古爾班通古特沙漠南緣檉柳節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)及時序動態(tài)研究

蘇 杰，李 婷，劉 彤，蔣瑞旭，韓國棟，張建萍

（1.石河子大學農(nóng)學院，新疆石河子 832000；2.石河子大學生命科學學院，新疆石河子 832000）

古爾班通古特沙漠南緣檉柳節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)及時序動態(tài)研究

蘇 杰1，李 婷1，劉 彤2，蔣瑞旭1，韓國棟1，張建萍1

（1.石河子大學農(nóng)學院，新疆石河子 832000；2.石河子大學生命科學學院，新疆石河子 832000）

【目的】研究新疆古爾班通古特沙漠南緣檉柳樹上節(jié)肢動物群落發(fā)生及變化特點，為保護農(nóng)田沙漠交錯帶檉柳提供科學依據(jù)?！痉椒ā坎捎镁W(wǎng)捕法及觀察計數(shù)法，調(diào)查研究古爾班通古特沙漠南緣沙漠及農(nóng)田交錯帶檉柳上，植食性節(jié)肢動物及天敵昆蟲的群落多樣性及發(fā)生情況。【結(jié)果】交錯帶生境檉柳節(jié)肢動物群落多樣性，均勻度指數(shù)均高于沙漠生境，沙漠生境檉柳節(jié)肢動物個體數(shù)大于交錯帶生境；沙漠生境檉柳植食性節(jié)肢動物數(shù)量遠大于交錯帶生境（約為3.26倍），沙漠生境最主要的植食性昆蟲為粉蚧（98%），交錯帶生境為粉蚧（36%）、盲蝽（53%）、蠟蟬（6%）；交錯帶檉柳天敵昆蟲數(shù)量高于沙漠生境（約為 1.88倍），兩生境檉柳主要天敵昆蟲為食蟲虻（交錯帶41.56%，沙漠36.59%）、蜘蛛（交錯帶28.57%，沙漠31.71%）、小蜂（交錯帶28.57%，沙漠31.71%）?！窘Y(jié)論】交錯帶檉柳天敵昆蟲豐富，可作為沙漠區(qū)域及農(nóng)田天敵資源庫，是寶貴的有利資源；交錯帶生境檉柳植食性昆蟲不會危害農(nóng)田，對天敵提供一定食物來源和生存場所，故應(yīng)該保護交錯帶檉柳，其不僅具有保持水土防治沙漠化的作用，對保護天敵昆蟲具有重要的意義。

