Carabid beetles (Coleoptera) as indicators of sustainability in agroecosystems
The vineyard systems of Berisso, Buenos Aires (Argentina), as a case study
DOI:
https://doi.org/10.24215/16699513e059Keywords:
bioindicators, agricultural systems, carabid assemblages, ecological functions, functional biodiversityAbstract
Evaluation of the sustainability of agroecosystems requires development of indicators that allow inferring compliance with the processes involved in their stability and resilience. The assemblage of carabids (Coleoptera) in a wine agroecosystem of Berisso, Buenos Aires, was studied as an estimative tool of its operation and sustainability. Carabids were collected with pitfall traps. Its richness represents 16,6% of the total of these insects of the Berisso district and 9.94% of that of the Buenos Aires province, which represents much of the region's diversity. Its structure shows a staggered distribution of specific dominance. A greater richness and abundance in the plot of vine than in the surrounding environments was observed. Both the cast and the habitat preferences of the integrating species reflect an important degree of local micro-environmental heterogeneity. The dominant and eudominant species were the same the annual periods sampled and, these species and many of the others are associated with riparian forests and / or hydrophilic environments, indicating conditions of environmental uniformity generated by flood pulses. For all the bioecological characteristics, both the particular species and the assemblage as a whole have responded positively to environmental and disturbance variables, acting as effective bioindicators of the biotic functioning of this agroecosystem. The microenvironmental complexity linked to biodiversity within these agroecosystems favors the presence of organisms that contribute to the fulfillment of ecological processes associated with their sustainability.
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Abbona, E., Sarandón, S. J., Marasas, M. E. & M. Astier. 2007. Ecological sustainability evaluation of traditional management in different vineyard systems in Berisso, Argentina. Agriculture, Ecosystems and Environment 119: 335-345.
Agosti, M. & R. Sciaky. 1998. Carabidocenosi dei vigneti: rapporti con le zone limitrofe ed evoluzione nel tempo. Nat. Bresciana. Ann. Mus. Civ. Sc. Nat., Brescia, 31:69-86.
Asteraki, E.J., Hart, B.J., Ings, T.C. & W.J. Manley. 2004. Factors influencing the plant and invertebrate diversity of arable field margins. Agriculture, Ecosystems and Environment 102, 219-231.
Balvanera, P., Pfisterer, A. B., Buchmann, N., He J. S., Nakashizuka, T., Raffaelli, D. & B. Schmid. 2006. Quantifying the evidence for biodiversity effects on ecosystem functioning and services. Ecology Letters 9, 1146–1156.
Brandmayr, P., Zetto, T. & R. Pizzolotto. 2005. I Coleotteri Carabidi per la valutazione ambientale e la conservazione della biodiversità. Manuale operativo. Roma: APAT, Agenzia per la protezione dell’ambiente e per i servizi tecnici. 240 pp
Brown, K. S. Jr. 1991. Conservation of neotropical environments: insects as indicators. En The conservation of insects and their habitats. Collins N.M. & Thomas J.A., Eds. Academic Press London. pp. 350-404.
Cabrera, A. L. & A. Willink. 1980. Biogeografía de América Latina. Washington DC. Secretaría General de la Organización de los Estados Americanos. 120 pp
Canepuccia, A. D., Cicchino, A., Escalante, A., Novaro, A. & J.P. Isacch. 2009. Differential Responses of Marsh Arthropods to Rainfall-Induced Habitat Loss. Zoology Studies 48 (2): 174-183.
Castiglioni, E., García, L. F., Burla, J. P., Arbulo, N. & C. Fagúndez. 2017. Arañas y carábidos como potenciales bioindicadores en ambientes con distinto grado de intervención antrópica en el este uruguayo: un estudio preliminar. Revista del Laboratorio Tecnológico del Uruguay 13: 106-114.
