隴東黃土高原苜蓿田昆蟲群落的組成與結(jié)構(gòu)分析

王佛生，鄧 蕓，霍轉(zhuǎn)芳

(隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院，甘肅 慶陽 745000)

苜蓿(Medicagosativa)適口性好，營養(yǎng)價(jià)值高，尤其含有大量的粗蛋白、豐富的維生素、多種礦物質(zhì)及一些未知促生長因素，是反芻動(dòng)物的優(yōu)質(zhì)飼草[1]。甘肅是全國的種草大省，2009年苜蓿種植面積55.67萬hm2，居全國第一[2]。隴東黃土高原位于黃河中游，東依子午嶺、北靠羊圈山、西接六盤山，包括慶陽市7縣1區(qū)及平?jīng)鍪袞|部5縣，是典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)[3-4]。隴東黃土高原屬于干旱、半干旱農(nóng)業(yè)區(qū)，種植業(yè)與畜牧業(yè)并重，苜蓿是主要的栽培牧草，僅慶陽市而言，苜蓿種植面積占多年生牧草總面積的75%～80%，苜蓿留存面積19萬～20萬hm2，占可耕地面積的28.2%～29.7%、甘肅省苜蓿種植面積的1/3[5-6]，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)體系逐步形成，苜蓿草產(chǎn)品已出口至東南亞多個(gè)國家。

在苜蓿種植規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，也為其害蟲的發(fā)生和流行創(chuàng)造了有利的生態(tài)條件，加之當(dāng)?shù)剀俎７N植歷史長、栽培管理比較粗放等原因，使害蟲蟲口基數(shù)加大，導(dǎo)致苜蓿蟲害發(fā)生呈不斷加重的趨勢，影響了苜蓿草、苜蓿種子的產(chǎn)量和品質(zhì)[7]，成為制約苜蓿產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主要因素之一。在苜蓿蟲害相關(guān)研究方面，目前有寧夏苜蓿害蟲天敵種類及其田間發(fā)生規(guī)律的初步研究、刈割對苜蓿栽培草地昆蟲群落結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)的影響、苜蓿病蟲草鼠害防治、景泰第1茬苜蓿昆蟲群落及數(shù)量動(dòng)態(tài)等[8-11]，但對隴東黃土高原苜蓿田害蟲的調(diào)查研究鮮見報(bào)道。為了明確該區(qū)域苜蓿害蟲的發(fā)生種類、種群結(jié)構(gòu)，為苜蓿害蟲的預(yù)測預(yù)報(bào)和綜合防治提供理論依據(jù)，選擇氣候具有代表性的董志塬進(jìn)行了調(diào)查研究，同時(shí)制定了《慶陽市苜蓿主要病蟲害無公害綜合防治技術(shù)規(guī)程》，并被審定為甘肅省地方標(biāo)準(zhǔn)DB 62/T 1907-2009，于2010年2月頒布實(shí)施[12]。

1 材料與方法

1.1調(diào)查田概況 調(diào)查田位于慶陽市西峰區(qū)溫泉鄉(xiāng)八里廟村(107°38′ E，35°44′ N)，該地區(qū)年平均氣溫8.7 ℃，年降水量526.7 mm，其中7-9月降水量占全年降水量的60%左右[13]。調(diào)查田面積0.76 hm2，土壤黑壚土，旱作條件，苜蓿品種為農(nóng)寶，生長2年，長勢中等，調(diào)查期間未施用任何農(nóng)藥。

1.2調(diào)查方法 于2009年5月中旬至10月上旬每7 d調(diào)查一次，共計(jì)20次。為了保證調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)一可比性，采用對角線取樣法選取5個(gè)樣點(diǎn)，用網(wǎng)掃法采集標(biāo)本，每點(diǎn)10復(fù)網(wǎng)次。各樣點(diǎn)采集到的昆蟲分別放入毒瓶中帶回實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行分類鑒定和統(tǒng)計(jì)，將代表性昆蟲制作為標(biāo)本。

1.3類群劃分 根據(jù)昆蟲與苜蓿的利害關(guān)系，將苜蓿田昆蟲劃分為害蟲、天敵、益蟲、中性昆蟲4個(gè)類群。

1.4數(shù)據(jù)處理 在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析中采用種群優(yōu)勢度指數(shù)、物種豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)及優(yōu)勢度指數(shù)進(jìn)行評價(jià)[14-15]。

種群優(yōu)勢度指數(shù)(Db)表示各個(gè)類群的優(yōu)勢度。

Db=Ni/N。

(1)

