盤錦稻區蜘蛛群落的建立與多樣性分析

馬曉慧, 桑海旭, 王井士, 劉 郁, 邢亞楠, 車喜慶

(遼寧省鹽堿地利用研究所, 盤錦 124010)

盤錦稻區蜘蛛群落的建立與多樣性分析

馬曉慧*, 桑海旭, 王井士, 劉 郁, 邢亞楠, 車喜慶

(遼寧省鹽堿地利用研究所, 盤錦 124010)

采用吸蟲器抽吸法,系統調查了盤錦稻區蜘蛛物種組成及群落的建立過程,并分析了單季稻區蜘蛛群落多樣性特點。結果表明,盤錦稻區共采集到10科37種蜘蛛,種類較豐富,其中橫紋金蛛Argiopebruennichii、粽管巢蛛Clubionajaponicola和草間鉆頭蛛Hylyphantesgraminicola3種為優勢種蜘蛛。隨著水稻插秧,蜘蛛逐漸從非稻田生境向稻田生境遷移,至8月上旬(8月10日前后),種類數達到最大值26種,完成群落建立過程。Shannon-Wiener指數表明,6月初蜘蛛多樣性水平最低,8月下旬蜘蛛多樣性水平最高,指數最高值為3.0697,而均勻度指數、豐富度指數與其呈正相關,優勢度指數與其呈負相關。

稻田; 蜘蛛; 群落建立; 多樣性

稻田生態系統包括稻田生境和非稻田生境兩部分,未種植水稻期間所有稻田生態系統中的節肢動物以及水稻生長期間非稻田生境中節肢動物構成了稻田節肢動物群落的種庫[1]。蜘蛛是稻田內僅次于昆蟲的種類多、數量大的節肢動物類群,全部為捕食性,也是水稻害蟲的重要天敵之一[2]。盤錦稻區屬于典型的鹽堿地,長年以水稻栽培為主,是遼寧省水稻主產區,但多年大面積種植單一品種,導致農田系統中植物群落結構簡單。農田植被的簡單化必然導致農田生物群落的種類組成和結構也趨向單一化[3]。了解并掌握蜘蛛資源的組成及動態情況,對實施稻田生物防治措施具有重要的意義。本文主要針對稻田蜘蛛群落的組成、建立及多樣性進行調查研究,以期為稻田害蟲生物防治提供基礎物種數據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在遼寧省鹽堿地利用研究所試驗基地完成,調查田塊為連續3年人工投放螟黃赤眼蜂防治水稻害蟲的生防田,面積約2 000 m2(南北長38 m,東西長50 m),南側是上水線,北鄰一狹長的雜草區(從未施藥),面積約25 m2。水稻品種為盤錦主栽品種‘鹽豐47’,每年藥劑防治病害3次,全年不施用殺蟲藥劑。田內主要害蟲為二化螟及稻飛虱,二化螟每年發生2代,以7月中下旬發生較嚴重,為害率達15%;稻飛虱以灰飛虱為主,8月中下旬不同程度遷入白背飛虱與褐飛虱,3種飛虱密度最大時達到80～130頭/穴。田內雜草種類以稗Echinochloacrusgalli、水蔥Scirpusvalidus、牛毛氈Eleocharisyokoscensis、扁稈藨草Scirpusplaniculmis、水綿Spirogyracommunis和苦草Vallisnerianatans6種為主,插秧前施用除草劑控制,插秧后不施藥。

1.2 調查時間與方法

調查時間為2016年6-9月。盤錦稻區為單季稻,每年5月底插秧,2016年插秧時間為5月29日,試驗區全部人工插秧。稻田上水后,田間沒有蜘蛛,全部蜘蛛來源于稻田周邊的埝埂和雜草區,雜草種類主要為稗Echinochloacrusgalli、柳葉刺蓼Polygonumbungeanum、蒼耳Xanthiumsibiricum、反枝莧Amaranthusretroflexus、金狗尾草Setariaglauca、藜Chenopodiumalbum等,多數為一年生,發生頻率最高為稗草,100%發生,其他種類發生頻率也在50%以上。優勢動物仍為捕食性蜘蛛。待水稻插秧后,蜘蛛逐漸轉移至稻田活動,故采集從6月1日起,每月1、4、7、11、14、17、21、24、27日共9次采集,至9月27日結束,水稻在10月1日前后收割,調查期間共36次采集。

