河北省秦皇島市不同生態(tài)景觀中節(jié)肢動物群落的多樣性

萬銀平，高素紅，趙春明，吉志新，路常寬，胡珊齊

(河北科技師范學院農(nóng)學與生物科技學院，河北 秦皇島，066600)

植物群落與節(jié)肢動物群落關(guān)系密切，植物群落決定著節(jié)肢動物群落組成及變化，植物合理搭配可以增加和保護節(jié)肢動物群落的多樣性，有效地控制害蟲的發(fā)生[1,2]。景觀后期的管理方式也對節(jié)肢動物群落有著十分重要的影響，隨著現(xiàn)代城市園林綠化景觀的步擴大，有害生物對景觀植物的危害也愈加嚴重，引起了學界關(guān)注[3]。已有學者對不同城市景觀生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)節(jié)肢動物群落進行了研究。李勝華[4]對生態(tài)林、城鎮(zhèn)綠地，近自然苗圃、村鎮(zhèn)四旁綠地4種類型的節(jié)肢動物群落進行了研究，明確了提高植物群落多樣性可以帶動節(jié)肢動物多樣性提高，結(jié)果有效控制了危險性害蟲的爆發(fā)。金永玲等[5]對黑龍江西部地區(qū)草原蝗蟲種群及其天敵多樣性進行了研究，掌握了優(yōu)勢種蝗蟲和優(yōu)勢種天敵種類，為維持黑龍江西部地區(qū)草原生態(tài)平衡提供了一定指導作用。呂文彥等[6]對河南新鄉(xiāng)不同觀賞生態(tài)桃園昆蟲群落多樣性進行了研究，明確其主要害蟲種類為桃小綠葉蟬、桃粉蚜、山楂葉螨等，為園林害蟲防治提供了可供參考的依據(jù)。

秦皇島濱海地區(qū)擁有豐富的植物資源，徐寧偉等[7]研究表明秦皇島地區(qū)種子植物資源88科，273屬，489種，其中裸子植物28種，被子植物461種，但是被應用的園林觀賞植物種類較少，僅226種。目前，還未有對海濱城市秦皇島市不同生態(tài)景觀節(jié)肢動物系統(tǒng)調(diào)查研究的報道。

筆者采用在土地利用方式基礎上疊加人類活動因素的景觀分類方法，將河北省秦皇島市研究區(qū)域劃分為基地景觀、公園景觀和人居景觀 3種景觀生態(tài)類型[8,9]。本次研究對 3種不同景觀生態(tài)類型進行了為期5個月調(diào)查，分析不同景觀生態(tài)類型的節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)、多樣性和穩(wěn)定性關(guān)系，對不同景觀生態(tài)類型中節(jié)肢動物群落特征指數(shù)進行比較，以期為針對不同景觀生態(tài)類型采取相應的害蟲管理策略提供依據(jù)，并為功能綠地后期的植物景觀規(guī)劃與改造提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗所選取3種類型景觀情況如下：

1.1.1基地景觀 調(diào)查地位置為河北科技師范學院園藝科研基地，景觀綠地呈大面積塊狀，硬質(zhì)鋪裝面積小。綠地植被包括(1)喬木種類多樣：山楂樹、桃樹、梨樹、葡萄、板栗、蘋果、海棠、李子樹、杏樹、櫻桃、五角楓、槭樹、檉柳、榆葉梅等；(2)灌木種類多樣：牡丹、芍藥、月季、虞美人、連翹、藍莓等；地被植物為各類雜草。植物栽植以科學研究為目的，品種多樣化，生態(tài)環(huán)境復雜、良好。

1.1.2公園景觀 調(diào)查地位置為河北科技師范學院昌黎校區(qū)勵慧園。硬質(zhì)鋪裝面積較大，其中有多條林蔭休閑廊道，綠地呈現(xiàn)為大面積塊狀，地形變化較小，人為活動頻繁，對景觀的干擾程度較大。綠地植被包括(1)喬木7種：龍爪槐、國槐、海棠樹、合歡樹、銀杏樹、板栗樹和元寶楓樹等；(2)灌木3種：月季、黃刺玫和紫荊；地被植物為高羊茅草坪草和其它雜草。植物栽植以造景美觀功能為主，生態(tài)環(huán)境較好。

1.1.3人居景觀 調(diào)查地位置為河北科技師范學院昌黎校區(qū)農(nóng)院里小區(qū)綠化用地。綠地景觀碎片化，屬于道路綠化廊道，地形無明顯變化，人為干擾較大。綠地植被包括(1)喬木2種：紫葉李和海棠樹；(2)灌木2種：黃楊和冬青；地被植物為高羊茅草坪草及雜草。植物栽植主要服務居民和道路交通，以除塵凈化為第一目的，生態(tài)環(huán)境簡單。

