合肥不同茶园广翅蜡蝉与蜘蛛空间、数量和时间关系

2022-10-28吴筱萌程鸿浩邹运鼎毕守东

东北农业大学学报 2022年8期

徐悦，吴筱萌，程鸿浩，邹运鼎，毕守东*

（1.安徽农业大学理学院，合肥 230036；2.安徽农业大学林学与园林学院，合肥 230036）

广翅蜡蝉（Ricanidae）属半翅目、蜡蝉科（Fulgoridae），安徽省内常见种类有八点广翅蜡蝉（Ricania speculum）、柿广翅蜡蝉（Ricania sublimbata）、缘纹广翅蜡蝉（Ricania marginalis）、眼纹疏广翅蜡蝉（Euricania ocellus）及带纹疏广翅蜡蝉（Euricania fascialis）等[1-2]，本文将其统称为广翅蜡蝉。广翅蜡蝉作为农林害虫，其中八点广翅蜡蝉和柿广翅蜡蝉是茶园主要害虫[3]。广翅蜡蝉有趋嫩习性，以若虫和成虫吸取嫩芽和嫩叶汁液为害，喜潮湿畏阳光，多数年发生一代，6～8月成虫盛发，影响茶叶产量和品质[4]。化学农药作为常见害虫防治手段在农业生产中应用普遍，滥用农药污染环境，导致害虫产生抗药性。张彦超等研究发现，河南信阳和安徽六安茶小绿叶蝉种群对茚虫威杀虫剂存在抗性风险[5]；金剑雪等报道多数地区白背飞虱对毒死蜱与吡虫啉为低至中等水平抗性[6]。化学防治污染环境且不利于可持续发展，物理和生物防治在生态安全和可持续发展中具有特殊优势[7]。孙晓玲等研究发现，诱虫黄板和绿板对八点广翅蜡蝉诱集效果较好[8]；常明山等研究结果表明400 nm波长诱虫灯对八点广翅蜡蝉诱集效果最佳[9]。

广翅蜡蝉主要天敌种类为草蛉、瓢虫、蜂类、蚂蚁、蜘蛛等，其中广翅蜡蝉与蜘蛛关系密切[10]，茶园蜘蛛资源丰富，蜘蛛对害虫具有良好攻击效应[11]。郭线茹等报道桃园昆虫群落物种数随桃树生长而增加，优势种也因其生长而变化[12]；田良恒等报道棉铃虫齿唇姬蜂（Campoletis chlorideaeUchida）对草地贪夜蛾[Spodoptera frugiperda（Smith）]幼虫的控害潜能[13]，天敌与目标害虫关系密切程度直接关系到天敌对目标害虫的捕食或寄生效率，通过调查茶园昆虫群落结构及其动态可准确评判优势种天敌[14]，合理利用优势种天敌，创造利于天敌生存环境，结合人工繁育和释放天敌，达到控制害虫的目的[15]。程娴等报道两种茶园广翅蜡蝉与8种蜘蛛天敌空间关系[16]，毕守东等报道广翅蜡蝉与其主要天敌空间格局动态[17]。目前，关于不同茶园广翅蜡蝉与蜘蛛空间、数量和时间关系系统研究尚未见报道，本文选择安徽合肥地区黄山大叶种、龙井43、农抗早、平阳特早4种茶园，综合研究和比较茶园间广翅蜡蝉空间、数量和时间关系密切的蜘蛛类天敌，以期为保护和利用自然天敌进行广翅蜡蝉综合防治提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 调查时间与地点

调查时间为2021年6月20日～9月17日（广翅蜡蝉盛发期）。共调查6次。调查地点为安徽农业大学科技示范园茶园。

1.2 调查茶园概况

调查茶树品种为黄山大叶种、龙井43、农抗早和平阳特早等四个品种，每种茶树茶园面积均为0.2 hm2，茶园间互不相邻且不施用化学农药，茶园周边有杨树（PopulusL.）、樱花树（Cerasus ye-doensis）等林木。

1.3 调查方法

采用平行跳跃法在茶园随机选取3行，行距为1 m，每行选取10个样方，共取30个样方，每个样方长2 m，样方间距为1 m。首先目测调查，每个样方随机选取10片叶，统计害虫和天敌种类数和个体数；再人工盘拍样方中所有枝条，人工盘拍采用工具为沾有洗衣粉水溶液的搪瓷盘（搪瓷盘口长为40 cm，宽30 cm，洗衣粉水溶液浓度为1 000倍液）。调查记录害虫和天敌种类和个体数，对无法准确鉴别的物种样本进行编号，将其装入毒瓶保存后请专家鉴别。

