Structural complexity of arthropod guilds is affected by the agricultural landscape heterogeneity generated by fencerows

Abstract

Intensive farming imposes harsh conditions impeding the persistence of most arthropod species within crop fields. Hence, arthropods surviving the unfavourable conditions prevailing within crop fields may disperse towards nearby uncropped margins, such as fencerows. Here, we evaluate the influence of landscape heterogeneity on the abundance of different guilds, particularly herbivores and their natural enemies. Said heterogeneity mostly derives from fencerow network density. Hence, we developed an approach based on fitting linear-mixed models to elucidate the effects of landscape heterogeneity and field position (fencerows and crop interiors) on arthropod diversity. Mixed models were fitted to arthropod data obtained by pitfall trap samplings in 36 crop fields. Arthropod communities were structurally and functionally more complex along fencerows than within nearby crop interiors. Arthropods abundance was modulated by landscape heterogeneity, increasing the abundance of natural enemies as the landscape heterogeneity increased. On the contrary, herbivores abundance decreased as landscape heterogeneity increased. Consequently, the ratio between herbivores and natural enemies also decreased as landscapes became more heterogeneous. Natural enemies with larger body sizes, mostly carabid beetles, were more sensitive to landscape homogenisation. Our study reveals that, despite the coarse-grained landscapes in the Rolling Pampa, fencerow density appears as a key factor for structuring complex arthropod guilds in intensively farmed agricultural mosaics. In landscapes with higher density of fencerows, arthropods tend to concentrate along them, thus increasing the community structural complexity as well as the predation pressure over herbivores. This structural complexity of upper trophic levels enhances the 'top-down' regulation of herbivore populations, consequently decreasing the probability of pest outbreaks within crop fields.

Manipulation of Agricultural Habitats to Improve Conservation Biological Control in South America

“…They found that A. colemani significantly reduced pest populations in the arugula crop, but did not provide increased control in pepper, which provides evidence of the importance of the composition of the system for an efficient pest control. In addition, spontaneous vegetation and hedgerows surrounding crops have also been evaluated in Argentina (Molina et al 2016, Salas-Gervassio et al 2016. For example, Salas-Gervassio et al (2016) found that spontaneous wild solanaceous plants surrounding tomato crops could increase the control of the moth Tuta absoluta (Meyrick, 1917) (Lepidoptera: Gelechiidae), allowing the interaction with the parasitoid Pseudapanteles dignus (Muesebeck) (Hymenoptera: Braconidae).…”

Diversidad y grupos funcionales de insectos en cultivos de arroz y sus bordes bajo manejo convencional y agroecológico en Santa Fe, Argentina

“…En los agroecosistemas, el componente natural y semi-natural está representado por fragmentos incluidos en una matriz de suelo destinado a la agricultura. Estos remanentes naturales proporcionan heterogeneidad al ambiente, con condiciones más estables y mayor diversidad y complejidad en la estructura de la comunidad vegetal (Poggio et al 2010(Poggio et al , 2013Molina et al 2016), actuando como refugio para las especies tanto a escala local como de paisaje (Medan el al. 2011;Molina et al 2014).…”

“…2011;Molina et al 2014). La comunidad vegetal de estos ambientes es la base de las tramas tróficas, ya que mantienen poblaciones permanentes de artrópodos que sustentan niveles tróficos superiores y cumplen una función clave en la provisión de servicios ecosistémicos (Altieri and Nicholls 2007;Medan et al 2011;Molina et al 2014Molina et al , 2016Lindgren et al 2018). La diversidad y la presencia de poblaciones viables de los insectos es esencial para la provisión de servicios de polinización y regulación de poblaciones de insectos plaga (Öckinger and Smith 2007;Molina et al 2014Molina et al , 2016.…”

“…La comunidad vegetal de estos ambientes es la base de las tramas tróficas, ya que mantienen poblaciones permanentes de artrópodos que sustentan niveles tróficos superiores y cumplen una función clave en la provisión de servicios ecosistémicos (Altieri and Nicholls 2007;Medan et al 2011;Molina et al 2014Molina et al , 2016Lindgren et al 2018). La diversidad y la presencia de poblaciones viables de los insectos es esencial para la provisión de servicios de polinización y regulación de poblaciones de insectos plaga (Öckinger and Smith 2007;Molina et al 2014Molina et al , 2016. Si bien la presencia de bordes no cultivados dentro de los agroecosistemas y su efecto sobre las comunidades y grupos funcionales de artrópodos han sido abordados desde múltiples perspectivas en distintos monocultivos en la Argentina (Medan et al 2011;Torretta and Poggio 2013;Marrero et al 2014;Molina et al 2014Molina et al , 2016Sáez et al 2014;Le Féon et al 2016), estas aproximaciones son escasas en cultivos de arroz, en los que predominan estudios focalizados en complejos de insectos plaga (de Remes Lenicov et al 2014;Kruger and Burdyn 2015).…”

“…El establecimiento con manejo agroecológico (EMA) presentó mayor diversidad de insectos que el convencional (EMC), lo que demuestra los beneficios de las prácticas agrícolas basadas en biodiversidad para las comunidades de insectos, indicados también en otros estudios realizados en arroz (Pires et al 2016;Acosta et al 2017;Silva et al 2020). La riqueza y la abundancia de especies de insectos en agroecosistemas responde a procesos que actúan a distintas escalas (Molina et al 2016). En nuestro estudio, la similitud de los valores de riqueza obtenidos para los dos establecimientos podría explicarse por factores que operan a escala de paisaje.…”