阿克苏地区不同核农间作系统节肢动物时序动态研究1)

2014-09-15吐尔逊古丽托乎提亚里坤努尔

中国林副特产 2014年4期

吐尔逊古丽·托乎提，亚里坤·努尔

(新疆农业大学林学与园艺学院,乌鲁木齐830052 )

环塔里木盆地是新疆主要林果产区,近年来,环塔里木盆地立足自身实际,以市场为导向,因地制宜发展各具特色的林果产业,林果产业基地和仓储保鲜规模快速扩张,林果产品加工水平进一步提高。其中阿克苏地区已初步形成了以核桃为主的特色林果基地,并成为阿克苏地区农村经济发展和农民增收的支柱产业，然而,随着林果面积的不断扩大、栽培模式的改变,节肢动物群落结构及多样性发生变化、害虫的发生动态趋于复杂化、主要常发害虫的重发态势及新的害虫不断出现已成为制约本地区林果产业发展的一大障碍,尤其在核桃与农作物间作系统中表现得尤为突出[15]。目前国内对节肢动物时序动态的研究很多,主要是师光禄等做了相关研究[1]，新疆对这方面的研究甚少。本研究在新疆这种特殊的地理和气候环境下从群落生态学角度入手,比较系统地研究了新疆阿克苏地区核桃与农作物间作系统节肢动物时序动态。对于制定核桃害虫综合治理措施、减轻农药对核桃的污染具有很好指导作用。

1 材料与方法

1.1 调查地概况

阿克苏市属暖温带干旱气候区，降水稀少，蒸发量大，气候干燥。无霜期205～219d，年平均太阳总辐射量为 546～592 kJ/cm,年日照2855～2967 h,年均气温9.9～11.5℃，平均降雨量44.6～60.8mm,年蒸发量1980～2602mm，年均风速1.7～2.4 m/s。

在阿克苏市选取了具有代表性的4种类型核桃园进行节肢动物群落的调查,基本概况见(表1)。所选样地的地势、地貌、土质、栽培等自然条件基本一致。

表1 调查标准地基本概况

1.2 方法

1.2.1 树冠上节肢动物的系统调查

在所选样地中,按棋盘式取样法分别选择具代表性的核桃20株进行标记，采用定点定时的阶层抽样和随机调查的方法每隔15d调查1次,共计调查12次,每株按东、西、南、北、中5个方位的上、中、下3个层次进行,先环绕树一周目测2min,检查在树冠上活动性大的节肢动物,然后检查树上活动的节肢动物。对不同类群的节肢动物采用不同的取样方法[2-8]。

1.2.2 冠下地面植被上节肢动物的系统调查

在标记的树冠下的植被上用捕虫网按对角线取样法,首先用捕虫网在四个方位进行5次随机的扫网(网口直径30cm×30cm,深50cm,白色尼纶纱制成),共计20次,将扫取的节肢动物标本,连同植物茎秆一起带回室内,进行镜检分类,统计所捕获的节肢动物的种类与数量。

2 结果与分析

2.1 核农间作系统节肢动物群落组成结构分析

将核桃园采集到的节肢动物标本进行整理、分类和鉴定[9-13],结果表明,核桃园的节肢动物共有2纲13目66科117种512780头(见附录)。其中,同翅目的核桃黑斑蚜(ChromaphisjuglandicolaKaltenbach)个体数占的比例最大,占的比例为69.70%,其次为蜱螨目的截形叶螨(TetranychustruncatusEhara)和同翅目的棉长管蚜(AcythosiphongossypiiMordv.),占的比例分别为5.47%和4.02%。而天敌中主要是脉翅目的丽草蛉(ChrysopaformosaBraner),占个体数比例的0.71%。

