武威地區(qū)苗圃地?zé)粝露觐惱ハx多樣性及時(shí)序動(dòng)態(tài)分析

來(lái)錫福，焦旭東，王多文，任學(xué)花，屠麗芳

（武威市林業(yè)綜合服務(wù)中心，甘肅 武威 733000）

0 引言

武威地處河西走廊東端，是西北地區(qū)重要的農(nóng)業(yè)城市。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著全國(guó)苗木市場(chǎng)行情的轉(zhuǎn)好，武威逐漸成為西北地區(qū)重要的綠化苗木生產(chǎn)基地。截至2020年底，武威全市林木育苗苗圃有2631處，育苗面積達(dá)2653 hm2，生產(chǎn)儲(chǔ)備的苗木除保證本地造林用苗外，還供應(yīng)蘭州、張掖等周邊縣、市，以及青海、內(nèi)蒙、寧夏、西藏、新疆、四川等省區(qū)市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)建設(shè)產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)化。

利用昆蟲的趨光性是對(duì)昆蟲群落開展多樣性調(diào)查和對(duì)害蟲進(jìn)行監(jiān)測(cè)的主要手段之一[1-2]。目前，國(guó)內(nèi)利用誘蟲燈調(diào)查并分析林區(qū)昆蟲種類和群落特征已進(jìn)行了大量研究[3-9]。蛾類昆蟲作為昆蟲群落中的重要組成部分，與其生境內(nèi)植物群落功能關(guān)系密切，一些學(xué)者研究指出，蛾類種類和數(shù)量可以預(yù)示森林的環(huán)境質(zhì)量，蛾類有望成為森林中指示物種多樣性的指示類群[10-12]。

蛾類昆蟲多為農(nóng)林生產(chǎn)中的重要害蟲，對(duì)其開展群落特征及多樣性分析研究，不僅有助于了解和掌握區(qū)域生物多樣性信息，對(duì)農(nóng)林生產(chǎn)中有害生物防治也具有重要的指導(dǎo)意義[13-14]。目前，有關(guān)苗圃地蛾類昆蟲多樣性的研究尚未有相關(guān)報(bào)道。筆者以武威市國(guó)家楊樹樟子松良種基地為調(diào)查監(jiān)測(cè)地，對(duì)該區(qū)域苗圃地?zé)粝露觐惱ハx種類及多樣性進(jìn)行研究，旨在探討武威綠洲區(qū)苗圃地蛾類昆蟲群落結(jié)構(gòu)以及多樣性變化規(guī)律，為該區(qū)域鱗翅目以及其他類群昆蟲的進(jìn)一步研究，和誘蟲燈的應(yīng)用以及苗圃地有害生物的科學(xué)防控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于甘肅省武威市國(guó)家楊樹樟子松良種基地，地處武威市涼州區(qū)下雙鎮(zhèn)七架沙灘，地理坐標(biāo)為102°43′E、38°02′N，海拔1480 m，年均氣溫7.8℃，極端最高氣溫38.5℃，極限低溫-32℃，無(wú)霜期平均155天?；貎?nèi)主要育有樟子松(Pinus sylvestrisvar.mongolica)、油 松 (Pinus tabuliformis)、云 杉 (Picea asperata)等 針 葉 樹 苗 及 楊 (Populus)、柳 (Salix)、榆(Ulmus pumila)、槐(Sophora japonica)等北方常用闊葉樹苗。1～10年樹齡的苗木均有。苗圃地管理屬常規(guī)管理。該苗圃基地基本能代表武威乃至整個(gè)河西地區(qū)綠洲區(qū)苗圃地生境。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用燈誘法進(jìn)行誘集調(diào)查。在透光較好、四周苗木種類豐富、周邊相對(duì)較為開放的場(chǎng)地邊選擇1個(gè)固定樣地安裝誘蟲燈。試驗(yàn)所用誘蟲燈為河南佳多公司生產(chǎn)的JDTC-9型太陽(yáng)能自動(dòng)蟲情測(cè)報(bào)燈，誘集光源為主波長(zhǎng)365 nm的20 W黑光燈管，測(cè)報(bào)燈晚上自動(dòng)開燈，白天自動(dòng)關(guān)燈，具自動(dòng)排水裝置，可避免誘集昆蟲遭雨水浸泡。所誘昆蟲經(jīng)遠(yuǎn)紅外烘干處理，保持了昆蟲的原始形態(tài)，1周內(nèi)每天誘集到的昆蟲可單獨(dú)收集保存。

