2021年12月29日
为了研究夜间人工光照(ALAN)对夜行性飞行昆虫的影响,采样必须限定在夜间进行。本方案描述了一种低成本的自动化飞行拦截陷阱,可让研究人员在自定义的时间段内进行采样,并提高重复性。
在光污染研究中,您需要在黄昏至黎明之间进行采样。我们低成本的自动化飞行拦截陷阱可实现按用户自定义时间间隔捕捉飞行昆虫。由于需要研究人员在每个采样点同时启动和关闭设备,因此同时对多个地点进行采样可能较为困难。
这种陷阱可用于任何需要更高时间或空间分辨率的飞行昆虫生态学研究,而其他采样技术无法高效提供此类分辨率。例如昼夜节律或季节性活动模式的研究。构建此陷阱无需特殊技能。
您只需熟练使用简单的车间工具即可。首先,使用曲线锯切割聚碳酸酯屋顶板。然后,在每块板的中心位置向上切出一条深八毫米的中心槽,切至板的一半高度。
现在可将两个面板滑动拼合,形成十字挡板。将十字挡板紧密地插入塑料漏斗开口中。将角铁固定在漏斗上,用钻头在角铁就位时打孔,再使用20毫米不锈钢角铁将挡板固定到漏斗上。
然后使用带垫圈的 M4 螺丝和螺母将十字挡板固定到漏斗上。从剩余的聚碳酸酯板材中再裁剪出一块。钻孔后使用 20 毫米不锈钢直角支架、M4 螺丝、螺母和垫圈,将该板材以 90 度角固定在十字挡板顶部,形成防护顶盖。
使用钢锯将漏斗管口裁剪至约30毫米的长度,以确保自动宠物喂食器的样品托盘能够在预设时间间隔内无阻碍地旋转。将自动宠物分配器放置在容积为9升、直径为30毫米的塑料盆中,以保护样品免受天气条件影响。在9升盆的顶部钻一个直径20毫米的孔,并将漏斗管口插入该孔中,使其正对样品托盘上方。
使用带有六角头钻头的电钻,通过镀锌六角头螺丝将塑料盆固定在一段500毫米长的经处理的松木栅栏板条上。为了通过绳索将整个捕获装置提升至空中时保持稳定,使用角铁和绑线将一根木桩固定在该段经处理的松木栅栏板条上。在采样地点,从塑料盆下方取出自动宠物食品分配器。
然后,打开宠物喂食器,在每个食物托盘中放入盛有肥皂水或所选防腐剂的铝箔容器。设置时钟时间,然后根据自动宠物喂食器附带的说明,对每个宠物喂食器托盘进行编程,设定食物托盘的旋转时间。将喂食器重新放回塑料接水盆的下方。
使用镀锌六角头螺丝将集水盆固定在木制围栏部件上。用一个扣环将绳索连接到捕获器的顶部。然后,借助梯子将捕获器提升至指定位置,并通过扣环将其固定在实验光源下方。
使用角铁将第二根木桩固定在树上,以在大风天气中稳定诱捕器。诱捕器放置在木桩顶部后,用两根较长的扎带将其固定。收集昆虫样本时,用绳索将诱捕器放下,从塑料盆下方取出自动宠物食品分配器,然后打开宠物食品分配器的盖子,取出其中的铝制托盘。
最后,将托盘中的内容倒入预先标记好的样品瓶中。此处展示了不同类型飞行拦截陷阱相对捕获效率的比较。在本研究中,四个采样点在连续三天的采样期间共捕获到488只飞行昆虫。
本研究考察了两种类型的诱捕器:安装在光源下方的诱捕器和未设置实验光源的诱捕器。共安装了16个诱捕器,其中12个带有实验光源,4个不带实验光源。
诱捕天数等于诱捕器数量乘以天数,实验光源诱捕器的诱捕天数为36,无实验光源诱捕器的诱捕天数为12。因此,为评估诱捕器的效率,将每种诱捕器捕获的节肢动物总数除以诱捕器的有效表面积和运行的诱捕天数。在有光和无光条件下,此类诱捕器的表现与其他多向挡板式诱捕器相似。
因此,这种陷阱的效果似乎与传统的飞行拦截陷阱相当,但额外具有可在用户自定义时间段内进行亚采样的优势。每个收集盘可容纳约 330 毫升,能够满足大多数应用需求,但在群集发生期间测试这些陷阱的效果将更有助于评估其性能。
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本研究聚焦于夜间人工光照(ALAN)对夜行性飞行昆虫的影响。介绍了一种低成本的自动化飞行拦截陷阱,可按用户设定的时间间隔进行采样,从而提高数据采集效率。
这种低成本的自动化飞行拦截陷阱能够对多个地点的飞行昆虫进行时间上的亚采样,解决了生态学和昆虫学研究中的一个关键局限性,即传统方法在时间分辨率上不足。通过允许用户在黄昏至黎明之间自定义采样间隔,该方法支持对昼夜节律或季节性活动模式研究中的机制性风险降低,提高行为测定中预测结果的可信度。其可扩展性和极低的技术要求使其成为适用于神经生物学和生物钟筛选相关无脊椎动物模型系统中靶点验证的可重复使用平台。
该方法通过支持早期发现阶段的假设验证、实现筛选阶段的检测准备就绪,以及提供用于数据分析驱动决策的定量时间读数,从而整合到发现研究的全流程中。