1.4 数学分析

1.4.1 广翅蜡蝉及其天敌空间地学统计学分析

根据区域变化量理论，在空间上昆虫种群数量即区域化变量[18-19]。本文利用半变异函数公式通过计算广翅蜡蝉及其天敌半变异函数，拟合半变异函数理论模型，分析半变异函数结构，描述广翅蜡蝉及其天敌空间格局和空间相关关系，求出该模型变程，即变异函数值达到平衡时间隔距离。其中N（h）是被h分割的数据对（xi，xi+h）的对数，z（xi）和z（xi+h）分别是点xi和点xi+h处样本测量值。

1.4.2 天敌与广翅蜡蝉空间动态的灰色关联度分析

采用灰色关联度分析法[20]，分析天敌与广翅蜡蝉变程之间关系的灰色关联度，灰色关联系数公rij式为：其中ρ为分辨系数，取值区间[0，1]，本文取ρ=0.8，minmin|Yi(k)-Xj(k)|为2级最小差，maxmax|Yi(k)-Xj(k)|为2级最大差，利用公式求出天敌与广翅蜡蝉变程间的关联度R(Yi,Xj)=1/n∑rij(k)，若某种天敌变程与广翅蜡蝉变程关联度越大，表明该种天敌对广翅蜡蝉空间跟随关系越密切。

1.4.3 天敌与广翅蜡蝉之间数量关系

分析计算方法同1.4.2，二者关联度越大，在数量上关系越密切。

1.4.4 天敌与广翅蜡蝉之间时间关系

用Levins生态位重叠指数公式，计算天敌与害虫在时间上生态位重叠指数，判断天敌对害虫在时间上跟随关系的密切程度。

Levins生态位重叠指数公式[21]：

式中，Lij-物种i对物种j的生态位重叠指数，Pih和Pjh为每个物种在资源序列第h单位上比例，Bi-物种i生态位宽度，Pi-一个物种在一个资源序列的i单位中所占比例，S-每个资源序列总单位。

分析广翅蜡蝉与蜘蛛时间关系密切程度，时间生态位重叠指数越大，广翅蜡蝉与蜘蛛发生时间上的关系越密切。

1.4.5 天敌与广翅蜡蝉之间关系的综合分析

将空间、数量和时间上天敌与广翅蜡蝉的灰色关联度进行标准化，即除以该类关联度最大值，其商称作密切指数。然后将密切指数相加，按密切指数之和、序号总和排序，综合分析评定与广翅蜡蝉空间、数量和时间关系密切的天敌种类。

2 结果与分析

2.1 4种茶园广翅蜡蝉及其主要天敌种群数量调查

黄山大叶种、龙井43、农抗早和平阳特早茶园的广翅蜡蝉数量分别为206、291、441和194头，三突花蟹蛛（Misumenops tricuspidatus）、粽管巢蛛（Clubiona japonicola）、斑管巢蛛（Clubiona reichlini）、斜纹猫蛛（Oxyopes sertatus）、鞍型花蟹蛛（Xysticus ephippiafus）、黑色跳蛛（Plexippus paykulli）、鳞纹肖蛸（Tetragnatha squamata）、锥腹肖蛸（Tetragnatha maxillosa）、草间小黑蛛（Erigonidium graminicolum）、八点球腹蛛（Theridion octomaculatum）和条纹蝇虎（Plexippus setipet）等11种蜘蛛类天敌数量较多，其在黄山大叶种、龙井43、农抗早和平阳特早茶园捕食性天敌中占比分别为78.25%、78.19%、77.38%和63.97%，从数量角度考虑，本文将以上11种蜘蛛作为广翅蜡蝉的主要天敌开展研究。