1.3 調(diào)查方法

試驗(yàn)2016年3月28日開始，2016年9月30日結(jié)束。每7天收集1次，每次將每天所誘昆蟲分別收集到自封袋，編號(hào)后帶回室內(nèi)及時(shí)整理統(tǒng)計(jì)并參考文獻(xiàn)進(jìn)行鑒定。草地螟、玉米螟等部分體型較小昆蟲未列入統(tǒng)計(jì)。

1.4 標(biāo)本鑒定

參照《中國(guó)經(jīng)濟(jì)昆蟲志》、《中國(guó)動(dòng)物志》（昆蟲綱）、《中國(guó)蛾類圖鑒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ》、《北京蛾類圖譜》等分類參考書、文獻(xiàn)對(duì)收集到的昆蟲標(biāo)本進(jìn)行鑒定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2016和Past 4.08進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析和曲線圖繪制。相對(duì)豐盛度(Pi)、Shannon-Winner多樣性指數(shù)(H′)、Berger-Parker優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)、Margalef豐富度指數(shù)(R)、Pielou均勻度(J′)按式(1)～(5)計(jì)算[15]。

式中，Ni為i物種的個(gè)體數(shù)，N為群落的總個(gè)體數(shù)，S為群落中的物種數(shù)。Pi≥0.1時(shí)，該種為優(yōu)勢(shì)種(++++)，0.05≤Pi＜0.1 時(shí)，該物種為豐盛種(+++)；0.01≤Pi＜0.05時(shí)，該物種為常見種(++)；Pi＜0.01時(shí)，該物種為偶見種(+)[15-16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗圃地蛾類昆蟲群落物種組成

調(diào)查期間共誘集到蛾類昆蟲5154頭，分屬于鱗翅目9個(gè)科，分別是尺蛾科、燈蛾科、毒蛾科、天蛾科、舟蛾科、木蠹蛾科、螟蛾科、卷蛾科和夜蛾科（表1）。其中夜蛾科為主要類群，種類數(shù)為38種(70.37%)，個(gè)體數(shù)為3781頭(73.36%)；其次是天蛾科，共5種(9.26%)445頭(8.63%)；燈蛾科、尺蛾科、螟蛾科和舟蛾科的種類數(shù)均為2種(3.7%)，個(gè)體數(shù)分別為249頭(4.83%)、235頭(4.56%)、68頭(1.32%)和36頭(0.70%)，毒蛾科、卷蛾科和木蠹蛾科物種均比較單一，但毒蛾科的個(gè)體數(shù)量較多，為335頭(6.50%)。各科所誘蟲量的百分比依次為夜蛾科(73.36%)＞天蛾科(8.63%)＞毒蛾科(6.50%)＞燈蛾科(4.83%)＞尺蛾科(4.56%)＞螟蛾科(1.32%)＞舟蛾科(0.70%)＞卷蛾科(0.08%)＞木蠹蛾科(0.02%)。

