云南省綠春縣不同人工林樹棲螞蟻多樣性研究

劉 春，謝谷艾，熊彩云，涂業茍，金明霞，李 巧

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云南省綠春縣不同人工林樹棲螞蟻多樣性研究

劉 春1，謝谷艾2*，熊彩云2，涂業茍2，金明霞2，李 巧3

（1. 國營江西省新華林場，江西 安義 330500；2. 江西省林業科學院，江西 南昌 330013；3. 西南林業大學 林學院，云南 昆明 650000）

于2017年運用陷阱法調查了云南省綠春縣的不同人工林（包括紫膠林Ⅰ、橡膠林Ⅱ和桉樹林Ⅲ）3個樣地的樹棲螞蟻群落。各個樣地共采集樹棲螞蟻4 989頭，隸屬4亞科17屬51種（包含2個未定種）。紫膠林樹棲螞蟻多度、物種豐富值和估計值在3個人工林樣地中最高，其次為桉樹林，均顯著大于橡膠林。各樣地樹棲螞蟻群落結構相似性有差異。研究顯示：綠春縣樹棲螞蟻多樣性與人工林種類有密切關系，橡膠林的樹棲螞蟻多樣性相比紫膠林、桉樹林較低，不同人工林樹種以及人為干擾都會影響螞蟻多樣性，螞蟻多樣性對人類有潛在的利益，應加強對螞蟻多樣性的關注。

生物多樣性；樹棲螞蟻群落；指示生物；綠春縣

生物多樣性（biological diversity）是指在一定時間和一定地區所有生物（動物、植物、微生物）物種及其遺傳變異和生態系統的復雜性總稱。生物多樣性是人類賴以生存的基礎，它在復雜的時空尺度上維持著生態系統的運行，支持著全人類最終所依賴的所有尺度上的生態系統服務。螞蟻種群數量龐大，在陸地生態系統中起著重要的作用。螞蟻可以改善土壤理化性質，促進有機質的分解，有著與蚯蚓同樣重要的作用[1]。螞蟻是生物多樣性的重要組成部分，其在分解有機質、幫助植物授粉、傳播植物種子、防治害蟲和提高土壤肥力等方面發揮重要作用，對生態系統產生顯著的影響[2]。

樹棲螞蟻包括了大部分喜歡樹上活動的種類，由于樹棲螞蟻容易采集，具有相對穩定、適度的多樣性以及對氣候、小氣候條件的敏感性，被廣泛運用于生物多樣性調查及監測計劃，所以樹棲螞蟻是一類比較典型的快速評價當地生物多樣性的昆蟲類群[3]。關于樹棲螞蟻的研究工作主要來自西方，在我國樹棲螞蟻的研究起步較晚。我國一些著名的蟻類學家先后報道了我國沿海、北京和東北的樹棲螞蟻。隨著時間的推移，知識的更新，越來越多的學者投入到樹棲螞蟻研究中來，也產生了越來越多的新認識新發現[4]。

1 材料與方法

1.1 調查地自然概況

綠春縣位于云南省南部邊境，東臨元陽、金平兩縣，南與越南毗鄰，西南與江城縣接壤，西接墨江縣境，北與紅河縣相連。縣城距云南省會昆明市462 km，距個舊257 km。總面積3 096.86 km2，絕大部分是山地。由于這種地形地貌，綠春縣的生物多樣性相當繁盛，該地樹棲螞蟻的多樣性的研究也越來越受到學者關注[5]。綠春縣境內有許多人工林，包括紫膠林、桉樹林和橡膠林。本次研究在這3個人工林內進行采樣。

1.2 研究方法

對樹棲螞蟻抽樣方法主要有陷阱法、誘餌法等。本研究采用陷阱法收集樹棲螞蟻。陷阱法（pitfall trapping）即在調查樣地內設置一定數量的陷阱，收集落入陷阱中的螞蟻，陷阱的分布多采用條狀或柵格狀，陷阱間距不少于10 m，每個樣地使用20個陷阱。陷阱設置5 d后，取出各陷阱中的螞蟻，采用50%的乙二醇保存螞蟻，防止標本腐爛[6]。

