山東臨沂地區太子參田昆蟲群落結構研究

路淑娟，張明潔，丁文靜，劉巖，門興元，郭文秀，于毅

（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，山東 濟南 250100；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）

太子參（Pseudostellaria heterophylla）學名異葉假繁縷，又叫孩兒參、童參，為石竹科（Caryophyllaceae）太子參屬（Pseudostellaria）多年生草本植物，其根紡錘形，以干燥塊根入藥［1］，包含的化學成分主要為氨基酸類、糖類、核苷類、磷脂類等［2］，具抗氧化、降血脂和血糖、腎臟及心肌保護、免疫調節等功效［3］。

近年來，隨著太子參市場需求量的不斷增加，野生資源逐漸減少，現主要依靠人工栽培供應。太子參主要產區有貴州、福建、江蘇、山東、安徽等地［4］，種植太子參已經成為廣大農民增收的一條重要途徑。隨著太子參人工栽培面積逐漸增大，病蟲害也呈加重趨勢［5］。目前關于太子參的相關研究主要集中于化學成分［2，6］、藥理作用［7］、有效成分提取［8，9］等方面，但對于太子參田病蟲害的相關研究還未見報道。

在生態系統中昆蟲是重要的組成部分，研究昆蟲群落結構多樣性能夠揭示昆蟲群落自我平衡調節能力和預測害蟲種群能否暴發成災［10］。因此，本試驗對太子參田昆蟲群落結構及多樣性進行系統調查，以期掌握其活動規律及發生高峰期，分析蟲害發生的原因，從而制定科學有效的防治措施，為太子參的種植和生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及時間

本試驗在山東省臨沂市郯城縣馬欄山景區集子村馬陵山（34°44′43″N，118°29′47″E）進行，太子參種植時間為2018年11月下旬，種植面積20 hm2。常規管理，整個生長期不使用任何殺蟲劑。

1.2 調查方法

采取馬來氏網取樣法對太子參田昆蟲群落進行調查。將馬來氏網（中國科學院動物研究所提供）放置于太子參田核心區域（陽光充足且通風），采用固定繩索拉緊，保持各網面抻平繃緊；網脊的傾斜角度35°～45°［11］，黑色阻隔篩網與地面無縫隙，以便于爬行類昆蟲的收集［12］。昆蟲群落收集自太子參始花期（2019年4月5日）開始，每7～10天收集一次，至太子參收獲（6月28日）為止。收集到的昆蟲放于自封袋中，做好標記，用冰袋冷凍保存，攜回室內后，除去雜物，在體視鏡下根據昆蟲形態特征進行分類、鑒定并進行統計。常見者盡可能鑒定到種，其他鑒定至科。

1.3 數據分析

太子參田昆蟲群落多樣性以科為單位，參照丁巖欽［13］的方法計算有關參數，相關計算公式如下：豐盛度（N）為昆蟲個體總數；Shannon-Wiener多樣性指數為第i科的個體總數（Ni）占昆蟲個體總數（N）的比例，S為群落中的科數；豐富度指數（d）=（S-1）/lnN；Pielou均勻度指數（J）=H′/Hmax=H′/lnS，H′為Shannon-Wiener多樣性指數，Hmax為H′的最大理論值，即假定群落內各個物種均以相同比例存在時的H′值；Simpson優勢度指數。

2 結果與分析

2.1 太子參田昆蟲群落結構

太子參花期到收獲期共收集到昆蟲6 377頭，隸屬7目，分別為雙翅目（Diptera）、膜翅目（Hymenoptera）、半 翅 目 （Hemiptera）、鱗 翅 目（Lepidoptera）、鞘翅目（Coleoptera）、脈翅目（Neuroptera）、蜻蜓目（Odonata），其中優勢類群為雙翅目和膜翅目，昆蟲個體數量分別為5 107頭和679頭，分別占昆蟲個體總數的80.08%和10.65%。半翅目、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%，脈翅目與蜻蜓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，另有脈翅目草蛉科（Chrysopidae）、蜻蜓目蟌科（Coenagrionidae），共計62科。雙翅目的優勢類群為搖蚊科（Chironomidae）、麻蠅科（Sarcophagidae），昆蟲個體數量分別占雙翅目昆蟲個體總數的47.86%和10.06%，其余各科昆蟲個體數量占比均低于10.00%。膜翅目的優勢類群為姬蜂科（Ichneumonoidea）、姬小蜂科（Eulophidae），昆蟲個體數量分別占膜翅目昆蟲個體總數的62.89% 和18.85%。半翅目的優勢類群為葉蟬科（Cicadellidae）、蚜總科（Aphidoidea），昆蟲個體數量分別占半翅目昆蟲個體總數的50.14%和40.82%。鞘翅目的優勢類群為瓢蟲科（Coccinellidae）、金龜科（Scarabaeidae）、葉甲科（Chrysomelidae）、步甲科（Carabidae），昆蟲個體數量分別占鞘翅目昆蟲個體總數的30.33%、18.85%、16.39%、12.30%。鱗翅目的優勢類群為菜蛾科（Plutellidae）、夜蛾科（Noctuidae）、粉蝶科（Pieridae），昆蟲個體數量分別占鱗翅目昆蟲個體總數的41.67%、23.96%、21.88%。