沙漠；檉柳；植食類昆蟲；天敵昆蟲；群落構(gòu)成

0 引 言

【研究意義】古爾班通古特沙漠位于準噶爾盆地腹地，是中國最大的固定與半固定沙漠。在沙漠周邊地標覆蓋著大片檉柳（Tamarix chinensis）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、白梭梭（Haloxylon persicum）、豬毛菜（Salsola）、沙拐棗（Calligonum）、白莖 絹蒿（Seriphidium terraealbae）等 荒 漠 植物［1－2］。近年來由于人類活動，農(nóng)田的開墾已經(jīng)逼近沙漠甚至已經(jīng)進入沙漠，造成農(nóng)田與沙漠交錯帶逐年增加［3－5］。交錯帶具有過渡的性質(zhì)，即應(yīng)為兩個不同系統(tǒng)互為轉(zhuǎn)化的場所，是一個生態(tài)應(yīng)力帶和生態(tài)環(huán)境脆弱帶，其生態(tài)功能非常重要［6］。交錯帶生境受農(nóng)田和沙漠兩生態(tài)環(huán)境的影響，風力、水分均不同于常規(guī)的沙漠區(qū)域，在其范圍內(nèi)的植被種類數(shù)量也多于沙漠區(qū)域。同時該區(qū)域?qū)τ谵r(nóng)田受人為因素影響更小，對于小型動物的承載力更大［7］。該區(qū)域作為沙漠與農(nóng)田的連接地區(qū)，對于兩區(qū)域的植食性昆蟲及天敵昆蟲的意義都非常重要?！厩叭搜芯窟M展】檉柳為典型的陽性樹種，具有喜光喜熱、耐鹽堿、抗干旱、耐貧瘠、耐風蝕沙埋、壽命長、根系深、用途廣等優(yōu)良特性，對于荒漠生態(tài)系統(tǒng)來說具有重要的生態(tài)意義和經(jīng)濟價值，是干旱荒漠生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵種之一［8］。古爾班通古特沙漠南部區(qū)域檉柳分布非常廣泛，是重要的木本植物［2］。檉柳在單優(yōu)群落檉柳林中具有多種多樣的植食性昆蟲［9－10］，沙漠交錯帶區(qū)域生態(tài)環(huán)境復雜，其植食性昆蟲群落結(jié)構(gòu)不同于檉柳林?！颈狙芯壳腥朦c】古爾班通古特沙漠南緣地面節(jié)肢動物研究較多［11－12］，交錯帶區(qū)域的節(jié)肢動物研究較少。以交錯帶及沙漠區(qū)域的的檉柳為樣本，調(diào)查比較其樹上植食性節(jié)肢動物及天敵昆蟲多樣性和時序動態(tài)，研究不同生境對其影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過調(diào)查及分析檉柳樹上植食性節(jié)肢動物及天敵昆蟲群落發(fā)生及群落構(gòu)成，為保護沙漠及交錯帶區(qū)域檉柳及該范圍內(nèi)天敵昆蟲資源的篩選提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地點位于新疆莫索灣墾區(qū)的第八師 149團1連，臨近古爾班通古特沙漠南緣的農(nóng)田與沙漠交錯帶區(qū)域及沙漠區(qū)域（N44°51′23.9″；E086° 04′08.8″）。

交錯帶生境：位于農(nóng)田和沙漠區(qū)域之間，該區(qū)域土壤主要為堿化灰漠土。植被覆蓋度較高，植被種類較多。檉柳是該區(qū)域的優(yōu)勢木本植物。

沙漠生境：該區(qū)域距離農(nóng)田較遠，與交錯帶生境被約高10 m的沙丘隔開，生態(tài)環(huán)境明顯不同于交錯帶。該區(qū)域土壤主要為風沙土，土壤含水量極低。植被覆蓋度相對較低，植被種類較少。梭梭與白梭梭是該區(qū)域的優(yōu)勢木本植物。

1.2 方 法

試驗于2015年5～10月，每7 d調(diào)查一次。交錯帶生境與沙漠生境隨機各選取5個點，每個點調(diào)查固定一株檉柳。由于粉蚧無法被掃網(wǎng)法采集到，采用直接觀察法調(diào)查整株粉蚧數(shù)量。直接計數(shù)完畢后，用掃網(wǎng)（網(wǎng)口直徑35cm，深55cm）繞樹一周掃捕10網(wǎng)（一個方向來回兩次揮動記為1網(wǎng)）捕掃時網(wǎng)口的2／3以上接觸枝葉，每一樣點的昆蟲單獨收集，進行計數(shù)并帶回室內(nèi)鑒定歸類。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

物種多樣性測度采用α多樣性的方法［13－14］：物種豐富度采用物種數(shù)（S）；多樣性分析采用國際通用的 Shannon－Wiener指數(shù)，H′均勻度分析采用國際通用的PIeLou指數(shù)優(yōu)勢度分析采用國際通用的 Simpson指數(shù)定義同上。

數(shù)據(jù)處理及作圖使用軟件Past，SPSS19.0，excel 2010，Origin 8.5。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生境檉柳節(jié)肢動物群落組成

研究表明，交錯帶生境和沙漠生境的檉柳樹上節(jié)肢動物個體數(shù)均為半翅目最多分別占總數(shù)的94.15%和78.36%。從物種數(shù)來看，沙漠生境內(nèi)物種數(shù)最多的仍然是半翅目，占 33.33%，而交錯帶生境物種數(shù)最多的為膜翅目，占 29.17%。沙漠生境采集到螳螂目而交錯帶沒有，交錯帶有纓翅目昆蟲而沙漠區(qū)域沒有采集到。表1

