云南昭通玉米田节肢动物群落特征及动态研究

吕晓坤，徐 雪，马 丽，柳 青，陈国华，李 强

(云南农业大学植物保护学院，昆明 650201)

玉米是世界上种植最广的作物，自2001年世界玉米总产超过水稻和小麦以来，玉米成为全球第一大作物。中国是主要的玉米生产国之一，云南是我国玉米播种面积最大的十个省份之一，同时，玉米也是云南省种植面积第一大的粮食作物，对云南省的粮食安全起着重要作用。由于气候类型的多样，造就了云南省丰富的种质资源，全省范围内终年有玉米种植，这也给玉米害虫的发生创造了条件，主要的玉米害虫在云南省均有发生(任少荣等，2004)。

节肢动物群落的研究在理论上和实践上为群落生态学提供了丰富的资料，而且在害虫防治实践上起着重要的指导作用(庞雄飞和尤民生，1996)。近年来由于农业害虫的暴发日益频繁以及为控制其危害而造成的农药污染，已成为影响农业可持续发展的重要因素之一，节肢动物群落的研究受到了人们的高度重视。因此，农田生态系统中节肢动物群落的研究已成为节肢动物群落学和节肢动物生态学研究的热点之一。

节肢动物群落研究采用多种多样性指标(Simpson，1949;Hurlbert，1971;Pielou，1975)。广泛被使用的是Shannon－Winner 信息论指数以及Simpson 指数。灰色系统分析法用于分析生物环境中多个天敌同某种害虫之间的关系(毕守东和邹运鼎，2000;巫厚长等，2002)，得出各天敌与目标害虫的关联度以及各天敌与理想优势种天敌的关联度，以确定主要天敌。

近年来，国内对关于主要农田系统中节肢动物群落或节肢动物有许多研究报道(万方浩和陈常铭，1986;金翠霞和吴亚，1990;尤民生和吴中孚，1992;朱传经，1994;谭济才和邓欣，1998;丁岩钦和戈峰，2000)。张永强(1989)对玉米田蜘蛛亚群落结构特性做了研究报道，侯美玲等(2005)对玉米田捕食性天敌群落结构及特性做了研究报道。玉米适应能力强，各省地均有种植，不同地区由于地理位置和气候等的差异，其研究报道结果也不尽相同。目前对玉米田节肢动物群落特征的研究报道较少。

1 材料与方法

1.1 调查地点和时间

调查田块位于云南省昭通市北闸镇邓子村玉米田(品种为云瑞7 号)，海拔1956 m，为昭通市农业科学技术推广研究所玉米示范田，面积为2.79 ha。在玉米整个生长过程中，从2012年4月22日到2012年9月25日，每10 d 调查一次，共计调查16次。

1.2 调查方法

系统调查玉米田植株及地表节肢动物种类和个体数量，统计玉米田节肢动物总群落、害虫类、捕食类、寄生类亚群落及中性类亚群落物种、个体数量。

目测观察法:采用5 点取样，每点随机选择相邻10株玉米，仔细观察、记载玉米各个部位节肢动物种类、数量(分部位记载)。将田间不能够确定种类的节肢动物保存于75%酒精里，带回实验室鉴定，并记录天气及管理情况。

扫网法:标准扫网的网口直径为28 cm，网深71 cm，手柄长大约74 cm。在5个观察调查点之间慢慢行走(步速0.5 m/s)左右扫动为1 网，每2个调查点之间随机扫网10次，共计40 网。仔细记载入网的节肢动物种类、数量，将田间不能够确定种类节肢动物带回实验室鉴定，将已知种类放回田间(放生)。

诱集法:在中间调查点放置糖醋液诱集瓶1个，对角2个调查点放置黄板各1个，剩余2个调查点放置黄盘各1个。每次调查放置24 h。

1.3 数据分析方法

丰富度指数R=S/lnN。

其中S 为玉米田节肢动物物种数量，N 为玉米田节肢动物个体数。

群落多样性指数采用Shannon—Wiener(1949)的平均信息量指数(H)计算:H=－∑Ni/Nlg(Ni/N)。其中Ni为群落中第i种的个体数量，N 为群落中所有种的个体数量。

Simpson 优势集中性指数:

