渭南市兩種農(nóng)田生境節(jié)肢動物多樣性研究

吳逸群，許 秀，黎菊柳

(渭南師范學(xué)院 農(nóng)商學(xué)院，陜西 渭南 714099)

?

【現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)研究】

渭南市兩種農(nóng)田生境節(jié)肢動物多樣性研究

吳逸群，許 秀，黎菊柳

(渭南師范學(xué)院 農(nóng)商學(xué)院，陜西 渭南 714099)

2016年4月在陜西省渭南市臨渭區(qū)、華州區(qū)、華陰市等地區(qū)進行節(jié)肢動物多樣性調(diào)查，共采集到節(jié)肢動物732只，分屬于5綱14目45科。按功能群分，植食性節(jié)肢動物48種、捕食性動物31種、雜食性動物4種、寄生性動物1種以及腐食性動物5種。在麥田生境下，節(jié)肢動物345只，分屬于5綱13目37科，其中捕食性節(jié)肢動物占節(jié)肢動物總數(shù)的51.9%，屬優(yōu)勢類群。在油菜田生境下節(jié)肢動物有387只，分屬于5綱11目28科，其中植食性節(jié)肢動物占69.3%，屬優(yōu)勢類群。麥田的節(jié)肢動物多樣性指數(shù)H′、均勻度指數(shù)J、優(yōu)勢度D均高于油菜田的節(jié)肢動物指數(shù)。

麥田；油菜田；節(jié)肢動物；功能群

小麥?zhǔn)俏覈匾募Z食作物及存儲優(yōu)良品種，小麥的生產(chǎn)品質(zhì)涉及我國人民的食品安全與小麥生產(chǎn)地區(qū)的農(nóng)業(yè)收益及生產(chǎn)者收入的多少。[1]油菜是我國具有傳統(tǒng)意義的重要油料作物，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，不可再生的能源不斷地消耗，如煤炭、石油等日漸減少，油菜是具有潛在開發(fā)意義的能源作物,影響到我國的能源安全。[2]自20世紀(jì)90年代以來，我國不斷對農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)進行調(diào)整并對耕作栽培方式進行優(yōu)化,然而隨著灌溉次數(shù)、化肥使用量、全球性氣候逐漸變暖及自然災(zāi)害不斷發(fā)生等，導(dǎo)致小麥和油菜病蟲害的發(fā)生與危害進入高峰期。[3]生產(chǎn)者為了提高小麥和油菜的最終產(chǎn)量和質(zhì)量，增加經(jīng)濟收入，不斷加大使用化學(xué)農(nóng)藥的次數(shù)，忽略了用生物防治的方法來治理農(nóng)田里的害蟲。

關(guān)于控制害蟲生態(tài)的理論研究以及進行實踐驗證出現(xiàn)較早，但真正控制害蟲生態(tài)和提出方法是在20世紀(jì)80年代末期，后來不管是在國內(nèi)還是在國外都引起廣泛關(guān)注。[4]本文主要通過調(diào)查陜西省渭南市麥田和油菜田節(jié)肢動物的種類及數(shù)量，了解兩種生境下的節(jié)肢動物組成特征，為小麥和油菜生產(chǎn)者在實際生產(chǎn)中掌握害蟲的發(fā)生動態(tài)，及時采取有效防治措施提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

渭南市位于陜西省東部，處于關(guān)中平原的東部，海拔在330～2 645 m之間，屬暖溫帶半濕潤半干旱季風(fēng)氣候，全年陽光充足，降水量適宜農(nóng)業(yè)耕作，自然災(zāi)害對農(nóng)作物產(chǎn)量影響較為嚴(yán)重。本次調(diào)查地區(qū)包括渭南市的臨渭區(qū)、華州區(qū)、華陰市等。

2 調(diào)查方法

2.1工具

捕蟲網(wǎng)、細尼龍網(wǎng)、鑷子、玻璃瓶、小鏟子、乙醚、棉花、75%酒精。

2.2調(diào)查方法

2.2.1 樣地設(shè)置

于2016年4月中上旬，在渭南地區(qū)沿著G310國道自西向東布點，選擇小麥田、油菜田兩種不同生境的農(nóng)田進行布點，兩種生境各選取30個典型樣方，1個樣方為1 m2。

