The Effect of Herb Layer on Nocturnal Macrolepidoptera (Lepidoptera: Macroheterocera) Communities

Open access

Abstract

Vegetation beneath the canopy might be an important factor for macromoth community composition in forest ecosystems, strongly determined by forest management practices. Herein, we compared nocturnal macrolepidoptera communities and herb layers in young and old sessile oak (Quercus petraea) dominated forest stands in the Sopron Mountains (Western Hungary). The investigation of Lepidoptera species was performed 15 times from the end of March to the end of October in 2011. Portable light traps were used, and a total of 257 species and 5503 individuals were identified. The Geometridae family was the most abundant, followed by Noctuidae and Notodontidae. To investigate vascular plant species in the herb layer, circular plots with a 10-m radius around the moth traps were used. In each plot, we estimated the abundance of plant species in 20 sub-plots with a 1-m radius from May to July of 2011. The abundance of macromoth species was higher in the old forest stand, which might be influenced by the trees’ higher foliar biomass. However, the mean abundance of herbs was lower in the old forest. Diversity of both the herb layer and the moth community were significantly higher in the young forest. However we found higher species richness of moths in the old forest. For additional analyses, moths feeding on plants in the herb layer were selected, but neither the difference in species number, neither mean abundance between the young and old forest were significant. Our results suggest that the herb layer is not a key factor for macrolepidoptera communities in Hungarian sessile oak forest stands.

Kivonat

Éjszakai nagylepke közösségek (Lepidoptera: Macroheterocera) és a gyepszint diverzitásának kapcsolata. Az erdei ökoszisztémák éjszakai lepkeközösségének összetételét a lombkoronaszint alatti növényzet erősen befolyásolja, amely közvetett úton az erdészeti kezelések következménye. A szerzők jelen dolgozatban egy idős és egy fiatal, kocsánytalan tölgy (Quercus petraea) által dominált erdőállomány gyepszintjének és éjszakai nagylepke közösségének kapcsolatát vizsgálták. Összesen 15 alkalommal történt éjszakai lepke mintavétel, 2011 márciusától novemberéig, hordozható fénycsapdák alkalmazásával. A vizsgálat során 257 nagylepke faj 5503 egyedét figyeltük meg. Fajokban leggazdagabb az araszoló lepkék családja (Geometridae) volt, ezt követték a bagolylepkék (Noctuidae) és a púposszövők (Notodontidae) családja. A gyepszint növényzetét 20 darab 1 méter sugarú mintavételi körben vizsgáltuk, a csapdák 10 méteres körzetében. A mintavételezést 2011 májusától júliusáig végeztük. Az éjszakai nagylepkék egyedszáma az idős erdőben volt magasabb, ami az idősebb fák nagyobb biomassza produktumával magyarázható.Ugyanakkor a gyepszint növényfajainak abundanciája alacsonyabb volt az idős erdőben. A gyepszint és az éjszakai nagylepkék diverzitási indexei szignifikánsan magasabb értéket mutattak a fiatal erdőben, az éjszakai nagylepkék fajszámát az idős erdőben találtuk magasabbnak. További elemzéseket végeztünk a gyepszintben (illetve a gyepszintben is) fejlődő lepkefajokon, mint modellcsoporton, de sem a fajszámban, sem a mintánkénti átlagos egyedszámban nem volt szignifikáns különbség a mintaterületek között. Eredményeink alapján arra következtethetünk, hogy a gyepszint önmagában nem meghatározó tényezője az éjszakai nagylepke közösségeknek, a vizsgáltakhoz hasonló hazai kocsánytalan tölgyes erdőkben.

References

  • AMBRUS, A. (1979): Újabb adatok a Soproni hegyvidék lepke-faunájához [New data to the Lepidoptera fauna of the Sopron Mountains] Manuscript, Erdészeti és Faipari Egyetem, kézirat, 25 pp + 8 oldal melléklet. (in Hungarian) AXMACHER, J. C. - BREHM, G. - HEMP, A. - TÜNTE, H. - LYARUU, H. V. M. - MÜLLER-HOHENSTEIN, K. - FIEDLER, K. (2009): Determinants of diversity in afrotropical herbivorous insects (Lepidoptera: Geometridae): plant diversity, vegetation structure or abiotic factors. Journal of Biogeography 36: 337‒349.