表1 古爾班通古特沙漠南緣不同生境檉柳樹上節(jié)肢動物群落組成Table 1 The composition of Arthropod community on the Tamarix chinensis in different habitats in southern marginal zone of the Gurbantonggut Desert

研究表明，交錯帶生境檉柳樹上節(jié)肢動物物種數(shù)與沙漠生境差別不大；總個體數(shù)沙漠生境高于交錯帶生境（2.75倍）；交錯帶生境多樣性指數(shù)（6.08倍）及均勻度（4.67倍）指數(shù)沙漠生境則遠遠高于。表2

表2 不同生境檉柳樹上節(jié)肢動物的個體數(shù)、物種豐富度及物種多樣性比較Table 2 Number，species richness and diversity indices of Arthropod community structure on the Tamarix chinensis in different habitats

2.2 不同生境檉柳節(jié)肢動物不同營養(yǎng)級群落組成

研究表明，檉柳沙漠生境及交錯帶生境天敵節(jié)肢動物主要種類及其比例大致相同，食蟲虻，小蜂及蜘蛛是檉柳樹上主要的天敵昆蟲，其中食蟲虻的數(shù)量最多（交錯帶41.56%，沙漠36.59%），其次為蜘蛛（交錯帶28.57%，沙漠31.71%），小蜂的數(shù)量相對較少（交錯帶 20.78%，19.51%）。另外，交錯帶生境天敵昆蟲數(shù)量多于沙漠生境（約為1.88倍）（圖1A）。

檉柳沙漠生境及交錯帶生境植食性節(jié)肢動物主要種類及比例明顯不同。沙漠生境檉柳樹上植食性昆蟲蛇形粉蚧的數(shù)量遠遠多于其他植食性節(jié)肢動物（約為3.26倍），其個體數(shù)比例約為總數(shù)的98%。交錯帶生境檉柳樹上植食性節(jié)肢動物種類相對于沙漠生境更為多樣性，比例更為均衡，最主 要 的 種類為 粉 蚧 （36.26%）、盲 蝽（52.52%）、蠟蟬（6.47%）。沙漠生境檉柳樹上植食性節(jié)肢動物數(shù)量遠高于交錯帶（圖1B）。圖1

圖1 不同生境檉柳天敵節(jié)肢動物與植食性昆蟲群落組成Fig．1 The community composition of herbivores and predator on Tamarix chinensis in different habitats

2.3 不同生境檉柳植食性昆蟲時序動態(tài)

研究表明，農(nóng)田與沙漠交錯帶檉柳樹上植食性昆蟲發(fā)生較早，并于5月16日發(fā)生第一個高峰（181頭／日），隨后數(shù)量比較規(guī)律的在0～100內(nèi)上下波動。沙漠生境則明顯與交錯帶不同，5～7月其植食性節(jié)肢動物的數(shù)量都非常的少，從7月下旬開始植食性節(jié)肢動物開始直線上升至8月 9日達到最高峰（800頭／日），隨后降低至8月30日又一次出現(xiàn)高峰（662頭／日）。

隨曲線變化趨勢可以看出交錯帶檉柳樹上植食性節(jié)肢動物發(fā)生較為穩(wěn)定，波動幅度較小，整體趨勢較為平穩(wěn)。相比之下，沙漠生境植食性節(jié)肢動物于7月下旬呈爆發(fā)趨勢迅速增加，數(shù)量非常巨大。圖2

圖2 不同生境檉柳植食性昆蟲時序動態(tài)Fig．2 Time dynamic comparison of herbivores on Tamarix chinensis in different habitats

5月交錯帶檉柳盲蝽（93.53%）發(fā)生最多，蠟蟬（3.53%）與粉蚧（2.94%）均有少量出現(xiàn)；沙漠生境有少量的蠟蟬（5頭／日）及盲蝽（7頭／日）出現(xiàn)。5月交錯帶檉柳植食性節(jié)肢動物總數(shù)較多，沙漠非常少。

