有孔团水虱(Sphaeroma terebrans)的蛀洞行为初步研究

李秀锋, 陈清华, 黄建荣,*

有孔团水虱(Sphaeroma terebrans)的蛀洞行为初步研究

李秀锋1, 陈清华2, 黄建荣1,*

1. 中山大学生命科学学院, 广州 510275 2. 生态环境部华南环境科学研究所, 广州 510530

近年来, 有孔团水虱()在我国海南和广西红树林暴发, 造成了一定面积的红树林死亡, 但相关的基础研究较为缺乏。为了解有孔团水虱的蛀洞行为, 防控和消灭有孔团水虱, 为受损的红树林生态系统修复提供基础资料, 以红树植物银叶树()、白骨壤()、木榄()、海莲()和聚苯乙烯泡沫板等为蛀蚀底物, 在室内对有孔团水虱的蛀洞行为进行了研究。结果发现: 有孔团水虱对底物蛀蚀的偏好性排序为: 聚苯乙烯泡沫板>木榄>白骨壤>银叶树>海莲。有孔团水虱在硬度和密度较小的底物上的蛀洞长大于自身体长。有孔团水虱偏好在水面下0—50 cm的区域活动。有孔团水虱对蛀蚀底物的偏好性与底物的硬度和密度呈负相关, 对底物的蛀洞高度受海水潮差的影响。

有孔团水虱; 蛀洞行为; 底物偏好

0 前言

有孔团水虱()为世界性广布蛀木生物, 广泛分布于热带、亚热带水域。在非洲、东南亚、南美洲、地中海、澳大利亚、新爱尔兰、美国佛罗里达大沼泽地和印度西海岸均有分布[1-4], 在中国的海南、广西、广东和福建东南沿海也有发现[5]。有孔团水虱具有蛀木习性, 包括寻找底质、贴附底质、挖洞和清理洞内杂物等活动。有孔团水虱蛀洞的目的是减缓天敌、食物和空间竞争者等生物因子和光线、干燥等非生物因子的干扰; 在洞穴中通过腹足的拍打来实现水流循环, 获得充足的浮游生物、细菌、悬浮物等食物和氧气; 产下子代后, 抚育子代直到它们具有蛀洞能力才分开[6-7]。研究表明, 红树植物、非红树乔木、沼泽植物和非生物物质等都可以成为有孔团水虱的蛀洞底物[3, 6, 8–9]。近年来, 有孔团水虱在我国海南和广西的红树林暴发, 造成了一定面积的红树林倒伏和死亡。国内外相关研究多集中于分类学描述、生物学特征、灾害报道和防治[8, 10–14], 对其蛀洞行为学的研究相对较少[3,15]。本文对有孔团水虱蛀洞行为特征进行了初步研究, 以期为防控和消灭有孔团水虱, 修复受损的红树林生态系统提供依据。

1 材料和方法

1.1 实验材料

于海南东寨港国家级自然保护区, 在受蛀蚀的红树植物树干采集有孔团水虱。截取干材质的红树植物银叶树()、白骨壤()、木榄()和海莲(的树干以及聚苯乙烯泡沫板(以下简称泡沫板)作为团水虱蛀蚀底物。

1.2 研究方法

1.2.1 有孔团水虱蛀蚀底物的无选择性实验

图1所示, 将干燥的银叶树树干(底径5 cm, 高10 cm的圆柱体)和泡沫板(10 cm×5 cm×3 cm)各3个作为底物, 分别放入6个直径为40 cm的塑料盆中央。在每个盆中投放20只有孔团水虱, 加入高潮期海水培养, 水深保持3 cm, 每隔3天更换一次海水。实验期间海水盐度为15—23度, 水温为25—29 ºC。实验持续时间30 d。

图1 底物无选择偏好性实验

Figure 1 The experiment of substrate preference without choice

1.2.2 有孔团水虱蛀蚀底物的选择性实验

图2所示, 将干燥的银叶树、白骨壤、木榄和海莲树干(底径5 cm, 高10 cm的圆柱体)以及泡沫板(10 cm×5 cm×3 cm)均匀放置于直径60 cm的塑料盆中, 每个盆中投放40只有孔团水虱。使用高潮时期海水培养, 水深保持3 cm。每隔3天更换一次海水。实验共设6个平行样, 持续时间为30天, 共投放有孔团水虱240只。

1.2.3 有孔团水虱蛀洞高度的偏好性实验

在直径15 cm, 长100 cm的3条PVC管中内置铁丝网, 将4 cm×2.5 cm×120 cm泡沫板固定于PVC管中央。每个PVC管中投放有孔团水虱30只, 加入高潮时期海水, 水深100 cm。用黑色塑料袋套住PVC管顶部以遮光。实验重复4次, 每次持续3天, 共投放有孔团水虱360只(图3)。