  • BENES, J. - CIZEK, O. - DOVALA, J. - KONVIČKA, M. (2006): Intensive game keeping, coppicing and butterflies: The story of Milovicky Wood, Czech Republic. Forest Ecology and Management 237: 353−365.

  • BÖLÖNI, J. - MOLNÁR, ZS. - BÍRÓ, M. - HORVÁTH, F. (2008): Distribution of the (semi-) natural habitats in Hungary II. Woodlands and scrublands. Acta Botanica 50 (6): 107−148.

  • CLEARY, D. F. R. - GENNER, M. J. (2006): Diversity patterns of Bornean butterfly assemblages.Biodiversity and Conservation 15: 503−524.

  • CSÓKA, GY. - SZABÓKY, CS. (2005): Cheklist of Herbivorous Insects of Native and Exotic Oaks in Hungary I (Lepidoptera). Acta Silvatica et Lignaria Hungarica, 1: 59-72.

  • CSONTOS, P. (1996): Az aljnövényzet változásai cseres-tölgyes erdők regenerációs szukcessziójában [Regeneration succession of sessile oak - Turkey oak forests: Processes in the herb layer] Synbiologica Hungarica 2 (2): 6-122. (in Hungarian)

  • DÖVÉNYI, Z. (ed.) (2010): Magyarország kistájainak katasztere - Második, átdolgozott és bővített kiadás. MTA Földrajztudományi Kutatóintézet, Budapest, 876 pp. (in Hungarian)

  • EFRON, B. (1979): Bootstrap Methods: Another Look at the Jackknife. Annals of Statistics 7(1): 1-26.

  • FISHER, R. A. - CORBET, A. S. - WILLIAMS, C. B. (1943): The relation between the number of species and the number of individuals in a random sample of an animal population. Journal of Animal Ecology 12: 42-58.

  • HADDAD, N. M. (1999): Corridor and distance effects on interpatch movements: A landscape experiment with butterflies. Ecological Applications 9 (2): 612−622.

  • 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. The American Naturalist 158 (1): 17‒35.

  • HAMMER, Ř. - HARPER, D. A. T. - RYAN, P. D. (2001): PAST - Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis. Palaeontologia Electronica 4(1): 9 pp.

  • HORVÁTH, B. (2013): Diversity comparison of nocturnal macrolepidoptera communities (Lepidoptera: Macroheterocera) in different forest stands. Natura Somogyiensis 23: 229‒238.

  • JEANNERET, P. H. - SCHÜPBACH, B. - LUKA, H. (2003): Quantifying the impact of landscape and habitat features on biodiversity in cultivated landscapes. Agriculture, Ecosystems & Environment 98: 311-320.

  • KITCHING, L. R. - ORR, A. G. - THALIB, L. - MITCHELL, H. - HOPKINS, M. S. - GRAHAM, A. W. (2000): Moth assemblages as indicators of environmental quality in remnants of upland Australian rain forest. Journal of Applied Ecology 37: 284−297.

  • KREBS, C. J. (1989): Ecological Methodology. Harper and Row Publisher, New York, 654 pp.

  • LESKÓ, K. - AMBRUS, A. (1998): Sopron környékének nagylepkefaunája fénycsapdás gyűjtések alapján. [Macrolepidoptera fauna based on light trappings in the surrounding of Sopron] Erdészeti Kutatások 88: 273-304. (in Hungarian) MARK, S. -

  • LAWESSON, J. E. (2000): Plants as indicators of the conservation value of Danish beech forests. Paper read at Proceedings IAVS Symposium, at Uppsala, Sweden, 26 July-1 August 1998, p. 158-161.

