不同環境對豆娘物種多樣性的影響※

●姚 玉 柏心蕊 張 江 張永梅 李 佳 孫 洋 姜 斌

（安徽師范大學生命科學學院重要生物資源保護與利用安徽省重點實驗室 安徽 蕪湖 241000）

人口增加﹑人類活動頻繁在一定程度上加劇了對生態環境的干擾，其中以水生生態環境資源退化較為嚴重。對于水體質量長期有效的生態監測是水生態環境保護的重要環節，也是治理污染的重要參考。蜻蜓目昆蟲對污染物敏感[1]，可作為其生存環境的指示生物。本研究應用蜻蜓目昆蟲豆娘多樣性來檢測蕪湖周邊公園和農作區水生生態環境的環境質量。

豆娘（Ischnura heterosticta）屬于昆蟲綱（Insecta），蜻蜓目（Odonata），束翅亞目（Zygoptera），統稱為蟌。豆娘屬不完全變態昆蟲，從卵到成蟲均離不開其生活的水域。豆娘主要生活在池塘﹑沼澤等水草生長旺盛的靜水水域中，少部分生活在溪流當中，活動范圍相對較小且固定。不同豆娘種類對環境變化尤其是水體質量變化的敏感度不同，如金環蜻蜓和南方豆娘僅生活在營養相對貧瘠的溪流中，而華麗色蟌和長葉異痣蟌則通常生活在靜水中，并且對于水體富營養化表現出較強的耐受能力[2]。環境的變化也對豆娘種群產生影響，如附近植被茂密，給豆娘提供了棲息和捕食的場所，豆娘種群數量便會增多。

農作區生態系統受到人類農業耕作生產活動的影響。過量使用化肥會使農業用水中氮素含量升高，導電率隨之上升，影響豆娘等昆蟲卵在水中孵化的成功率，影響其繁殖[3]。部分農村統一硬化田埂溝渠，破壞了周圍植被的多樣性，也限制了豆娘等物種的生存和繁殖。農藥中的有機氯會對水體和土壤造成影響，降低施用地生物多樣性，除對病蟲害造成殺滅外，也對豆娘等益蟲造成毀滅性打擊[4]。此外，附近居民生活污水和工業廢水的排放，也可能會影響農作區引用水源的水質,從而影響農作區環境中的生物多樣性。

城市公園生態系統從設計之初就是為了改善城市環境，提高生物多樣性。公園植被覆蓋率高，植物多樣性豐富?？傮w公園生境單元類型較豐富，公園中面狀﹑現狀要素飽和度指數都超過50%，生境多樣性狀況良好[5]。但是城市中公園往往被獨立分割開來，限制了物種的交流和擴散。公園中娛樂設施等的存在也加大了人類活動對生物多樣性的影響。部分公園中的水體在一定程度上受到了城市垃圾和生活污水的污染。公園環境與人類活動密切相關，因此，了解公園生態環境與生物多樣性的關系，開展公園生態環境質量的檢測十分重要。

豆娘等蜻蜓目昆蟲可以作為理想的環境監測指示生物[6]。豆娘物種種類和種群數量的變化能夠反映人類對環境的干擾程度﹑生態環境的改變﹑水質的改變等[7-9]。因此，不同類型生境及生境環境質量的變化可能引起豆娘種群的群落結構發生重大改變[10]。本研究對安徽蕪湖周邊地區的不同生態類型（農作區和公園）進行調查，選用豆娘物種多樣性作為環境評價的指標，探索豆娘多樣性與不同生態類型的關系，同時了解不同水質參數對豆娘物種多樣性的影響。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集與水質測量

采樣時間為2019年4～8月。地點為安徽蕪湖市的各大城市公園與農作區（表1）。其中，公園環境包含城市公園和市郊不在農作區的池塘河流區域，農作區是主要用于水稻和蔬菜種植的區域及附近的池塘等。