2.2.2 數(shù)據(jù)采集

首先每個樣點先掃網(wǎng)，每次掃50網(wǎng)(左右掃一次為1網(wǎng))，每掃5網(wǎng)收集一次，捕捉飛翔昆蟲和結(jié)網(wǎng)蜘蛛，并記載數(shù)量和種類等，然后放進裝有乙醚和棉花的玻璃瓶中。各個樣點對于土壤動物的捕抓使用手撿法進行。野外調(diào)查遵循原則：(1)取樣時避開石頭，盡量選取人類活動較少干擾的區(qū)域，避開生境邊緣、蟻巢等。(2)植株上動物較多時連同植株一并采集。(3)對于暫時不能鑒定的標(biāo)本，統(tǒng)一編號，用75%的酒精浸泡另外保存，帶回實驗室分析。(4)常見種類分到種，其他種類至少分到科、屬。

2.2.3 分類鑒定

把采集到的土壤動物按功能群分為捕食性、植食性、雜食性、寄生性及腐食性動物。動物分類鑒定主要參考《中國土壤動物檢索圖鑒》[5]《林木有害生物識別與防治圖鑒》[6]《中國林木害蟲天敵昆蟲》[7]《中國土壤動物》[8]《中國昆蟲生態(tài)大圖鑒》[9]《農(nóng)田常見昆蟲圖鑒》[10]。

2.3數(shù)據(jù)處理

依據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計每個生境下節(jié)肢動物的多樣性指數(shù)(H′)、物種豐富度(S)、優(yōu)勢度指數(shù)(D)、均勻度指數(shù)(J)，所用公式如下：

(1)物種豐富度S(species richness):S為每個樣方內(nèi)采集到節(jié)肢動物的物種。

(2)Berger-Parker優(yōu)勢度(dominance):D=Nmax/N，Nmax為群落中數(shù)量最大物種的個數(shù)，N為總個體數(shù)。

(3)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(diversity index):H′=-∑PilnPi,Pi=Ni/N，式中Ni為第i物種的個體數(shù)，N為總個體數(shù)。

(4)Pielou均勻度指數(shù)(evenness index)：J=H′/lnS，其中：H′為Shannon-Wiener多樣性指數(shù)，S為總物種數(shù)。

3 研究結(jié)果

3.1兩種生境的節(jié)肢動物組成

在小麥、油菜兩種農(nóng)田中本次實驗共記錄到節(jié)肢動物有732只，分屬于5綱14目45科，見表1。按功能群劃分，植食性節(jié)肢動物48種、捕食性動物31種、雜食性動物4種、寄生性動物1種以及腐食性動物5種。

麥田節(jié)肢動物有345只，分屬于5綱13目37科，其中植食性、捕食性、雜食性、寄生性及腐食性節(jié)肢動物的個體數(shù)分別為89只、179只、36只、9只、32只。捕食性節(jié)肢動物占到總節(jié)肢動物的51.9%，屬優(yōu)勢類群，以昆蟲綱脈翅目的草蛉科(Stepnens)和雙翅目的小頭虻科(Acroceridae)為主。

油菜田節(jié)肢動物有387只，分屬于5綱11目28科，其中植食性、捕食性、雜食性及腐食性節(jié)肢動物的個體數(shù)分別為268只、95只、3只、21只，其中植食性節(jié)肢動物占到總節(jié)肢動物的69.3%，屬優(yōu)勢類群。而在植食性節(jié)肢動物中，昆蟲綱膜翅目的蜜蜂科(Apidae)、鞘翅目麗金龜科(Rutelidae)分別占28.8%和20.1%。