6月交錯帶檉柳盲蝽（68.35%）數(shù)量有所下降，粉蚧（10.25%）數(shù)量增多，蠟蟬（5.70%）數(shù)量很少；沙漠有少量的蠟蟬（2頭／日）及粉蚧（8頭／日）。

7月交錯帶檉柳粉蚧（48.48%）數(shù)量繼續(xù)增加并占比最多，盲蝽（24.21%）數(shù)量大量減少，蠟蟬 （27.27%）數(shù) 量也 有 所 增 加；沙漠 粉 蚧（92.96%）數(shù)量大幅增加，同時蠟蟬（2.51%）、盲蝽（4.52%）、均少量發(fā)生。

8月交錯帶檉柳粉蚧（72.02%）數(shù)量大幅增加達到全年最多，盲蝽（25.92%）數(shù)量也有所增加，蠟蟬 （2.06%）發(fā)生數(shù)量很少；沙漠粉蚧（99.68%）爆發(fā)并達全年最多，盲蝽（0.32%）發(fā)生數(shù)量極少，蠟蟬消失。

9月交錯帶檉柳粉蚧（74頭／日）數(shù)量有所降低，蠟蟬（3.57%）、盲蝽（8.33%）數(shù)量保持較低水平，；沙漠粉蚧（99.39%）數(shù)量較8月有所降低但仍保持較高水平，盲蝽（0.60%）保持較低水平。圖3

圖3 不同生境檉柳各月主要植食性昆蟲群落構(gòu)成Fig．3 The community composition of herbivores on Tamarix chinensis in different habitats by month

2.4 不同生境檉柳天敵時序動態(tài)

研究表明，5月25日兩生境相同，7月4日及9月5日沙漠高于交錯帶，其余所有日期交錯帶生境檉柳天敵昆蟲數(shù)量均高于沙漠生境，故交錯帶生境檉柳樹上天敵昆蟲數(shù)量整體高于沙漠生境。

交錯帶生境檉柳天敵昆蟲在春季（5月16日）達到第一個高峰（6頭／日），在夏季（7月13日）達到第二個高峰（8頭／日），并于秋季（8月30日）達到第三個高峰（12頭／日）。沙漠生境夏季（7月20日）達到第一個高峰（5頭／日），秋季（9月5日）達到第二個高峰，春季沒有明顯的發(fā)生高峰（6頭／日），其趨勢基本與該生境同時期植食性節(jié)肢動物發(fā)生規(guī)律相符合。圖4

圖4 不同生境檉柳天敵昆蟲發(fā)生規(guī)律Fig．4 Time dynamic comparison of predator on Tamarix chinensis in different habitats

研究表明，5月交錯帶檉柳主要天敵昆蟲為食蟲虻（37.50%）與蜘蛛（62.5%）；沙漠生境檉柳只有蜘蛛發(fā)生。

6月交錯帶檉柳食蟲虻（33.33%）與蜘蛛（44.44%）數(shù)量減少，同時小蜂類（22.22%）天敵出現(xiàn)；沙漠生境檉柳僅有少量的小蜂類天敵（2頭／日）。

7月交錯帶檉柳食蟲虻（31.82%）及小蜂類（54.55%）數(shù)量增加，蜘蛛（13.64%）數(shù)量減少，其中小蜂類數(shù)量達到全年最高；沙漠食蟲虻（50.00%）發(fā)生，小蜂類（31.25%）數(shù)量增加，蜘蛛（18.75%）數(shù)量較少。兩生境檉柳天敵昆蟲數(shù)量該月份均達到全年最高。

8月交錯帶檉柳食蟲虻（64.71%）數(shù)量增加達到最高，小蜂類（5.88%）數(shù)量大幅減少，保持較低水平，蜘蛛（29.41%）數(shù)量有所回升；沙漠生境食蟲虻（2頭／日）、小蜂（1頭／日）、蜘蛛（2頭／日）數(shù)量均較低。