表2 四种不同类型核桃园节肢动物群落在各个目中的分布

就科数而言,核桃+小麦间作园的最多,占核桃园节肢动物群落科数的92.42%；结果期核桃+棉花间作园的最小占核桃园节肢动物群落科数的75.76%。

就种数而言,核桃+小麦间作园的最多,占核桃园物种数的82.91%；单一核桃园的最小,占核桃园物种数的70.94%。

就个体数而言,单一核桃园的最多,占群落个体的51.71%,幼树龄核桃+棉花间作园的最少,占核桃园群落个体的13.95%。

2.2 核农间作系统节肢动物物种数的时序动态

由(图1)可以看出,在时间序列上,四种不同类型核桃园节肢动物物种数都随季节变化而变动,变化趋势基本上相似。

单一核桃园,开始时物种数明显高于其他三种类型核桃园,在5月下旬由于化学药剂防治的影响与果园卫生环境的改变(清理果园残枝及杂物),物种数开始下降,明显低于其他三种不同类型核桃园,到6月中旬时,达到全年的最低水平,随后物种数又有所回升,但保持在一定量的水平，全年物种数的均数低于其它三种不同类型核桃园。

核桃+小麦间作园,物种数随着小麦和核桃的生长不断的增加,节肢动物的物种在6月中旬时达到了全年的高峰；6月下旬随着小麦成熟和收割,物种数也随之减退,后因复播西瓜,随着西瓜的出苗,其物种数再次增加,到8月中下旬,随着西瓜的成熟采摘,节肢动物的物种数开始降低,此后就一直保持一定量的水平。全年物种数的均数高于其它三种类型核桃园。

幼树龄核桃+棉花间作园,自4月中旬起,随着间作物棉花的生长,果园的物种数也随之增长,并一直保持稳定的增长态势。全年物种数的均数高于结果期核桃+棉花间作园和单一核桃园,低于核桃+小麦间作园。

图1 四种不同类型核桃园节肢动物物种数时序动态

结果期核桃+棉花间作园,物种数与幼树龄核桃+棉花间作核桃园的波动趋势较为接近。5月中旬物种数低于其他三种类型的核桃园,随着棉花和核桃的生长物种数开始增加,从6月中旬往后物种数高于单一核桃园与幼树龄核桃+棉花间作核桃园,并保持较平稳状态。

2.3 核农间作系统节肢动物总个体数的时序动态

由(图2)可以看出,在四种不同类型核桃园中,节肢动物总个体数都随季节而变化,不同类型的核桃园个体数时序变化有一定的差异。

单一核桃园,由于4月中旬开始调查,正处于防治核桃园主要害虫-春尺蠖的防治期,因此节肢动物的个体数一直控制在较低的水平。5月下旬,又由于化学药剂防治核桃黑斑蚜的影响及果园卫生环境的改变(清理果园残枝与杂物),总个体数没有明显的上升,直到6月份以后,天气的逐渐转热,使节肢动物总个体数呈上涨状态,6月下旬核桃黑斑蚜呈激增状态,到7月初时发展到全年的一个高峰,此状态维持一个月后,直到8月初再次对核桃黑斑蚜的化学防治,数量得到控制，8月中旬又受到暴雨天气的影响,总个体数呈急剧下降状态,直到8月下旬的连续高温天气,总个体数也随之快速上升,9月上旬达到一个小高峰后,总个体数开始呈下降趋势。全年总个体数高于其他三种不同类型核桃园。

核桃+小麦间作园,节肢动物总个体数随着小麦和核桃的生长不断的增加,在6月中旬时达到了一个高峰；6月下旬随着小麦成熟和收割,节肢动物的个体数也随之减退,后因复播西瓜,随着西瓜的出苗,个体数再次增加,在7月中旬达到全年的另一个高峰，7月下旬,随着西瓜的成熟采摘与暴雨天气的影响,节肢动物的个体数有所降低,此后就保持在一定量的水平。全年总个体数高于棉花间作的两种类型核桃园。

图2 四种不同类型节肢动物总个体数的时序动态

幼树龄核桃+棉花间作园,自5月中旬起,随着核桃与间作物棉花的生长,果园的物种数也随之稳定增长,增长速度缓慢,6月中旬主要害虫数量的激增,使得7月中旬达到最大的峰值,之后开始逐渐减小,8月中旬连降暴雨的影响,节肢动物的个体数下降最快。全年总个体数低于其他三种类型核桃园。

结果期核桃+棉花间作园,个体数与幼树龄核桃+棉花间作园的波动趋势较为接近。5月中旬个体数低于其他三种类型的核桃园,随着棉花和核桃的生长个体数开始增长,7月份达到最大的峰值,以后开始逐渐减小,8月下旬总个体数开始复增,9月中旬达到一个小高峰。全年总个体数高于幼树龄核桃+棉花间作园,低于核桃+小麦间作园和单一核桃园。

