貴州巖溶山區(qū)混播草地昆蟲(chóng)群落的多樣性

李 帥，孟澤洪＊，張 莉，蘇 生，呂召云，周玉鋒

（1.貴州省茶葉研究所，貴州貴陽(yáng)，550006；2.貴州省草業(yè)研究所，貴州貴陽(yáng)，550006）

貴州巖溶山區(qū)混播草地昆蟲(chóng)群落的多樣性

李 帥1，孟澤洪1＊，張 莉2，蘇 生2，呂召云1，周玉鋒1

（1.貴州省茶葉研究所，貴州貴陽(yáng)，550006；2.貴州省草業(yè)研究所，貴州貴陽(yáng)，550006）

為提高人工混播草地害蟲(chóng)綜合治理水平，采用網(wǎng)捕法和陷阱法對(duì)貴州獨(dú)山縣豆禾混播草地昆蟲(chóng)群落多樣性的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行研究。結(jié)果表明：混播草地昆蟲(chóng)群落具有較高的多樣性和穩(wěn)定性，其多樣性在4—10月均能保持較高水平，11月多樣性水平顯著降低，需加強(qiáng)對(duì)優(yōu)勢(shì)害蟲(chóng)種群的防控工作。昆蟲(chóng)群落多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)呈顯著正相關(guān)，而與優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；昆蟲(chóng)群落多樣性、均勻度和豐富度與溫度的變化關(guān)系緊密，受降水量影響較小。

草地；混播；昆蟲(chóng)群落；多樣性；巖溶山區(qū)

草地是一種可更新的自然資源，具有多方面的利用價(jià)值，既是飼養(yǎng)牲畜、發(fā)展畜牧業(yè)的基礎(chǔ)，又能涵養(yǎng)水源，防風(fēng)固沙，維持生態(tài)平衡。由于不合理的開(kāi)墾及過(guò)度放牧，近幾十年來(lái)我國(guó)草地嚴(yán)重退化，不僅制約了整個(gè)西部地區(qū)畜牧業(yè)的發(fā)展，還威脅著人們的生活環(huán)境［1］。目前，草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建，尤其是人工草地的建植已成為解決草原草地生態(tài)問(wèn)題的重要組成部分［2］。豆科與禾本科牧草的混播草地，以其較高的生產(chǎn)力、較好的營(yíng)養(yǎng)搭配和經(jīng)濟(jì)有效的氮素來(lái)源而長(zhǎng)期受到人們的重視［3］。許多學(xué)者對(duì)人工混播草地植物群落的多樣性和穩(wěn)定性進(jìn)行了研究［4-5］，但并未考慮昆蟲(chóng)群落對(duì)混播草地群落穩(wěn)定性的影響。昆蟲(chóng)是草地生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)者之一，其采食、傳粉、分解植物殘?bào)w和破碎土壤的作用影響著草地植物群落結(jié)構(gòu)演替和植物多樣性［6］。鑒于此，筆者對(duì)人工混播草地昆蟲(chóng)群落的多樣性及豐富度等生態(tài)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查分析，旨在提高混播草地害蟲(chóng)綜合治理的水平，為進(jìn)一步探索昆蟲(chóng)群落發(fā)生對(duì)混播草地群落穩(wěn)定性的影響奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)在貴州省草業(yè)研究所試驗(yàn)基地（獨(dú)山縣）人工混播草地進(jìn)行。該基地位于東經(jīng)107°33′，北緯25°30′，海拔950m，年有效積溫4 538℃，年均溫15℃，極端低溫-8℃，極端高溫38℃，年降水量1 113mm，大多數(shù)集中在5—8月，無(wú)霜期272d，年日照時(shí)數(shù)1 336.7h，空氣相對(duì)濕度82%左右，雨熱同季，干濕季節(jié)明顯。土壤為黃壤土，pH 6.6。試驗(yàn)地為葦狀羊茅、白三葉草、黑麥草和鴨茅4種牧草組成的豆禾混播草地，于2012年建植。

1.2 研究方法

選擇3塊豆禾混播草地作為調(diào)查樣地，于2013年4—11月采用網(wǎng)捕法和陷阱法對(duì)選定樣地進(jìn)行5點(diǎn)定點(diǎn)取樣調(diào)查，每月調(diào)查3～4次。其中，捕蟲(chóng)網(wǎng)口徑為40cm，Z字形掃網(wǎng)，10單網(wǎng)記為1網(wǎng)，標(biāo)本收集到已編號(hào)的布網(wǎng)袋（20cm×10cm）中帶回室內(nèi)毒殺后鑒定；地表昆蟲(chóng)采用陷阱法調(diào)查，即將1個(gè)盛有4%福爾馬林和少量洗滌精混合液的一次性塑料碗埋入草地土壤中，杯口與地面相平。采集到的標(biāo)本存儲(chǔ)在75%酒精中帶回實(shí)驗(yàn)室鑒定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用SPSS 19進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，Excel 2010作圖，采用Tukey法對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，方差分析前先進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)。利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)群落多樣性各組分間及各組分同氣候因子的相關(guān)性進(jìn)行分析。