  • MÉSZÁROS, Z. - SZABÓKY, CS. (1981): A Fertő-tó nádrontó lepkéi. [Lepidoptera damaging reed in the region of Fertő lake]. Növényvédelem 17 (9):372−375. (in Hungarian) MIRONOV, V. (2003): The Geometrid Moth of Europe, Volume 4. Larentiinae II. (Perizomini and Eupithechini). Apollo Books, Stenstrup, Denmark, 464 pp.

  • MORRISON, D. A. - LE BROCQUE, A. F. - CLARKE, P. J. (1995): An assessment of some improved techniques for estimating the abundance (frequency) of sedentary organisms. Vegetation 120:131‒145.

  • NEW, T. R. (2009): Insect Species Conservation. Cambridge University Press, New York, 256 pp.

  • NOVINSZKY, L. - EKK, I. (1996): Normál és UV fénycsapdák Macrolepidoptera anyagának összehasonlítása. [Comparative study of Macrolepidoptera caught in light traps operating with normal and ultra-violet light waves]. Növényvédelem 32 (11): 557−567. (in Hungarian)

  • OBER, H. K. - HAYES, J. P. (2010): Determinants of nocturnal Lepidopteran diversity and community structure in a conifer-dominated forest. Biodiversity and Conservation 19 (3): 761−774.

  • OXBROUGH, A. - FRENCH, V. - IRWIN, S. - KELLY, T. C. - SMIDDY, P. - O’HALLORAN, J. (2012): Can mixed species stand enhance arthropod diversity in plantation forest? Forest Ecology and Management 270: 11‒18.

  • PARK, M. - AN, J-S. - LEE, J. - LIM, J-T. - CHOI, S-W. (2009): Diversity of Moths (Insecta: Lepidoptera) on Bogildo Island, Wando-gun, Jeonnam, Korea. Journal of Ecology and Field Biology 32 (2): 129−135.

  • PIELOU, E. C. (1966): The measurement of diversity in different types of biological collection. Journal of Theoretical Biology 13: 131-144.

  • POWERS, R. F. (2001): Assessing Potential Sustainable Wood Yield. In: Evans, J. (ed.): The Forests Handbook. Volume 2. Applying Forest Science For Sustainable Management. Blackwell Science Ltd., London, UK, p. 105-128.

  • PUSKÁS, J. - NOWINSZKY, L. (2011): Light-trap catch of Macrolepidoptera species compared the 100W normal and 125 W BL lamps. e-Acta Naturalia Pannonica 2 (2): 179−192.

  • SÁFIÁN, SZ. - AMBRUS, A. - HORVÁTH, B. (2009): Új fajok Sopron környékének éjjeli nagylepkefaunájában (Lepidoptera: Macroheterocera). [New nocturnal Macrolepidoptera species in the fauna of Sopron and its vicinity (Lepidoptera: Macroheterocera)]. Praenorica Folia Historico-Naturalia 11: 189−201. (in Hungarian)

  • SÁFIÁN, SZ. - HADARICS, T. - SZEGEDI, B. - HORVÁTH Á. (2006): Ritka lepkefajok (Lepidoptera) előfordulási adatai egy Fertőrákos melletti mészkőbányából. [Occurrence of rare butterfly and moth species (Lepidoptera) from a limestone quarry at Fertőrákos]. Szélkiáltó 12: 28-32. (in Hungarian)

  • SÁFIÁN, SZ. - SZEGEDI, B. (2008): A behurcolt tölgy-selyemlepke (Antheraea yamamai Guérin- Méneville, 1861) (Saturniidae: Lepidoptera) megjelenése a Soproni-hegyvidéken. [The appearence of Japanese Oak Silkmoth (Antheraea yamamai Lepidoptera: Saturniidae), an introduced species in the Sopron Mountains (North-West Hungary)]. Szélkiáltó 13: 29. (in Hungarian)

  • SCHMITT, T. (2003): Influence of forest and grassland management on the diversity and conservation of butterflies and burnet moths (Lepidoptera, Papilionoidea, Hesperiidae, Zygaenidae). Animal Biodiversity and Conservation 26 (2): 51−67.

