兩類城市人工植被對螞蟻群落的影響研究

揚沁文

課題的由來

2017年春節(jié)期間，我與爸爸媽媽參觀了加拿大蒙特利爾昆蟲博物館，我被展出的數(shù)萬種昆蟲標(biāo)本深深吸引了，特別是一個演示螞蟻生活習(xí)性的實物模型，讓我眼界大開。通過這個模型可以清楚地看到螞蟻是如何搬運食物、建巢、分工的。原來，螞蟻的世界如此神奇！它們激起了我的好奇心。后來我通過查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，目前有關(guān)螞蟻的研究很多，那么我該以什么為切入點研究螞蟻呢？

開學(xué)后，我?guī)е@個疑問找科學(xué)教師討論。老師說，城市化是中國最重要的發(fā)展趨勢，建議我以城市螞蟻為切入點進(jìn)行選題。因此，在科學(xué)教師指導(dǎo)下，通過查閱資料，我決定開展城市三大功能區(qū)（住宅小區(qū)、校園和公園）的人工樹林和人工草坪對螞蟻群落的影響研究。

研究過程

文獻(xiàn)調(diào)研與研究方案制訂

為了順利開展研究，必須了解螞蟻的相關(guān)知識，我首先利用網(wǎng)絡(luò)資源了解螞蟻的生活習(xí)性等相關(guān)情況。然后根據(jù)掌握的內(nèi)容，經(jīng)過與教師討論，確定了“兩類城市人工植被對螞蟻群落的影響研究”這個主題，并制訂了以我們生活中經(jīng)常食用的4大類12種食物作為誘餌，以城市住宅小區(qū)、公園、校園中的草坪和樹林作為研究區(qū)域，以農(nóng)村的農(nóng)田和樹林作為對照的研究方案。

樣地調(diào)查與選擇

在教師指導(dǎo)下，根據(jù)初步研究方案，我開始調(diào)查上述不同區(qū)域內(nèi)的主要人工植被類型。最終，我選擇了溫江區(qū)巨龍環(huán)島國際社區(qū)最具代表性的結(jié)縷草草坪和樹林、溫江公園的狗牙根草坪和樹林，以及四川農(nóng)業(yè)大學(xué)都江堰校區(qū)的早熟禾草坪和樹木園作為調(diào)查地點。同時，為了與城市人工植被對比，以樂山五通橋區(qū)農(nóng)村的農(nóng)田和樹林作為參照，考察不同環(huán)境對螞蟻群落的可能影響。

研究方法

◇誘餌準(zhǔn)備：2017年8月II25日，我每天準(zhǔn)備豬肉（瘦肉、肥肉、豬皮）、水果（桃子、葡萄）、零食（餅干、巧克力、冰糖葫蘆、溜溜梅、水果軟糖）、飲料（加多寶、可樂）各3份，按照不同的時間投放至各觀測點。

◇誘餌投放與計數(shù)：2017年8月12- 25日，每天早晨7點、中午12點和晚上6點，我按照圖l的方式，先后在住宅小區(qū)、公園和校園的草坪和樹林下，以及農(nóng)村的農(nóng)田和樹林下，投放誘餌，并觀察螞蟻的取食情況和螞蟻的體型大小、顏色和頭尾形狀等。30分鐘后，先對每種誘餌的螞蟻取食情況進(jìn)行拍照，然后對螞蟻數(shù)量進(jìn)行計數(shù)，并做好文字記錄。

◇數(shù)據(jù)整理與分析：每次觀測結(jié)束后，盡快整理取食每一種食物的螞蟻種類數(shù)及個體數(shù)。同時，與拍攝的圖片進(jìn)行對照，核實和校正數(shù)據(jù)，寫觀察日記。

結(jié)果與分析

螞蟻種類和數(shù)量

以體型大小（特大型、大型、中型、小型、微型）、顏色（黑色、褐色、棕色）、頭尾大小等為分類標(biāo)準(zhǔn)，共發(fā)現(xiàn)12個不同種類的螞蟻類群。在不同環(huán)境中，共發(fā)現(xiàn)螞蟻10999只。農(nóng)村農(nóng)田、樹林與城市樹林的螞蟻種類相似度較高，草坪的螞蟻種類較少，且與農(nóng)田和樹林的螞蟻種類不同。這說明，城市樹林對螞蟻種類的影響不是很明顯，但是，草坪卻明顯地改變了螞蟻群落的結(jié)構(gòu)。

螞蟻對誘餌的取食情況及其隨植被的變化

通過實驗我發(fā)現(xiàn)，螞蟻對不同食物的偏好程度存在很大的差異。12種食物中，螞蟻最喜歡的食物是冰糖葫蘆和豬肉，其次是桃子、軟糖和葡萄，最不喜歡的是可樂、加多寶和巧克力。說明這些螞蟻群落包括了不同食性的種類，即肉食性、雜食偏肉食性、雜食偏素食性、素食性等。

