Research into insect decline over the years indicates increased funding is required for long term monitoring and more research to support sustainable agriculture. Planning authorities need to consider how to mitigate the impact of urbanisation and roads on invertebrate populations

Leather, S.R.

English

Harper Adams University Repository

Leather, S.R. 2018. “Ecological Armageddon” – more evidence for the drastic decline in insect numbers. Annals of Applied Biology, 172(1), pp.1‐3. “Ecological Armageddon” – more evidence for the drastic decline in insect numbers   by Leather, S.R.   Copyright, Publisher and Additional Information: This is the author accepted manuscript. The final published version (version of record) is available online via Wiley. This article may be used for non-commercial purposes in accordance with Wiley Terms and Conditions for Self-Archiving.  Please refer to any applicable terms of use of the publisher.    DOI: https://doi.org/10.1111/aab.12410                   “Ecological Armageddon” – more evidence for the drastic decline in insect numbers Simon R. Leather Department of Crop & Environment Sciences, Harper Adams University, Newport, UK Correspondence S.R. Leather, Department of Crop & Environment Sciences, Harper Adams University, NewportTF10 8NB Email: sleather@harper‐adams.ac.uk  Four years ago a group of German entomologists reported that there had been a huge reduction in the biomass of insects caught using Malaise traps sited in 63 German nature reserves since 1989 (Sorg et al., 2013).  This shocking observation went almost unnoticed until a reanalysis of the data appeared recently (Hallmann et al., 2017).  The later paper generated a flurry of media activity and the phrase “Ecological Armageddon” swiftly circled the globe.  Although not denying the decline reported, there are a number of caveats that should be considered when reading the two papers; the data are based on biomass, not species, the sites were not sampled continuously and are not globally representative (Saunders, 2017).  The authors of the German study were not able to link the observed decline to climate change or pesticide use; although agricultural intensification and the practices associated with it, were however, suggested as likely to be involved in some way.  The link between habitat, insect diversity and abundance has been recognised for more than a century as illustrated by the following quotation,   “Men all around were clearing available land.  The trees fell wherever corn would grow. The swamp was broken by several gravel roads…Wherever the trees fell the moisture dried, the creeks ceased to flow, the river ran low, and at times the bed was dry.  From coming in with two or three dozen rare moths a day, in three years time Elnora had grown to be delighted with finding two or three. Big pursy caterpillars could not be picked from their favourite bushes, where there were no bushes. Dragonflies could not hover over dry places and butterflies became scare in proportion to the flowers” (Stratton‐Porter, 1909). What puzzled me about the global media response was why this particular study attracted so much attention.  We have known for a long time that some insect groups have been in decline for many years.  The massive decline in the abundance of UK butterflies and moths has been highlighted on more than one occasion over the last couple of decades (e.g. Conrad et al., 2004; Thomas et al., 2004; Fox et al., 2013), similarly, that of the charismatic dragonflies (Clausnitzer et al., 2009) and the beneficial carabid beetles (Brooks et al., 2012).   Most studies on insect decline have, as shown from the previous examples, focused on those insects that we love and cherish.  What about the less charismatic insects for example the once ubiquitous and pestiferous Bibionid flies (Morris, 1921; D’Arcy‐Burt & Blackshaw, 1987)?   In the UK we are fortunate that a long‐term source of insect data exists, courtesy of Rothamsted Research, the longest running agricultural research station in the world.  Data have been collected from a nationwide network of suction and light traps for more than 50 years (Storkey et al., 2016).   Most of the publications arising from the survey have tended to focus on aphids (Bell et al., 2015) and moths (Conrad et al., 2004), although the traps do of course, catch many other types of insect (Knowler et al., 2016) including Bibionid flies (Shortall et al., 2009). A study examining other flying insects using data from four of the Rothamsted Insect Survey traps, showed that three of the four traps analysed showed downward trends in insect biomass over the 30 years (1973‐2002) examined, of which only the Hereford trap showed a significant decline (Shortall et al., 2009).   Another remarkable study that seemed to escape media attention, this time on ground‐based sampling, described a 42‐year data set looking at the invertebrates found in cereal fields in southern England (Ewald et al., 2015).  