  • SCHOWALTER, T. D. (2011): Insect Ecology. An Ecosystem Approach. Third Edition. Academic Press, London, 656 pp.

  • SCOBLE, M. J. (1992): The Lepidoptera: Form, Function, and Diversity. Oxford University Press, New York, 404 pp.

  • SHANNON, C. E. - WEAVER, W. (1949): The mathematical theory of communication. Urbana, Illionis, Univ. Illionis Press, 125 pp.

  • SIMON, T. (ed). (2000): A magyarországi edényes flóra határozója. [Manual of the Vascular Flora of Hungary] Harasztok-virágos növények. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 976 pp.

  • SIMPSON, E. H. (1949): Measurement of diversity. Nature 163: 688. SUMMERVILLE, K. S. - CRIST, T. O. (2002): Effects of timber harvest on forest Lepidoptera: Community, guild, and species responses. Ecological Applications 12 (3): 820−835.

  • SUMMERVILLE, K. S. - CRIST, T. O. (2003): Determinants of lepidopteran community composition and species diversity in eastern deciduous forests: roles of season, eco-region and patch size. Oikos 100: 134−148.

  • SUMMERVILLE, K. S. - COURARD-HAURI, D. - DUPONT, M. M. (2009): The legacy of timber harvest: Do patterns of species dominance suggest recovery of lepidopteran communities in managed hardwood stands? Forest Ecology and Management 259: 8‒13.

  • SUMMERVILLE, K. S. - RITTER, L. M. - CRIST, T. O. (2004): Forest moth taxa as indicators of lepidopteran richness and habitat disturbance: a preliminary assessment. Biological Conservation 116: 9−18.

  • SZMORAD, F. (2011): A Soproni-hegység erdeinek történeti, növényföldrajzi és cönológiai vizsgálata. [Historical, phytogeographical and coenological investigations in the forests of the Sopron Hills.].

  • XVI., 205 pp. + 61 pp. melléklet. (in Hungarian)

  • TAKI, H. - INOUE, T. - TANAKA, H. - MAKIHARA, H. - SUEYOSHI, M. - ISONO, M. - OKABE, K. (2010): Response of community structure, diversity, and abundance of understory plants and insect assemblages to thinning in plantation. Forest Ecology and Management 259: 607‒613.

  • TAMÁS, J. (1955): A soproni hegyvidéki erdők történelmi fejlődése, tájleírásai a fafaj, elegyarány és korosztály viszonylatában napjainkig. [Historical development, silvicultural state and description of the forests of the Sopron Mountains] Manuscript, Nyugat-magyarországi Egyetem, Növénytani és Természetvédelmi Intézet, Sopron, 149 pp. (in Hungarian) THOMAS, P. A. -

  • PACKHAM, J. R. (2007): Ecology of Woodlands and Forests. Description, Dynamics and Diversity. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdoom, 528 pp.

  • TUDOR, O. - DENNIS, R. L. H. - GREATOREX-DAEVIS, J. N. - SPARKS, T. H. (2004): Flower preferences of woodland butterflies in the UK: nectaring specialists are species of conservation concern. Biological Conservation 119 (3): 397-403.

  • USHER, M. B. - KEILLER, S. W. J. (1998): The macrolepidoptera of farm woodlands: determinants of diversity and community structure. Biodiversity and Conservation 7: 725−748.

  • VARGA, Z. (ed.) (2010): Magyarország nagylepkéi. [Macrolepidoptera of Hungary]. Heterocera Press, Budapest, 253 pp.

  • WOOD, D. L. - STORER, A. J. (2003): Forest Habitats. In: Resh, V. H. - Cardé, R. T. (eds.): Encyclopedia of Insects, Academic Press, London, p. 442−454.

Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

The Journal of University of West Hungary

Journal Information


CiteScore 2016: 0.50

SCImago Journal Rank (SJR) 2016: 0.241
Source Normalized Impact per Paper (SNIP) 2016: 0.460

Metrics

All Time Past Year Past 30 Days
Abstract Views 0 0 0
Full Text Views 18 18 13
PDF Downloads 5 5 2