稻田生态系统中稻飞虱及其天敌类群的时间生态位研究

陈洪凡，陈 琼，黄水金*，黄建华

(1.江西省农业科学院 植物保护研究所，江西 南昌 330200;2.华南农业大学 资源环境学院，广东 广州 510640)

可持续的害虫调控(sustainable Pest Regulation，SPR)是21 世纪害虫综合治理(integrated pest management，IPM)的发展方向，这就要求协调各种措施，保护、增强、利用农田节肢动物群落系统的自我调控能力，把害虫长期控制在低水平，降低发生强度和大发生频率［1］。而比较研究不同稻田生态系统中害虫与天敌的生态位宽度和生态位重叠的变化规律，正是探索增强农田节肢动物群落系统自我调控能力的重要方向之一。

生态位理论是现代生态学中的重要内容，在农林作物、果树和蔬菜昆虫群落上都得到了广泛应用［2-4］。生态位可分为时间生态位和空间生态位，其定量描述包括生态位宽度和生态位重叠［5］。比较生态位宽度和生态位重叠的异同，可以了解群落中各物种对时间、空间及营养等资源的利用程度及其相互关系，探索昆虫种间竞争共存机制、天敌对猎物的时间同步和空间同域关系等［6-9］，这对于有效利用自然天敌控制有害生物，切实有效地制定有害生物综合治理策略具有重要意义。

本研究以稻飞虱为例，系统比较研究有机稻田和化防稻田生态系统中稻飞虱及其天敌的时间生态位变化规律，从时间生态位层面，量化2 种类型稻田对稻飞虱及其天敌的影响程度，分析不同稻田生态系统调控功能差异的机理，为提高稻田生态系统抗性途径提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验处理和调查方法

试验地设在江西省万载县茭湖乡(114。23'E，28。15'N，海拔156 m)水稻田中，

试验分别于2010 年7—9 月和2011 年6—9 月进行，设有机稻田处理和化防稻田对照，每个处理设5 个重复，每个重复面积不小于667 m2。第1 年调查于2010 年7—9 月进行，7 月10 日开始第1 次调查，仅第2 次调查与第1 次调查间隔1 周，其余调查时间为每隔2 周进行1 次调查，共调查7 次。有机稻田喷生物农药1 次，化防稻田于7 月7 日和9 月1 日分别喷药1 次。第2 年调查于2011 年6—9 月进行，6 月20 日开始调查，每隔2 周进行1 次调查，共调查8 次。有机稻田于7 月19 日喷生物农药1 次，化防稻田于7 月7 日和8 月3 日分别喷化学农药1 次。有机稻田中农家堆沤肥肥料用量为:每667 m2750 kg，化防稻田中复合肥用量为:每667 m220 kg。有机稻田所用生物农药:4%春雷霉素可湿性粉剂(延边春雷生物药业有限公司)，0.5%印楝素乳油(云南光明印楝产业开发股份有限公司);化防稻田所用化学农药:15%井冈-5%三环唑(山东奥维特农药有限公司)、杀虫双、吡虫啉/咪蚜胺(河南力克化工有限公司)和25%唑啉-毒死蜱(广西安秦化工有限责任公司)。

采用扫网法(网口直径28 cm，网深71 cm，手柄长大约74 cm，60 目尼龙网纱)取样在稻田中以速度大约为0.5 m/s 行走，左右挥动180°为一网，每个重复田块取30 复网。将昆虫标本转入体积分数75%的酒精中保存，统一编号后带回室内鉴定，统计种类和数量。

1.2 分析方法

生态位宽度用Levins(1968)的生态位宽度指数:B=1/(SΣPi2)，式中B 为物种的生态位宽度;Pi为物种利用第i 等级资源占利用总资源的比例;S 为资源系列的等级数。

生态位重叠用Cowll and Futuyma(1971)的公式求得:Cij=1-1/2Σ|Pih-Pjh|，式中pih为i 物种在第h 资源等级中利用资源占的比例;pjh为j 物种在第h 资源等级中利用资源占的比例。

2 结果与分析

2.1 2010 年扫网法调查下有机稻田和化防稻田稻飞虱及主要天敌时间生态位宽度与重叠值

于2010 年7—9 月，通过扫网法对有机稻田稻飞虱和主要天敌类群进行系统调查，本研究中，天敌类群以科为单位进行统计，将所得数据进行时间生态位分析，结果(表1)和(表2)表明，有机稻田中主要天敌类群肖蛸科、丝蟌科、盲蝽科、姬蝽科和球腹蛛科的时间生态位宽度均高于化防稻田中相应的天敌类群时间生态位宽度，且有机稻田中主要天敌类群的时间生态位宽度平均值(0.608 3)大于化防稻田(0.479 0)。有机稻田中稻飞虱的时间生态位宽度(0.338 3)低于化防稻田中稻飞虱的时间生态位宽度(0.393 7)，这表明在有机稻田中天敌能够充分发挥对害虫的控制作用，是增强稻田生态系统抗性的重要因子之一。稻飞虱与天敌类群生态位重叠值除有机稻田中稻飞虱与球腹珠科(0.228 0)低于化防稻田中稻飞虱与球腹珠科(0.288 2)外，有机稻田稻飞虱与天敌种群生态位重叠值均高于化防稻田，且有机稻田中稻飞虱与主要天敌类群的生态位重叠值平均值(0.406 1)大于化防稻田(0.319 0)。综合有机稻田和化防稻田中稻飞虱及其天敌类群的时间生态位宽度值和生态位重叠值变化情况分析可知，球腹蛛科和肖蛸科类天敌对环境的适应能力强，而盲蝽科对环境敏感。

