宜州市喀斯特地貌桑園土壤動物群落季節(jié)動態(tài)與害蟲生態(tài)調(diào)控

李曉東，莫海玲，覃國樂，韋仕珍，史沉魚，安 慧

（河池學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，廣西宜州546300）

宜州市喀斯特地貌桑園土壤動物群落季節(jié)動態(tài)與害蟲生態(tài)調(diào)控

李曉東，莫海玲，覃國樂，韋仕珍，史沉魚，安 慧

（河池學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，廣西宜州546300）

為掌握宜州市喀斯特地貌桑園土壤動物群落的季節(jié)動態(tài)、功能類群及其與害蟲生態(tài)調(diào)控的關(guān)系，2012年4月、7月、10月及2013年1月采用手撿法、干漏斗法（Tullgren）和濕漏斗法（Baermann）對宜州市境內(nèi)桑園土壤動物群落進行調(diào)查。結(jié)果表明：春、夏、秋、冬四季共捕獲土壤動物870只，隸屬5門12綱20目22類，優(yōu)勢類群為彈尾目和蜱螨目，常見類群為雙翅目幼蟲、顫蚓目、泄管綱、鱗翅目幼蟲、雙尾目、正蚓目、膜翅目和蜘蛛目；桑園土壤動物群落類群數(shù)季節(jié)動態(tài)為春季＝夏季＝秋季＞冬季，個體數(shù)季節(jié)動態(tài)為春季＞夏季＞秋季＞冬季，多樣性季節(jié)動態(tài)為春季＞秋季＞夏季＞冬季；桑園土壤動物可劃分為雜食性、植食性、腐食性和捕食性4個功能類群，功能類群間通過作物－害蟲－天敵的食物鏈關(guān)系對害蟲進行生態(tài)調(diào)控。

土壤動物；季節(jié)動態(tài)；功能類群；害蟲生態(tài)調(diào)控；桑園；喀斯特地貌

土壤動物種類繁多，體形大小及活動能力相差懸殊，活動方式各異，但許多種類在功能上相近，從而可形成不同的功能類群，各功能類群通過錯綜復(fù)雜的食物鏈關(guān)系和物理、生理消化活動對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的有機質(zhì)進行分解，熟化土壤，促進農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量循環(huán)，維持作物的正常生長，并對生境做出響應(yīng)，對其研究可為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的維護和管理提供理論基礎(chǔ)［17］。因此，廣大科技工作者針對玉米地、菜地、麥田、稻田、茶園、桃園、棗林等不同農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的土壤動物相繼開展了研究［8－12］。其中，湯君友等對皖西大別山腹地的岳西縣來榜鎮(zhèn)桑園土壤動物群落及其多樣性進行了研究，吳玉紅等對四川青神縣桑園、桑埂大型土壤動物群落結(jié)構(gòu)進行了調(diào)查，蘭洪波等對茂蘭喀斯特森林實驗區(qū)桑園大型土壤動物結(jié)構(gòu)進行了初探［13－15］。但到目前為止，未見桑園土壤動物群落季節(jié)動態(tài)、功能類群和害蟲生態(tài)調(diào)控方面的研究報道。為此，筆者選擇位于喀斯特地貌區(qū)的我國第一大桑蠶生產(chǎn)基地縣市的宜州市開展桑園土壤動物研究，以期為桑園科學(xué)栽植、病蟲害科學(xué)防控和喀斯特土地資源有效利用提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 研究地自然概況

宜州市位于廣西偏西北部，北回歸線略偏北，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均日照時數(shù)1 696.9h，平均氣溫19.6～22℃，年均降雨量1 300～1 325mm，年無霜期323d。境內(nèi)喀斯特地貌發(fā)育充分，土壤多由石灰?guī)r、砂巖、泥礫巖發(fā)育而形成，土層薄，礫石含量高。