2.2 广翅蜡蝉类及其天敌空间分布格局的地学统计学分析

将4种茶园广翅蜡蝉及其天敌空间分布格局的地学统计学分析结果的变程和决定系数列于表2，黄山大叶种茶园9月6日鳞纹肖蛸（X7）理论模型决定系数最小，R2为0.1047（R=0.3236），自由度df=26时，r0.05=0.374，R＜r0.05，其次是7月8日三突花蟹蛛（X1）决定系数最小，R2为0.3745（R=0.6120），df=26时，r0.01=0.478，R＞r0.01，表明黄山大叶种茶园广翅蜡蝉及主要天敌理论模型除9月6日鳞纹肖蛸外，其余理论模型与实况吻合度较高；龙井43茶园9月17日斑管巢蛛（X3）理论模型的决定系数最小，R2为0.0923（R=0.3038），其次是8月10日斜纹猫蛛（X4）决定系数最小，R2为0.106（R=0.3256），df=26时，r0.05=0.374，二者均小于r0.05，第三是8月22日条纹蝇虎（X11）决定系数最小，R2为0.2490（R=0.4990），df=26时，r0.01=0.478，R＞r0.01，表明龙井43茶园广翅蜡蝉及其天敌的理论模型除9月17日斑管巢蛛和8月10日斜纹猫蛛外，其余理论模型与实况吻合度较高；农抗早茶园最小决定系数R2为0.2799（R=0.5291），平阳特早茶园最小决定系数R2为0.3359（R=0.5796），df=26时，r0.01=0.478，R＞r0.01，表明此两种茶园半变异函数理论模型与实况吻合度极高。天敌与广翅蜡蝉类理论模型均为球形模型，即y=c1x3+c2x2+c3x+c4。

表1 广翅蜡蝉和主要天敌种群数量动态Table 1 Population dynamics of the ricanidae and its main natural enemies

表2 广翅蜡蝉与其天敌半变异函数特征参数Table 2 Semivariogram characteristic parameters of the ricanidae and its natural enemies

续表2

2.3 茶园天敌与广翅蜡蝉空间关系

将天敌与广翅蜡蝉之间变程灰色关联度列于表3，与广翅蜡蝉空间关系密切前4位天敌，黄山大叶种茶园依次是斜纹猫蛛（X4）、斑管巢蛛（X3），三突花蟹蛛（X1）和条纹蝇虎（X11）；龙井43茶园依次是三突花蟹蛛（X1）、粽管巢蛛（X2）、八点球腹蛛（X10）和鞍型花蟹蛛（X5）；农抗早茶园依次是草间小黑蛛（X9）、鞍型花蟹蛛（X5）、三突花蟹蛛（X1）和八点球腹蛛（X10）；平阳特早茶园依次是草间小黑蛛（X9）、粽管巢蛛（X2）、鞍型花蟹蛛（X5）和八点球腹蛛（X10）；4种茶园前4位天敌中，三突花蟹蛛（X1）、鞍型花蟹蛛（X5）和八点球腹蛛（X10）出现3次，粽管巢蛛（X2）和草间小黑蛛（X9）出现2次，根据序号总和及前4位天敌出现次数排序，综合考虑得出，与广翅蜡蝉空间关系密切的前4位天敌依次是鞍型花蟹蛛（X5）、三突花蟹蛛（X1）、草间小黑蛛（X9）和粽管巢蛛（X2）。

表3 4种茶园天敌与广翅蜡蝉空间关系灰色关联度Table 3 Gray correlation of spatial relationship between natural enemies and ricanidae in four tea plantations

2.4 天敌与广翅蜡蝉数量关系

将天敌与广翅蜡蝉之间数量关系的灰色关联度列于表4，与广翅蜡蝉数量间关系密切的前4位天敌，黄山大叶种茶园依次是三突花蟹蛛（X1）、八点球腹蛛（X10）、鞍型花蟹蛛（X5）和黑色跳蛛（X6）；龙井43茶园依次是鞍型花蟹蛛（X5）、黑色跳蛛（X6）、草间小黑蛛（X9）和斑管巢蛛（X3）；农抗早茶园依次是八点球腹蛛（X10）、三突花蟹蛛（X1）、草间小黑蛛（X9）和粽管巢蛛（X2）；平阳特早茶园依次是草间小黑蛛（X9）、三突花蟹蛛（X1）、鳞纹肖蛸（X7）和八点球腹蛛（X10）；按照前4位天敌中出现的次数排序，三突花蟹蛛（X1）、草间小黑蛛（X9）和八点球腹蛛（X10）出现3次，鞍型花蟹蛛（X5）和黑色跳蛛（X6）出现2次，根据序号总和及前4位天敌中出现次数排序，综合分析得出，与广翅蜡蝉数量关系密切的前4位天敌依次是三突花蟹蛛（X1）、草间小黑蛛（X9）、八点球腹蛛（X10）和鞍型花蟹蛛（X5）。

表4 4种茶园天敌与广翅蜡蝉数量关系的灰色关联度Table 4 Gray correlation of quantitative relationship between natural enemies and ricanidae in four tea plantations