The authors found that of the 26 invertebrate taxa studied less than half showed a decrease in abundance, e.g. spiders, Braconid wasps, carabid beetles,  Tachyporus (staphylinid beetles, Enicmus (scavenger beetles), Cryptophagid fungus beetles, leaf mining flies (Agromyzids), Drosophila, Lonchopteridae (pointed wing flies), and surprisingly, or perhaps not, aphids.  The other orders showed no consistent patterns, although Hemiptera, excluding aphids, increased over the study period.  Cereal fields are of course not a natural habitat and are intensely managed, with a number of inputs, including pesticides, being applied, so are perhaps not likely to be the most biodiverse or representative habitats to be found in the UK. Neither of these two studies are conclusive and are limited in their geographic coverage; we do not know how representative the results are of the whole country, although anecdotally, people of my age will all tell you that insects are less abundant than when we were children (Leather, 2016).  Insects are of course not the only organisms on the planet.  They do however, vastly outnumber all other animal species (Mora et al., 2011), yet the extinction of vertebrates receives much more attention (e.g. Briggs, 2017; Ceballos et al., 2017).  Vertebrate extinction although a serious problem is probably however, not as damaging to the planet as that of plants. As with insects our knowledge of plant extinction rates is limited, but the evidence appears to indicate that they too are suffering significant declines in abundance (Thomas et al., 2004) although a recent study shows that at a local level, total biodiversity seems unaffected (Vellend et al., 2017).  Fungi too are important parts of the ecosystem upon which life as we know it depends (e.g. Jönsson et al., 2017) and here too, as with soil fauna and flora, long‐term data sets regarding their distribution and abundance are lacking. We know too little about the majority of the organisms with which we share our planet and which affect our food production and in turn, are affected by our agricultural practices. I strongly suspect that the current “Ecological Armageddon” scenario will not result in a huge injection of funding into long‐term insect data collection projects.  It may however, stimulate funding bodies worldwide to think seriously about supporting more research into sustainable agriculture and for governments to encourage farmers to adopt farming strategies that encourage more wildlife and use fewer inputs.  At the same time, given the increasing number of studies that implicate urbanisation (e.g. Jones & Leather, 2012; Dennis et al., 2017) and vehicle traffic (Baxter‐Gilbert et al., 2015) as major factors in the decline of insect numbers, an awareness of this by local planning authorities might lead them to increase their efforts to provide much‐needed green spaces in our towns and cities.   What it does highlight as Manu Saunders said in her blog (Saunders, 2017), is that we desperately need funding for more long‐term studies, particularly of invertebrates and plants.  Unfortunately, this may however, be a case of locking the stable door after the horse has bolted.  We also need to find instances where the data already exist but have not yet been analysed; amateur records and citizen science projects may be of use here.  Alternatively, as demonstrated by a recent study in France (Alignier, 2018), it is possible, using the identical protocol, to resample a site after a gap of decades, to see what changes have occurred. I hope for the sake of our descendants that the reports of an “Ecological Armageddon” have been exaggerated.  This should, however, be a wake‐up call to all those with the power to do something to mitigate the decline in biodiversity worldwide.  Governments need to respond quickly and to think long‐term and responsibly.  The current attitude of governments to think in terms of the outcomes of the next election is no longer a viable one for the planet. It is precisely that attitude that got us into the situation that we find ourselves in now. The Annals of Applied Biology encourages submissions addressing any of the topics raised here, either as original research articles or for our Forum section.   References Alignier, A. (2018) Two decades of change in a field margin vegetation metacommunity as a result of field margin structure and management practice changes. Agriculture, Ecosystems & Environment, 251, 1‐10. Baxter‐Gilbert, J.H., Riley, J.L., Neufeld, C.J.H., Litzgus, J.D., & Lesbarreres, D. (2015) Road mortality potentially responsible for billions of pollinating insect deaths annually. Journal of Insect Conservation, 19, 1029‐1035. Bell, J.R., Alderson, L., Izera, D., Kruger, T., Parker, S., Pickup, J., Shortall, C.R., Taylor, M.S., Verrier, P. & Harrington, R. (2015) Long‐term phenological trends, species accumulation rates, aphid traits and climate: five decades of change in migrating aphids.  