1.2 樣品采集

沿宜州市自西向東，依次選取懷遠(yuǎn)鎮(zhèn)葉茂電站附近、慶遠(yuǎn)鎮(zhèn)馬安村、劉三姐鄉(xiāng)馬山塘村和洛東鄉(xiāng)洛東水電站附近的桑園為采樣點。結(jié)合宜州氣候狀況，于2012年春（4月）、夏（7月）、秋（10月）和冬（2013年1月）對4個樣點進行土壤動物樣品采集。每個樣點的樣方為50cm×50cm，從上而下分4層（0～5cm層，5～10cm層，10～15cm層，15～20cm層），先用手撿法分層采集大型土壤動物，并用75%的酒精保存，帶回實驗室；再用100mL的取土器每層各取4份土樣（共計256份土樣），其中3份用干漏斗（Tullgren）法分離干生小型土壤動物，1份用濕漏斗（Baremann）法分離濕生土壤動物，均用75%的酒精保存。

1.3 土壤動物鑒定與分類

依據(jù)《中國土壤動物》［16］《中國亞熱帶土壤動物》［17］《中國土壤動物檢索圖鑒》［18］《昆蟲分類學(xué)》［19］等專著對所采集的土壤動物進行鑒定分類，并結(jié)合以上專著和相關(guān)文獻(xiàn)，依據(jù)其食性進行功能類群的劃分［20］。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理

依據(jù)類群個體數(shù)量占捕獲總數(shù)量的10%以上為優(yōu)勢類群，1%～10%的為常見類群，低于1%的為稀有類群的標(biāo)準(zhǔn)對所采集的土壤動物進行多度劃分。結(jié)合以下公式進行多樣性分析：

上述各式中，ni為該樣區(qū)內(nèi)第i個類群的個體數(shù)，N為樣區(qū)內(nèi)所有類群的個體數(shù)，Pi＝ni／N，S為樣區(qū)內(nèi)類群數(shù)，Nmax為樣區(qū)內(nèi)優(yōu)勢類群個體數(shù)，NT為樣區(qū)內(nèi)全部類群個體數(shù)；Di為第i類群個體數(shù)，Dimax為各群落中第i類群的最大個體數(shù)，g為群落中的類群數(shù)，G為各群落所包含的總類群數(shù)，Ci／C為相對次數(shù)，即在C個群落中第i個類群出現(xiàn)的比率。相關(guān)計算分別在Microsoft office 2007和BIODAP中完成。

表1 土壤動物群落組成Table1 Composition of soil fauna communities

2 結(jié)果與分析

2.1 桑園土壤動物群落組成的季節(jié)動態(tài)

通過對桑園四季土壤動物的調(diào)查，共捕獲土壤動物870只，隸屬于5門12綱20目22類（表1）。其中，優(yōu)勢類群由彈尾目（Collembola，54.83%）和蜱螨目（Acarina，12.18%）組成，共占總個體數(shù)的67.01%；常見類群由雙翅目幼蟲（Diptera Larva）、顫蚓目（Tubificida）、泄管綱（Secernentea）、鱗翅目幼蟲（Lepidoptera Larva）、雙尾目（Diplura）、正蚓目（Lumbricida）、膜翅目（Hymenoptera）和蜘蛛目（Araneae）8類組成，共占總數(shù)的27.82%；其余12類為稀有類群，占總數(shù)的5.17%。常見類群和稀有類群的類群數(shù)占總類群數(shù)的90.91%，但兩者個體數(shù)僅占總個體數(shù)的32.99%，說明喀斯特地貌桑園土壤動物群落的異質(zhì)性強。各個季節(jié)優(yōu)勢類群在四季更替中存在變化，其中，彈尾目在四季中均為優(yōu)勢類群，其數(shù)量隨季節(jié)變化為夏季＞春季＞秋季＞冬季，蜱螨目僅在春季和秋季為優(yōu)勢類群，泄管綱在春季為優(yōu)勢類群，雙翅目幼蟲和顫蚓目在冬季為優(yōu)勢類群。四季土壤動物群落的個體數(shù)變化為春季（267只）＞夏季（239只）＞秋季（221只）＞冬季（143只），類群數(shù)變化為春季（15種）＝夏季（15種）＝秋季（15種）＞冬季（9種）?？梢姡λ固氐貐^(qū)桑園土壤動物群落在四季更替中，其個體數(shù)變化較大，類群數(shù)變化較小。

2.2 桑園土壤動物群落多樣性的季節(jié)動態(tài)