2.5 天敌与广翅蜡蝉时间关系

将蜘蛛与广翅蜡蝉时间生态位重叠指数列于表5，时间生态位重叠指数越大，表明蜘蛛与广翅蜡蝉发生时间上关系越密切。与广翅蜡蝉时间关系密切的前4位天敌，黄山大叶种茶园依次是锥腹肖蛸（X8）、鞍型花蟹蛛（X5）、三突花蟹蛛（X1）和草间小黑蛛（X9）；龙井43茶园依次是鞍型花蟹蛛（X5）、锥腹肖蛸（X8）、草间小黑蛛（X9）和黑色跳蛛（X6）；农抗早茶园依次是八点球腹蛛（X10）、三突花蟹蛛（X1）、草间小黑蛛（X9）和粽管巢蛛（X2）；平阳特早茶园依次是锥腹肖蛸（X8）、草间小黑蛛（X9）、三突花蟹蛛（X1）和八点球腹蛛（X10）。按某种蜘蛛与广翅蜡蝉时间关系位于前4位出现的次数判断与广翅蜡蝉发生时间关系密切与否，草间小黑蛛（X9）出现4次，三突花蟹蛛（X1）和锥腹肖蛸（X8）出现3次，鞍型花蟹蛛（X5）和八点球腹蛛（X10）均出现2次，根据序号总和及前4位天敌中出现次数排序，综合得出，与广翅蜡蝉发生时间关系密切的前4位天敌依次是草间小黑蛛（X9）、锥腹肖蛸（X8）、三突花蟹蛛（X1）和八点球腹蛛（X10）。

表5 4种茶园蜘蛛与广翅蜡蝉时间生态位重叠指数Table 5 Temporal ecological position overlap indices of spiders and ricanidae in four tea plantations

2.6 天敌与广翅蜡蝉在空间、数量和时间关系的综合分析

将4种茶园天敌与广翅蜡蝉空间、数量和时间关系密切指数列于表6，根据密切指数总和排序，与广翅蜡蝉空间、数量和时间关系密切的前4位天敌，黄山大叶种茶园依次是鞍型花蟹蛛（X5）、三突花蟹蛛（X1）、锥腹肖蛸（X8）和八点球腹蛛（X10）；龙井43茶园依次是鞍型花蟹蛛（X5）、草间小黑蛛（X9）三突花蟹蛛（X1）和黑色跳蛛（X6）；农抗早茶园依次是八点球腹蛛（X10）、三突花蟹蛛（X1）、草间小黑蛛（X9）和粽管巢蛛（X2）；平阳特早茶园依次是草间小黑蛛（X9）、锥腹肖蛸（X8）、三突花蟹蛛（X1）和八点球腹蛛（X10）；4种茶园中农抗早茶园广翅蜡蝉数量最多，若以农抗早茶园前4位天敌为对照，黄山大叶种茶园有三突花蟹蛛（X1）和八点球腹蛛（X10）与之相同；龙井43茶园有三突花蟹蛛（X1）和草间小黑蛛（X9）与之相同；平阳特早茶园有三突花蟹蛛（X1）、草间小黑蛛（X9）和八点球腹蛛（X10）三种与之相同。在前4位天敌中出现次数多的天敌依次是三突花蟹蛛（X1）为4次，草间小黑蛛（X9）和八点球腹蛛（X10）均为3次，鞍型花蟹蛛（X5）和锥腹肖蛸（X8）均为2次。根据空间、数量和时间关系的密切指数之和、序号总和及在前4位天敌中出现次数排序，综合分析得出，与广翅蜡蝉在空间、数量和时间上关系密切的前4位天敌依次是三突花蟹蛛（X1）、草间小黑蛛（X9）、八点球腹蛛（X10）和鞍型花蟹蛛（X5）。

表6 天敌与广翅蜡蝉空间、数量和时间关系密切指数Table 6 Close indices of spatial,quantitative and temporal relationships between natural enemies and ricanidae

