渭南市果园节肢动物群落组成与多样性特征
2017-05-13吴逸群余婷许秀
吴逸群+余婷+许秀
摘要:2016年4月12-18日调查了陕西省渭南市果园节肢动物多样性,结果显示,果园节肢动物504头,隶属4纲、12目、34科、54种。果园的Shannon-Wiener多样性指数(H′)为3.49、Shannon均匀度指数(J)为13.93、Berger-Parker(D)优势度指数为0.083。优势类群是鞘翅目、半翅目、膜翅目,这三个目占总捕获量的比例最大,物种数量比例分别为38.29%、18.65%和18.45%。植食性节肢动物28种,共343头;捕食性节肢动物18种,共120头;腐食性及中性节肢动物6种,共31头,它们的物种数量占总捕获量的比例依次为53.85%、34.62%和11.54%。调查结果可为开展关中经济地区果园节肢动物方面的研究提供基础资料。
关键词:果园;节肢动物多样性;渭南市
中图分类号:S718.69 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)07-1273-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.07.018
Arthropod Community Composition and Diversity Characteristic in Orchard of Weinan
WU Yi-qun, YU Ting, XU Xiu
(College of Chemistry and Environment Sciences, Weinan Normal University,Weinan 714099, Shaanxi, China)
Abstract: An investigation on the arthropod diversity in orchard of Weinan was conducted on April 12-18,2016. The results showed that there were 504 orchard arthropods, belonging to 54 species,34 families,12 orders in 4 classes. The Shannon-Wiener diversity index(H′), Shannon evenness index(J), Berger-Parker dominance index(D) value of orchard were 3.49, 13.93,0.083 respectively. The dominant groups were Coleoptera,Hemiptera, Hymenoptera,they occupied the largest proportion of total capture and accounted for 38.29%,18.65% and 18.45% of species number respectively. There were 28 kinds of herbivorous arthropods,18 kinds of predatory arthropods, and 6 kinds of saprophagous and neutral arthropods,amounting to 343,120,and 31 heads respectively. The proportion of their species accounted for 53.85%, 34.62% and 11.54% of total catch in turn. The results may provide basic information for the research on orchard arthropod in Guanzhong economic area.
Key words: orchard; arthropod diversity; Weinan city