1.2 調(diào)查方法

于2019年5月16日～2019年10月17日對3種景觀生態(tài)類型中節(jié)肢動物群落進行調(diào)查，每周調(diào)查1次，共調(diào)查24次。

1.2.1草坪節(jié)肢動物群落調(diào)查方法 在每個標準地中隨機抽取5個樣方，每樣方面積為1 m×1 m，采用目測法調(diào)查，記錄樣方內(nèi)節(jié)肢動物種類和數(shù)量，并隨機掃網(wǎng)30復網(wǎng)，計數(shù)網(wǎng)內(nèi)節(jié)肢動物[10]。

1.2.2灌木節(jié)肢動物群落調(diào)查方法 在每個標準地內(nèi)隨機抽取5株灌木，記錄其上節(jié)肢動物種類和個體數(shù)量。同時在灌木周圍掃網(wǎng)30復網(wǎng)，計數(shù)網(wǎng)內(nèi)節(jié)肢動物[11]。

1.2.3喬木節(jié)肢動物群落調(diào)查方法 在每個標準地內(nèi)隨機抽取5株樣樹。先環(huán)繞樣樹一周目測，檢查在樹干上活動性大的節(jié)肢動物，然后于每株樣樹上以東、西、南、北4個方位隨機抽取4個枝條，記錄其上節(jié)肢動物種類和個體數(shù)量。同時在樹冠周圍掃網(wǎng)30復網(wǎng)，采集在樹冠層活動的節(jié)肢動物[12]。

1.2.4特殊處理 采集過程中蚜蟲類、螨類個體數(shù)在調(diào)查枝條上隨機選取2片葉進行統(tǒng)計。

1.3 鑒定方法

調(diào)查獲取標本編號后，統(tǒng)一帶回實驗室進行鑒定。將調(diào)查到的節(jié)肢動物種類和數(shù)量做詳細記載，采集的標本盡可能鑒定到種，至少鑒定到科。

根據(jù)節(jié)肢動物對人類生產(chǎn)和生活的影響，將其分為害蟲亞群落、天敵亞群落和中性亞群落。害蟲主要包括植食性及對城市綠地造成傷害的節(jié)肢動物種類(包括刺吸性昆蟲和食葉昆蟲及螨類)；天敵主要包括肉食性及對城市綠地產(chǎn)生有利作用的節(jié)肢動物種類(包括寄生性天敵和捕食性天敵及蜘蛛類)；中性節(jié)肢動物主要包括存在于城市綠地中不直接取食為害植物，但又可為天敵食物的一類節(jié)肢動物(包括腐生和游逛種類)[13]。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用多樣性、均勻度及優(yōu)勢集中性等特征指數(shù)測定群落組織水平，比較不同綠地類型節(jié)肢動物群落及各亞群落的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)處理按以下公式計算[14,15]：

(1)多樣性指數(shù)(Shannon-Wiener)

H′=∑PilnPi，Pi=ni/N

(2)均勻度指數(shù)(J):

J=H′/lnS

(3)優(yōu)勢集中性指數(shù)C，采用Simpson指數(shù):

C=ni(ni-1)/N(N-1)

式中S為物種數(shù)，Pi為第i物種的相對豐盛度，Pi=ni/N(其中ni為第i個物種的數(shù)量，N為總個體數(shù))。

以上數(shù)據(jù)處理均采用DPS處理系統(tǒng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同景觀生態(tài)類型中節(jié)肢動物群落的組成

2.1.1不同景觀生態(tài)類型中節(jié)肢動物群落組成結(jié)構(gòu) 不同景觀生態(tài)類型節(jié)肢動物群落的種類組成出現(xiàn)明顯分化。通過對基地景觀、公園景觀、人居景觀3種不同景觀類型節(jié)肢動物群落調(diào)查，共查獲節(jié)肢動物2個綱，14個目，60個科，個體數(shù)量12 736頭。節(jié)肢動物種類由多到少的順序是：基地景觀，人居景觀，公園景觀。節(jié)肢動物總數(shù)量由多到少的順序是：基地景觀，公園景觀，人居景觀?；鼐坝^內(nèi)的節(jié)肢動物種類和個體總數(shù)均明顯高于公園景觀和人居景觀(表1)。