续表6

3 讨论

程娴等运用地学统计学结合灰色关联度分析方法研究2015和2016年乌牛早和白毫早茶园广翅蜡蝉在空间上跟随关系密切的前3位天敌，依次得出八点球腹蛛、粽管巢蛛和茶色新园蛛（Neoscona theisi）[16]；毕守东等采用聚块样方方差分析方法研究得出，2015和2016年白毫早茶园与八点广翅蜡蝉在空间跟随关系上密切的前3位天敌是草间小黑蛛、粽管巢蛛和茶色新园蛛[17]；孙佳照等运用5种方法分别研究天敌与小贯小绿叶蝉空间关系，得出聚块样方方差分析法研究结果与地学统计学方法结果差异较小，空间生态位重叠指数法研究结果与地学统计学方法研究结果差异较大[22]。本文运用地学统计学方法、灰色关联度分析法及生态位分析方法，研究2021年黄山大叶种、龙井43、农抗早和平阳特早4种茶园与广翅蜡蝉空间、数量和时间关系密切的前4位天敌，综合分析得出前4位天敌依次为三突花蟹蛛、鞍型花蟹蛛、草间小黑蛛和斜纹猫蛛，与前人研究结果不完全一致，其原因可能是：①研究茶树品种不同，茶园生态及节肢动物物种构成不同，因此害虫与天敌密切关系程度也不同，不同茶树品种对多种病虫害具有不同程度抗性；②研究年份不同，如2021年夏季降水量偏多，2015和2016年冬季降水量偏多，由此造成不同年份间茶园生境差异；③运用数学分析方法不同，本文运用地学统计学方法、灰色关联度分析法及生态位分析方法，前人研究多采用聚块样方方差分析法、地学统计学方法及灰色关联度法；④研究目的不同，本文研究天敌与广翅蜡蝉数量、时间和空间3个维度关系，前人研究广翅蜡蝉与其天敌空间维度关系。

宋学雨等对茶园天敌与卵形短须螨（Breuipalpus oboyats）、双斑长跗萤叶甲（Monolepta hieroglyphica）空间关系密切程度进行差异比较研究，得出空间跟随关系越密切，害虫捕食或寄生率越高[23]；张书平等研究茶园四种害虫与其天敌的空间关系，比较害虫与天敌年度间密切程度差异的原因，害虫个体数与某种天敌个体数之比，比值越小，天敌与害虫跟随关系越密切，可能是天敌食饵资源短缺所致[24]。研究表明黄山大叶种茶园与广翅蜡蝉在数量、时间和空间维度上关系密切的第1位天敌是鞍型花蟹蛛，第11位是条纹蝇虎，广翅蜡蝉与二者数量的比值分别为1.5489和2.1237；龙井43茶园第1位天敌是鞍型花蟹蛛，第1位是条纹蝇虎，比值分别为2.3468和5.4906；农抗早茶园第1位天敌是八点球腹蛛，第11位是条纹蝇虎，比值分别为2.1512和8.0182；平阳特早茶园第1位天敌是草间小黑蛛，第11位是条纹蝇虎，比值分别为1.1345和3.9592。4种茶园广翅蜡蝉与其第1位天敌数量之比小于与第11位天敌数量之比，可看出与目标害虫密切的天敌，害虫与该天敌个体数比值比较小，即天敌食饵短缺，是造成天敌与害虫关系密切的诱因之一，与相关报道一致。

天敌与广翅蜡蝉的关系主要体现在数量、时间和空间3个维度，近几年，研究主要针对广翅蜡蝉等茶树害虫与其天敌的空间关系。本文研究广翅蜡蝉与其天敌空间、数量和时间维度关系，在空间关系基础上，探究数量和时间维度关系，更全面反映目标害虫与其天敌密切程度，可为评价目标害虫优势种天敌，利用优势种天敌进行生物防治提供参考依据。单维度分析仅表明天敌对害虫空间上跟随关系密切程度，无法较好反映害虫优势种天敌，多维度分析方法对分析优势种天敌精确度高，结果明确。另外，对单个茶园分析和综合4种茶园进行分析的结果有差异，是因茶树品种不同，茶叶组分对害虫分布有一定影响，害虫和天敌数量结构不同所致。生态系统中，不同生物为自身生存需要通过释放信息化合物引诱或拒避其他生物[25]。利用自然天敌进行生物防治，应考虑植物挥发物质对害虫生长发育的影响，侯雯等报道芥子油苷显著影响小菜蛾雌蛾产卵偏好性[26]；李欣等报道甘蓝受机械损伤或虫害后挥发物对小菜蛾和半闭弯尾姬蜂发挥诱导作用[27]；袁祖丽等报道茶树品种白毫早和舒茶早净光合速率高于平阳特早[28]。未来将针对不同茶树品种茶叶组分对害虫与天敌关系的影响开展探究，为利用优势种天敌治理害虫提供参考。