Castro, A. 2014. Ensamble de Carabidae del talar más austral del sudeste bonaerense. M. Sc. Tesis. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, UN Mar del Plata, Balcarse. 126 pp
Cavaliere, F., Brandmayr, P. & A. Giglio. 2019. DNA damage in haemocytes of Harpalus (Pseudophonus) rufipes (De Geer, 1774) (Coleoptera, Carabidae) as an indicator of sublethal effects of exposure to herbicides. Ecological Indicators 98: 88-91.
Cicchino, A.C. 2009a. Los carábidos edáficos (Insecta: Coleoptera, Carabidae) de una vivienda urbana típica del Gran La Plata, Provincia de Buenos Aires, Argentina. VII REBIOS. Disponible en: https://core.ac.uk/download/pdf/19331462.pdf Último acceso: julio de 2019.
Cicchino, A.C. 2009b Materiales de estudio de las especies de Carabidae (Insecta: Coleoptera) del Parque Costero del Sur. En: Parque Costero del Sur. Naturaleza, conservación y patrimonio cultural. Athor J., Ed. Buenos Aires. Fundación de Historia Natural Félix de Azara. Capítulo 2: 149- 169.
Cicchino, A.C. & J.L. Farina. 2007a. Los Carabidos (Insecta, Coleoptera) de los suelos serranos y periserranos de las estancias Paititi y El Abrojo, sierra de Difuntos, partido de General Pueyrredón, Provincia de Buenos Aires. Anales VI REBIOS (CDs).
Cicchino, A.C. & J.L. Farina. 2007b. Riqueza, dominancia y fenología primaveral, estival y otoñal de los Carábidos edáficos (Insecta: Coleoptera) de los currales serranos y periserranos de las sierras de Mar del Plata, provincia de Buenos Aires. Anales VI REBIOS. (CDs).
Cicchino, A.C., Marasas, M.E. & M.F. Paleologos. 2003. Características e importancia de la carabidofauna edáfica de un cultivo experimental de trigo y sus bordes con vegetación espontánea en el partido de La Plata, Provincia de Buenos Aires. Revista de Ciencia y Tecnología 8: 41-54.
Den Boer, P.J. 2002. Carabid beetles, a master model for population dynamics. En: How to protect or what we know about carabid beetles? J. Szyszko, den Boer P.J. & Bauer T., Eds., Warsaw: Warsaw Agricultural University Press. pp. 345-376.
Edwards, C.A. 1991. The assessment of populations of soil-inhabiting invertebrates. Agriculture, Ecosystems and Environment 34: 145-176.
Emmerling, C. 1993. Nährstoffhaushalt and mikrobiologische Eigenschaften von Auenböden sowie die Besiedlung durch Bodentiere unter differenzierter Nutzung und Uberschwemmungsdynamik. Thesis. Germany. Berichte aus der Geowissenscharft, Verlag Shaker, Aachen/Trier.
Eyre, M.D., Luff, M.L. & C. Leifert. 2013. Crop, field boundary, productivity and disturbance influences on ground beetles (Coleoptera, Carabidae) in the agroecosystem. Agriculture, Ecosystems and Environment 165: 60–67.
Eyre, M.D., McMillan, S.D. & C.N.R. Critchley. 2016. Ground beetles (Coleoptera, Carabidae) as indicators of change and pattern in the agroecosystems: Longer surveys improve understanding. Ecological Indicators 68: 82-88.
Fournier, E. & M. Loreau. 2001. Respective roles of recent hedges and forest patch remnants in the maintenance of ground- bettle (Coleoptera: Carabidae) diversity in an agricultural landscape. Landscape Ecology 16: 17-32.
Gerisch, M. 2012. Too complex to fail? Taxonomic and functional re-organization of ground beetle communities (Coleoptera, Carabidae) following an extreme flood event. M. Sc.Tesis. Germany. Universität Leipzig. 141 pp
Gerisch, M., Dziock, F., Schanowski, A., Ilg, C. & K. Henle. 2012. Community resilience following extreme disturbances: The response of ground beetles to a severe summer flood in a Central European lowland stream. River Research and Application 28: 81–92.
Gerisch, M. 2014. Non-random patterns of functional redundancy revealed in ground beetle communities facinf as extreme flood event. Functional Ecology 28: 1504-1512.