表1 不同景觀生態(tài)類型節(jié)肢動物群落組成成分

2.1.2不同景觀生態(tài)類型中節(jié)肢動物亞群落組成成分 不同景觀生態(tài)類型中節(jié)肢動物群落組成成分并不相同，但從數(shù)量和相對豐盛度來看群落由大到小的順序依次為：害蟲亞群落，中性亞群落，天敵亞群落。公園景觀中共調(diào)查到節(jié)肢動物3 669頭，其中害蟲亞群落2 036頭，中性亞群落1 293頭，天敵亞群落340頭，其相對豐盛度分別為0.554 9, 0.352 4, 0.092 7。人居景觀中共調(diào)查到節(jié)肢動物2 468頭，其中害蟲亞群落1 300頭，中性亞群落895頭，天敵亞群落273頭，其相對豐盛度分別為0.526 7, 0.362 7, 0.110 6。基地景觀中共調(diào)查到節(jié)肢動物6 599頭，其中害蟲亞群落3 673頭，中性亞群落1 629頭，天敵亞群落1 297頭，其相對豐盛度分別為0.556 6, 0.246 9, 0.196 5(表2)。

表2 不同景觀生態(tài)類型中節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)

2.2 不同景觀生態(tài)類型中節(jié)肢動物亞群落種類個體數(shù)及相對豐盛度

2.2.1害蟲亞群落種類個體數(shù)及其相對豐盛度 生態(tài)類型中共調(diào)查到害蟲7 019頭，分屬于2綱8目40科。公園景觀主要害蟲是蚜科1 285頭，盲蝽科130頭，果蠅科94頭，緣蝽科77頭，薊馬科62頭，其相對豐盛度分別達到0.100 9，0.010 2，0.007 4，0.006 0，0.004 9。人居景觀主要害蟲是蚜科561頭，葉蟬科213頭，盲蝽科96頭，葉螨科86頭，果蠅科50頭，其相對豐盛度分別達到0.044 0,0.016 7,0.007 5,0.006 8,0.003 9?；鼐坝^主要害蟲是蚜科1 215頭，葉蟬科464頭，盲蝽科245頭，卷蛾科225頭，葉螨科211頭，其相對豐盛度分別達到0.087 5，0.036 4，0.019 2，0.017 7，0.016 6。害蟲亞群落中優(yōu)勢科為蚜科和盲蝽科，以刺吸式口器危害為主(表3)。

表3 害蟲亞群落種類個體數(shù)及相對豐盛度

2.2.2天敵亞群落種類個體數(shù)及其相對豐盛度 不同景觀生態(tài)類型中共調(diào)查到天敵1 910頭，分屬于昆蟲綱和蜘蛛綱2綱8目15科。公園景觀主要天敵優(yōu)勢科包括蟹蛛科210頭，圓蛛科28頭，瓢甲科28頭，黃蜻科26頭，其相對豐盛度分別達到0.016 5，0.002 2，0.002 2，0.002 0。人居景觀主要天敵優(yōu)勢科包括蟹蛛科163頭，瓢甲科37頭，圓蛛科24頭，食蚜蠅科21頭，其相對豐盛度分別達到0.012 8，0.002 9，0.001 9，0.001 6?；鼐坝^主要天敵優(yōu)勢科包括蟹蛛科627頭，圓蛛科285科，蜜蜂科110頭，瓢甲科105頭，其相對豐盛度分別達到0.049 2，0.022 4，0.008 6，0.008 2。天敵中以蜘蛛的數(shù)量最多(表4)。

表4 天敵亞群落種類個體數(shù)及相對豐盛度

2.2.3中性亞群落種類個體數(shù)及其相對豐盛度 不同景觀生態(tài)類型中中性亞群落共包括中性昆蟲3 717頭，屬于昆蟲綱2目5科，以蟻類和蠅蚊類為主(表5)。

表5 中性亞群落種類個體數(shù)及相對豐盛度

2.3 不同景觀生態(tài)中節(jié)肢動物群落特征指數(shù)比較

不同景觀生態(tài)類型中害蟲亞群落多樣性指數(shù)由大到小的順序是：基地景觀，人居景觀，公園景觀(表6)。天敵亞群落的多樣性指數(shù)由大到小的順序是：基地景觀，公園景觀，人居景觀，中性亞群落的多樣性指數(shù)趨于平均，但基地景觀略高于公園景觀和人居景觀。

表6 不同景觀生態(tài)類型節(jié)肢動物群落及各亞群落結(jié)構(gòu)特征

不同景觀生態(tài)類型中害蟲亞群落和天敵亞群落均勻度指數(shù)由大到小的順序是：基地景觀，人居景觀，公園景觀。中性亞群落的均勻度指數(shù)趨于平均，但基地景觀略高于公園景觀和人居景觀。

不同景觀生態(tài)類型中的害蟲亞群落優(yōu)勢集中性由大到小的順序是：公園景觀，人居景觀，基地景觀。公園景觀和人居景觀中天敵亞群落的優(yōu)勢集中性一致且大于基地景觀，而中性亞群落的優(yōu)勢集中性3個景觀趨于一致。