C=∑Pi2=∑(Ni/N)2

Pielou(1969)均匀度指数:J=H/Hmax。

采用DPS 系统进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 玉米田节肢动物群落组成与结构

共调查到玉米田节肢动物共计11目56科101种。其中害虫类37种，占总物种数的36.6%;捕食性天敌类共24种，占总物种数的23.8%;寄生性天敌类15种，占物种总数的14.9%;中性类25种，占总物种数24.8%。以玉米蚜Rhopalosiphum maidis 为害虫优势种，玉米蚜主要天敌为异色瓢虫Leis axyridis、龟纹瓢虫Propylea japonica和烟蚜茧蜂Aphidius gifuensis Ashmaed。

表1 玉米田节肢动物群落的组成Table 1 Constitution of arthropod community in corn field

如表1 所示，以个体数量分析，同翅目所占比例为92.44%、双翅目2.57%、鞘翅目1.77%、膜翅目 1.47%。以物种数分析，双翅目为28.71%、鞘翅目19.80%、膜翅目16.83%。以科分析，双翅目所占比例最大为30.36%，鞘翅目和膜翅目次之为14.29%。

2.2 玉米田节肢动物群落特征指数

如表2 所示玉米田节肢动物群落物种数比较为天敌＞害虫＞中性昆虫。个体数量比较为害虫＞天敌＞中性昆虫。丰富度指数:总群落＞天敌＞害虫＞中性。多样性指数:天敌＞中性昆虫＞总群落＞害虫。优势集中性指数:害虫＞总群落＞中性昆虫＞天敌。

丰富度指数主要受群落物种数影响，所以各组份丰富度指数比较结果也与物种数比较结果一致。多样性指数比较中各组份与总群落可以化分为两类:总群落与害虫为一类，多样性指数数值比较低且之间数值相差不大;天敌与中性昆虫为一类，多样性指数数值较高且之间数值相差不大。这两类之间数值差异较大。从物种个体数量上可以看出，总群落总数与害虫采集数差异较小，明显高于天敌和中性昆虫。这是由于害虫中玉米蚜种群数量远远高于天敌、中性昆虫和其他害虫个体数量，这也导致了害虫优势集中性指数最高。

表2 玉米田节肢动物群落特征指数Table 2 Characteristic index of arthropod community in corn field

2.3 玉米田节肢动物群落时间动态

2.3.1 玉米田节肢动物群落个体数量动态变化

如图1 所示，总群落采集个体数量从5月4日至7月24日一直呈现上升趋势，在7月24日达到最大值，且7月14日到7月24日上升幅度最大。从7月24日至9月14日呈现下降趋势，且7月24日至8月4日下降幅度最大。

图1 玉米田节肢动物群落个体数量时间分布Fig.1 Time distribution of individual number of arthropod community in corn field

2.3.2 玉米田节肢动物群落多样性动态变化

从玉米田节肢动物群落多样性随时间动态变化(图2 所示)，可以看出玉米田节肢动物群落多样性从5月4日到5月14日呈现上升趋势，在5月14日达到最大值。从5月14日到6月24日持续下降，6月24日到7月日又有所回升。7月4日到7月24日又持续下降，在7月24日达到最低值。从7月24日到9月14日又开始上升，但上升幅度比较小。

图2 玉米田节肢动物群落多样性指数时间动态Fig.2 Analysis of arthropod community diversity index in corn field

当玉米蚜种群数量比较低时，玉米田节肢动物群落物种多样性有一定的增长，但随着玉米蚜种群数量的增加，种间竞争能力的增强，多样性指数持续下降，到7月24日当玉米蚜种群数量达到最高峰值时，玉米田节肢动物群落多样性同时达到最低值。7月24日之后，玉米蚜种群数量开始减小，整个玉米田节肢动物群落开始恢复，群落多样性开始回升。此时玉米已经接近成熟，所以群落多样性回升幅度比较小。

2.3.3 玉米田节肢动物群落丰富度动态变化

玉米田节肢动物群落丰富度分析如图3 所示，5月4日到5月14日，玉米田节肢动物群落丰富度指数呈现上升趋势，5月14日到8月4日呈现波浪形浮动变化，但变化幅度不大。8月4日到9月14日玉米接近成熟，玉米田节肢动物群落丰富度呈现下降趋势。

图3 玉米田节肢动物群落丰富度分析Fig.3 Analysis of arthropod community richness in corn field

2.3.3 玉米田节肢动物群落优势集中性指数动态变化

玉米田节肢动物群落优势集中性指数如图4所示，5月4日到7月24日优势集中性指数基本呈现增长趋势，在7月24日达到最高值。

图4 玉米田节肢动物群落优势集中性指数分析Fig.4 Analysis of arthropod community dominant concentration in corn field