麥田中節(jié)肢動物分屬于13目，油菜田節(jié)肢動物分屬于11目。其中麥田節(jié)肢動物膜翅目(8種)、蜘蛛目(6種)、半翅目(5種)、雙翅目(4種)均高于油菜田相應(yīng)目的節(jié)肢動物，鱗翅目在兩種生境下的物種數(shù)相等。在油菜田中，鞘翅目物種數(shù)最多，達到14種，而未出現(xiàn)同翅目、直翅目、蜻蜓目的種類。在兩種生境中，鞘翅目物種的比重分別為34.3%、25.0%，屬于優(yōu)勢目。

表1 兩種生境節(jié)肢動物的組成及食性

續(xù)表1

3.2節(jié)肢動物的食性

農(nóng)田的節(jié)肢動物物種類群包括植食性、捕食性、雜食性、寄生性及腐食性5種物種類群，其中植食性物種類群麥田有24種、油菜田有24種，分別占各自生境物種數(shù)的50.0%、58.5%，屬優(yōu)勢類群(見圖1)。麥田的捕食性節(jié)肢動物有18種，高于油菜田的13種。麥田雜食性節(jié)肢動物有3種，高于油菜田的1種。油菜田無寄生性節(jié)肢動物物種，而麥田有1種，即膜翅目姬蜂科的姬蜂。油菜田腐食性節(jié)肢動物有3種，高于麥田的2種。

圖1 兩種生境的食性比較

3.3兩種生境的指數(shù)分析

由表2可知，兩種生境下節(jié)肢動物的各項指數(shù)均有差異，麥田的節(jié)肢動物多樣性指數(shù)H′>油菜田H′；麥田的物種豐富度S>油菜田S;麥田的Pielou均勻度指數(shù)J>油菜田J，表明麥田節(jié)肢動物物種分布比油菜田節(jié)肢動物物種分布更均勻;油菜田的優(yōu)勢度D>麥田D。麥田內(nèi)小頭虻是優(yōu)勢物種，占總節(jié)肢動物數(shù)量的9.6%；油菜田內(nèi)的東方蜜蜂(Apis cerana)是優(yōu)勢物種，占11.6%。

表2 兩種生境的節(jié)肢動物參數(shù)

4 結(jié)論

(1)在麥田中捕食性節(jié)肢動物的占比為51.9%，主要是以蚜科和潮蟲科等農(nóng)業(yè)害蟲為主要食物。而在油菜田中植食性節(jié)肢動物占優(yōu)勢，占比為69.3%，以麗金龜科和粉蝶科為主?？梢钥闯?，農(nóng)業(yè)害蟲危害油菜比危害小麥更為嚴(yán)重。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可利用食物鏈的營養(yǎng)關(guān)系除去害蟲，使得捕食性、植食性節(jié)肢動物之間相互制約，維持其種群的相對平衡狀態(tài)，達到“以蟲治蟲”的防治目的。

(2)本次野外調(diào)查時間為4月中上旬，在對麥田和油菜田的農(nóng)田節(jié)肢動物進行統(tǒng)計時，沒有直翅目的東亞飛蝗、蟋蟀、中華蚱蜢的常見個體。其原因是此時溫度回升緩慢，一天中的最高溫度是20℃左右，且日溫差較大，而蝗蟲等的卵只有在24℃左右才孵化，低氣溫是導(dǎo)致多樣性水平不高的重要因素。此外，油菜長勢良好，株高大都在1.5 m左右，擋住了調(diào)查者視線，影響了捕捉各種節(jié)肢動物的隨機性，與麥田節(jié)肢動物相比，缺少直翅目、蜻蜓目、同翅目種類。

(3)生物多樣性是生物群落組成結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)，多樣性指數(shù)表示系統(tǒng)中物種出現(xiàn)的紊亂和不確定程度，該值越大，物種多樣性就越高。[11]麥田生境下的節(jié)肢動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)均高于油菜田，表明麥田中節(jié)肢動物不僅具有較高多樣性水平還具有較高的均勻度，可能與小麥植株低矮且其高度大體一致，增加了麥田節(jié)肢動物的捕獲概率。隨著人為干擾和化學(xué)農(nóng)藥等污染程度的加重，節(jié)肢動物種類和數(shù)量會出現(xiàn)下降，其Shannon-Wiener多樣性指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢[12]，表明油菜田內(nèi)較低的節(jié)肢動物多樣性水平可能與油菜田所受人為干擾較大有關(guān)。

[1] 張彥玲.麥田節(jié)肢動物群落動態(tài)、主要害蟲與其天敵之間的相互關(guān)系[D].合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2010.