節肢动物作为自然界不可或缺的角色,它对生物界中物种数量和种类的平衡有着重要的意义[1]。节肢动物在人们赖以生存的环境中是随处可见的,因此可见它分布之广[2],更重要的是节肢动物群落结构细微的变化都有可能对整个生态系统的稳定性造成很大的威胁。因此,人类对节肢动物群落多样性也在不断地进行调查、统计、分析,调查的结果提供了非常重要的研究数据[3,4],这样才能更好地对生物多样性进行保护。而在果业中对节肢动物群落多样性的组成、分布和丰富度的调查也日益成为研究热点[5]。
中国是水果生产的第一大国,果业生产发展迅速,带动了人们的经济水平,提高了人们的生活质量[6]。陕西省渭南市的果业发展十分迅速,有桃树、梨树、杏树、苹果树、核桃树等,且产业链发展已逐步成熟。不管是从节肢动物多样性研究的角度出发,还是从渭南市果园调查的标本数量比例看,目前关于渭南市果园节肢动物多样性的研究还较空白,所以本文通过对渭南市果园节肢动物群落进行系统调查和研究,从而了解节肢动物群落的组成、种类及其群落特征,为渭南市果业生态保护和果树管理提供资料。
1 研究地概况
渭南市的土壤肥沃,植被数量和种类较多,地貌多样,土壤类型主要有黄绵土、棕色森林土等,质地疏松带有微碱性。气候属暖温带的季风气候,光照充足,雨季湿度较好。本次调查路线主要是对渭南市临渭区、蒲城县、大荔县及澄城县的果园进行节肢动物多样性的标本采集。
2 研究方法
2.1 样地设置
于2016年4月12-18日,在渭南地区沿着108国道、201省道和202省道的苹果园、桃园、葡萄园、猕猴桃、樱桃园、核桃园进行调查取样,样方的选取是随机的,样方的单位面积为1 m2,每个样方间隔至少15 m,共选择85个样点。
2.2 采集方法
标本采集使用的工具及材料有:铁铲、棉花、乙醚、捕虫网、镊子、广口瓶。根据各节肢动物习性不同,采用搜索法、震落法、网捕法来采集标本。一般每个样方都先进行左右扫网或空中扫网,约70网进行一次收集进瓶子里,接着对树叶、树干、树枝以及地面进行肉眼观察采集,收集标本时用镊子将其放进装有乙醚和棉花的广口瓶中。
2.3 鉴定
将野外采集的标本带回实验室进行鉴定,此次鉴定为期14 d。动物的分类鉴定主要参考了《农田常见昆虫图鉴》[7]、《中国林木害虫天敌昆虫》[8]、《中国土壤动物》[9]、《中国土壤动物检索图鉴》[10]、《中国昆虫生态大图鉴》[11]等。
2.4 数据处理与分析方法
节肢动物多样性的测定是沿用了物种个体数量(N)、物种丰富度(S)、Simpson的优势度指数(D)、Shannon-Wiener的多样性指数(H′)、Shannon的均匀度指数(J)这些特征指标分析群落组织水平。
1)物种丰富度(Species richness):为每个样方内采集到节肢动物的物种数。
2)Simpson优势度指数(Dominance)计算公式如下:D=Nmax/N。
式中,Nmax为群落中数量最大物种的个数,N为总个体数。
3)Shannon-Wiener多样性指数(Diversity index)计算公式如下:H′=-∑PilnPi。
式中,Pi为物种个体数(Ni)占群落全部物种的总个体数(N)的比例。
4)Shannon均匀度指数(Evellness index)计算公式如下:J=(-∑PilnPi)lnS。
式中,H′表示Shannon-Wiener信息指数,H′max=lnS为H′的最大值,S为物种丰富度。
3 结果与分析
3.1 果园节肢动物群落组成
本次共采集到节肢动物504头,其中有4纲、12目、34科、54种(表1)。优势类群是鞘翅目、半翅目、膜翅目,其捕获量分别为193、94和93头,占总捕获量的比例最大,比例分别为38.29%、18.65%和18.45%(表2)。
植食性节肢动物28种,共343头;捕食性节肢动物18种,共120头;腐食性及中性节肢动物6种,共31头。按照物种数划分,其比例分别为53.85%、34.62%和11.54%;按照物种个体数量划分,其比例分别为69.43%、24.29%和6.28%(表3)。
由图1、表2可知,在目级水平上,渭南市果园节肢动物群落的分布情况如下:节肢动物共12目、34科;从分类情况看,鞘翅目共193头,隶属9科、21种,其占群落个体总数的比例最大,为38.29%,是此次调查果园节肢动物中的优势目;其次是半翅目共94頭,隶属5科、8种,个体比例为18.65%,膜翅目的个体比例与半翅目相近,为18.45%;数量最少的是蜚蠊目,只捕获到1只土鳖。
