高山地區(qū)甘藍(lán)田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及相關(guān)性分析

王香萍，趙毓潮，向祖煥，呂志藻，覃擁軍，張植敏

高山地區(qū)甘藍(lán)田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及相關(guān)性分析

王香萍1，趙毓潮2，向祖煥2，呂志藻2，覃擁軍2，張植敏2

（1.長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北荊州，434025；2.湖北長(zhǎng)陽(yáng)土家族自治縣植保站）

對(duì)高山地區(qū)甘藍(lán)田的節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及亞群落結(jié)構(gòu)的相關(guān)性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，高山地區(qū)甘藍(lán)田節(jié)肢動(dòng)物種類、數(shù)量均少于平原地區(qū)，且害蟲(chóng)亞群落與天敵亞群落的多樣性指數(shù)和均勻性指數(shù)密切相關(guān)。

節(jié)肢動(dòng)物；亞群落；相關(guān)；高山地區(qū)

高山蔬菜是在南方海拔500 m之上的高山地帶，利用高山冷涼的自控地理?xiàng)l件生產(chǎn)的能彌補(bǔ)城郊秋淡的反季節(jié)蔬菜。國(guó)內(nèi)在華中和華南地區(qū)有大面積高山蔬菜種植。國(guó)內(nèi)對(duì)十字花科蔬菜田的節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了很多研究[1～3]，但對(duì)高海拔地區(qū)蔬菜田的節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的研究較少。宜昌市長(zhǎng)陽(yáng)縣火燒坪鄉(xiāng)是湖北省重要的高山反季節(jié)蔬菜生產(chǎn)基地之一，全鄉(xiāng)平均海拔1 800 m，蔬菜種植面積達(dá)3 000 hm2，十字花科結(jié)球甘藍(lán)是其主要種植的反季節(jié)蔬菜之一。2002年5～9月對(duì)自控狀態(tài)甘藍(lán)田的節(jié)肢動(dòng)物群落的害蟲(chóng)亞群落和天敵亞群落的相關(guān)性進(jìn)行了比較研究，以期為高山反季節(jié)甘藍(lán)害蟲(chóng)的綜合治理和無(wú)公害蔬菜的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查方法

試驗(yàn)在湖北宜昌市長(zhǎng)陽(yáng)縣火燒坪鄉(xiāng)海拔1 800 m的高山進(jìn)行，甘藍(lán)品種為京甘11號(hào)。調(diào)查從甘藍(lán)移栽后開(kāi)始至收獲結(jié)束。調(diào)查日期從2002年6月25日至9月7日。每7 d調(diào)查1次，共14次，采用5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)10～40株，植株下部采用目測(cè)法，目測(cè)完后在上部拉網(wǎng)。調(diào)查記錄每片菜葉及菜棵附近節(jié)肢動(dòng)物種群和數(shù)量。整個(gè)調(diào)查期間，甘藍(lán)田不施任何化學(xué)殺蟲(chóng)劑。部分不認(rèn)識(shí)的標(biāo)本帶回室內(nèi)進(jìn)行鑒定。

1.2 數(shù)據(jù)分析

①群落組織水平的測(cè)定 群落的結(jié)構(gòu)特征用多種指數(shù)表示。群落優(yōu)勢(shì)集中性用Simpson優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)C表示，群落多樣性用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H表示，均勻度用Pielou均勻度指數(shù)J表示[3]。

表1 甘藍(lán)上節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)

其中Pi=ni/N，ni為第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)，N為總個(gè)體數(shù)，S為物種數(shù)[4]。

②典型相關(guān)分析 為了明確害蟲(chóng)和天敵群落結(jié)構(gòu)之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，對(duì)兩者結(jié)構(gòu)集團(tuán)的5個(gè)指標(biāo)：物種數(shù)S、個(gè)體總數(shù)N、多樣性指數(shù)H、均勻度J和優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)C進(jìn)行典型相關(guān)分析。害蟲(chóng)組變量個(gè)數(shù)（p）及天敵組變量個(gè)數(shù)（q）均為5，樣本數(shù)即調(diào)查次數(shù)N為14。首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，由標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)計(jì)算離差陣，求解特征根和特征向量，從而得到典型相關(guān)系數(shù)λ1、λ2、…、λp，和各對(duì)典型變量：