[2] 吳亮亮.油菜田節(jié)肢動物群落研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文,2014.

[3] 丁巖欽.談害蟲種群的生態(tài)控制[J].生態(tài)學(xué)報,1993，13(2)：99-106.

[4] 馬小蕊.幾種生物農(nóng)藥對甘藍田節(jié)肢動物群落的影響[D].合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.

[5] 尹文英.中國土壤動物檢索圖鑒[M].北京:科學(xué)出版社，1998.

[6] 韓國生.林木有害生物識別與防治圖鑒[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2011.

[7] 何俊華,陳學(xué)新.中國林木害蟲天敵昆蟲[M].北京：中國林業(yè)出版社，2006.

[8] 尹文英.中國土壤動物[M].北京：科學(xué)出版社，2000.

[9] 張巍巍,李元勝.中國昆蟲生態(tài)大圖鑒[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2011.

[10] 蔣金煒，喬紅波,安世恒.農(nóng)田常見昆蟲鑒定[M].鄭州：河南科學(xué)出版社，2014.

[11] 王振中,張友梅,夏衛(wèi)生,等.有機磷農(nóng)藥對土壤動物群落結(jié)構(gòu)的影響研究[J].生態(tài)學(xué)報,1996,16(4):357-366.

[12] 王廣力，王勇，韓立亮,等.洞庭湖區(qū)不同土地利用方式下的土壤動物群落結(jié)構(gòu)[J].生態(tài)學(xué)報,2005,25(10):2629-2636.

【責(zé)任編輯馬小俠】

DiversityResearchofArthropodsinTwoKindsofFarmlandHabitatinWeinan

WU Yi-qun, XU Xiu, LI Ju-liu
(School of Agriulture and Business, Weinan Normal University, Weinan 714099, China)

The diversity research of arthropod was conducted in Linwei, Huazhou, Huayin of Weinan in April, 2016. A total of 732 arthropods were recorded, belonging to 5 classes, 14 orders and 45 families. According to functional group, plant feeders are 48 species, predatory animals 31, omnivorous animals 4, parasitic animals 1 and saprophagous animals 5 species. In wheat habitat, there were 345 species of arthropods, which were classified into 5 families 13 classes and 37 orders. Among them, the predatory arthropod was 51.9% of the total arthropods. In rape habitat, there were 387 species of arthropods, which were classified into 5 families 11 classes and 28 orders. Among them, the plant feeders were the 69.3% of the total arthropods. The indexes of arthropod diversity -H′, evenness index-J, Dominance-D in wheat habitat were higher than those of rape habitat.

wheat field; rape field; arthropod; functional group

Q16

：A

：1009-5128(2017)16-0041-05

2017-01-06

陜西省青年科技新星計劃項目：陜西關(guān)中平原東部不同農(nóng)業(yè)景觀生態(tài)系統(tǒng)地表節(jié)肢動物多樣性研究(2016KJXX-77);陜西省科技廳農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與攻關(guān)項目：陜西關(guān)中平原耕作區(qū)鳥類群落結(jié)構(gòu)與林業(yè)生態(tài)關(guān)系研究(2015NY158);陜西省教育廳自然科學(xué)專項計劃項目：渭、洛、黃交匯區(qū)域鳥類群落及其生存制約因子研究(15JK1257);渭南市科研發(fā)展計劃項目：基于復(fù)合農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)下的鳥類群落多樣性研究(2015KYJ-2-7)

吳逸群(1982—)，男，山東菏澤人，渭南師范學(xué)院農(nóng)商學(xué)院副教授，理學(xué)博士，主要從事生態(tài)學(xué)研究。