Как муравьи, птицы и летучие мыши влияют на урожайность сельскохозяйственных культур вдоль градиентов затенения в тропических агролесоводческих системах какао
How ants, birds and bats affect crop yield along shade gradients in tropical cacao agroforestry
Pierre Gras, Teja Tscharntke, Bea Maas, Aiyen Tjoa, Awal Hafsah, Yann Clough
Аннотация (перевод)
Резюме. Тропические агролеса представляют собой разнообразные системы, в которых несколько групп хищников формируют сообщества животных и взаимодействия между растениями и членистоногими. В частности, муравьи, птицы и летучие мыши могут снижать численность растительноядных организмов и тем самым повышать урожайность культур. Однако относительная важность этих групп, их взаимодействие и то, как на это взаимодействие влияют методы ведения хозяйства и ландшафтный контекст, изучены слабо. Мы совместно манипулировали доступом муравьев, птиц и летучих мышей в мелкотоварных агролесоводческих системах какао в Индонезии вдоль градиентов затенения и расстояния до естественного леса. Мы провели количественную оценку численности членистоногих, ущерба от вредителей и урожайности. В контрольных вариантах урожайность была наивысшей при 30–40% сомкнутости полога. Изоляция от муравьев сильно снижала урожайность (с 600 до 300 kg ha−1 year−1) при 15% сомкнутости полога. Изоляция от птиц снижала урожайность (с 400 до 250 kg ha−1 year−1) при 60% и повышала урожайность (с 600 до 900 kg ha−1 year−1) при 15% сомкнутости полога, тогда как летучие мыши не оказывали никакого эффекта. Урожайность возрастала по мере приближения к лесу, причем эта закономерность не была связана с доступом хищников. Интерактивных эффектов между исключениями различных групп хищников в отношении урожайности, повреждения вредителями и сообществ членистоногих обнаружено не было. Изоляция от муравьев приводила к увеличению численности растительноядных организмов при сомкнутости полога ниже 30%, не снижая численности пауков. Изоляция от птиц снижала численность растительноядных организмов и увеличивала численность пауков. Синтез и практическое применение. Используя эксперименты с изоляцией, мы оценили, что муравьи и птицы вызывают колебания урожайности какао в пределах от 100 до 800 kg ha−1 year−1 в зависимости от регулирования затенения деревьями. Во всех агролесах, за исключением самых затененных, муравьи играли ключевую роль в поддержании урожайности. Урожайность при низкой сомкнутости полога сильно зависела от доступа групп хищников, причем птицы скорее снижали, чем повышали урожайность. Следовательно, фермерам, выращивающим какао, следует воздерживаться от нарушения сообществ муравьев и поддерживать 30–40% сомкнутость полога теневых деревьев не только по экофизиологическим причинам, но и для буферизации изменчивости в сообществах хищников.
Оригинальная аннотация
Summary Tropical agroforests are diverse systems where several predator groups shape animal communities and plant–arthropod interactions. Ants, birds and bats in particular can reduce herbivore numbers and thereby increase crop yield. However, the relative importance of these groups, whether they interact, and how this interaction is affected by management and landscape context, is poorly understood. We jointly manipulated access of ants, birds and bats in Indonesian smallholder cacao agroforestry across gradients of shade and distance to natural forest. We quantified arthropod abundance, pest damage and yield. In control treatments, yield was highest under 30–40% canopy cover. Ant exclusion strongly reduced yield (from 600 to 300 kg ha−1 year−1) at 15% canopy cover. Bird exclusion impaired yield (from 400 to 250 kg ha−1 year−1) at 60% and enhanced yield (from 600 to 900 kg ha−1 year−1) at 15% canopy cover, while bats had no effect. Yield increased with forest proximity, a pattern not related to predator access. No interactive effects among predator exclusions on yield, pest damage and arthropod communities were found. Ant exclusion increased numbers of herbivores below 30% canopy cover, without reducing spider abundances. Bird exclusion reduced herbivore and increased spider abundances. Synthesis and applications. Using exclusion studies, we estimated that ants and birds cause cacao yield to vary between 100 and 800 kg ha−1 year−1, depending on shade‐tree management. In all but the most shaded agroforests, ants were pivotal in supporting yields. Yields under low‐canopy cover were strongly dependent on access by predator groups, with birds reducing rather than increasing yield. Hence, cacao farmers should refrain from disturbing ant communities and maintain 30–40% shade‐tree canopy cover not only for ecophysiological reasons but also to buffer variability in predator communities.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/3ea3f4b5-fcdc-49ad-86a1-5f5fd75eaec5
DOI: 10.1111/1365-2664.12625
OpenAlex: W2261957420