Gliessman, S.R. 2000. Agroecología. Processos ecológicos en agricultura sustentable. Segunda edición. Río Grande do Sul: Universidade Federal da Río Grande do Sul. 653 pp
Gómez, A.A., De Swete, K., Syers, J.K. & K.J. Coughland. 1996. Measuring sustainability of agricultural systems at the farm level. En: Soil Science Society of America USA: Methods of Assessing Soil Quality, SSSA Special publication 49: 401-410.
Goulet, H., Lesage, L., Bostanian, N., Vicent, C. & J. Lasnier. 2004. Diversity and seasonal activity of ground beetles (Coleoptera: Carabidae) in two vineyards of goythern Quebec, Canada. Annals of Entomological Society of America 97: 1263-1272.
Handa, T., Aerts, R., Berendse, F., Berg, M. P., Bruder, A., Butenschoen, O., Chauvet, E., Gessner, M.O., Jabiol, J., Makkonen, M., McKie, B. G., Malmqvist, B., Peeters, E. T. H. M., Scheu, S., Schmid, B., van Ruijven, J., Vos, V. C. A. & S. Hättenschwiler. 2014. Consequences of biodiversity loss for litter decomposition across biomes. Nature 509: 208-221.
Hatt, S.M.M. 2017. Spatial diversification of agroecosystems towards biological control of insect pests: A focus on intercropping and wildflower strips. M. Sc. Tesis. Univertité de Liège-Gembloux Agro- Bio Tech. Belgica. 211 pp
Horlent, M., Bonicatto, M., Sarandón, S., Marasas, M. & S. Torrusio. 2009. Uso agrícola de la tierra y su impacto sobre la agrobiodiversidad en el sector Costero del Partido de Berisso, Buenos Aires. Argentina: II Jornadas Argentinas de Ecología de Paisajes. Disponoible en: ftp://ftp.wsl.ch/pub/kienast/iale/Libro_de_Resumenes_II_Jornadas_Ecologia_Paisajes.pdf Ultimo acceso: julio de 2019.
Jarosik, V. 1992. Pitfall trapping and species-abundance relationships: a value for carabid beetles (Coleoptera, Carabidae). Acta Entomologica Bohemoslovaca 89: 1-12.
Jerez-Valle, C., García, P.A., Campos, M. & F. Pascual. 2014. A simple bioindication method to discriminate olive orchard management types using the soil arthropod fauna. Applied Soil Ecology 76: 42-51.
Koivula, M. J. 2011. Useful model organisms, indicators, or both? Ground beetles (Coleoptera: Carabidae) reflecting environmental conditions. ZooKeys 100: 287-317.
Lavelle, P., Decaëns, T., Aubert, M., Barot, S., Blouin, M., Bureau, F., Margerie, P., Mora, P. & J.P. Rossi. 2006. Soil invertebrates and ecosystem services. European Journal of Soil Biology 42: 3–15.
Lawrence, J.F. & E.B. Britton. 1994. Australian Beetles. Carlton: Melbourne University Press. 192 pp.
Leslie, T.W., Biddinger, D.J., Rohr, J.R., Hulting, A.G., Mortensen, D.A. & S.J. Fleischer. 2014. Examining Shifts in Carabidae Assemblages Across a Forest-Agriculture Ecotone. Environmental Entomology 43: 18–28.
López-Ridaura, S., Masera, O. & M. Astier. 2002. Evaluating the sustainability of complex socio-environmental systems. the MESMIS framework. Ecological Indicator 2: 135–148.
Luff, M. L. 1996. Use of Carabids as environmental indicators in grasslands and cereals. Annales Zoologici Fennici 33: 185-195.
Magura T. 2002. Carabids and forest edge: spatial pattern and edge effect. Forest Ecology and Management 157: 23-37.