昆蟲(chóng)群落多樣性采用Shannon-wiener多樣性指數(shù)（H′）、Pielou均勻度指數(shù)（E）、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（C）和Margalef豐富度指數(shù)（D）進(jìn)行分析。

式中，s為物種的個(gè)體數(shù)量，S為類群數(shù)，N為昆蟲(chóng)群落總個(gè)體數(shù)，Pi為第i類群的百分比。

2 結(jié)果與分析

2.1 混播草地昆蟲(chóng)群落多樣性及相關(guān)組分的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化

由圖示可知：1）多樣性指數(shù)。混播草地昆蟲(chóng)群落多樣性大多數(shù)時(shí)間維持在較高水平，4—10月多樣性指數(shù)均在2.0以上，無(wú)明顯差異，11月群落多樣性驟降，顯著低于其他各月。2）均勻度指數(shù)。混播草地群落均勻度指數(shù)隨季節(jié)變化差異較大，整體呈上升→下降→再上升→再下降的變化趨勢(shì)，4—5月群落均勻度指數(shù)迅速升高，5月達(dá)最高，為0.75左右，顯著高于4月、6月、7月和11月，而后迅速降低，7月后又再次升高，至9月達(dá)第2個(gè)高峰，之后迅速下降，11月群落均勻度指數(shù)最低，僅0.4左右，顯著低于其他各月。3）優(yōu)勢(shì)度指數(shù)?；觳ゲ莸乩ハx(chóng)群落優(yōu)勢(shì)度季節(jié)性變化規(guī)律表現(xiàn)為兩端高中間低的“U”型曲線，4月和11月群落優(yōu)勢(shì)度高，其中又以11月優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最高，可達(dá)0.4左右，顯著高于其他各月，5—9月群落優(yōu)勢(shì)度相對(duì)較低，且相互之間無(wú)顯著性差異。4）豐富度指數(shù)。混播草地昆蟲(chóng)群落豐富度在4月時(shí)相對(duì)較高，而后5月略有下降，從6月開(kāi)始逐漸升高，8月達(dá)最大，為7.0左右，之后隨著季節(jié)更替豐富度逐漸降低，11月群落豐富度最低，僅4.0左右。

2.2 混播草地昆蟲(chóng)群落多樣性各參數(shù)間的相關(guān)性

由表1可見(jiàn)，群落多樣性指數(shù)（H′）與均勻度指數(shù)（E）和豐富度指數(shù)（D）呈顯著正相關(guān)，其中，H′與E間的相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.920 4，與D的相關(guān)性其次，為0.734 7，而與群落優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（C）呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.984 2。E與D呈正相關(guān)，C與E和D均呈負(fù)相關(guān)。

圖示 混播草地昆蟲(chóng)群落多樣性、均勻度、優(yōu)勢(shì)度和豐富度的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化Fig. Seasonal dynamics of insect community diversity，uniformity，dominance and abundance in mixed artificial grassland

表1 混播草地昆蟲(chóng)群落多樣性相關(guān)組分間的相關(guān)性系數(shù)Table 1 Correlation coefficient among related components of insect community diversity in mixed artificial grassland

2.3 混播草地昆蟲(chóng)群落多樣性與氣候條件間的相關(guān)性

氣候因子通常對(duì)昆蟲(chóng)群落的發(fā)生有較大的影響。由表2可見(jiàn)：溫度與H′、E和D均呈顯著正相關(guān)。其中，與H′的相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)為0.787 4，與E的相關(guān)性最低，相關(guān)系數(shù)僅為0.565 0；溫度與C呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.827 8。H′、E和D均與降水量呈顯著正相關(guān)，但關(guān)系密切程度較低，相關(guān)系數(shù)分別為0.475 7、0.390 4和0.374 7；而降水量與C呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.585 8。

表2 混播草地昆蟲(chóng)群落多樣性相關(guān)組分與氣候因子的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation coefficient between insect community diversity in mixed artificial grassland and climatic factors

3 結(jié)論與討論

群落多樣性是群落穩(wěn)定性的一個(gè)重要尺度，是生物群落的重要特征，一般而言，多樣性指數(shù)和均勻度值較高而優(yōu)勢(shì)集中性值較低的群落，其穩(wěn)定性較好［7］。該研究結(jié)果表明，混播草地昆蟲(chóng)群落的多樣性指數(shù)在4—10月較為穩(wěn)定，一直處于較高水平，且均勻度指數(shù)季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化與多樣性變化相似，絕大多數(shù)時(shí)間維持在一個(gè)較高水平，而群落優(yōu)勢(shì)度指數(shù)的季節(jié)性變化規(guī)律恰好與前二者相反，僅11月較高，達(dá)0.40左右。說(shuō)明，豆禾混播草地昆蟲(chóng)群落穩(wěn)定性較好。昆蟲(chóng)群落與賴以生存的植物群落之間有著極其密切的聯(lián)系，植物群落的組成及變化決定著昆蟲(chóng)群落的特征［8］，同樣，昆蟲(chóng)群落特征也在一定程度上反應(yīng)植物群落的變化程度。因此，該研究結(jié)果也間接說(shuō)明，豆科與禾本科混播草地的植物群落穩(wěn)定性較好，與劉敏等［4］的研究結(jié)果一致。

