丹參田花期昆蟲群落結構及多樣性研究

王玉芹，丁文靜，劉 巖，盧增斌，盧亞菲，于 毅，郭文秀**

(1. 山東省農業科學院植物保護研究所/山東省植物病毒學重點實驗室，濟南 250000；2. 臨沂市農業科學院，山東臨沂 276012；3. 山東中醫藥高等專科學校，山東煙臺 264199)

丹參Salviamiltiorrhiza為唇形科Lamiaceae鼠尾草屬SalviaLinn.多年生直立草本植物，以根入藥，根中主要的有效藥用成分為脂溶性的丹參酮類和水溶性的丹參酸類(王涵等，2018)，在抗氧化、抗纖維化、神經保護、抗炎和抗腫瘤等方面具有極高的藥理價值，已被用于冠心病、心腦血管疾病、阿爾茨海默病、帕金森病、腎功能損失、肝硬化、癌以及骨流失等多種疾病的治療(王冰瑤等，2014；高志華，2018)。

隨著市場需求量的增加，丹參人工栽培技術日漸成熟，種植面積不斷增加，逐漸趨向規模化、產業化。同時，丹參的研究也不斷深入，目前主要集中在其藥理作用、有效成分含量(Linetal.，2018；Zhangetal.，2019)、有效成分的提取和合成(Hungetal.，2019)等方面，而對于丹參栽培種植過程中的昆蟲群落調查還未見報道。昆蟲是生態系統的重要組成部分，研究昆蟲群落結構多樣性不僅能揭示昆蟲群落自動平衡調節能力，預測預警害蟲種群的暴發成災(劉哲強，2015)，同時，還可通過了解主要的傳粉昆蟲類群，提高作物的授粉作用。因此，掌握丹參田昆蟲群落結構，有助于制定科學有效的丹參害蟲防治措施和增強昆蟲為丹參授粉的功能(秦勝楠等，2018)，為丹參科學種植和生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

本實驗在山東省臨沂市蒙陰縣聯城鎮對山莊村丹參種植基地(35°39′16.07″N，117°39′45.04″E)進行，丹參種植時間為2018年4月下旬，種植面積200余畝，當地常規管理，整個生長過程中不噴施任何殺蟲劑。

1.2 昆蟲群落調查

采用馬氏網取樣法調查丹參田昆蟲群落(楊慧利等，2016)，在丹參田核心區(通風且陽光充足)安放馬氏網(中國科學院動物研究所提供)，安裝時將各條固定繩索拉緊以使各個網面繃緊、拉平，網脊傾斜角度為35°～45°，黑色阻隔篩網與地面無縫隙便于爬行類昆蟲的收集(秦勝楠等，2018)。昆蟲群落收集自丹參始花期(6月6日)開始，每周收集1次，直至丹參花期基本結束(10月11日)為止。丹參田中收集到的昆蟲攜回室內后，除去雜物，挑出昆蟲，再用80%酒精保存，然后進行鑒定和計數，常見者盡可能鑒定到種，其他鑒定至科。

1.3 數據分析

2 結果與分析

2.1 丹參田花期昆蟲群落組成

丹參田花期共收集到昆蟲5 438頭，隸屬7目，即膜翅目Hymenoptera、雙翅目Diptera、半翅目Hemiptera、鱗翅目Lepidoptera、鞘翅目Coleoptera、直翅目Orthoptera、脈翅目Neuroptera，其中優勢類群為膜翅目、雙翅目、半翅目，其昆蟲個體數量分別為2 333頭、1 290頭和919頭，占昆蟲個體總數的42.90%、23.72%、16.90%。鱗翅目與鞘翅目的昆蟲個體數量占昆蟲個體總數的比例均低于10%，而直翅目與脈翅目的昆蟲個體數量均不足10頭，所占比例不足1%。

昆蟲群落組成如表1所示，另有直翅目菱蝗科Tettigidae、蟋蟀科Gryllidae 2科，脈翅目草蛉科Chrysopidae 1科，共計52科。雙翅目的優勢類群為長足虻科Dolichopodidae、蠅科Muscidae、蚜蠅科Syrphidae和實蠅科Tephritidae，其昆蟲個體數量分別占雙翅目昆蟲個體總數的16.18%、14.78%、13.07%、12.61%。膜翅目的優勢類群為繭蜂科Braconidae，昆蟲個體數量占膜翅目昆蟲個體總數的比例高達73.17%，其余各科昆蟲個體數量占比均低于10.00%。半翅目的優勢類群為葉蟬科Cicadellidae，昆蟲個體數量占半翅目昆蟲個體總數的84.99%。鱗翅目的優勢類群為羽蛾科Pterophoroidea、夜蛾科Noctuidae、螟蛾科Pyralidae和粉蝶科Pieridae，昆蟲個體數量分別占鱗翅目昆蟲個體總數的28.72%、27.35%、22.53%和19.78%。鞘翅目的優勢類群為瓢蟲科Coccinellidae和金龜科Melolonthidae，分別占鞘翅目昆蟲個體總數的59.86%和19.01%。

表1 丹參田花期昆蟲群落組成Table 1 Composition of insect community in Salvia miltiorrhiza field