2.4 核农间作系统节肢动物多样性指数、均匀性指数、优势集中性指数的时序动态

多样性是群落可测性特征之一,是研究群落结构水平的指标。从(图3、图4、图5)可见,不同类型核桃园节肢动物群落多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数的变化动态。均匀度的季节动态与多样性的季节动态呈现基本一致的趋势,多样性时高时低,均匀度也有相应的高低变化,优势集中性指数反之。

单一核桃园中,4月中旬多样性高于其它三种类型核桃园,随着季节的变化,物种数的丰富,5月份多样性指数达到最大,均匀性指数也最高,之后逐渐减小,7月份多样性指数与均匀性指数保持稳定,主要是由于主要害虫已达到一定的峰值,各类群物种数也处于相对恒定状态,因此,不论是多样性指数,还是均匀性指数,都保持在一定的水平上。8月中下旬受到药剂防治与恶劣天气的影响,各类群又呈现不稳定状态,多样性指数与均匀性指数开始增加。优势集中性指数变化与之刚好相反。四种类型核桃园中,全年的多样性指数与均匀性指数均值低于其他三种类型核桃园,而优势集中性指数则是四种类型核桃园中最大的。

核桃+小麦间作园中,多样性指数与均匀性指数,较其他三种类型核桃园相比波动较稳定。多样性指数随着物种数的逐渐丰富而增高,5月份到达最大,但低于其他三种类型核桃园,后逐渐减少,6月下旬随着小麦的收割,主要害虫的激增,多样性指数减少速度加剧。7月下旬,多样性指数又有所回升,8月中旬达到另一个小高峰,之后由于天气影响与复播作物的收割,又开始下降,9月初又开始回升。均匀度的季节动态与多样性的季节动态呈现基本一致的趋势,多样性时高时低,均匀度也有相应的高低变化,优势集中性指数反之。四种类型核桃园中,全年多样性指数与均匀性指数均值高于单一核桃园,低于其他两种间作类型核桃园,而优势集中性指数则低于单一核桃园,高于其他两种间作类型核桃园。

幼树龄核桃+棉花间作园与结果期核桃+棉花间作园变化趋势基本相同,但结果期核桃+棉花间作园波动较平稳。四种类型核桃园中,全年多样性指数与均匀性均值结果期核桃+棉花间作园最大,幼树龄核桃+棉花间作园次之；而优势集中性指数则结果期核桃+棉花间作园最低,幼树龄核桃+棉花间作园高于结果期核桃+棉花间作园,低于单一核桃园及核桃+小麦间作园。

图3 四种不同类型核桃园节肢动物多样性指数的时序动态

图4 四种不同类型核桃园节肢动物均匀性指数的时序动态

图5 四种不同类型核桃园节肢动物优势集中性指数的时序动态

3 讨论

通过调查不同类型核桃园,共计采集到节肢动物标本2纲13目66科117种512780头节肢动物个体。四种类型核桃园中核桃+小麦间作园的科数、物种数最多,单一核桃园的个体数最多。

四种类型核桃园中，单一核桃园全年物种数的均数低于其它三种不同类型核桃园，而总个体数高于其他三种不同类型核桃园；核桃+小麦间作园全年物种数的均数高于其它三种类型核桃园，而总个体数高于棉花间作的两种类型核桃园；幼树龄核桃+棉花间作园全年物种数的均数高于结果期核桃+棉花间作园和单一核桃园,低于核桃+小麦间作园。

4月份四种不同类型的核桃园总个体数都维持在较低的水平上,主要是由于这期间都在防治核桃园主要的害虫春尺蠖所致,5月份各种节肢动物害虫开始上树危害,个体数也随着增多,6、7月份及8月初则是节肢动物总个体数大幅上升期,主要是由于天气转热后造成主要害虫的激增所致,8月中旬,总个体数开始下降,8月下旬后又复增,总之,全年之中各种类型核桃园的时序动态有所差异。