9月交錯帶檉柳僅有食蟲虻（5頭／日）及小蜂（1頭／日）發(fā)生，后者數(shù)量保持較低水平；沙漠檉柳食蟲虻（3頭／日）及蜘蛛（5頭／日）數(shù)量回升，其天敵昆蟲總量超過交錯帶。圖5

圖5 不同生境檉柳各月主要天敵昆蟲群落構(gòu)成Fig．5 The community composition of predator on Tamarix chinensis in different habitatsby month

3 討 論

3.1 古爾班通古特沙漠南緣區(qū)域，交錯帶及沙漠兩種不同生境檉柳樹上節(jié)肢動物群落差異明顯。在生存環(huán)境更為惡劣的沙漠生境，檉柳樹上的節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)更為簡單，群落多樣性低，均勻度低，優(yōu)勢類群優(yōu)勢度很高。在生存環(huán)境相對較為良好的交錯帶生境，檉柳樹上的節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)相對更為復雜，群落多樣性高，均勻度高，優(yōu)勢類群優(yōu)勢度相對較低。

3.2 粉蚧為沙漠及交錯帶生境檉柳最主要的植食性昆蟲，尤其是7月之后其發(fā)生數(shù)量均非常大。這與其生存寄生方式有直接關(guān)系，6～7月沙漠及其交錯帶區(qū)域氣溫達到最高溫度，并且會出現(xiàn)大風及暴雨天氣［15－17］，粉蚧在檉柳上形成的蠟質(zhì)分泌物能夠形成一種很好的保護，使其在惡劣氣候下能夠生存繁殖［18］。直至秋季，氣候適宜時粉蚧的種群數(shù)量變得非常大。沙漠生境更惡劣于交錯帶，故粉蚧在沙漠為檉柳的最主要的害蟲。由于交錯帶位置臨近農(nóng)田，其環(huán)境較沙漠適宜，植被的覆蓋度及種類均大于沙漠，該區(qū)域天敵昆蟲數(shù)量明顯高于沙漠區(qū)域。該現(xiàn)象也是交錯帶生境檉柳粉蚧發(fā)生數(shù)量低于沙漠生境的原因之一。

3.3 盲蝽在春季及夏初于交錯帶區(qū)域大量發(fā)生，這與檉柳的開花有密切的關(guān)系，盲蝽對于植物的花有較強的趨性［19］，在檉柳開花期間盲蝽的種群數(shù)量大幅增加，檉柳的開花為盲蝽提供了非常適宜的生存及資源環(huán)境。檉柳在新疆的花期主要集中在春季，同時夏季也有少量的開花［20－21］，這與盲蝽的發(fā)生規(guī)律基本一致。沙漠生境的檉柳其生存環(huán)境較為惡劣，其花期及花的數(shù)量均少于交錯帶區(qū)域的檉柳，故沙漠生境的盲蝽發(fā)生數(shù)量較低，發(fā)生時間較少。

3.4 沙漠及交錯帶區(qū)域檉柳樹上食蟲虻、小蜂類、蜘蛛類這三類天敵昆蟲數(shù)量占絕大多數(shù)。其中食蟲虻屬于捕食類飛行昆蟲，其活動范圍較大，有較強的轉(zhuǎn)移能力。小蜂類屬于寄生類飛行昆蟲，有一定的活動范圍，小蜂類寄生的生活方式在一定程度上能夠抵御沙漠邊緣惡劣的氣候［22－24］。蜘蛛的捕食范圍主要在樹上，通過爬行及風具有一定的轉(zhuǎn)移能力。

3.5 研究對于沙漠交錯和沙漠檉柳節(jié)肢動物分類工作如對于小蜂、蜘蛛和食蟲虻的分類應(yīng)該分到屬；對于害蟲，例如粉蚧、蠟蟬和盲蝽應(yīng)該鑒定到種，在今后有待進一步細化。

