Local, neighbor and landscape effects on the abundance of weed seed-eating carabids in arable fields: A nationwide analysis

Recent studies suggest that weed seed predation by carabid beetles may partly substitute for chemical weed control in agriculture. Promoting this weed regulation service would require enhancement of the in-field abundance of seed-eating carabids, yet, the diversity of the habitat, trophic requirements and spatial scales of response of different species are complex and our understanding of how management at different spatial scales affects the abundance of seed-eating carabids is limited. Using data collected in 161 arable fields and four crop types across the UK, the factors affecting the abundance of nine common seed-feeding carabid species at three spatial scales (local, neighboring, landscape) were investigated using GLMMs. Locally, crop type strongly affected the abundance of individual species, in a species-specific manner and the intensity of field management had a negative effect on the abundance of several species, irrespective of their trophic guild. The occurrence of oilseed rape and grasslands in the neighborhood was found to decrease the abundance of generalist seed-eating carabids but was the main factor positively affecting the abundance of the mainly granivorous Amara aenea, which occur almost exclusively in our sampled oilseed rape fields. At the landscape scale, a generally positive effect of the cover of grassland and oilseed rape demonstrated that in-field carabid abundance responds to the spatial distribution of agricultural land-use in the wider landscape. These findings suggest that management options could be implemented at multiple spatial scales to promote weed seed predation in arable fields.

ZusammenfassungNeue Studien legen nahe, dass die Prädation von Unkrautsamen durch Carabiden teilweise die chemische Unkrautbekämpfung in der Landwirtschaft ersetzen könnte. Die Förderung dieser Unkrautbekämpfungsdienstleistung würde eine erhöhte Siedlungsdichte der samenfressenden Carbiden auf dem Acker erfordern. Aber die Diversität des Lebensraumes, trophische Ansprüche und räumliche Skalen der Reaktion einzelner Arten sind komplex und unsere Kenntnisse davon, wie Management auf verschiedenen Skalen die Abundanz der samenfressenden Carabiden beeinflusst, sind begrenzt. Basierend auf Daten, die auf 161 Feldern im Vereinigten Königreich für vier Feldfrüchte gesammelt worden waren, untersuchten wir mit GLMM die Faktoren, die die Abundanz von neun häufigen samenfressenden Carabidenarten auf drei räumlichen Skalen (lokal, benachbart, Landschaft) beeinflussten. Lokal beeinflusste die Feldfrucht die Abundanz einzelner Arten stark in artspezifischer Weise, und die Intensität der Bewirtschaftung hatte einen negativen Effekt auf die Abundanz etlicher Arten unabhängig von deren trophischer Gruppe. Das Vorhandensein von Raps und Grasland in der Nachbarschaft reduzierte die Abundanz von generalistischen samenfressenden Carabiden, war aber der Hauptfaktor, der die Abundanz der samenfressenden Art Amara aenea, die fast ausschließlich auf Rapsfeldern auftrat, positiv beeinflusste. Auf der Landschaftsebene zeigte ein generell positiver Effekt der Flächenanteile von Raps und Grasland, dass die Carabidensiedlungsdichte auf den Feldern auf die räumliche Verteilung der landwirtschaftlichen Nutzung in der weiteren Umgebung reagiert. Diese Befunde legen nahe, dass Bewirtschaftungsformen auf mehreren räumlichen Ebenen festgelegt werden könnten, um den Räuberdruck auf Unkrautsamen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen zu erhöhen.