Marasas, M. 2002. Efecto de los sistemas de labranza sobre la abundancia y diversidad de la coleopterofauna edáfica, con especial referencia a las especies de Carabidae, en un cultivo de trigo y los ambientes naturales circundantes. M. Sc. Tesis. Argentina. Universidad Nacional de La Plata. 113 pp
Marasas, M.E., Sarandón, S. & A.C. Cicchino. 2010. Seminatural Habitats and Field Margins in a Typical Agroecosystem of the Argentinean Pampas as a Reservoir of Carabid Beetles. Journal of Sustainable Agriculture 34 (2): 153-168.
Martínez, O.R., Hurtado, M.A., Cabral, M., Jiménez, M. & M. Da Silva. 2000. Geología, geomorfología y suelos de la planicie costera en los partidos de Ensenada y Berisso (provincia de Buenos Aires). Mar del Plata: VII Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. (CDs).
Mcgeoch, M.A. 1998. The selection, testing and application of terrestrial insects as bioindicators. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society 73: 181-201.
Mickaël, H., Christophe, M., Thibaud, D., Johanne, N., Benjamin, P., Jodie, T. & C. Yvan. 2015. Orchard management influences both functional and taxonomic ground beetle (Coleoptera, Carabidae) diversity in South-East France. Applied Soil Ecology 88: 26-31.
Middleton, B.A. 2002. The flood pulse concept in wetland restoration. En: Flood Pulsing in wetlands: Restoring the natural hydrological balance. Moddleton B.A., Ed. Luisiana: National Wetlands Research Center, USGS.
Municipalidad de Berisso (2019). Fiesta del Vino de la Costa, Berisso. Disponible en http://www.berisso.gov.ar/fiestavino/ Ultimo acceso: Septiembre de 2019.
Norris, S.L., Blackshawe, R.P., Dunna, R.M., Critchleyc, N.R., Smithd, K.E., Williams, J.R., Randallb, N.P. & P.J. Murraya. 2016. Improving above and below-ground arthropod biodiversity in maize cultivation systems. Applied Soil Ecololgy 108: 25–46.
Noss, R.F. 1990. Indicators for monitoring biodiversity: a hierarchical approach. Conservation Biology 4: 355-364.
Pakeman, R.J. & J.A. Stockan. 2014. Drivers of carabid functional diversity: abiotoc environment, plant functional traits, or plant functional diversity? Ecology 95 (5): 1213-1224.
Paleologos, M.F. 2012. Los carábidos como componentes clave de la agrobiodiversidad. M. Sc. Tesis. Facultad de Ciencias Naturales y Museo, UN de La Plata, Argentina. 225 pp.
Paleologos, M.F., Cicchino, A.C., Marasas, M.E. & S.J. Sarandón. 2007. Las estructuras de dominancia de los ensambles carabidológicos como indicadoras de disturbio en agroecosistemas. Un ejemplo en dos viñedos bajo diferente manejo en la costa de Berisso, Buenos Aires. Revista Brasilera de Agroecología 2(2): 655-659.
Pearsons, K.A. & J.F. Tooker. 2017. In-Field Habitat Management to Optimize Pest Control of Novel Soil Communities in Agroecosystems. Insects 8(3): 82.
Pfiffner, L. & H. Luka. 2000. Overwintering of arthopods in soils of arable fields and adjacent semi-natural hábitats. Agriculture Ecosystems and Environment 78: 215-222.
Phillips, L. D. & T.P. Coob. 2005. Effects of habitat structure and lid transparency on pitfall catches. Environmental Entomology 34(4): 875-882.
Plum, N. 2005. Terrestrial Invertebrates in flooded grassland: a literatura review. Wetlands 25(3), 721-737.
Porrini, D,P., Castro, A.V. & A.C. Cicchino. 2014. Los carábidos (Coleoptera: Carabidae) asociados a los remanentes de bosques nativos en la Reserva Natural Municipal Laguna de los Padres, Buenos Aires. Revista de la Sociedad Entomológica Argentina 73 (1-2): 35- 48.
Rahman, L., Whitelaw-Weckert, M. A., Hutton, R. J. & B. Orchard. 2009. Impact of floor vegetation on the abundance of nematode trophic groups in vineyards. Appled Soil Ecology 42(2): 96-106.