從表2看出，使用不同的多樣性指標(biāo)對對桑園各季節(jié)的土壤動物群落進行測度，各指標(biāo)隨著季節(jié)更替均有一定的變化。多樣性指數(shù)（H）的季節(jié)動態(tài)為春季＞秋季＞冬季＞夏季，均勻性指數(shù)（E）的為冬季＞春季＞秋季＞夏季，豐富度指數(shù)D的為秋季＞夏季＞春季＞冬季，優(yōu)勢度指數(shù)（I）的為夏季＞春季＞秋季＞冬季，優(yōu)勢集中性指數(shù)（C）的為夏季＞秋季＞春季＞冬季，密度－類群指數(shù)（DG）的為春季＞秋季＞夏季＞冬季。其中，夏季群落的類群數(shù)和個體數(shù)都較冬季多，但其H值和E值均較冬季低，主要是夏季土壤動物群落中彈尾目占比較高（71.97%），使得優(yōu)勢度指數(shù)I和優(yōu)勢集中性指數(shù)（C）均顯著高于其他各季節(jié)。H和DG相比，僅在夏季和冬季有差別，鑒于H更多反映均勻度，結(jié)合以上分析，DG能較好地體現(xiàn)桑園土壤動物群落多樣性的季節(jié)動態(tài)。

2.3 桑園土壤動物功能類群與桑園害蟲生態(tài)調(diào)控

喀斯特地區(qū)桑園土壤動物的功能類群由雜食性、植食性、腐食性和捕食性4類組成（表1），其中，雜食性占77.01%、植食性占12.76%、腐食性占8.39%、捕食性占1.84%。由于桑園作為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，相對于森林生態(tài)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性差，加之喀斯特地貌土壤較為貧瘠，使得對環(huán)境適應(yīng)能力較強的雜食性類群占絕對優(yōu)勢，而其中又以中小型的彈尾目和蜱螨目數(shù)量最多，充分的體現(xiàn)了土壤動物功能類群分布與環(huán)境相適應(yīng)的特點。功能類群中，雜食性和植食性土壤動物可促進桑園枯枝、落葉和根系等的分解，植食性土壤動物幼蟲或成蟲亦能取食桑樹的莖、葉，從而聯(lián)系地上地下的生態(tài)系統(tǒng)。但當(dāng)植食性土壤動物數(shù)量較多時可形成害蟲，危害桑園健康，如桑園雙翅目的桑癭蚊，鞘翅目的桑象蟲、桑天牛以及鱗翅目的桑螟等。在本次調(diào)查中，雙翅目幼蟲占7.59%，多度排第3位，是宜州桑園主要害蟲之一［21］。雜食性、腐食性土壤動物可與微生物共同加速桑園腐殖質(zhì)的分解，促進桑園土壤養(yǎng)分循環(huán)，并能增加土壤的通透性。捕食性土壤動物在植食性害蟲較多時，可通過捕食在一定程度上控制害蟲數(shù)，形成作物－害蟲－天敵的食物鏈關(guān)系［9］，從而對桑園害蟲起生態(tài)調(diào)控的作用。

表2 各季節(jié)土壤動物群落的多樣性Table2 Diversity of soil fauna communities in different seasons

3 結(jié)論與討論

1）調(diào)查共獲得宜州市喀斯特地貌桑園土壤動物870只，隸屬于5門12綱20目22類，其中優(yōu)勢類群為彈尾目和蜱螨目，常見類群為雙翅目幼蟲、顫蚓目、泄管綱、鱗翅目幼蟲、雙尾目、正蚓目、膜翅目和蜘蛛目。種類組成與茂蘭喀斯特森林實驗區(qū)桑園大型土壤動物［15］和岳西縣來榜鎮(zhèn)桑園土壤動物［13］均相似，但其類群結(jié)構(gòu)具有一定的差別，特別在優(yōu)勢類群的組成上，說明不同地域桑園的土壤動物組成既具有一定的共性，又具有其特性。