蜘蛛采集采用手提式干濕兩用吸蟲器,于調查日早7:00或晚5:00,在稻株的上、中、下部分別抽吸。采取5點法取樣,每樣方1 m2,約22穴(成熟期約350株水稻),采集的蜘蛛樣本用75%乙醇(個體大者用95%乙醇)保存,參照陳孝恩等的鑒定方法清樣及鑒定,統計蜘蛛種類數與個體數[4-9],分別記錄采集日期,并將各月調查結果按上旬、中旬、下旬進行物種數和個體數統計。

1.3 數據統計與分析

群落多樣性分析以優勢度指數D、多樣性指數H′、均勻度指數J和物種豐富度指數DMa表述,各指數的計算利用Excel 2010完成。具體公式為:

(1)優勢度分析采用Simpson優勢度指數:

(2)物種多樣性分析采用Shannon-Wiener(香農-威納)多樣性指數:

(3)均勻度分析采用Pielou指數:

J=H′/Hmax(Hmax=lnS,S為群落中總物種數。H′為Shannon-Wiener指數,J為均勻度指數。)

(4)物種豐富度分析采用Margalef指數:

DMa=(S-1)/lnN(S為物種數,N為全部物種的個體總數。)

2 結果與分析

2.1 蜘蛛群落的組成

調查歷時4個月,共采集蜘蛛個體樣本12 823頭,隸屬于10科,共37種,詳見表1。其中,園蛛科是物種數量和個體總數量最多的類群,物種數為7種,個體總數為4 564頭,多于樣本個體總數的1/3。各物種中,數量最多的是橫紋金蛛Argiopebruennichi,比例為26.41%,其次為粽管巢蛛Clubionajaponicola,比例為25.82%,第三是草間鉆頭蛛Hylyphantesgraminicola,比例為17.45%,這3種蜘蛛總比例為69.68%,是盤錦稻區的優勢蜘蛛;斜紋貓蛛Oxyopessertatus和三突花蛛Ebrechtellatricuspidatus的比例分別為7.20%和6.52%,數量也較多;黃褐新園蛛Neosconaadianta、黑斑亮腹蛛Singahamata等5種,個體數量比例介于5%至1%之間,也是稻田常見種;其余27種稻田蜘蛛,比例小于1%,是稻田少見或偶見的物種。

2.2 蜘蛛群落的重建

水稻移植后,稻田內節肢動物群落的重建過程隨之開始,當其種類數或密度達到最大時,重建過程結束[10]。研究發現,在物種數達到最大值后,物種數變化相對穩定,群落一旦穩定,可視為重建過程結束。蜘蛛物種數隨調查日期變化情況見圖1,可以看出,6月1日水稻插秧后,蜘蛛物種數逐漸增多,呈波動式遞增,至8月10日前后,物種數達到最大值26種,隨后進入波動式的維持階段。隨后進入穩定的維持階段,可見,盤錦稻區8月10日前后(8月上旬)蜘蛛群落的重建過程結束,歷時70 d左右。

表1盤錦稻田蜘蛛物種組成1)