式(1)中，Ni為某一類群的個(gè)體數(shù)，N為所有類群的總個(gè)體數(shù)。Db≥0.1為優(yōu)勢種群；0.01≤Db<0.10為常見類群；Db<0.01為稀有種群。

物種豐富度指數(shù)(Margalef，Dm)表示群落中昆蟲種數(shù)的多寡。

Dm=(S-1)/lnN。

(2)

式(2)中，S為群落中的總物種數(shù)目；N為觀察到的個(gè)體總數(shù)。

群落多樣性指數(shù)(Shannon-wiener，H′)

H′=-ΣPilnPi。

(3)

式(3)中，Pi=Ni/N；Ni為種i的個(gè)體數(shù)，N為所在群落所有物種的個(gè)體數(shù)之和。

生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)(Simpson，Ds)表示生物群落內(nèi)昆蟲種群數(shù)量的變化情況。

Ds=1-ΣPi2=1-Σ(Ni/N)2。

(4)

式(4)中，Pi為種的個(gè)體數(shù)占群落中總個(gè)體數(shù)的比例。

物種均勻度指數(shù)(Pielou，J)表示群落中全部昆蟲個(gè)體數(shù)目的分配狀況。

J=H/Hmax=H/lnS。

(5)

式(5)中，Hmax為最大昆蟲多樣性指數(shù)，Hmax=lnS(S為群落中的總種數(shù))；H為實(shí)際觀察昆蟲多樣性指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1苜蓿田昆蟲群落組成 在該項(xiàng)研究中，共采集昆蟲標(biāo)本21 021頭(已鑒定出20 864頭，未鑒定出157頭)。經(jīng)鑒定隸屬12目69科115種(表1)。在5點(diǎn)、20次、10復(fù)網(wǎng)次調(diào)查中，平均每點(diǎn)有昆蟲4 173頭。

從分類階元來看，以鞘翅目昆蟲種類最多，分別隸屬18科35種。其次是鱗翅目和膜翅目昆蟲，分屬11科17種和11科16種。革翅目、蜚蠊目、蜱螨目種類較少，均為1科1種。與周軍和賀春貴[11]在甘肅景泰的研究結(jié)果不完全一致。

從苜蓿田昆蟲群落數(shù)量來看，數(shù)量最多的是同翅目昆蟲，共5 349頭，占總量的25.45%。處于第2位的是鞘翅目昆蟲，共4 702頭，占22.37%。半翅目和雙翅目昆蟲分別占18.78%和14.09%，其他昆蟲占18.56%，未鑒定出昆蟲占0.75%。

2.2苜蓿田昆蟲優(yōu)勢種群 對苜蓿田主要昆蟲種類進(jìn)行優(yōu)勢度指數(shù)分析(表1)，優(yōu)勢種群是豌豆無網(wǎng)長管蚜、苜蓿盲蝽、條紋根瘤象3種，均為害蟲。常見種群是蚊子、蜘蛛、黃翅菜葉蜂、中華草蛉、食菌瓢蟲、十三星瓢蟲、豌豆?jié)撊~蠅、苜蓿無網(wǎng)長管蚜、綠盲蝽、斑須蝽、暗色芫菁、多異瓢蟲、蜜蜂、廁所蠅、東京弓背蟻15種。其中害蟲6種、天敵5種、中性昆蟲3種、益蟲1種，害蟲、天敵昆蟲、中性昆蟲和益蟲分別占40.0%、33.3%、20.0%和6.7%。本調(diào)查結(jié)果與楊彩霞等[16]在寧夏的調(diào)查相近。

2.3苜蓿田昆蟲結(jié)構(gòu)比例動(dòng)態(tài)關(guān)系 在害蟲、天敵、中性昆蟲及益蟲四者的數(shù)量關(guān)系中(圖1)，以害蟲的相對數(shù)量最多(14 091頭)，比例的谷峰值變幅為26.99%～88.99%，平均67.54%。其次是天敵昆蟲(4 130頭)，平均占19.79%，最高達(dá)36.52%，與害蟲的比例為1∶3.41。中性昆蟲(2 337頭)所占比例少于天敵，變幅為1.55%～33.74%，平均11.20%。相對數(shù)量最少的為蜜蜂(306頭)，變幅為0～10.43%。