1.3 样品处理

实验结束后, 统计蛀洞数量并用游标卡尺测定有孔团水虱的体长和体宽以及蛀洞的长度、宽度和高度。在解剖镜下鉴定有孔团水虱的性别。参照国家标准《木材硬度试验方法(GB/T 1941—2009)》和《木材密度测定方法(GB/T 1933—2009)》对红树植物树干及泡沫板的硬度和密度进行检测。利用SPSS软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 底物的无选择性对有孔团水虱蛀洞行为的影响

本次实验中, 120只有孔团水虱共蛀洞105个, 其中银叶树组51个, 泡沫板组54个(表1)。有孔团水虱在银叶树和泡沫板上的蛀洞数量差异不明显。

图2 底物选择偏好性实验

Figure 2 The experiment of substrate preference with choice

图3 蛀洞高度偏好性实验

Figure 3 The experiment of burrow height preference

表1 有孔团水虱在底质上的蛀洞数

银叶树组的有孔团水虱体长范围为5.00—8.50 mm, 体宽为范围为2.80—4.50 mm; 蛀洞长范围为3.00—13.00 cm, 蛀洞宽范围为3.00—4.50 mm(表2)。泡沫板组的有孔团水虱体长范围为6.00— 10.00 mm, 体宽范围为3.00—5.00 mm; 蛀洞长范围为5.00—38.00 mm, 蛀洞宽范围为3.00—5.00 mm。

图4所示, 银叶树组的有孔团水虱体长与洞长相比, 洞长的均值略大于体长; 泡沫板组的洞长明显大于有孔团水虱体长与银叶树组体长和洞长。利用散点图与回归方程分析孔团水虱体长和蛀洞长度的关系, 银叶树组拟合的线性回归方程为= 0.8715+0.5887 (2=0.0731,>0.05), 泡沫板组拟合线性回归方程为=0.8715+0.5887(2=0.0307,>0.05),线性回归分析表明银叶树组和泡沫板组有孔团水虱体长和蛀洞长度线性回归方程均不显著(图5)。

图6所示, 银叶树组洞宽略大于体宽, 而泡沫板组则趋近相等。利用散点图与回归方程分析孔团水虱体宽和蛀洞宽度的关系, 银叶树组拟合的线性回归方程为=0.7797+1.0358(2=0.52,<0.05), 泡沫板组拟合线性回归方程为=0.9155+0.5369 (2=0.5701,<0.05), 线性回归分析表明银叶树组合泡沫板组有孔团水虱体宽和蛀洞宽度线性回归方程均显著, 蛀洞宽度随着体宽的增大而增大(图7)。

表2 有孔团水虱在不同底质上的蛀洞长度和宽度

图4 有孔团水虱体长和蛀洞长比较

Figure 4 Comparison ofand burrow length

图5 有孔团水虱体长和蛀洞长的分布

Figure 5 Distribution ofand burrow length

图6 有孔团水虱体宽和蛀洞宽度比较

Figure 6 Comparison ofand burrow width

2.2 底物的不同硬度和密度对有孔团水虱蛀洞行为的影响

各底物的硬度和密度从大到小的顺序为: 海莲>木榄>银叶树>白骨壤>泡沫板(表3)。实验结束后共发现蛀洞151个, 其中泡沫板84个, 木榄34个, 白骨壤22个, 银叶树11个, 海莲0个(表3)。利用散点图比较底物的密度与蛀洞个数之间的关系, 拟合的线性回归方程为:=-105.87+82.945(2=0.8924,<0.05), 线性回归分析表明, 有孔团水虱对蛀蚀底物的偏好性与底物的密度呈负相关, 且线性回归方程显著(图8)。有孔团水虱对蛀蚀底物的偏好性排序为: 泡沫板>木榄>白骨壤>银叶树>海莲。

2.3 有孔团水虱蛀洞高度的偏好性

图9所示, 本次实验中, 有孔团水虱在泡沫板上共蛀洞287个, 蛀洞高度范围为0.20 cm—100 cm, 平均为61.80 cm, 以50 cm—60 cm和90 cm—100 cm组的蛀洞数最多, 10 cm—20 cm组蛀洞数最少。

3 讨论

有孔团水虱偏好蛀蚀红树植物作为栖息、庇护和繁衍的场所, 但对不同红树植物的蛀蚀具有选择性。Wilkinson(2004)研究发现, 有孔团水虱蛀蚀底物的偏好性与底物的硬度和密度有关。在海南东寨港红树林保护区, 范航清等(2014)发现, 有孔团水虱选择性攻击红树植物顺序为: 海莲、木榄>尖瓣海莲、角果木>白骨壤、秋茄>桐花树。侵蚀危害程度由重到轻依次为: 木榄>尖瓣海莲>海莲>秋茄>红海榄。处于地带性演替后期、相对高大的成熟林易遭受团水虱危害, 而红海榄基本上未被蛀蚀[16]。本次实验发现, 有孔团水虱不仅蛀蚀红树植物, 而且蛀蚀泡沫板这类非红树材质的底物。有孔团水虱蛀蚀底物的偏好性排序为: 泡沫板>木榄>白骨壤>银叶树>海莲, 表明当给予选择时, 有孔团水虱偏好于蛀蚀材质较松软的底物, 对于海莲这类高硬度和高密度的底质, 有孔团水虱较少蛀蚀。

