoptera)94種物種

實驗結果：直翅目昆蟲物種數量與海拔呈負相關

[2]地點：南法風禿山(Mont Ventoux)
時間：1975-1976
海拔：300m-1900m
物種：蝗蟲總科(Acridoidea)29種物種
實驗結果：蝗蟲總科物種數量與海拔呈負相關

[3]地點：英國南部
時間：1977-1979
海拔：15-610m
物種：J. squarrosus（植物）Coleophora alticolella（蛾）
實驗結果：
1.每個種子囊(seed capsule)中的種子數量與海拔沒有明顯的關係
2.每個花序的小花(floret)數量與海拔呈負相關
3.小花發育成種子囊的機率與海拔呈負相關
4.幼蟲的食物供給量與海拔呈負相關
5.蛾被寄生的機率與海拔呈負相關
6.蛾的數量分布與海拔呈負相關

[4]地點：巴拿馬共和國
海拔：100-2200m
實驗結果：熱帶昆蟲物種豐富度和體型大小與海拔呈負關係

接受度：中
在Fernandes & Price.(1998)和Lara et al.(2002)文獻中，實驗結果都只有在較乾燥的環境下，結果才會符合此假說，但在溼度適中的環境下，結果不會符合此假說。因此是海拔影響蟲癭物種豐富度，還是濕度影響蟲癭物種豐富度，這點是須要被商確的。

Fernandes & Price.(1998)

Lara et al.(2002)

可行性：低
因壽山的最高海拔為350m左右，此高度無法達到檢測此假說的海拔門檻(1500m)。

依照我們所找到的六個文獻中，平均最低海拔為610m；平均最高海拔為2153m；平均海拔差為1543m。基於前人所實驗的海拔數據中，最理想的海拔高度差應為1500m。

引用文獻：

1. Alexander, G. & Hilliard, J.R. 1969. Altitudinal and seasonal distribution of Orthoptera in the Rocky Mountains of northern Colorado. Ecological Monographs 39: 385-431.

2. Claridge, M.F. & Singhrao, J.S. 1978. Diversity and altitudinal distribution of grasshoppers (Acridoidea) on a Mediterraean mountain. Journal of Biogeography 5: 239-250.

3. Fernandes, G.W. & Price, P.W. 1988. Biogeographical gradients in galling species richness: test of hypotheses. Oecologia 76: 161-167.

4. Lara, A.C.F., Fernandes, G. W. & Gonçalves-Alvim, S. J. 2002. Tests of hypotheses on patterns of gall distribution along an altitudinal gradient. Tropical Zoology 15: 219–232.

5. Randall, M.G.M. 1982. The dynamics of an insect population throughout its altitudinal distribution: Coleophora alticolella (Lepidoptera) in northern England. Journal of Animal Ecology 51: 993-1016.

6. Wolda, H. 1987. Altitude, habitat and tropical insect diversity. Biological Journal of Linnean Society 30: 313-323.7.

7. 內政部營建署。2011。壽山國家自然公園計畫書（核定本）

2015年12月28日星期一

壽山蟲癭豐富度假說的檢驗

2015年12月27日星期日

植物物種豐富度假說(the plant richness hypothesis)

內容：
預測蟲癭物種豐富度和植物物種豐富度之間呈正相關

背景：
1. 植物科群演化假說[1](Fernandes, 1992; 董。2006 )
2. Fernandes(2004)部份實驗結果顯示植物物種豐富度和潛葉昆蟲物種豐富度呈正相關[2]

[1]植物科群演化假說：基於造癭昆蟲對寄主植物的專一性高，因此造癭昆蟲會隨著寄主植物演化出更多的物種而增加其多樣性
[2]實驗結果：

黑色

圈圈表示乾燥；白色圈圈表示濕度適中，左邊是植物和海拔；右邊是昆蟲和海拔

實驗結果發現：濕度適中環境下，植物物種豐富度和潛葉昆蟲物種豐富度沒有明顯的相關；乾燥環境下，植物物種豐富度和潛葉昆蟲物種豐富度呈正相關。

接受度：中

在Fernandes & Price(1988)實驗結果符合此假說，但是沒有完美的原因解釋此現象，因此作者沒有接受這個假說。
Haddad et al.(2001)認為某種昆蟲數量分佈與植物物種豐富度成正相關，是因為受到資源多樣性的影響。
植物物種豐富度越高，並不代表造癭昆蟲能使用的資源會越多，只能說是資源多樣性越多的機率也會越高。因此是資源多樣性影響蟲癭物種豐富度，還是植物物種豐富度影響蟲癭物種豐富度，這點是需要再商榷的。

可行性：高
由於北壽山曾經是軍方限制的管制區；而南壽山則曾經被台泥開發過，造就現今北壽山植物物種豐富度高於南壽山。

引用文獻：
1. Araújo, W.S., Santos, B.B. & Gomes-Klein, V.L. 2012. Relationship between host plant diversity and gall-inducing insects richness in the Brazilian Cerrado. Neotropical Biology and Conservation 7: 41-47.
2. Fernandes, G.W. & Price, P.W. 1988. Biogeographical gradients in galling species richness: tests of hypotheses. Oecologia 76: 161-167.
3. Fernandes, G.W. 1992. Plant Family Size and Age Effects on Insular Gall-Forming Species Richness. Global Ecology and Biogeography Letters 2: 71-74.
4. Fernandes, G.W., Castro, F.M.C., Faria, M.L., Marques, E.S.A. & Greco, M.K.B. 2004. Effects of hygrothermal stress, plant richness, and architecture on mining insect diversity. Biotropica 36: 240-247.
5. Haddad, N.M., Tilman, D., Haarstad, J., Ritchie, M. & Knops, J.M.H. 2001. Contrasting effects of plant richness and composition on insect communities: a field experiment. Am. Nat. 158: 17-35.

6. Wright, M.G. & Samways, M.J. 1996. Gall-insect species richness in African Fynbos and Karoo vegetation: The importance of plant species richness. Biod. Lett. 3: 151-155.
7. Wright, M.G. & Samways, M.J. 1998. Insect species richness tracking plant species richness in a diverse flora: gall-insects in the Cape Floristic Region, South Africa. Oecologia 115: 427-433.
8. 高雄市政府。2006。高雄市環境政策白皮書民間版初稿

9. 董景生。2006。由寄主植物、氣候與微環境探討癭蚋科Daphnephila屬昆蟲在台灣樟科楨楠屬植物之分布。國立台灣大學昆蟲學研究所博士論文