Ui=αi'X1Vi=βi'X2以統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行典型相關(guān)系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 自控甘藍(lán)田節(jié)肢動(dòng)物群落名錄

在整個(gè)調(diào)查期間甘藍(lán)上的節(jié)肢動(dòng)物主要為7個(gè)目，21科，31種，個(gè)體數(shù)量上還是同翅目占優(yōu)勢(shì)，其次是鱗翅目害蟲(chóng)（表1）。在調(diào)查期間鱗翅目的小菜蛾、同翅目的桃蚜、蘿卜蚜、甘藍(lán)蚜為常見(jiàn)的種類。天敵主要是菜蛾絨繭蜂、蚜繭蜂等。

2.2 害蟲(chóng)及天敵亞群落組織結(jié)構(gòu)特征

害蟲(chóng)亞群落在甘藍(lán)生長(zhǎng)的中后期豐富度逐漸升高，但整體上變化幅度不大。多樣性在7月15日和25日最高，在初期和后期均較低，均勻性指數(shù)在7月15日和25日最高，優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)在7月10日最高，在甘藍(lán)生長(zhǎng)中后期也維持在比較高的水平。害蟲(chóng)亞群落豐富度隨著甘藍(lán)的生長(zhǎng)不斷提高，在8月9～29日達(dá)到較高的水平。在7月15～30日天敵亞群落的多樣性指數(shù)較高。天敵亞群落均勻度在7月20日至8月14日維持在較高的水平，而優(yōu)勢(shì)集中性變化不明顯（表2）。

2.3 害蟲(chóng)及天敵亞群落的典型相關(guān)分析

對(duì)蔬菜害蟲(chóng)及天敵群落結(jié)構(gòu)參數(shù)（S、N、H、E、C）進(jìn)行典型相關(guān)分析，得到特征根（λi2）和典型相關(guān)系數(shù)（λi）（表3）。經(jīng)對(duì)各典型相關(guān)系數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)表明，只有第一個(gè)典型相關(guān)系數(shù)λ1=0.987 8達(dá)極顯著水平（表3），即第1對(duì)典型變量U1和V1是有意義的。

表2 害蟲(chóng)亞群落和天敵亞群落的組織結(jié)構(gòu)特征

由于第2對(duì)及其以后幾對(duì)不顯著，故僅對(duì)第1個(gè)典型相關(guān)系數(shù)和第1對(duì)典型變量進(jìn)行分析。第1個(gè)典型相關(guān)系數(shù)λ1=0.987 8達(dá)極顯著，說(shuō)明蔬菜害蟲(chóng)群落集團(tuán)與天敵節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)集團(tuán)之間確實(shí)存在著一定的相關(guān)性。由于典型變量的意義主要是由那些載荷較高的參數(shù)所決定的，對(duì)于第1對(duì)典型變量來(lái)說(shuō)，U1是害蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)5個(gè)參數(shù)的組合，在這5個(gè)參數(shù)中，以多樣性指數(shù)H和均勻度E載荷較高；V1是天敵群落結(jié)構(gòu)5個(gè)參數(shù)的組合，在這5個(gè)參數(shù)中，同樣以多樣性指數(shù)H和均勻度E載荷較高，這表明蔬菜害蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)和天敵節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)主要是多樣性指數(shù)和均勻度之間的相關(guān)。

表3 害蟲(chóng)及天敵亞群落結(jié)構(gòu)的典型相關(guān)分析

3 小結(jié)與討論

高山地區(qū)甘藍(lán)田的節(jié)肢動(dòng)物豐富度比平原蔬菜田的節(jié)肢動(dòng)物豐富度要低[1～3]。研究結(jié)果表明，甘藍(lán)田害蟲(chóng)亞群落優(yōu)勢(shì)種明顯，多樣性差，亞群落不穩(wěn)定，必須實(shí)施人為控制；天敵亞群落種類多，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，對(duì)害蟲(chóng)的聯(lián)合控制效應(yīng)較好，尤其是甘藍(lán)生長(zhǎng)中后期。在害蟲(chóng)管理上必須注意生物防治與化學(xué)防治相協(xié)調(diào)，充分保護(hù)與利用自然天敵資源。