4 結(jié) 論

沙漠生境最主要的植食性昆蟲為粉蚧（98%），交錯帶最主要的植食性昆蟲為為粉蚧（36%）、盲蝽（53%）、蠟蟬（6%），此3類植食性昆蟲無農(nóng)田的常見種，沒有發(fā)現(xiàn)其危害農(nóng)田的現(xiàn)象，對棉田的危險性極低。由于沙漠生境檉柳樹上天敵昆蟲數(shù)量較少（僅為交錯帶0.53），而以粉蚧為主的植食性節(jié)肢動物數(shù)量巨大（最高 74頭／日），植食性節(jié)肢動物的取食壓力成為影響該區(qū)域檉柳生長情況的主要原因之一。檉柳最主要的天敵昆 蟲 為 食蟲 虻 （交 錯 帶 41.56%，沙 漠36.59%）、蜘 蛛 （交 錯 帶 28.57%，沙 漠31.71%）、小蜂（交錯帶28.57%，沙漠31.71%）3類。其中交錯帶檉柳上天敵昆蟲資源非常豐富（交錯帶數(shù)量為沙漠1.88倍），植食性昆蟲作為天敵昆蟲提供充足的食物資源，可以補充沙漠區(qū)域及農(nóng)田的天敵數(shù)量，對控制農(nóng)田及沙漠區(qū)域的植食性節(jié)肢動物有積極作用［25］。

檉柳由于樵采和地下水位下降造成群落衰退［4］，提倡保護交錯帶與沙漠區(qū)域檉柳，不僅有防風固沙的功能，而且對于保持和維護沙漠與農(nóng)田交錯區(qū)、沙漠的植被及其周邊生態(tài)區(qū)節(jié)肢動物多樣性具有重要意義。

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Community Composition and Temporal Dynamics of Arthropods on the Tamarix chinensis in Ecotone in Southern Marginal Zone of the Gurbanggut Desert

SU Jie1，LI Ting1，LIU Tong2，JIANG Rui－xu1，HAN Guo－dong1，ZHANG Jian－ping1
（1．College of Agronomy，Shihezi University，Shihezi Xinjiang 832000，China；2．College of Life Science，Shihezi University，Shihezi Xinjiang 832000，China）

【Objective】The project aims to explore and study the diversity and dynamics of arthropods on the Tamarix chinensis in southern marginal zone of the Gurbanggut Desert in the hope of providing basic information for protecting Tamarix chinensis in ecotone.【Method】The research was done once per week during the period from May to September in 2015.The habitats were divided into desert and ecotone.【Result】The biodiversity index and the equitability index were greater in the ecotone than in the desert.The activity density was greater in the desert than in the ecotone.The number of herbivore in desert was 3.26 times those in ecotone. The number of pseudococcus accounted for 98%of the number of herbivore in desert.The dominant herbivore was pseudococcus（32%），miridae（53%），fulgoridae（6%）.The number of natural enemies insect in ecotone was 1.88 times those in desert.The dominat natural enemy insects were aslidae（41.56%）in the ecotone and 36.59%in the desert），araneida（28.57%in the ecotone and 31.71%in the desert），chalalcididae（28.57%in the econtone and 31.71%in the desert）.【Conclusion】The natural enemy insects of Tamarix chinensis were abundant in the ecotone，which may be used as the desert area and farmland natural enemy resources.The natural enemy insects are the valuable resources of farmland ecology and desert ecology.Tamarix phytophagous insects will not harm the staggered farmland in that they provide a certain food source and living space for natural enemies.So we have a strong reason to protect them.It not only has the function of keeping water and soil to prevent and control desertification，but also it is very important to protect the natural enemies of insects.

desert；Tamarix chinensis；herbivore；natural enemies insect；community composition

Q96

A

1001－4330（2016）09－1659－08

10.6048／j.issn.1001－4330.2016.09.013

2016－04－11

國家自然科學基金項目（31460472）

蘇杰（1991－），男，河南人，碩士研究生，研究方向為植物保護，（E－mail）moonjacy＠live.com

（Cotresponding author）：張建萍（1971－），女，新疆人，教授，研究方向為植物保護，（E－mail）zhjp_agr＠shzu.edu.cn

Fund project：Supported by NSFC（31460472）