表1 苗圃地?zé)粝露觐惱ハx群落物種組成

由表2可知，苗圃地所誘蛾類昆蟲中夜蛾科為優(yōu)勢(shì)科，共有38個(gè)種，其中旋幽夜蛾(Scotogramma trifolii)和警紋地老虎(Agrotis exclamationis)為優(yōu)勢(shì)種，粘蟲(Mythimna separata)和黃地老虎(Agrotis segetum)為豐盛種，常見種有波莽夜蛾(Raphia peusteria)、小地老虎(Agrotis ipsilon)、銀錠夜蛾(Macdunnoughia crassisigna)、棉鈴蟲(Helicoverpa armigera)、甘藍(lán)夜蛾(Mamestra brassicae)、白杖粘夜蛾(Leucania lalbum)和諧夜蛾(Acontia trabealis)；天蛾科次之，有5個(gè)種，優(yōu)勢(shì)種為藍(lán)目天蛾(Smerinthus planus)和榆綠天蛾(Callambulyx tatarinovi)；毒蛾科的楊毒蛾(Stilpnotia candida)為豐盛種；燈蛾科有2個(gè)種，分別為亞麻籬燈蛾(Phragmatobia fuliginosa)和黃臀黑燈蛾(Epatolmis caesarea)；尺蛾科有2個(gè)種，為春尺蠖(Apocheima cinerarius)和槐尺蠖(Semiothisa cinerearia)；舟蛾科為楊二尾舟蛾(Cerura menciana)和楊扇舟蛾(Clostera anachoreta)；卷蛾科為白鉤小卷蛾(Epiblema foenella)；木蠹蛾科為芳香木蠹蛾?yáng)|方亞種(Cossus cossus orientalis)；螟蛾科為云杉梢斑螟(Dioryctria reniculelloides)和四斑絹野螟(Diaphania quadrimaculalis)。

表2 苗圃地?zé)粝露觐惱ハx名錄

續(xù)表2

2.2 苗圃地?zé)粝露觐惱ハx群落多樣性時(shí)序動(dòng)態(tài)

苗圃地?zé)粝露觐惱ハx群落多樣性指數(shù)隨時(shí)間的變化如圖1～6所示。調(diào)查期間，群落物種數(shù)（圖1）和個(gè)體數(shù)（圖2）變化趨勢(shì)基本一致。物種數(shù)從4月開始逐漸增加，至7月達(dá)到峰值，為32種，之后逐漸減少，個(gè)體數(shù)在6、7月出現(xiàn)2個(gè)峰值，分別達(dá)618、558頭，7月下旬受連續(xù)降雨影響，群落物種數(shù)和個(gè)體數(shù)均迅速下降，之后又有所回升。多樣性指數(shù)（圖3）在4月最低，5月中旬后隨著物種數(shù)的增加多樣性指數(shù)迅速上升，并在之后的幾個(gè)月保持平穩(wěn)趨勢(shì)，進(jìn)入9月后隨著物種數(shù)的減少多樣性指數(shù)迅速下降，之后受物種數(shù)變化影響又有所增加。豐富度指數(shù)（圖4）整體變化趨勢(shì)與物種數(shù)保持一致，從調(diào)查日開始持續(xù)增加，至7月上旬達(dá)到最大，后逐漸降低。均勻度指數(shù)（圖5）在4—5月波動(dòng)較大，之后隨著物種數(shù)和個(gè)體數(shù)的增加，6—8月保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，9月受物種數(shù)和個(gè)體數(shù)減少的影響再次出現(xiàn)較大波動(dòng)。優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（圖6）在4月和5月最高，之后隨著物種數(shù)的增加優(yōu)勢(shì)度指數(shù)不斷下降，在7月中下旬達(dá)到最低，之后逐漸上升。

圖1 苗圃地?zé)粝露觐惱ハx群落物種數(shù)時(shí)序變化

圖2 苗圃地?zé)粝露觐惱ハx群落個(gè)體數(shù)時(shí)序變化

圖3 苗圃地?zé)粝露觐惱ハx群落Shannon-Winner多樣性指數(shù)時(shí)序變化

圖4 苗圃地?zé)粝露觐惱ハx群落Margalef豐富度指數(shù)時(shí)序變化

圖5 苗圃地?zé)粝露觐惱ハx群落Pielou均勻度指數(shù)時(shí)序變化

圖6 苗圃地?zé)粝露觐惱ハx群落Berger-Parker優(yōu)勢(shì)度指數(shù)時(shí)序變化

3 結(jié)論

（1）本次調(diào)查共誘集到蛾類昆蟲5154頭，分屬于鱗翅目9科54種，所誘集到的蛾類昆蟲中，夜蛾科為優(yōu)勢(shì)類群，共有38種3781頭，占昆蟲群落總量的73.36%。