豆娘成蟲采用掃網采集，沿一定的線路進行踏查，記錄所捕獲的物種類型和個體數。采集后將豆娘標本儲存于90%乙醇中，或者制作為干標本，便于后期的物種鑒定。同時，采用便攜式水質測量儀（水質檢測儀AZ-86031）對豆娘生活水域的水質進行測量，主要指標有溶解氧含量﹑pH值﹑電導率。

1.2 物種的鑒定與數量統計

豆娘不同物種間形態顏色有較大差異且遺傳穩定，因此結合安徽地區常見的蜻蜓物種和《中國蜻蜓大圖鑒》，對豆娘進行物種鑒定，并對各物種的個體進行計數。

1.3 多樣性的計算與影響因素

分別比較農作區與公園環境中的豆娘物種數及每種豆娘的個體數，分析豆娘多樣性在農作區與公園生態環境下的差異。采用t檢驗檢測農作區水環境和公園水塘環境的豆娘物種多樣性差異。探究電導率﹑pH值及含氧量等指標與豆娘多樣性的相關性。計算不同水質指標與豆娘多樣性的線性相關系數，系數在0～0?3視作無相關；在0?3～0?8視作弱相關；0?8～1視作強相關；指數為正，視作正相關；指數為負，視作負相關。

2 結果與分析

2.1 調研點水質狀況

由表1可知，農作區的溶解氧與公園的溶解 氧（t=1?03，df=14?60，P=0?319） 和 電 導 率（t=0?53，df=14?99，P=0?6106）均無顯著性差異；公園的 pH 值顯著高于農作區（t=2?46，df=12?97，P=0?029）。

表1 水質檢測參數及生物多樣性指數

續表1

2.2 豆娘物種多樣性比較

對蕪湖市幾個調查點的調查發現，公園環境中豆娘的物種多樣性偏高于農作區稻田環境（t=3?45，df=14?92，P=0?004），見表 1。

分析比較發現農作區和公園環境中的物種大部分相似，所調查的環境中，僅在農作區發現了東亞異痣蟌，僅在公園環境中發現黑狹扇蟌和黑背尾蟌（圖1）。在調查的農作區中，褐斑異痣蟌和翠胸黃蟌最為常見，其中翠胸黃蟌廣泛分布于水稻種植區域。黑狹扇蟌和葉足扇蟌主要分布于公園環境中，可以進一步作為環境質量監測的標志性物種。

圖1 農作區和公園生境中豆娘物種比較

表2 不同采樣點的主要豆娘物種及數量分布情況

續表2

2.3 豆娘豐富度與水質數據的相關性

豆娘的多樣性與水質數據的相關性分析表明，豆娘的多樣性與溶解氧（R=0?078，P=0?76）﹑電導率（R=0?048，P=0?85）和酸堿度（R=0?33，P=0?19）均沒有顯著的相關性（圖2）。

圖2 水質與豆娘多樣性的相關性檢測

3 討論與結論

昆蟲是生態環境質量的指示生物，環境條件的變化會對生活在該環境條件下的生物產生重要影響，進而改變生物群體的構成[13-14]。本研究發現，農作區豆娘物種多樣性明顯低于公園環境，這表明豆娘可以作為環境監測標志物，并指示生態環境的健康程度。

在探索影響豆娘多樣性的原因中發現，調查區域豆娘的多樣性可能與水質的相關參數無關。調查區域均存在豆娘，證明其水質已經達到豆娘稚蟲存活的條件，且2種生境位于城市內部或郊區，均在很大程度上受到人類活動的影響。而比較2種環境發現，農作區中生物種類單一﹑營養結構簡單，植被主要是農作物（以水稻為主）；公園環境的生物多樣性較為豐富，有較多的挺水植物和淺水區域，這些均有利于豆娘物種的增加。因此，環境的異質性和生態系統的復雜程度對豆娘物種多樣性可能產生較大影響。此外，對比不同生境中的豆娘物種發現，黑狹扇蟌和葉足扇蟌對生境的要求相對較高，可以用于生態環境質量評價。褐斑異痣蟌和翠胸黃蟌能廣泛適應稻田環境，作為一種重要的捕食性昆蟲，可能具有生物防控稻田二化螟等害蟲的潛力。