Table1CompositionofspiderspeciesinpaddyfieldinPanjin

科名Family種名Species個體數量/頭Individualnumber比例/%Percentage卷葉蛛科Dictynidae蘆葦卷葉蛛DictynaarundinaceaLinnaeus360．28黑斑卷葉蛛DictynafelisB?senberg&Strand130．10園蛛科Araneidae大腹園蛛Araneusventricosus(L．Koch)2-橫紋金蛛Argiopebruennichi(Scopoli)338626．41八瘤艾蛛CyclosaoctotuberculataKarsch5-角類肥蛛Larinioidescornutus(Clerck)10-黃褐新園蛛Neosconaadianta(Walckenaer)3772．94黑斑亮腹蛛Singahamata(Clerck)5033．92四點高亮腹蛛HypsosingapygmaeaSundevall2812．19肖蛸科Tetragnathidae四斑鋸螯蛛Dyschiriognathaquadrimaculata(B?senberg&Strand)10-柔弱鋸螯蛛DyschiriognathateneraKarsch160．13克氏粗厚螯蛛PachygnathaclerckiSundevall130．10錐腹肖蛸TetragnathamaxillosaThorell10-直伸肖蛸TetragnathaextensaLinnaeus130．10前齒肖蛸TetragnathapraedoniaL．Koch3-球蛛科Theridiidae橫帶希蛛Achaearaneaangulithorax(B?senberg&Strand)1871．46八斑鞘腹蛛Coleosomaoctomaculatum(B?senberg&Strand)6-皿蛛科Linyphiidae花腹蓋蛛Nerieneradiata(Walckenaer)9-日本蓋蛛Nerienejaponica(Oi)5-草間鉆頭蛛Hylyphantesgraminicola(Sundevall)223817．45齒螯額角蛛GnathonariumdentatumWider210．16食蟲溝瘤蛛UmmeliatainsecticepsB?senberg&Strand4103．20漏斗網蛛科Agelenidae機敏異漏斗蛛Allagelenadifficilis(Fox)10-迷宮漏斗蛛Agelenalabyrinthica(Clerck)11-狼蛛科Lycosidae中華狼蛛Lycosasinensis(Schenkel)6-擬環紋豹蛛Pardosapseudoannulata(B?senberg&Strand)7-星豹蛛PardosaastrigeraL．Koch3-溝渠豹蛛PardosalauraKarsch4-真水狼蛛Piratapiraticus(Clerck)12-擬水狼蛛Piratasubpiraticus(B?senberg&Strand)6-貓蛛科Oxyopidae斜紋貓蛛OxyopessertatusL．Koch9237．20管巢蛛科Clubionidae粽管巢蛛Clubionajaponicola(B?senberg&Strand)331125．82近鄰管巢蛛ClubionapropinquaL．Koch1000．78蟹蛛科Thomisidae三突花蛛Ebrechtellatricuspidatus(Fabricius)8366．52刺跗逍遙蛛PhilodromusspinitarsisSimon150．12紅棕逍遙蛛PhilodromusrufusWalckenaer150．12圓花葉蛛Synemaglobosum(Fabricius)10-

1) “-”表示該物種個體數占總個體數的比例小于0.1%。

“-” The proportion of species accounted for less than 0.1%.

圖1 稻田蜘蛛物種數隨時間的變化Fig.1 Change of spider species number with time in paddy field

2.3 稻田蜘蛛群落多樣性指數分析

各調查階段蜘蛛群落多樣性參數見表2。由表可知,香農-威納指數從調查開始的最小值1.559 7,逐漸增加至7月上旬2.417 0,出現第一個小高峰,隨后遞減至8月上旬,8月中旬開始再次上升,到8月下旬達到最高值3.069 7,之后遞減至調查結束。這表明,6月蜘蛛多樣性水平最低,群落組成較為單一,7月上旬和8月下旬多樣性水平較高,物種較豐富。

優勢度指數變化較為明顯,6月上中旬優勢度指數最高,6月下旬開始至調查結束,優勢度指數基本在0.2上下波動,這表明,優勢種蜘蛛僅在水稻插秧后的一段時間內,優勢地位突出,隨著不同蜘蛛種類逐漸向稻田遷入后,優勢種的突出地位下降。

均勻度指數變化趨勢同Shannon-Wiener指數變化趨勢一致(是Shannon-Wiener指數的函數),6月初均勻度指數較低,最低值為0.431 9,8月下旬出現最高值0.850 1,均勻度指數間接反映了蜘蛛群落中優勢種的突出程度,即6月初優勢種突出地位明顯,至8月下旬,其突出地位降至最低。

豐富度指數變化趨勢同Shannon-Wiener指數一致,最低值1.125 1出現在6月上旬,最高值出現在8月上旬,為4.853 8,之后直到9月上旬物種豐富度指數均高于4.000,9月下旬豐富度指數也達到3.244,可見,8、9月是稻田蜘蛛物種較為豐富的時期,此時期,稻田水層較淺或無水,稻株密度較前期高,稻飛虱等食物充足,更適宜多種農田蜘蛛遷入稻田生境中,因而增加了蜘蛛的物種數量。

表2稻田蜘蛛群落多樣性指數、優勢度指數、均勻度指數和豐富度指數

Table2Shannon-Wienerindex,Simpson’sindex,Pielou’sindexandMargalef’sindexofspiderinpaddyfield