（2）對(duì)昆蟲群落的多樣性時(shí)序動(dòng)態(tài)分析結(jié)果顯示，群落物種數(shù)和個(gè)體數(shù)在溫度較低的4月均處于較低水平，此時(shí)多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)也較低，而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最高，且受群落結(jié)構(gòu)影響，均勻度指數(shù)波動(dòng)較大；之后隨著溫度的升高，植物群落發(fā)生變化，蛾類昆蟲也逐漸增多，物種數(shù)、個(gè)體數(shù)在6—8月均達(dá)到較高水平，此時(shí)蛾類昆蟲群落的多樣性指數(shù)、物種豐富度指數(shù)達(dá)到最高，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)達(dá)最低，均勻度指數(shù)保持穩(wěn)定；9月溫度逐漸降低，植被資源減少，昆蟲生長(zhǎng)發(fā)育受限，物種數(shù)、個(gè)體數(shù)以及多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)均下降，而因物種減少，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)回升，均勻度指數(shù)再次表現(xiàn)出較大的波動(dòng)。

（3）旋幽夜蛾、警紋地老虎、粘蟲、黃地老虎等為苗圃地蛾類昆蟲群落的優(yōu)勢(shì)種群，這些類群數(shù)量較多，對(duì)林木生長(zhǎng)具有一定的危害性，因此在苗圃生產(chǎn)中應(yīng)做好監(jiān)測(cè)，同時(shí)開展生物學(xué)、生態(tài)學(xué)研究，了解掌握其發(fā)生動(dòng)態(tài)及規(guī)律，適期防治，以有效避免、減輕其林業(yè)危害。

4 討論

鱗翅目蛾類昆蟲中的許多種類都是重要的林業(yè)害蟲，其中夜蛾科具有食性雜、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，主要以幼蟲危害林木的葉片、根莖等，是目前林業(yè)生產(chǎn)中的重要害蟲。本研究結(jié)果與多數(shù)有關(guān)蛾類昆蟲群落的研究結(jié)果一致[17-20]。

蛾類昆蟲對(duì)環(huán)境的變化具有較強(qiáng)的敏感性，當(dāng)所處的環(huán)境條件發(fā)生微弱變化時(shí)，其群落組成結(jié)構(gòu)即可表現(xiàn)出現(xiàn)較高的差異[21-22]。該研究對(duì)蛾類昆蟲群落的多樣性時(shí)序動(dòng)態(tài)分析顯示，苗圃地?zé)粝露觐惱ハx的群落結(jié)構(gòu)隨季節(jié)的變化而表現(xiàn)出不同，特別是在6—8月，物種數(shù)、個(gè)體數(shù)均達(dá)到較高水平，均勻度指數(shù)保持穩(wěn)定[23]。這表明該區(qū)域夏季蛾類昆蟲群落更為豐富。由此說(shuō)明，溫度較高、降雨較多的夏季更適宜蛾類昆蟲的生長(zhǎng)[24]。

在昆蟲群落物種組成分析中，旋幽夜蛾、警紋地老虎、粘蟲、黃地老虎等為優(yōu)勢(shì)種群，也是農(nóng)林生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中主要的防治對(duì)象[25-26]，在苗圃生產(chǎn)中應(yīng)做好監(jiān)測(cè)，科學(xué)開展防治。

本研究?jī)H對(duì)苗圃地?zé)粝露觐惱ハx群落結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了調(diào)查與分析，受試驗(yàn)調(diào)查區(qū)域、調(diào)查方法及調(diào)查時(shí)間限制，尚不能全面反映出武威地區(qū)苗圃地蛾類昆蟲群落結(jié)構(gòu)特征，對(duì)苗圃地其他類群昆蟲群落結(jié)構(gòu)特征也有待更進(jìn)一步研究，以便于更準(zhǔn)確地了解武威地區(qū)蛾類乃至整個(gè)昆蟲群落結(jié)構(gòu)。