2.4昆蟲類群動(dòng)態(tài)關(guān)系 從結(jié)構(gòu)比例的時(shí)序動(dòng)態(tài)關(guān)系來看，苜蓿害蟲與天敵昆蟲之間呈此消彼長關(guān)系。如9月上旬，由于天敵數(shù)量減少，害蟲失去了控制，其數(shù)量呈直線上升達(dá)到峰值，占昆蟲總量的88.99%。苜蓿害蟲與中性昆蟲在數(shù)量及發(fā)生趨勢上均呈互補(bǔ)關(guān)系[17]，而天敵昆蟲與中性昆蟲之間則呈相互依存關(guān)系。在8月16日調(diào)查中，中性昆蟲最高比例達(dá)到了33.74%，此時(shí)天敵昆蟲則占34.46%。益蟲蜜蜂的數(shù)量消長與其他昆蟲的關(guān)系不明顯，其活動(dòng)高峰期在7月中下旬、8月中下旬，這可能與蜜蜂采蜜的適宜溫度有關(guān)(20～25 ℃)[18]。

2.5苜蓿田昆蟲多樣性特征指數(shù)的時(shí)序動(dòng)態(tài) 從5月中旬到10月初，昆蟲豐富度指數(shù)的變幅在2.02～6.67，說明隴東黃土高原苜蓿田昆蟲種類豐富，且隨時(shí)間變化有較大差異。7月中旬昆蟲種類較少，為10～24種，豐富度指數(shù)2.0～4.8；8月中旬(8月16日)第2茬苜蓿盛花期昆蟲種類最多，達(dá)35種，物種豐富度指數(shù)為6.67。

生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)、群落多樣性指數(shù)和物種均勻度指數(shù)的變化趨勢基本一致(圖2)，這是因?yàn)榫鶆蚨戎笖?shù)是物種豐富度指數(shù)和群落多樣性指數(shù)的函數(shù)[19]，三者之間的數(shù)量關(guān)系是群落多樣性指數(shù)>生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)>物種均勻度指數(shù)。生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)在8月中旬達(dá)到最大值，表明群落內(nèi)昆蟲數(shù)量分布不均勻，優(yōu)勢種地位突出。

表1 苜蓿田昆蟲群落組成統(tǒng)計(jì)表

圖1 苜蓿田昆蟲結(jié)構(gòu)比例動(dòng)態(tài)

圖2 苜蓿田昆蟲多樣性分析

3 討論與小結(jié)

3.1苜蓿田昆蟲優(yōu)勢種群地位突出 在隴東黃土高原旱作條件下，苜蓿田昆蟲群落中以鞘翅目、鱗翅目和膜翅目昆蟲較多，優(yōu)勢種群是豌豆無網(wǎng)長管蚜、苜蓿盲蝽和條紋根瘤象。常見天敵昆蟲是中華草蛉、食菌瓢蟲、十三星瓢蟲、多異瓢蟲和蛛形綱的蜘蛛。中性昆蟲是蚊子、廁所蠅、東京弓背蟻。主要益蟲是蜜蜂。

3.2苜蓿田害蟲天敵數(shù)量較多 苜蓿田天敵與害蟲的數(shù)量比高，說明苜蓿能夠?yàn)樘鞌忱ハx提供相對穩(wěn)定、適宜的生存環(huán)境，造成其群體數(shù)量較大，為苜蓿害蟲的生物控制奠定了自然基礎(chǔ)。但害蟲的發(fā)生高峰期早于天敵，完全依賴天敵對苜蓿害蟲的控制是不可行的，在保護(hù)和利用天敵的同時(shí)，在害蟲發(fā)生高峰期還應(yīng)該選用高效、低毒、無公害農(nóng)藥進(jìn)行防治。

3.3苜蓿田主要害蟲及防治時(shí)期 本研究結(jié)果說明，當(dāng)?shù)剀俎：οx的優(yōu)勢種群是豌豆無網(wǎng)長管蚜、苜蓿盲蝽和條紋根瘤象。因此應(yīng)將上述害蟲作為防治重點(diǎn)對象，防治的主要時(shí)期是5月中下旬、7月下旬至8月上旬、9月上中旬3個(gè)苜蓿害蟲發(fā)生高峰期，尤其是9月上中旬做好防治工作，對減少害蟲的越冬基數(shù)、減輕翌年發(fā)生程度有重要作用。

3.4存在問題 在昆蟲群落的調(diào)查研究中，如何將各種昆蟲的采樣方法、樣方大小和布局標(biāo)準(zhǔn)化，以保證調(diào)查結(jié)果的可比性和可校驗(yàn)性，還需要深入研究和探討[20-21]。

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