1.2.1 不同人工林樣地設置 樣地選擇紫膠林、橡膠林和桉樹林3種人工林。每個人工林的樣地面積為100 m×200 m，每個樣地設置2條樣帶，用鐵絲把陷阱掛在人工林樹木枝干上，每條樣帶設置20個陷阱，每個樣地重復3次共設置120個陷阱。各樣地情況見表1。

1.2.2 標本鑒定 將標本從酒精中取出，置于濾紙上晾干，根據標本個體大小，用厚白紙剪成小三角形，用四號針插上三角紙片，在紙尖蘸上適量膠水（膠的多少視標本大小而定，以粘上標本不溢為宜，過多會遮住一些特征對鑒定帶來困難），粘住蟲體的中、后足之間的腹面，背面朝上，頭向前，其右側對著昆蟲針。標本整姿時，注意足要伸向斜下方，不要遮住身體側面，尤其是并腹胸和腹柄節。針插標本制作好之后，移入密封、清潔、放有樟腦塊的標本盒內保存。根據形態分類學方法，依據《中國螞蟻》和《西雙版納自然保護區蟻科生物多樣性研究》對所有螞蟻標本進行分類鑒定到種[7]，對于不能鑒定到種的種類，作為形態種對待。

1.2.3 數據分析 （1）抽樣充分性判斷：利用EstimateS軟件計算物種累積曲線（species accumulation curves），并通過Excel進行曲線的繪制；應用ACE（abundance-base coverage estimator）方法對各樣地樹棲螞蟻物種豐富度進行估計，比較物種豐富度值（物種實際值）與值（物種估計值）的相對大小。

（2）物種組成和相對多度：根據螞蟻種類鑒定結果整理出物種組成名錄，采用物種在樣本中出現的頻數來表示螞蟻相對多度[8]，以百分率>10%作為常見種的判斷標準。

（3）物種多樣性：采用樹棲螞蟻多度（即個體數量）、物種豐富度及估計值來測定群落內的物種多樣性，利用EstimateS軟件完成各項指數的計算。對個體數進行平方根轉換，物種數進行對數轉換，利用SPSS中的One-way ANOVA和對各組數據進行方差分析。

（4）群落相似性：運用R分析軟件進行主坐標分析（PCoA，principal coordinate analysis）對各樣地螞蟻群落的物種組成進行相似性比較。

（5）指示值分析和指示物種確定：利用R語言統計軟件中的Labdsv軟件包計算各物種的值，其計算公式是：ij=A×B；參考相關研究以值大于等于0.5作為標準確定指示物種。

2 結果與分析

2.1 物種組成和多度

本次調查共采集樹棲螞蟻4 989頭，隸屬4亞科17屬51種，見表2。

紫膠林共采集螞蟻2 573只，隸屬4亞科，17屬，36種。在紫膠林中作為常見種出現頻次較高的是白足狡臭蟻() ，尼科巴弓背蟻()，立毛舉腹蟻（），黑頭酸臭蟻（）。

橡膠林共采集螞蟻244只，隸屬3亞科，12屬，25種。在橡膠林中作為常見種出現頻次較高的是黑頭酸臭蟻（），黑腹細長蟻（sp.1），中華小家蟻（），費氏盤腹蟻（）。

桉樹林共采集螞蟻1 992只，隸屬4亞科，18屬，37種。在桉樹林中作為常見種出現頻次較高的是立毛舉腹蟻（），扁平虹臭蟻（），巴瑞弓背蟻（），尼科巴弓背蟻()。

表2 不同人工林樹棲螞蟻常見種

2.2 抽樣充分性

3種類型樣地樹棲螞蟻物種累積曲線急劇上升后紫膠林、桉樹林趨于平緩，而橡膠林由于樣本數較少，趨勢不明顯。總體來看抽樣較充分（圖1）。其中紫膠林的物種數量最多，橡膠林的物種數量最少；紫膠林、橡膠林、桉樹林的實際物種數與的比值分別為69%、78%、75%。