2）通過對不同季節(jié)桑園土壤動物群落組成和多樣性分析，其類群數(shù)、個體數(shù)和多樣性均隨季節(jié)更替而變化。其類群數(shù)季節(jié)動態(tài)為春季＝夏季＝秋季＞冬季，個體數(shù)季節(jié)動態(tài)為春季＞夏季＞秋季＞冬季，其群落類群數(shù)總體變化不大，個體數(shù)變化較大，這與岳西縣來榜鎮(zhèn)桑園土壤動物的研究結(jié)果較為相似［13］。多樣性分析表明，Shannon－Weiner多樣性指數(shù)（H）與密度—類群指數(shù)（DG）的季節(jié)動態(tài)僅在夏季和冬季的順序上有差別，由于冬季土壤動物群落的均勻度較高使得H值較夏季高，但冬季土壤動物群落的類群數(shù)和個體數(shù)明顯較夏季少，所以密度—類群指數(shù)（DG）的季節(jié)動態(tài)（春季＞秋季＞夏季＞冬季）可代表宜州喀斯特地貌桑園土壤動物群落多樣性的季節(jié)動態(tài)，這也與該地區(qū)桑園春季葉盛期、秋季葉盛期、夏伐期和冬季桑樹休眠期的桑園栽培管理模式具有一定的關(guān)系。

3）結(jié)合桑園土壤動物群落四季調(diào)查結(jié)果和功能類群劃分的相關(guān)規(guī)則，宜州市喀斯特地貌桑園土壤動物的功能類群由雜食性、植食性、腐食性和捕食性4類組成，其中，中小型的雜食性類群占絕對優(yōu)勢，這與桑園生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性差，喀斯特地貌土壤貧瘠等因素有關(guān)。4類功能類群通過食物鏈的關(guān)系促進桑園物質(zhì)和能量的循環(huán)，改善桑園土壤生態(tài)環(huán)境，維持桑園生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定。在此過程中，作物—害蟲—天敵的食物鏈關(guān)系可對桑園害蟲起到生態(tài)調(diào)控的作用。同時，結(jié)合宜州市桑園主要害蟲為雙翅目、鱗翅目、鞘翅目、纓翅目及同翅目的一些類群［21］，通過土壤動物的調(diào)查，可提前預(yù)測害蟲幼蟲數(shù)量，判斷害蟲是否會達(dá)到經(jīng)濟危害水平，對害蟲防治進行預(yù)測預(yù)報，從而有助于制定針對性較強的農(nóng)業(yè)、生物、化學(xué)和物理等防治策略，充分貫徹預(yù)防為主，綜合防治的植保方針。

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（責(zé)任編輯：聶克艷）

Seasonal Dynamics of Soil Fauna Communities and Ecological Regulation of Pests in Mulberry Field with Karst Landform in Yizhou City

LI Xiaodong，MO Hailing，QIN Guole，WEI Shizhen，SHI Chenyu，AN Hui
（College of Chemistry and Bioengineering，Hechi University，Yizhou，Guangxi 546300，China）

The soil fauna communities in mulberry field were investigated by hand picking，Tullgren and Baermann in April，July and October，2012and in January，2013to understanDThe seasonal dynamics，functional groups and pests’biological regulation of soil fauna communities in mulberry field with karst landform in Yizhou City.Results：Total 870soil fauna individuals belonging to 22groups，20orders，12 classes，5phyla are captured in Spring，Summer，Autumn and Winter.The dominant groups are Collembola and Acarina.The common groups are Diptera（Larva），Tubificida，Secernentea，Lepidoptera（Larva），Diplura，Lumbricida，Hymenoptera and Araneae.The groups，individuals and diversity seasonal dynamics of soil fauna communities are Spring＝Summer＝Autumn＞W(wǎng)inter，Spring＞Summer＞Autumn＞W(wǎng)inter and Spring＞Autumn＞Summer＞W(wǎng)inter respectively.The soil fauna in mulberry field can be divided into four functional groups of omnivory，phytophagous，saprophagous and predatism.The biological control of pests can be regulated by the crop－pest－natural enemy relationship among different functional groups in mulberry field.

soil fauna；seasonal dynamics；functional group；biological regulation of pests；mulberry field；karst landform

S154.5；Q958.15

A

1001－3601（2016）10－0422－0050－04

2016－02－15；2016－09－03修回

廣西高等學(xué)校項目“宜州市喀斯特地貌桑園土壤動物群落結(jié)構(gòu)季節(jié)動態(tài)及害蟲生態(tài)調(diào)控”（201106LX586）；廣西高等學(xué)校項目“宜州市甘蔗低產(chǎn)與甘蔗林土壤動物群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)動態(tài)關(guān)系”（201203YB167）

李曉東（1982－），男，副教授，碩士，從事昆蟲分類與土壤動物生態(tài)研究。E－mail：lxdong＿627＠163.com