Journal of Animal Ecology, 84, 21‐34. Briggs, J.C. (2017) Emergence of a sixth mass extinction? Biological Journal of the Linnean Society, 122, 243‐248. Brooks, D.R., Bater, J.E., Clark, S.J., Montoth, D.J., Andrews, C., Corbett, S.J., Beaumont, D.A., & Chapman, J.W. (2012) Large carabid beetle declines in a United Kingdom monitoring network increases evidence for a widespread loss of insect biodiversity. Journal of Applied Ecology, 49, 1009‐1019. Ceballos, G., Ehrlich, P.R. & Dirzo, R. (2017) Biological annihilation via the ongoing sixth mass extinction signalled by vertebrate population losses and declines. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114, E6089‐E6096. Clausnitzer, V., Kalkman, V.J., Ram, M., Collen, B., Baillie, J.E.M., Bedjanic, M., Darwall, W.R.T., Dijkstra, K.D.B., Dow, R., Hawking, J., Karube, H., Malikova, E., Paulson, D., Schutte, K., Suhling, F., Villaneuva, R.J., von Ellenrieder, N. & Wilson, K. (2009)  Odonata enter the biodiversity crisis debate: the first global assessment of an insect group.  Biological Conservation, 142, 1864‐1869. Conrad, K.F., Woiwod, I.P., Parsons, M., Fox, R. & Warren, M.S. (2004) Long‐term population trends in widespread British moths.  Journal of Insect Conservation, 8, 119‐136. Darcy‐Burt, S. & Blackshaw, R.P. (1987) Effects of trap design on catches of grassland Bibionidae (Diptera: Nematocera).  Bulletin of Entomological Research, 77, 309‐315. Dennis, E.B., Morgan, B.J.T., Roy, D.B. & Brereton, T.M. (2017) Urban indicators for UK butterflies. Ecological Indicators, 76, 184‐193. Ewald, J., Wheatley, C.J., Aebsicher, N.J., Moreby, S.J., Duffield, S.J., Crick, H.Q.P., & Morecroft, M.B. (2015) Influences of extreme weather, climate and pesticide use on invertebrates in cereal fields over 42 years. Global Change Biology, 21, 3931‐3950. Fox, R. (2013) The decline of moths in Great Britain: a review of possible causes. Insect Conservation & Diversity, 6, 5‐19. Hallmann, C.A., Sorg, M., Jongejans, E., Siepel, H., Hofland, N., Schwan, H., Stenmans, W., Müller, A., Sumser, H., Hörren, T., Goulson, D. & de Kroon, H. (2017) More than 75% decline over 27 years in total flying insect biomass in protected areas. PLoS ONE, 12(10):eo185809. Jones, E.L. & Leather, S.R. (2012) Invertebrates in urban areas: a review.  European Journal of Entomology, 109, 463‐478. Jönsson, M.T., Ruete, A., Kellner, O., Gunnarsson, U. & Snäl, T. (2017) Will forest conservation areas protect functionally important diversity of fungi and lichens over time? Conservation & Biodiversity, 26, 2547‐2567 Knowler, J.T., Flint, P.W.H., & Flint, S. (2016) Trichoptera (Caddisflies) caught by the Rothamsted Light Trap at Rowardennan, Loch Lomondside throughout 2009. The Glasgow Naturalist, 26, 35‐42. Leather, S.R. (2016) Insects in flight: Whatever happened to the splatometer? https://simonleather.wordpress.com/2016/12/05/insects‐in‐flight‐whatever‐happened‐to‐the‐splatometer/ [Accessed 23rd November 2017] Mora, C., Tittensor, D.P., Adl, S., Simpson, A.G.B., & Worm, B. (2011) How many species are there on earth and in the ocean? PloS Biology, 9(8): e1001127.doi:10.1371/journal.pbio.1001127. Morris, H.M. (1921) The larval and pupal stages of the Bibionidae.  Bulletin of Entomological Research, 12, 221‐232. Saunders, M. (2017) Insects in decline: why we need more studies like this. https://ecologyisnotadirtyword.com/2017/10/20/insects‐in‐decline‐why‐we‐need‐more‐studies‐like‐this/#more‐2573 [Accessed 23rd November 2017] Sorg M, Schwan H, Stenmans W, Müller A. (2013) Ermittlung der Biomassen flugaktiver Insekten im Naturschutzgebiet Orbroicher Bruch mit Malaise Fallen in den Jahren 1989 und 2013. Mitteilungen aus dem Entomologischen Verein Krefeld. 2013, 1–5. Shortall, C.R., Moore, A., Smith, E., Hall, M.J., Woiwod, I.P., & Harrington, R. (2009) Long‐term changes in the abundance of flying insects. Insect Conservation & Diversity, 2, 251‐260. Storkey, J., MacDonald, A.J., Bell, J.R., Clark, I.M., Gregory, A.S., Hawkins, N. J., Hirsch, P.R., Todman, L.C. & Whitmore, A.P. (2016)  Chapter One – the unique contribution of Rothamsted to ecological research at large temporal scales Advances in Ecological Research, 55, 3‐42. Stratton‐Porter, G. (1909) A Girl of the Limberlost, Grosset & Dunlap, New York. Thomas, J.A. (2005) Monitoring change in the abundance and distribution of insects using butterflies and other indicator groups.  Philosophical Transactions of the Royal Society B, 360, 339‐357 Thomas, J.A., Telfer, M.G., Roy, D.B., Preston, C.D., Greenwood, J.J.D., Asher, J., Fox, R., Clarke, R.T. & Lawton, J.H. (2004) Comparative losses of British butterflies, birds, and plants and the global extinction crisis.  Science, 303, 1879‐1883. Vellend, M., Baetenb, L., Myers‐Smith, I.H., Elmendorfe, S.C., Beauséjoura, R., Brown, C.D., De Frenne, P., Verheyen, K. & Sonja Wipff, S. (2017) Global meta‐analysis reveals no net change in local‐scale plant biodiversity over time. Proceedings of the National Academy of Sciences, 110, 19456‐19459. 

“Ecological Armageddon” - more evidence for the drastic decline in insect numbers

https://hau.repository.guildhe.ac.uk/17242/1/Simon%20Leather%20Ecological%20Armageddon%20upload.pdf

“Ecological Armageddon” - more evidence for the drastic decline in insect numbers

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Harper Adams University Repository