圖1 基于個體數量的物種累積曲線

2.3 物種多樣性

不同類型樣地間樹棲螞蟻多樣性有差異，見表3。樹棲螞蟻多度由大到小排序為紫膠林、桉樹林和橡膠林，紫膠林和桉樹林的多度明顯大于橡膠林。各樣地樹棲螞蟻物種豐富度值由大到小排序為紫膠林、桉樹林和橡膠林。估計值由大到小排序為桉樹林、紫膠林和橡膠林。

表3 樹棲螞蟻多樣性多重比較

數據為Mean±，數據中標有不同字母表示在<0.05水平上顯著

2.4 指示物種

各樣地指示物種組成有差異，僅紫膠林有指示物種，分別為立毛舉腹蟻（）和巴瑞弓背蟻（），見表4。

表4 紫膠林樹棲螞蟻群落指示物種分析

通過R語言labdsv軟件包的duleg功能進行指示值計算，其公式為ij=A×B；是在1 000次重復基礎上得到的，僅列出具有統計學差異的指示物種，以<0.5物種為指示物種

A1、A2、X1、X2、Z1、Z2表示不同類型的樣地及樣帶

2.5 群落相似性

各樣地樹棲螞蟻群落結構相似性有差異（圖2）。桉樹林兩條樣帶距離較近，紫膠林兩條樣帶距離也較近，但橡膠林的兩條樣帶距離較遠，說明桉樹林和紫膠林樣地的樣帶間相似性較高，而橡膠林樣地的兩條樣帶相似性較差；由PCoA圖還可以看出橡膠林樣地的樣帶2（X2）與桉樹林的兩條樣帶距離較近，說明橡膠林樣地的樣帶2（X2）與桉樹林相似性較高。總體來看，桉樹林、橡膠林和紫膠林3種類型樣地間的相似性較差。

3 小結與討論

3.1 小結

通過對數據進行分析后得到：在紫膠林中作為常見種出現頻次較高的是白足狡臭蟻()，尼科巴弓背蟻()，立毛舉腹蟻（)，黑頭酸臭蟻（）。在橡膠林中作為常見種出現頻次較高的是黑頭酸臭蟻（），黑腹細長蟻(sp.1)，中華小家蟻（），費氏盤腹蟻（）。在桉樹林中作為常見種出現頻次較高的是立毛舉腹蟻（），扁平虹臭蟻（），巴瑞弓背蟻（），尼科巴弓背蟻()。僅紫膠林有指示物種，分別為立毛舉腹蟻（）和巴瑞弓背蟻（），橡膠林和桉樹林中均無指示物種。

以上對樹棲螞蟻群落在不同人工林中的比較研究后發現，不同人工林中樹棲螞蟻多樣性存在差異，選擇作為指示生物的螞蟻物種也要根據不同人工林來確定。在紫膠林中選用立毛舉腹蟻（）和巴瑞弓背蟻（）作為指示生物是因為這兩種生物的多度最高，而在橡膠林中這兩種樹棲螞蟻的多度最少接近沒有，所以我將這兩種樹棲螞蟻作為指示生物，體現指示生物與人工林種類的相關性。

3種不同類型樣地間的樹棲螞蟻多樣性和群落結構相似性差異性較大，而紫膠林樹棲螞蟻的多度，物種豐富度和值均高于其它兩種類型的樣地。主要原因可能是由于紫膠林中紫膠蟲分泌紫膠的同時，也分泌蜜露，這些蜜露吸引大量的螞蟻光顧[9-10]，并且紫膠林樹葉繁茂，埋陷阱時陷阱旁邊有蟻巢，從而導致紫膠林的樹棲螞蟻數量較大。而橡膠林的多樣性較低原因是橡膠林附近有當地居民的住宅，人為活動影響較大，環境容易遭受破壞，一些對環境敏感的物種不適應在該環境中生存，樹棲螞蟻的生命活動受到影響，所以樹棲螞蟻多樣性較低。桉樹林樹棲螞蟻多樣性也較高，原因是因為桉樹分泌了特殊的氣味吸引了螞蟻，而且因為這個氣味桉樹林附近也沒有人類活動、沒有居民住宅，從而導致桉樹林的樹棲螞蟻多樣性也較高[11]。