春季随着核桃树的萌芽、展叶及开花,节肢动物开始从外界迁入,起初种类较少,因而多样性低；随着节肢动物种类的丰富,多样性指数也随着增加。到5月份到达其最大值。而到6月份多样性指数有所降低,主要是由于气温有所上升,核桃园主要害虫+核桃黑斑蚜、截形叶螨这些害虫的爆发,而且集中分布,其数量开始激增,导致其它物种种群数量所占比例下降,个体数量分布不均匀,致使多样性指数开始降低。在9月下旬害虫和天敌的种类开始回升且各物种种群数量分布渐趋均匀,主要害虫不明显,均匀性增加,多样性指数有所提高。这与师光禄等[1]研究结果间作可以使群落稳定性增强,间作后可以增加果园生态环境的复杂性,增强间作结构的优化程度,使得节肢动物群落处于较稳定的状态的结论相似,与周呈爱等[14]报道间作果园害虫数量可以得到有效的控制结论一致,这些都可以显示间作是有利的。

4 结论

就物种数而言，四种不同类型核桃园全年物种数的均数排序为:核桃+小麦间作园>幼树龄核桃+棉花间作园>结果期核桃+棉花间作园>单一核桃园。

就个体数而言,四种不同类型核桃园全年个体数均数的排序为:单一核桃园>核桃+小麦间作园>结果期核桃+棉花间作园>幼树龄核桃+棉花间作园。

就多样性指数与均匀性指数而言，四种不同类型核桃园全年多样性指数与均匀性指数均值的排序为: 结果期核桃+棉花间作园>幼树龄核桃+棉花间作园>核桃+小麦间作园>单一核桃园。

就优势集中性指数而言，四种不同类型核桃园全年优势集中性指数均值的排序为：单一核桃园>核桃+小麦间作园>幼树龄核桃+棉花间作园>结果期核桃+棉花间作园。

有以上分析可知，间作是有利的在核桃+棉花间作系统中可有效控制害虫的发生。

[1] 师光禄,刘素琪,赵莉蔺,等. 间作牧草对枣园捕食性天敌与害虫群落动态的影响[J]. 生态学报,2006,26(5):1422-1430.

[2] Shi Guang-Lu. Structure characteristics of the arthropod communityin the jujube orchards with different habitats [J]. Acta Entomologica Sinica,2005,48(4):561-567.

[3] 高宝嘉,高素红,张炬红,等. 不同林木类型昆虫群落结构及变化规律研究[J]. 河北林果研究,2002,17(3):52-57.

[4] 戈峰,李典谟,谢宝瑜. 棉田节肢动物群落的数量与能流量多样性特征分析[J]. 生态学报,2000,20(6):971-976.

[5] 范喜顺,陈合志,胡德夫. 华北平原耕作区不同林木类型昆虫群落结构研究[J]. 石河子大学学报(自然科学版),2005,23(5):576-579.

[6] 张安盛,冯建国,于毅. 桃园主要害虫、天敌种群动态及其群落结构的研究[J]. 华东昆虫学报,2003 ,12(2):65-71.

[7] 牟少民. 麦田昆虫群落结构和变动的研究[J]. 华东昆虫学报,2001,10(1):61-65.

[8] 黄明度. 复合种植系统昆虫群落多样性研究[M]. 广州:广东科技出版社,2008:6.

[9] Adans J. The definition and interpretation of guild structure in ecological communities [J]. Journal of Animal Ecology,1985,54:43-59.

[10] 刘广瑞,章有为,王瑞. 中国北方常见金龟子彩色图鉴[M]. 北京:中国林业出版社,1997:28-84.

[11] 陆水田,康健新,马新华. 新疆天牛图志[M]. 乌鲁木齐:新疆科技卫生出版社,1993:2-110.

[12] 陈宜瑜. 中国动物志昆虫纲第三十九卷(膜翅目·草蛉科)[M]. 北京:科学出版社,2005:72-119.

[13] Brown M W. Applying principles of commuity ecology to pest management in orchards [J]. Agriculture Ecosystem and Enviroment，1999，73：103-106.

[14] 周程爱,邹建掬,黄绍东. 湖南丘陵柑橘园间种藿香蓟对橘树螨类和昆虫的影响[J]. 植物保护学报,1994,21(1):57-62.