本研究調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，11月絕大多數(shù)害蟲(chóng)和天敵種群數(shù)量都降至較低水平，但害蟲(chóng)優(yōu)勢(shì)種中的煙草嘎葉蟬（Alobaldiatobae）和麥長(zhǎng)管蚜（Sitobionavenae）種群數(shù)量較10月不減反增，尤其是煙草嘎葉蟬種群數(shù)量更是達(dá)年度最高峰，這2種害蟲(chóng)種群的發(fā)生可能是導(dǎo)致混播草地群落11月多樣性和均勻度指數(shù)降低，而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)升高的原因。此期間應(yīng)注重對(duì)其防控工作。

研究結(jié)果表明，混播草地昆蟲(chóng)群落多樣性與群落均勻度、物種豐富度間呈顯著正相關(guān)，而與優(yōu)勢(shì)度間呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明群落優(yōu)勢(shì)度越明顯，群落多樣性越低。此外，昆蟲(chóng)群落多樣性和物種豐富度與溫度間有較高的相關(guān)性，即昆蟲(chóng)群落多樣性和物種豐富度受溫度調(diào)控作用較為明顯，而與降水量的相關(guān)性較低。說(shuō)明，降水量對(duì)群落結(jié)構(gòu)的影響作用較小。

［1］侯向陽(yáng).中國(guó)西部牧草［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

［2］王長(zhǎng)庭，龍瑞軍，王啟蘭，等.三江源區(qū)不同建植年代人工草地群落演替與土壤養(yǎng)分變化［J］.應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2009，15（6）：737-744.

［3］謝開(kāi)云，趙 云，李向林，等.豆-禾混播草地種間關(guān)系研究進(jìn)展［J］.草業(yè)學(xué)報(bào)，2013，22（3）：284-296.

［4］劉 敏，龔吉蕊，王憶慧，等.豆禾混播建植人工草地對(duì)牧草產(chǎn)量和草質(zhì)的影響［J］.干旱區(qū)研究，2016，33（1）：179-185.

［5］鄭 偉，加娜爾古麗，唐高溶，等.不同混播方式下豆禾混播草地群落穩(wěn)定性的測(cè)度與比較［J］.草業(yè)學(xué)報(bào)，2015，24（3）：155-167.

［6］趙紅蕊，孟慶繁，高文韜.吉林省西部不同封育年限草地昆蟲(chóng)群落的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化［J］.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32（6）：626-632.

［7］崔金杰，夏敬源.轉(zhuǎn)Bt基因棉田昆蟲(chóng)群落多樣性及其影響因素研究［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2000，20（5）：824-829.

［8］劉長(zhǎng)仲，周淑榮.刈割對(duì)苜蓿人工草地昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)的影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，24（3）：543-546.

（責(zé)任編輯：王 海）

Diversity of Insect Community of Mixed Grassland in Karst Mountainous Area in Guizhou

LI Shuai1，MENG Zehong1＊，ZHANG Li2，SU Sheng2，LV Zhaoyun1，ZHOU Yufeng1
（1.GuizhouTeaResearchInstitute，Guiyang，Guizhou550006；2.GuizhouInstituteofPrataculture，Guiyang，Guizhou，China550006）

Sweeping method and pitfall traps were employed to study on seasonal dynamics of insect community diversity in legume-grass mixed sowing grassland in Dushan in Guizhou to raise the level of integrated pest management of mixed artificial grassland.The results showed that insect community in mixed artificial grassland has a high diversity and stability and Its diversity kept at a high level from April to October，but sharply declined in November，superiority pests’control were required in November.There was obviously correlation between Shannon-wiener index and Pielou index，but negative correlation between Shannon-wiener index and Simpson index，temperature variation took an obviously influence to Shannon-wiener index，Pielou index and Margalef index of insect community，meanwhile，there was no important effects on Shannon-wiener index，Pielou index and Margalef index of insect community by precipitation variation.

grassland；mixed sowing；insect community；diversity；karst mountainous area

S435.4

A

2016-07-12；2016-08-09修回

貴州省科技計(jì)劃項(xiàng)目“貴州巖溶山區(qū)草地主要害蟲(chóng)生態(tài)控制技術(shù)研究與示范”［黔科合NY字（2011）3060］；貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院專項(xiàng)“黑麥草害蟲(chóng)與天敵相互作用關(guān)系研究”［黔農(nóng)科院院專項(xiàng)（2010）029］

李 帥（1987-），男，助理研究員，博士，從事昆蟲(chóng)生態(tài)與害蟲(chóng)綜合治理。E-mail：lishuai2009guiyang＠163.com

＊通訊作者：孟澤洪（1982-），男，副研究員，博士，從事植物保護(hù)相關(guān)研究。E-mail：mengzehong1982＠126.com

1001-3601（2016）09-0403-0141-03