表1 太子參田昆蟲群落結構

2.2 太子參田昆蟲群落時間動態

太子參田主要昆蟲類群的動態變化如圖1所示。搖蚊科數量相對較多，出現2個高峰期，分別在4月5日和4月24日，其中4月5日收集到的搖蚊科昆蟲數量最多，為985只；麻蠅科昆蟲個體數量也出現2個高峰期，分別在4月5日和6月28日；姬蜂科和姬小蜂科昆蟲個體數量均在6月5日達到最高峰；葉蟬科昆蟲個體數量在5月26日后處于相對穩定狀態；蚜總科在5月15日昆蟲個體數量出現最高峰，此后處于較低水平。相對而言，姬小蜂科、葉蟬科、蚜總科昆蟲數量少且波動不大。

圖1 太子參田主要昆蟲類群動態變化

太子參田昆蟲群落豐盛度（圖2）出現較大波動，4月14日豐盛度最低，6月5日豐盛度最高。物種豐富度指數（圖3）維持在較高水平（0.7000～1.3444），除4月5日豐富度指數（0.7000）較低以外，其他時期都較為穩定。群落Shannon-Wiener多樣性指數（圖4）4月份和6月份的波動較大，5月份較為穩定，最高值（2.5433）出現在6月20日，最低值（0.5115）出現在4月5日。昆蟲群落Pielou均勻度指數（圖5）波動情況與Shannon-Wiener多樣性指數相似，4月5日的均勻度最低（0.2660），6月20日的均勻度最高（0.9663）。昆蟲群落Simpson優勢度指數（圖6）出現了較大的升降變化，4月5日、4月24日的優勢度指數較高（0.8021、0.8767），其他時期較為穩定且維持在較低水平（0.1100～0.2876）。

圖2 太子參田昆蟲群落豐盛度時間動態

圖3 太子參田昆蟲群落物種豐富度指數時間動態

圖4 太子參田昆蟲群落Shannon-Wiener多樣性指數時間動態

圖5 太子參田昆蟲群落Pielou均勻度指數時間動態

圖6 太子參田昆蟲群落Simpson優勢度指數時間動態

3 討論與結論

本研究利用馬來氏網取樣法對太子參田昆蟲群落進行調查，共收集到昆蟲6 377頭，隸屬7目62科，表明太子參田昆蟲種類豐富。太子參田昆蟲以膜翅目、雙翅目兩大類群為主，膜翅目與雙翅目昆蟲為自然授粉系統中的重要類群［14］。4月初，越冬昆蟲逐漸活躍，正值太子參始花期，而處于花期的其他作物相對較少，所以太子參能夠吸引到較多的授粉昆蟲；太子參花期較長，在整個花期膜翅目與雙翅目昆蟲一直處于較高水平。昆蟲群落的組成與結構是昆蟲群落特征的重要指標之一，反映了昆蟲群落在不同時空尺度的變化及植物與昆蟲之間長期互作的效果［15，16］。

了解生態系統中昆蟲群落的結構及其動態，便于對蟲害實施針對性的科學防治措施［17］。太子參田昆蟲群落各目中處于優勢地位的昆蟲類群（各目中數量占比 ＞10%）為搖蚊科、麻蠅科、姬蜂科、姬小蜂科、葉蟬科、蚜總科、瓢蟲科、金龜科、葉甲科、步甲科、菜蛾科、粉蝶科、夜蛾科。其中，夜蛾科、葉蟬科、蚜總科昆蟲多為作物主要害蟲［18，19］，如棉鈴蟲、地老虎、葉蟬、蚜蟲等，其中地老虎、葉蟬、蚜蟲為太子參主要害蟲［20，21］，瓢蟲科昆蟲如龜紋瓢蟲、異色瓢蟲及步甲科昆蟲是主要天敵昆蟲［22，23］。穩定性是群落的重要特征之一，即群落結構抵抗外部干擾或受到內外部干擾后恢復原狀的潛在能力［24］。生態系統中生物多樣性越高，昆蟲種類越多，昆蟲群落越復雜，昆蟲群落結構越穩定，越不易暴發蟲害［12］。這與調查期間未發現太子參田有大量害蟲危害的結論相一致。

昆蟲群落變化趨勢與氣候環境變化有較大關聯［25］。調查過程中，因4月5—14日受到降雨天氣的影響，導致14日收集到的昆蟲數量明顯減少，豐盛度較低。在4月5日與24日，因收集到的搖蚊科昆蟲數量較多而呈現出Shannon-Wiener多樣性指數及Pielou均勻度指數相對較低，Simpson優勢度指數相對較高的現象，這可能與太子參種植田周圍生境有很大關系。搖蚊科昆蟲的幼蟲在水下越冬，次年3月上旬至4月下旬在淺水區羽化為成蟲［26］，而種植田正靠近河流，因此在4月份收集到了大量的搖蚊科昆蟲。在其他時期，Shannon-Wiener多樣性指數較高，Pielou均勻度指數整體相對平穩，Simpson優勢度指數較低，種群結構較為穩定。總體而言，太子參田昆蟲群落種類豐富，優勢類群主要為雙翅目和膜翅目，群落結構相對穩定。通過對臨沂地區太子參田的昆蟲群落結構及多樣性進行分析，為生產中綠色防控與生物防治提供了生態學基礎。