不同景觀生態(tài)類型中節(jié)肢動物群落多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)由大到小的順序均是：基地景觀，人居景觀，公園景觀。優(yōu)勢集中性指數(shù)次序與多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)正相反。綜上可知基地景觀內(nèi)的節(jié)肢動物種類最復雜，多樣性較高，群落穩(wěn)定性最強。

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明：秦皇島地區(qū)不同景觀生態(tài)環(huán)境中節(jié)肢動物種類繁多，數(shù)量巨大。害蟲亞群落中優(yōu)勢種群為蚜科和盲蝽科，天敵亞群落中優(yōu)勢種群為蜘蛛，中性亞群落以蟻類和蠅蚊類為主?；鼐坝^內(nèi)節(jié)肢動物種類最復雜，多樣性較高，群落穩(wěn)定性最強?；鼐坝^中復雜的生物網(wǎng)絡使得各類植物對于蟲害發(fā)生有著較強的抵抗能力，較人居景觀和公園景觀不易出現(xiàn)害蟲大量爆發(fā)的情況。基地景觀中植被栽植的多樣性提高了節(jié)肢動物多樣性，尤其是增加了害蟲天敵的數(shù)量，有益于自然控害作用。

植物群落與節(jié)肢動物群落之間關(guān)系研究一直受到學界的關(guān)注。Christophe Dominik等[16]研究發(fā)現(xiàn)，植物組成和構(gòu)型景觀異質(zhì)性與營養(yǎng)交互作用共同決定了水稻節(jié)肢動物群落的結(jié)構(gòu)。Evan Siemann等進行了節(jié)肢動物多樣性對植物多樣性依賴性的試驗表明，植物多樣性的增加顯著增大了節(jié)肢動物的多樣性；而在自然生草的蘋果園中補充栽植蜜源植物紫花苜蓿，長毛野豌豆，萬壽菊，孔雀草等，可以使天敵群落的數(shù)量、種類和群落多樣性增加，天敵存在時間延長，害蟲種類、數(shù)量和相對多度減少[17]。鞠瑞亭等[18]對上海崇明不同綠地類型對節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)及多樣性穩(wěn)定性的調(diào)查表明，多樣性高的植物群落，害蟲危害程度稍低，而多樣性指數(shù)較低的群落，害蟲危害較為嚴重。人居景觀由于植物搭配簡單，遭受害蟲侵擾的頻次較高，經(jīng)常需要依賴于化學防治以降低害蟲密度。公園景觀在綠地規(guī)劃和植物栽植時僅考慮了造景美觀和凈化空氣等功能，并沒有從生態(tài)系統(tǒng)生物平衡的整體出發(fā)進行設計，因而亦無法避免其中植物遭受害蟲侵擾，害蟲密度尤甚于人居景觀，依賴于化學防治。而基地景觀利用植物多樣性調(diào)控有害生物的發(fā)生和消長，使其節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)經(jīng)常性處于動態(tài)平衡，趨于穩(wěn)定。

依據(jù)調(diào)查結(jié)果，基地景觀節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，復雜的食物網(wǎng)絡調(diào)控害蟲密度維持在經(jīng)濟損害水平之下，植被受害幾率小，這與高磊等[13]和劉軍俠等[19]的研究結(jié)果一致，即植物配置豐富、管理較好且人為干擾較少的景觀中節(jié)肢動物群落穩(wěn)定。因此仍延續(xù)以生物防治為主，結(jié)合農(nóng)業(yè)防治和物理防治的策略。而公園景觀和人居景觀的天敵數(shù)量較少，群落多樣性和穩(wěn)定性指數(shù)較低，容易引發(fā)蟲害，此2種景觀害蟲亞群落中優(yōu)勢科主要為蚜科和盲蝽科，二者均以刺吸式口器危害為主，除直接危害外，還可能造成植物病害流行。因此，一方面應注意合理增加景觀植物的栽植品種和數(shù)量，提高景觀群落多樣性指數(shù)，從根本上解決問題。另一方面在進行化學防治時要注意選擇合適化學藥劑和用藥時機，減少對天敵類群和中性昆蟲的傷害，盡量使用物理防治，生物防治和農(nóng)業(yè)防治措施等。

不同景觀生態(tài)導致節(jié)肢動物種類和發(fā)生量不同。研究植物群落與節(jié)肢動物群落之間的關(guān)系，如何對植物進行合理搭配，利用植物多樣性結(jié)合生物防治、物理防治和農(nóng)業(yè)防治措施提高節(jié)肢動物群落的多樣性，形成復雜的生物網(wǎng)絡，使依賴于植物生存的節(jié)肢動物群落長期處于穩(wěn)定的動態(tài)平衡，有待于進一步深入研究。