2.3 丹參田花期昆蟲群落時間動態

丹參田花期主要昆蟲類群的動態變化如圖1所示。在丹參花期，繭蜂科和葉蟬科個體數量持續維持在較高水平，其中繭蜂科昆蟲個體數量呈現3個高峰期，分別在6月21日、8月2日和9月6日，葉蟬科昆蟲個體數量在7月20日達到最高峰；長足虻科昆蟲個體數量在7月19日、9月6日出現2個高峰值；蠅科、蚜蠅科昆蟲個體數量在6月份相對較多，實蠅科在7月中旬昆蟲個體數量相對較多；瓢蟲科昆蟲數量變化不大且持續維持在較低水平。

圖1 丹參田花期主要昆蟲類群的動態變化Fig.1 Dynamic of main insect groups in Salvia miltiorrhiza fields

在丹參花期內，昆蟲群落豐盛度(N)(圖2)出現較大的波動，以一自然月為時間間隔呈現規律變化，10月份丹參花期結束后指數下降至最低值。昆蟲群落Shannon-Wiener多樣性指數(H′)(圖3)維持在較高水平，且變化較為穩定，最高值為7月5日2.9567，最低值為9月20日1.7919。昆蟲群落豐富度指數(d)(圖4)維持在較高水平，與昆蟲群落豐盛度相似也出現周期性的升降變化，10月份丹參花期結束后指數開始不斷下降。昆蟲群落Pielou均勻度指數(J)(圖5)在整個花期維持在較穩定水平，均保持在0.32～0.55，10月份花期結束后不斷升高。昆蟲優勢度不明顯，昆蟲群落Simpson優勢度指數(C)(圖6)維持在較低水平，均在0.35以下，但與豐盛度和豐富度指數相似地出現周期性升降變化。

圖2 丹參田花期昆蟲群落豐盛度(N) 時間動態Fig.2 Temporal dynamic of abundances of insect communities during flowering in Salvia miltiorrhiza fields

圖3 丹參田花期昆蟲群落Shannon-Wiener多樣性指數(H′)時間動態Fig.3 Temporal dynamic of Shannon-Wiener diversity index (H′) of insect communities during flowering in Salvia miltiorrhiza fields

圖4 丹參田花期昆蟲群落豐富度指數(d)時間動態Fig. 4 Temporal dynamic of richness (d) of insect communities during flowering in Salvia miltiorrhiza fields

圖5 丹參田花期昆蟲群落Pielou均勻度指數(J)時間動態Fig.5 Temporal dynamic of Pielou evenness (J) of insect communities during flowering in Salvia miltiorrhiza fields

圖6 丹參田花期昆蟲群落Simpson優勢度指數(C)時間動態Fig.6 Temporal dynamic of Simpson ecological dominance(C) of insect communities during flowering in Salvia miltiorrhiza fields

3 結論與討論

昆蟲是生態系統中的重要組成部分，對于維持生態系統的物種多樣性和生態平衡有重要作用，昆蟲在植物授粉過程中具有高效、經濟等優勢，能增加農產品的產量和坐果率(張立微和張紅玉，2015)。本文利用馬氏網采集法對丹參田花期昆蟲群落進行了調查，采集到昆蟲標本5 438頭，7目52科，表明丹參田有豐富的昆蟲種類。丹參花期各目中處于優勢地位的昆蟲類群(各目中數量占比>10%)為繭蜂科、長足虻科、蠅科、蚜蠅科、實蠅科、葉蟬科、螟蛾科、羽蛾科、粉蝶科、夜蛾科、瓢蟲科、金龜科。其中繭蜂科昆蟲數量最多，夜蛾科、葉蟬科、金龜科昆蟲則是危害丹參的主要害蟲，瓢蟲科昆蟲為控制丹參田害蟲的主要天敵昆蟲。昆蟲群落發生與周圍環境、耕作制度、用藥情況及氣候有密切關系，很多研究顯示，生態系統中生物多樣性越高，昆蟲群落結構越穩定，害蟲不易爆發(秦勝楠等，2018)。本試驗的研究顯示，丹參田昆蟲種類豐富，昆蟲群落多樣性維持在較高水平，物種均勻度也持續維持在較穩定水平，優勢度集中指數較低。總體來看，丹參田昆蟲多樣性指數較高，種群結構較為穩定。

丹參為花期較長的中藥材，花期長達5個月，能吸引更多的昆蟲，其群落結構較為豐富。因此在丹參田花期昆蟲群落中膜翅目和雙翅目昆蟲數量最多，可能作為傳粉昆蟲在丹參的開花授粉中扮演重要的角色。這與以往研究結論膜翅目作為蘋果的主要傳粉昆蟲(申晉山等，2015)、膜翅目和雙翅目為山楂的主要傳粉昆蟲(趙龍龍等，2018)相一致。昆蟲與植物在長期進化過程中形成穩定的相互關系，雖然不同植物的傳粉昆蟲種類存在較大差異，但多為膜翅目和雙翅目昆蟲(黃敦元等，2017；王美娜等，2017)。

本文首次研究了丹參花期昆蟲群落結構，發現丹參田昆蟲群落豐富，雙翅目、膜翅目昆蟲為花期的優勢昆蟲類群，丹參作為典型的蟲媒傳粉植物，昆蟲對丹參開花結籽的作用極為重要，明確丹參的昆蟲群落結構，可為丹參的科學管理和栽培提供依據。