图7 有孔团水虱体宽和蛀洞宽比较

Figure 7 Distribution ofand burrow width

表3 底物材质的物理参数与蛀洞数量

图8 底物密度和蛀洞数量的关系

Figure 8 Relationship between substrate density and numbers of burrow

图9 有孔团水虱蛀洞高度

Figure 9 The burrow placement height of

团水虱蛀洞的目的是为寻求栖息、摄食和繁衍的场所, 其蛀洞的大小和团水虱的大小相差无几[17]。研究表明, 有孔团水虱蛀洞长度受密度分布的影响, 密度越高, 蛀洞长度越短[3]。本次实验线性回归分析表明, 泡沫板上的蛀洞长度明显大于银叶树干上的蛀洞长度, 蛀洞长度与蛀蚀底物的硬度和密度有关。在银叶树干和泡沫板上, 有孔团水虱蛀洞的宽度都随着体宽的增加而增加, 线性关系显著。

有孔团水虱的蛀洞行为与海水潮差有关系。范航清等(2014)发现, 有孔团水虱只蛀蚀潮水可淹没到的红树植株体, 位于平均高潮线以下的红树植物板状根、气生根、基茎、树干和树枝等都是有孔团水虱侵蚀的部位[8]。研究发现, 在野外, 有孔团水虱多在红树植物树干的60—70 cm处蛀洞, 在室内则多在0—20 cm处蛀洞[3]。该室内实验时增加了泵氧装置, 导致了PVC管中上下氧气量一致, 因而在较低处的蛀洞数量较多。本研究模拟野外环境, 利用PVC管加入海水进行实验, 探讨了有孔团水虱蚀洞高度的偏好性, 结果发现有孔团水虱的蛀洞高度主要集中在50—100 cm段, 这与Wilkinson的野外实验结果相似。

4 结论

在室内对有孔团水虱的蛀洞行为学特征进行了研究, 结果表明: 1. 有孔团水虱对蛀蚀底物的偏好性与底物的硬度和密度呈负相关, 且线性回归方程显著, 其排序为: 泡沫板>木榄>白骨壤>银叶树>海莲; 2. 有孔团水虱蛀洞长度与蛀蚀底物的硬度和密度有关, 蛀洞宽度随着体宽的增加而增加, 线性关系显著。3. 有孔团水虱偏好在水面下0~50cm的区域活动, 其对底物的蛀洞高度受海水潮差的影响。

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Study on the burrowing behavior of

LI Xiufeng1, CHEN Qinghua2, HUANG Jianrong1, *

1. School of Life Sciences, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510275, China 2. South China Institute of Environmental Sciences, Ministry of Ecology and Environment, Guangzhou 510530, China

In recent years, substantialoutbreaks have seriously affected mangrove standsin Hainan Province and Guangxi Zhuang Autonomous region, however, the concerned basic research remains poorly understood. Tolearn the burrowing behavior ofhelp control and wipe it out, and provide foundation materials for therestoration of damaged mangroves ecosystem, in laboratory, the burrowing behavior ofwas studied.,,and Styrofoam were served as substrates to study the burrowing behavior of. The result indicated thatshowed the burrowing preference on the substrates: Styrofoam >>>>. The body length ofwas different with burrow length on the softer substrates.preferred to live under water 0-50 cm. The preference ofburrowing behavior was negatively related to hardness and density of substrates. The placement of burrow was affected by the height of tide.

; burrowing behavior; substrate preference

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.06.017

Q95-33

A

1008-8873(2022)06-139-07

2020-10-09;

2020-12-07

GEF-中国湿地保护体系项目(GEF-HN2013); 国家公益性科研院所专项资金(PM-zx097-201904-134); 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)创新团队建设项目(GML2019-OTBF)

李秀锋(1991—)男, 硕士研究生, 河南驻马店人, 主要从事动物学研究, E-mail: lixiufeng201443@163.com

通信作者:黄建荣, 男, 博士, 副教授, 主要从事动物学研究, E-mail: lsshjr@mail.sysu.edu.cn

李秀锋, 陈清华, 黄建荣. 有孔团水虱()的蛀洞行为初步研究[J]. 生态科学, 2022, 41(6): 139–145.

LI Xiufeng, CHEN Qinghua, HUANG Jianrong. Study on the burrowing behavior of[J]. Ecological Science, 2022, 41(6): 139–145.