表1 扫网法取样下有机稻田稻飞虱和主要捕食性天敌生态位宽度与重叠值(宜春，2010)Tab.1 The temporal niche breadth and overlap of the rice planthopper and the main natural enemies in paddy field(Yichun，2010)

表2 扫网法取样下化防稻田稻飞虱和主要捕食性天敌生态位宽度与重叠值(宜春，2010)Tab.2 The temporal niche breadth and overlap of the rice planthopper and the main natural enemies in chemical control paddy field(Yichun，2010)

2.2 2011 年扫网法调查下有机稻田和化防稻田稻飞虱和主要天敌时间生态位宽度与重叠值

通过扫网法于2011 年6—9 月对有机稻田稻飞虱和主要天敌进行调查，将所得数据进行时间生态位分析，结果(表3 和表4)表明，有机稻田中天敌时间生态位宽度值除步甲科(0.363 3)、丝蟌科(0.441 4)低于化防稻田中步甲科(0.367 6)和丝蟌科(0.451 5)外，其他主要天敌类群瓢虫科、肖蛸科、盲蝽科、球腹蛛科、猫蛛科的时间生态位宽度均高于化防稻田中相应的主要天敌类群时间生态位宽度，综合来看，有机稻田中主要天敌类群的时间生态位宽度平均值(0.378 4)大于化防稻田(0.328 1)。有机稻田中除稻飞虱与步甲科的生态位重叠值(0.304 3)低于化防稻田(0.417 7)外，其他天敌类群与稻飞虱的时间生态位重叠值均高于化防稻田，但整体上，有机稻田中稻飞虱与主要天敌类群的时间生态位重叠值平均值(0.378 9)也大于化防稻田(0.310 8)。综合有机稻田和化防稻田中时间生态位宽度和生态位重叠值变化情况，可以看出步甲科和肖蛸科对环境变化的适应能力强，瓢虫科对环境变化比较敏感。2 011年扫网法取样下有机稻田中稻飞虱种群的时间生态位宽度(0.236 5)也低于化防稻田中稻飞虱种群的时间生态位宽度(0.312 8)，这表明在有机稻田中天敌有效地控制了稻飞虱种群数量的发生，同时也表明天敌是导致有机稻田和化防稻田生态系统调控功能差异的重要因子。

表3 扫网法取样下有机稻田稻飞虱和主要天敌生态位宽度与重叠值(宜春，2010)Tab.3 The temporal niche breadth and overlap of the rice planthopper and the main natural enemies in organic paddy field(Yichun，2010)

表4 扫网法取样下化防稻田稻飞虱和主要天敌生态位宽度与重叠值(宜春，2011)Tab.4 The temporal niche breadth and overlap of the rice planthopper and the main natural enemies in chemical control paddy field(Yichun，2010)

3 讨论

本研究将生态位理论应用于2 种类型稻田稻飞虱与几类主要天敌的关系上，初步阐明了本地区稻飞虱与天敌发生的时间生态位变化规律。生态位宽度指数和生态位重叠值两方面的测定可反应出群落中各个物种对空间、食物及其他资源的利用程度与关系［10-12］，本研究结果通过这两方面的测定，反应了稻飞虱及其天敌对时间资源的利用程度与关系。生态位宽度指数是衡量物种数量在各资源序列上的分布与集中，生态位重叠值是物种间生态学相似性的某种测度，该指数越高，对同一资源的占有越多，相互竞争就越激烈［13-15］。对有机稻田和化防稻田中稻飞虱及其捕食性天敌时间生态位的两年研究结果表明，年份不同，处理类型田不同，时间生态位宽度和生态位重叠指数的类群和大小都会发生变化，但整体来看，有机稻田中稻飞虱主要天敌类群的时间生态位宽度平均值以及稻飞虱与主要天敌类群的生态位重叠指数平均值均大于化防稻田。这表明有机稻田生态系统相比较于化防稻田生态系统而言，在时间生态位层面是通过影响天敌类群的生态位宽度指数及其天敌与稻飞虱的生态位重叠值，从而增强稻田节肢动物群落系统的自我调控能力。Martinez［16］研究新热带红树林沼泽地区3 种白鹭营养生态位宽度及重叠试验结果表明，外界环境变化对营养生态位的影响作用要强于物种之间的竞争因素，本研究结果也表明了生态环境的变化对时间生态位的重要影响。其次，天敌类群不同，生态环境的变化对时间生态位的影响程度也不同。本研究中，综合两种类型稻田中时间生态位宽度和生态位重叠值变化情况看，捕食性天敌中肖蛸类、步甲类天敌对环境变化适应能力强，而瓢虫类、盲蝽类天敌对环境变化敏感。从上述时间生态位研究结果可以看出，害虫及其天敌类群的时间生态位变化方面的研究，是探讨导致有机稻田和化防稻田生态系统调控功能差异的重要机理之一，可以为提高稻田生态系统抗性途径提供理论依据，并且对评价不同稻田生态系统影响稻飞虱及其捕食性天敌程度的量化具有一定意义。

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