由于螞蟻屬社會性昆蟲，一旦某些種群數量龐大的種類成為優勢種，由于優勢度極其突出，多樣性指數受其影響反而比那些種類少而優勢度不突出的群落要低得多。如紫膠林的豐富度遠高于橡膠林的豐富度。評價樹棲螞蟻群落多樣性時，建議以物種豐富度作為主要指標進行評價。綜合上述各多樣性指標，綠春縣3種生境樹棲螞蟻群落多樣性的排序由大到小依次為：紫膠林、桉樹林和橡膠林。人工林內樹木的繁茂情況排序也為：紫膠林、桉樹林和橡膠林。

3.2 討論

在多樣性最高的紫膠林中，筆者發現林中的農林害蟲數量相當稀少，而在多樣性最低的橡膠林中，農林害蟲大量存在。反映出螞蟻在生態系統中有防治農林害蟲的作用。因為螞蟻存在勞動分工，具有高度的組織性和集聚性，在蟻巢占領區內可以徹底搜索害蟲，因而捕食行為非常有效[12]。

在多樣性最高的紫膠林中，筆者發現紫膠林中紫膠樹生長相對其他兩個人工林內枝葉更為繁盛，而在多樣性最低的橡膠林中，橡膠樹枝葉較為稀疏。這反映出螞蟻具有分解有機質，改良土壤，提高土壤肥力的作用。螞蟻可將動、植物殘骸搬入巢中，與營巢時挖掘的泥土相混合，使巢中土壤的碳、磷、氮含量增加，形成土壤表面營養層，提高土壤肥力。

在當今社會保護螞蟻多樣性是一個艱巨而有意義的任務，螞蟻多樣性的保護應受到越來越廣泛的關注。另一方面，螞蟻作為指示生物對生物多樣性和環境變化的指示作用在我國還是一個摸索階段，要更加準確科學的確定指示性物種，還要結合其生物學和社會結構的研究，還需要更多科研工作者和愛好者共同努力，相信在不久的將來，螞蟻多樣性以及螞蟻作為指示生物的研究將會得到越來越多的關注。

[1] 吳堅, 王常祿. 中國螞蟻[M]. 北京:中國林業出版社, 1995.

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Research about Diversity of Arboreal Ants in Different Plantations in Lvchun County

LIU Chun1, XIE Gu-ai2*, XIONG Cai-yun2, TU Ye-gou2, Jin Ming-xia2, LI Qiao3

（1. State-owned Xinhua Forest Farm, Anyi, Jiangxi 330500, China; 2. Jiangxi Academy of Forestry, Nanchang 330013, China；3. College of Foresty, Southwest Forestry University, Kunming, Yunnan 650000, China）

In2017, the trap method was used to survey the diversity of arboreal ants in different plantations in Lvchun County, Yunnan Province. 4 989 heads of ants from three types of plantations were collected, belonging to 4 subfamilies, 17 genera, 51 species (of which 2 were not identified).The abundance, species richness values andof lac forests ranked the No.1,the next was followed by those of rubberplantation.There were differences between the structure similarities of arboreal community. Research showed that: the ant diversity in Lvchun County was closely related to the plantation diversity, the arboreal ants diversity in rubberplantation was the lowest, human disturbance affected the composition of ant colonies, ants diversity had potential benefits for human beings. So, we should make our effects to enrich species of ants.

biodiversity; arboreal ant communities; biologicalindicator; Lvchun County

S759

A

2095-3704（2018）03-0225-05

2018-08-17

江西省林科院青年人才培養項目（2018521601）和江西省林科院項目（2016512501）

劉春（1975—），男，高級工程師，主要從事林場經營管理、育苗營林造林和生態保護研究，18900790@qq.com；

謝谷艾，助理研究員，378269742@qq.com。

劉春, 謝谷艾, 熊彩云, 等.云南省綠春縣不同人工林樹棲螞蟻多樣性研究[J]. 生物災害科學, 2018, 41(3): 225-229.