不同環(huán)境中，螞蟻對食物的偏好程度存在很大的不同。住宅小區(qū)草坪中，螞蟻最喜歡冰糖葫蘆、葡萄和瘦肉，而住宅小區(qū)的樹林下，螞蟻最喜歡冰糖葫蘆、葡萄、溜溜梅;公園草坪中，螞蟻最喜歡冰糖葫蘆、豬皮和水果軟糖，而樹林下的螞蟻最喜歡冰糖葫蘆、豬皮、桃子;校園草坪中，螞蟻最喜歡餅干、瘦肉、豬皮和水果軟糖，而校園樹林下，螞蟻最喜歡肉類、桃子和水果軟糖。農(nóng)田中，螞蟻們更喜歡的是肉類（肥肉和豬皮）、冰糖葫蘆和餅干，而樹林下的螞蟻喜歡的是肉類（肥肉和豬皮），其次為巧克力、葡萄和瘦肉。

此外，螞蟻取食以早晨最多，其次是中午，而晚上取食相對較少。所以我認(rèn)為，螞蟻活動還與時間有關(guān)。因此，在未來的螞蟻研究中，如果采用誘餌法進(jìn)行螞蟻種類與數(shù)量的調(diào)查，建議在晴朗天氣的早晨和中午進(jìn)行。

城市人工植被對螞蟻種類和數(shù)量的影響

◇種類：與螞蟻種類數(shù)量較多的農(nóng)村農(nóng)田和農(nóng)村樹林相比，城市草坪的螞蟻種類明顯降低。我認(rèn)為草坪可能是在頻繁的修剪、澆水和噴灑農(nóng)藥等管理措施下，螞蟻的種類才有了較明顯變化。與農(nóng)村的農(nóng)田相比，住宅小區(qū)、大學(xué)校園和公園的樹林具有相對較高的螞蟻種類數(shù)，表明城市樹林比農(nóng)田更能保護(hù)螞蟻的種類。

◇數(shù)量：不同環(huán)境也會影響螞蟻群落的數(shù)量組成。各種城市環(huán)境中，城市樹林下的螞蟻數(shù)量明顯高于小區(qū)的草坪。與農(nóng)村的農(nóng)田和樹林相比，住宅小區(qū)、公園和大學(xué)的草坪的螞蟻數(shù)量明顯降低。這表明，草坪不利于螞蟻群落多樣性的保育。與農(nóng)村的農(nóng)田和樹林相比，城市住宅小區(qū)和城市公園的樹林具有較高的螞蟻數(shù)量，但大學(xué)校園的螞蟻數(shù)量與農(nóng)田和樹林的螞蟻數(shù)量沒有明顯的差異。可能的原因是：樹種相對豐富的樹林能夠提高種類和數(shù)量更多的枯落物和新鮮食物，也能為蟬等昆蟲提供更好的生境，這些昆蟲死亡后便會為肉食性的螞蟻提供食物，從而避免了單一種類的螞蟻數(shù)量爆發(fā)性增長。

可見，由于城市樹林及農(nóng)村的農(nóng)田和樹林植物種類相對豐富，受干擾較少，而草坪的植物種類較少，而且還經(jīng)常澆水、噴灑殺蟲劑等，嚴(yán)重破壞了螞蟻的棲息生境，或者直接殺死了螞蟻。因此，城市樹林、農(nóng)村的農(nóng)田和樹林就有較多的螞蟻種類和數(shù)量，而草坪的螞蟻種類和數(shù)量均較少。

建議

◇由于樹種種類豐富的森林具有種類相對豐富、數(shù)量相對較高的螞蟻群落。因此，從螞蟻生物多樣性保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)平衡的角度看，我們應(yīng)該構(gòu)建更多樹種豐富的城市樹林，避免樹種單一。

◇由于草種單一、澆水和修剪頻繁、農(nóng)藥噴灑過多的草坪會破壞螞蟻生存環(huán)境或是直接殺死螞蟻，降低螞蟻群落的種類和數(shù)量，因此，建議在種植草坪時，增加草種的多樣性。同時，合理澆水、修剪和噴灑農(nóng)藥，從而保育螞蟻群落的多樣性，維持草坪的生態(tài)系統(tǒng)平衡。

專家評語

在調(diào)研螞蟻種類的基礎(chǔ)上，揭示螞蟻的食性喜好;研究了樹林種類對螞蟻多樣性的影響。研究結(jié)果對保護(hù)螞蟻多樣性，開發(fā)利用螞蟻奠定了基礎(chǔ)。有關(guān)螞蟻的利用研究稍顯不足，建議增加螞蟻，尤其是藥食兩用螞蟻開發(fā)利用的內(nèi)容。