同時(shí)，自然狀態(tài)下，害蟲(chóng)與天敵亞群落的豐富度具有規(guī)律的動(dòng)態(tài)關(guān)系，二群落還具相關(guān)性，且主要是多樣性指數(shù)和均勻度間的相關(guān)。在研究昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)的時(shí)間、空間關(guān)系時(shí)，人們運(yùn)用了不同的群落指標(biāo)。王金福等[1]使用種類數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度和優(yōu)勢(shì)度4個(gè)指標(biāo)研究了杭州市郊區(qū)不同蔬菜的害蟲(chóng)群落間相似性及群落分類。對(duì)蔬菜害蟲(chóng)和天敵昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行典型相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)兩群落間具相關(guān)性，且主要為多樣性指數(shù)和均勻度的相關(guān)[6]。韓寶瑜等在研究馬尾松林動(dòng)物和蟲(chóng)生真菌群落結(jié)構(gòu)及時(shí)空動(dòng)態(tài)時(shí)，進(jìn)行主成分分析，結(jié)果也以多樣性指數(shù)和均勻度為入選主成分，累集貢獻(xiàn)率為90.14%[7]。所以在進(jìn)行昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)的研究時(shí)，可以只使用多樣性指數(shù)和均勻度這兩個(gè)指標(biāo)。同時(shí)也可說(shuō)明多樣性指數(shù)和均勻度是衡量群落穩(wěn)定性的主要指標(biāo)，這一點(diǎn)是容易理解的，對(duì)一個(gè)昆蟲(chóng)群落來(lái)說(shuō)，即使多樣性指數(shù)高、物種豐富，但并不能保證沒(méi)有暴發(fā)種群的發(fā)生，只有綜合考慮均勻度指數(shù)，即物種既豐富又分布均勻，才是穩(wěn)定的群落。

自然狀態(tài)下，高海拔地區(qū)甘藍(lán)田相對(duì)于平原地區(qū)甘藍(lán)田害蟲(chóng)發(fā)生有很大差異，具有自己獨(dú)特的害蟲(chóng)發(fā)生規(guī)律。蔬菜田昆蟲(chóng)群落相對(duì)于其他作物昆蟲(chóng)群落食物鏈單一，系統(tǒng)更脆弱，而高海拔地區(qū)的蔬菜田群落更是如此，高海拔地區(qū)防治害蟲(chóng)時(shí)更需要注意協(xié)調(diào)生物防治與化學(xué)防治。

[1]王金福，李真峰.杭州市郊區(qū)主要蔬菜害蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)的研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，1988，8（1）：21-23.

[2]徐清元，尤民生.十字花科蔬菜昆蟲(chóng)群落的組成及動(dòng)態(tài)[J].福建農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，28（2）：175-180.

[3]袁忠林，羅蘭.膠東半島十字花科菜田春季昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)的研究[J].萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，17（4）：243-246.

[4]丁巖欽.昆蟲(chóng)數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，1994.

[5]張永強(qiáng)，王衛(wèi)光，侯美珍，等.南寧市十字花科蔬菜植食性昆蟲(chóng)群落分析[J].廣西植保，2001，14（4）：1-5.

[6]王成樹(shù)，陳樹(shù)仁.蔬菜害蟲(chóng)及其天敵昆蟲(chóng)群落多樣性和相關(guān)性研究[J].生物多樣性，1999，7（2）：106-111.

[7]韓寶瑜.皖南低產(chǎn)茶園節(jié)肢動(dòng)物和蟲(chóng)生真菌群落結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)[J].貴州茶葉，1996（3）：20-25.

Structure of Arthropod and Correlation between the Sub-communities in Cabbage Field in High Mountain

WANG Xiangping1,ZHAO Yuchao2,XIANG Zuhuan2,LV Zhizao2,QIN Yongjun2,ZHANG Zhimin2(1.School of Agriculture,Yangtze University,Jingzhou,Hubei 434025;2.Changyang County Plant Protection Station)

The structure of arthropod in cabbage field at high mountain was studied.The results showed that the kinds and quantity of arthropod in cabbage field at high mountain were less than that at the plain area.The correlation of diversity index and eveness index of the natural enemy sub-community and pest sub-community were closer than other indexes.

Arthropod;Sub-community;Correlation;High mountain area

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.10.021

湖北省教育廳資助（D200512006）

王香萍（1975-），女，博士，副教授，研究方向是昆蟲(chóng)生態(tài)及化學(xué)生態(tài)學(xué)研究，電話：0716-8066314，E-mail：wang.xiang.ping@126.com

2009-10-22