調查時間Surveytime香農?威納指數H′Shannon?Wienerindex優勢度指數DSimpson’sindex均勻度指數JPielou’sindex物種豐富度DMaMargalef’sindex6月上旬1．55970．87900．43191．12516月中旬1．77330．82560．49111．15796月下旬1．83090．17420．50711．19617月上旬2．41700．14310．66941．62807月中旬2．08010．17010．57612．61817月下旬1．94820．20000．53952．85048月上旬1．91650．22680．53084．85388月中旬2．03180．18660．56274．19978月下旬3．06970．19530．85014．41729月上旬2．46670．19320．68314．03869月中旬2．29370．17920．63522．95309月下旬1．77220．18920．49083．2440

盤錦稻區蜘蛛多樣性隨時間變化的規律見圖2,香農威納指數隨時間的變動規律,反映出蜘蛛種群從遷入稻田至水稻近收割期間群落多樣性水平整體的變動趨勢。當蜘蛛群落多樣性程度較高的階段,均勻度和物種豐富度程度相應地也較高,而優勢度指數則較低,即優勢種在群落中突出地位越不明顯。

圖2 蜘蛛多樣性隨時間的變化規律Fig.2 Time distribution of spider diversity

3 結論與討論

研究結果表明,盤錦稻區蜘蛛種類較豐富,調查期共采集到11科37種蜘蛛,優勢種為橫紋金蛛、粽管巢蛛和草間鉆頭蛛,斜紋貓蛛、三突花蛛、黃褐新園蛛等近10種蜘蛛也是稻田常見種類,這與王井士等[11]的調查結果一致。蜘蛛遷入稻田即開始群落重建,當種類數或密度達到最大時,群落重建結束,在北方單季稻區,重建持續時間較長,從插秧起,2個月后種類數達到最大,這可能由于前期稻田水層較深,稻苗相對稀疏矮小,不適宜蜘蛛結網或在稻株間游獵,而8月份稻田內水層較淺或處于曬田模式,濕潤的土壤裸露,且稻飛虱等蜘蛛獵物的數量激增,使得更多的農田蜘蛛遷入稻田生境,優勢種蜘蛛的突出地位隨之下降。毛潤乾等[12]研究認為,稻田中害蟲種類和數量、種庫距稻田的遠近也影響群落的重建和維持。如果能利用生態調控技術[13],在天敵重建期間,充分保護和利用稻田周圍生境中的天敵,使天敵進田時間提早,重建速度加快,重建完成時間縮短,那么,天敵的自然控制作用便會進一步加強。

蜘蛛群落多樣性研究結果表明,8月下旬多樣性指數最高,香農-威納指數、均勻度指數、豐富度指數及優勢度指數依次為3.069 7、0.850 1、4.417 2、0.195 3,多樣性水平隨時間呈不規律的變化,6月初,水稻插秧不久,需要經歷一段時間緩苗,多樣性水平最低。而由于盤錦稻區特有的鹽堿地特性,水質pH較其他地區偏高,尤其在后期曬田階段,這對田間雜草種類及害蟲種類的分布有一定影響,從而在一定程度上間接影響蜘蛛群落的結構組成、多樣性及動態變化。

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(責任編輯： 楊明麗)

CommunityestablishmentofspidersanddiversityanalysisinpaddyfieldofPanjin

Ma Xiaohui, Sang Haixu, Wang Jingshi, Liu Yu, Xing Yanan, Che Xiqing

(LiaoningSalineorAlkalineLandUtilizationandResearchInstitute,Panjin124010,China)

Species composition and community establishment of spiders were investigated with the suction sampler and the community diversity of spider was analyzed in single harvesting area. The results showed that there were 37 species belong to 10 families. The dominant species wereArgiopebruennichii,ClubionajaponicolaandHylyphantesgraminicola. The number of spider species was increasing gradually since rice was planted. The number of spider species reached 26 in early August, then community establishment finished. Shannon-Wiener index indicated the level of diversity was the highest in late August with the index number of 3.069 7. Pielou’s index and Margalef’s index were positively correlated with Shannon-Wiener index, while Simpson’s index was negatively correlated with it.

paddy field; spider; community establishment; diversity

2017-03-31

2017-04-23

遼寧省科學事業公益研究基金(2011005010)

* 通信作者 E-mail:jodiexiaohui@163.com

S 476

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.06.029