影响米田节肢动物群落优势集中性指数变化的是玉米蚜种群数量的变化。5月4日至6月4日，玉米蚜种群数量增加，但增加幅度不大，优势集中性指数变化幅度也相应不大。6月4日到7月24日，玉米蚜种群数量增长明显加大，优势集中性指数变化幅度也相应加大。7月24日玉米蚜种群数量达到最大值，优势集中性指数达到最大值。7月24日过后，玉米蚜种群数量开始减少，优势集中性指数同样响应的减小。

总之，由于玉米蚜种群数量在群落中所占比例太大，玉米蚜种群数量的变化是影响玉米田节肢动物群落特征指标的最重要的因素。

2.4 玉米田主要害虫优势种和天敌数量动态研究

在个体数量比例上，捕食性节肢动物亚群落以瓢虫科为主，以龟纹瓢虫和异色瓢虫占优势，所占比例分别为0.5%和0.7%。寄生性害虫以烟蚜茧蜂最占优势，比例为0.9%。害虫个体数量上以玉米蚜占有绝对优势，比例为91.47%(表3)。

表3 3种天敌和玉米蚜所占个体总量比例Table 3 Proportion of individual number of three natural enemies and Rhopalosiphum maidis

如图5 所示害虫优势种(玉米蚜)和天敌优势种(龟纹瓢虫、异色瓢虫和蚜茧蜂)的种群数量的随时间的动态变化。玉米田主要害虫玉米蚜从5月14日开始出现，到6月13日数量变化不大。随着玉米的生长，玉米蚜数量开始增长，在7月24日达到数量高峰。玉米成熟后，玉米蚜数量开始减少。玉米蚜天敌种群数量随时间变化与玉米蚜基本一致，说明害虫及其天敌有明显的追随现象。

调查中发现，玉米蚜种群随着玉米生长幼嫩组织变化而转移集中危害，天敌也随之转移。说明天敌与害虫在空间分布上具有同域性。

图5 3种天敌与玉米蚜种群数量动态Fig.5 Population dynamics of Rhopalosiphum maidis and three natural enemies

2.5 玉米田主要害虫优势种和天敌数量灰色系统分

由图5 还可以发现玉米蚜和其天敌种群数量的变化存在相关性。对其进一步分析，如表4 所示，列出3种天敌与玉米蚜种群数量随时间变化表，经DPS 软件处理得出3种天敌与玉米蚜种群数量随时间变化绝对差值(如表5 所列)，得出关联系数龟纹瓢虫(0.71508)＞异色瓢虫(0.69604)＞烟蚜茧蜂(0.59977)。结果显示，3种天敌中龟纹瓢虫种群数量的变化与玉米蚜种群数量的变化的关联性最高。

表4 3种天敌与玉米蚜种群数量随时间变化表Table 4 Population dynamics of Rhopalosiphum maidis and the three natural enemies

表5 3种天敌与玉米蚜种群数量动态的绝对差值Table 5 Number of absolute difference of Rhopalosiphum maidis and three natural enemies

(续上表)

3 结论与讨论

通过本次调查可知，玉米田节肢动物群落组成丰富，共计11目56科101种。害虫优势种为玉米蚜，天敌优势种为异色瓢虫、龟纹瓢虫和烟蚜茧蜂。玉米蚜及其天敌具有明显的追随现象，集中发生在7月初到8月底。玉米蚜及其天敌在种群空间分布上具有同域性。

群落多样性、均匀性和优势集中性指数受玉米蚜种群个体数量影响明显。群落多样性指数、个体数和优势集中性在7月24日达到最高值，均匀性指数在7月24日达到最低值。丰富度指数呈现波浪形浮动变化，变化幅度不大。

通过利用灰色系统分析法对害虫优势种玉米蚜及其天敌数量关联度进行分析，得出三种天敌(龟纹瓢虫、异色瓢虫和烟蚜茧蜂)中龟纹瓢虫种群数量的变化与玉米蚜种群数量的变化的关联性最高。

玉米蚜是云南昭通地区玉米害虫优势种，天敌昆虫虽然对其有明显的追随现象，但尚不能控制其种群数量的迅速增长，需要因时因地制宜，采取其他的防控措施。

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