由表3可知,果园节肢动物群落食性类群的组成,植食性节肢动物共28种、343头;捕食性节肢动物共18种、120头;腐食性及中性节肢动物只有6种、31头,且所含物种数的比例分别为53.85%、34.62%和11.54%。从物种个体数量来看,植食性节肢动物是腐食性及中性节肢动物的4倍多,是捕食性节肢动物的3倍。本次4月初对果园的调查结果显示,植食性节肢动物种类最多,个体数量最大;其次是捕食性节肢动物;其中物种数和个体数量最少,比例最小的节肢动物类群为腐食性及中性。
3.2 果园节肢动物群落特征性指数
根据每个物种的个体数量占总标本数量的比求出Pi,从而经过数据处理得出:果园节肢动物群落的Shannon-Wiener的多样性指数(H′)值为3.49、Shannon的均匀度指数(J)为13.93。长蝽科的红脊长蝽是整个生境中个体数量最多的,物种的个体数量为42头,Simpson优势度指数为0.083,由此可知红脊长蝽是果园节肢动物群落的优势种。
4 小结与讨论
对所有调查到的种类进行了综合分析,节肢动物群落中物种丰富度高,个别物种种群发生数量大,分布不均匀,人为因素占很大的原因。通过对果园节肢动物群落的分析比较,得出以下结论。
1)鞘翅目物种数量和个体数量比例大,共有9科、21种、193头,且其物种数的比例为38.89%,个体数的比例为38.29%,在果园生境下鞘翅目为优势类群。鞘翅目的个体繁殖期大部分在4~6月,如鳃金龟科、瓢虫科、步甲科等,所以个体数量大大增加[12-14]。
2)节肢动物群落的物种丰富度通常会随地面植被种类和数量而变化,随着无公害农业种植面积的不断扩大,果业生产中对农药的要求逐渐严格,对产量的要求也不断提高[15]。在分析果园节肢动物群落组成中发现,存在很多物种的个体数量少,如吉丁虫科、蜉金龟科、蝇科、水虻科等,因为在标本采集时为4月初,果园正值灭虫除草的时间,农药使节肢动物数量和种类大大减少,而在土壤中的节肢动物数量影响不大[16],如蜘蛛、鼠妇、东方绢金龟等。
本研究初步调查了果园中节肢动物群落的种类、数量及其发生时间,从而得出在4月初的时间段中,鞘翅目节肢动物是果园节肢动物群落的优势类群,根据不同节肢动物发生时间的不同,可实施有效的科学管理措施,将害虫物种数量控制在一定范围内,这样不需依赖农药进行管理,既可以达到有效控制又能保护生态环境。再者是喷药的时间也很重要,中午温度高,害虫活动不频繁,所以喷农药的最适宜时间应该选择为早晨[17]。
参考文献:
[1] 高 飞.枣粮间作系统节肢动物群落控害机理研究[D].河北保定:河北农业大学,2008.
[2] 何 超,沈登荣,袁盛勇,等.春季枇杷园节肢动物群落结构及特征分析[J].中国南方果树,2015,44(3):94-97.
[3] 李 兰.果树与农作物间作系统节肢动物群落动态及主要害虫监测[D].乌鲁木齐:新疆农业大学,2010.
[4] 刘长海,齐 龙,屈亚谭,等.苹果园夏季大型土壤动物群落结构与组成[J].科技导报,2012,30(18):56-59.
[5] 徐世才.沙芥田节肢动物群落及重要害虫菜蛾种群发生的研究[D].银川:宁夏大学,2005.
[6] 米宏彬,曹 祝,张 帆,等.桃园捕食性节肢动物群落结构及动态研究[J].应用昆虫学报,2014,51(1):80-89.
[7] 蒋金炜,乔红波,安世恒.农田常见昆虫图鉴[M].郑州:河南科学出版社,2014.
[8] 何俊华,陈学新.中国林木害虫天敌昆虫[M].北京:中国林业出版社,2006.
[9] 尹文英.中国土壤动物[M].北京:科学出版社,2000.
[10] 尹文英.中国土壤动物检索图鉴[M].北京:科学出版社,1998.
[11] 张巍巍,李元胜.中国昆虫生态大图鉴[M].重庆:重庆大学出版社,2011.
[12] 孙 宇.吉林省丽金龟科和鳃金龟科昆虫物种多样性研究[D].长春:吉林大学,2013.
[13] 胡雅辉,刘小侠,赵章武,等.中国北方桃李间作对步甲群落组成和营养级结构的影响[J].昆虫学报,2011,54(9):1051-1056.
[14] 李向永,赵雪晴,龚声信,等.异色瓢虫的发生及其对苹果绵蚜的控制作用[J].西南农业学报,2008,21(4):1165-1168.
[15] 董文广,赵惠燕.白水地区套袋苹果园昆虫群落结构及其动态变化研究[J].安徽农业科学,2008,36(14):5935-5939.
[16] 潘 登,刘 娜.果树春季喷药正当时[J].农家顾问,2003(3):37-38.
[17] 王树茂.果树盛夏喷药不宜在中午[J].河北农业科技,1990(5):43-45.