Rainio, J. 2009. Carabid beetles (Coleoptera, Carabidae) as indicators of environmental change in Ranomafana National Park, Madagascar. M- Sc. Tesis. University of Helsinki, Finlandia. 34 pp
Ribera, I. & G. Foster. 1997. El uso de artrópodos como indicadores biológicos. Sociedad Entomológica Argentina 20: 265-276.
Sarandón, S.J. & C.C. Flores. 2014. Agroecología: bases teóricas para el diseño y manejo de agroecosistemas sustentables. Prensa de la Universidad Nacional de La Plata. Argentina. 466 pp
Schmidt, M. H. & T. Tsacharntke. 2005. The role of perennial habitats for Central European farmland spiders. Agriculture, Ecosystems and Environment 105: 235-242.
Sharley, D.J., Hoffmann, A.A. & L.J. Thomson. 2008. The effects of soil tillage on beneficial invertebrates within the vineyard. Agricultural and Forest Entomology 10: 233–243.
Smyth, A.J. & J. Dumansky. 1995. A framework for evaluating sustainable land management. Canadian Journal of Soil Science 75: 401-406.
Spence, J.R. & J.K. Niemelä. 1994. Sampling carabid assemblages with pitfall tramps. The madness and the methods. The Canadian Entomologist 126: 881- 994.
Swift, M.J., Izac, A.M.N. & M. Van Noordwijk. 2004. Biodiversity and ecosystem services in agricultural landscapes- are we asking the right questions? Agriculture, Ecosystems and Environment 104: 113-134.
Talmaciu, M. & N. Talmaciu. 2005. Contribution to the cognition of the faunas of carabidaes (Coleoptera: Carabidae) from the vineyards from the vinegrowing center on Copou-Iassy. Central European Agriculture 6, 269-276.
Tischler, R. 1949. Grundzüge der terrestrischen Tierökologie. Alemania: Springer Fachmedien Weistbaden GmbH. 486 pp
Thiele, H.U. 1977. Carabid Beetles in their environments. Berlin/ Heidelberg: Springer-Verlag, New York. 369 pp.
Thomson, L.J. & A.A. Hoffman. 2009. Vegetation increases the abundance of natural enemies in vineyards. Biological Control 49: 259-269.
Torquebian, E. 1992. Are tropical agroforestry home gardens sustainable? Agriculture, Ecosystems and Environment 41: 189-207.
Tscharntke, T., Clough, Y., Wanger, T. C., Jackson, L., Motzke, I., Perfecto, I., Vandermeer, J. & A. Whitbread. 2012. Global food security, biodiversity conservation and the future of agricultural intensification. Biological Conservation 151: 53–59.
UNEP/CDB/COP. 2000. The Biodiversity Agenda. Decisiones adoptadas por la conferencia de las partes en el convenio sobre la diversidad biológica en su quinta reunión. Nairobi.
Velarde, I., Muchnik, J. & R. Cittadini. 2013. ¡Al gran Pueblo Argentino, salud! El retorno del vino de la costa de Berisso. Revista de la Facultad de Agronomía 112 (SIAL): 45-61.
Wagg, C., Bender, S. F., Widmer, F. & M.G. Van Der Heijden. 2014. Soil biodiversity and soil community composition determine ecosystem multifunctionality. Proceeding of the National Academy of Sciences 111(14): 5266-5270.
Woodcock, B. A., Lawson, C. S., Mann, D. J. & A.W. Mcdonald. 2006. Effects of grazing management on beetle and plant assemblages during the re-creation of a flood-plain meadow. Agriculture Ecosystems and Environment 116: 225-234.
Zhen, L., Routray, J.K., Zoebisch, M.A., Chen, G., Xie, G. & S. Cheng. 2005. Three dimensions of sustainability of farming practices in the North China Plain. A case study from Ningjin Country of Shandong Province, PR China. Agriculture, Ecosystems and Environment 105: 507-522.
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