伊犁河谷不同管理模式稻田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性

王小武， 丁新華 ，吐?tīng)栠d，付開(kāi)赟， 何 江 ，班小莉，付文君，關(guān)志堅(jiān)，劉 文，郭文超

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物應(yīng)用研究所，烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830091；3.伊犁州農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，新疆伊寧 835000；4.察布查爾縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，新疆察布查爾 835300；5.伊寧縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，新疆伊寧 8351003)

伊犁河谷不同管理模式稻田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性

王小武1， 丁新華2，吐?tīng)栠d2，付開(kāi)赟2， 何 江2，班小莉3，付文君3，關(guān)志堅(jiān)4，劉 文5，郭文超1

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物應(yīng)用研究所，烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830091；3.伊犁州農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，新疆伊寧 835000；4.察布查爾縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，新疆察布查爾 835300；5.伊寧縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，新疆伊寧 8351003)

目的研究伊犁河谷稻區(qū)節(jié)肢動(dòng)物群落及各亞群落結(jié)構(gòu)、時(shí)序格局和變化規(guī)律，為水稻生境昆蟲(chóng)綜合治理提供依據(jù)。方法應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度和主分量方法，分析該稻區(qū)不同模式節(jié)肢動(dòng)物群落。結(jié)果共獲節(jié)肢動(dòng)物21 258頭，隸屬于2綱，10目，28科，31屬，35種，生態(tài)調(diào)控型(記“A模式”)、常規(guī)管理型(記“B模式”)和粗放管理型(記“C模式”)三種模式下節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)之間差異均不顯著(P>0.05)，但A、C模式物種數(shù)明顯高于B模式。在發(fā)生量方面，A、B、C模式差異顯著(P<0.05)?；疑P(guān)聯(lián)度分析表明，水稻生境中，主要天敵為蜘蛛類(lèi)且對(duì)稻水象甲具有一定的抑制作用，但其控害能力較弱；在群落特征指數(shù)和時(shí)序格局方面，A、C模式節(jié)肢動(dòng)物群落較B模式，物種多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)均偏高，表明人工干預(yù)越少，節(jié)肢動(dòng)物多樣性、物種豐富度越大，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定；B模式下，多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)均最低，而優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)最高，表明該生境部分節(jié)肢動(dòng)物種群分布較集中、數(shù)量大，生態(tài)系統(tǒng)趨于簡(jiǎn)單化，優(yōu)勢(shì)種害蟲(chóng)易爆發(fā)成災(zāi)。結(jié)論外界干涉越頻繁，對(duì)節(jié)肢動(dòng)物的分布、物種類(lèi)群多樣性均不利，節(jié)肢動(dòng)物結(jié)構(gòu)較單一，生態(tài)系統(tǒng)越不穩(wěn)定；影響伊犁河谷稻區(qū)節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化主要因子為植食類(lèi)、捕食類(lèi)亞群落。

伊犁河谷稻區(qū)；群落結(jié)構(gòu)；時(shí)序格局

0 引 言

【研究意義】新疆地處我國(guó)西北邊陲、亞歐大陸腹地[1]，以綠洲為載體，灌溉型農(nóng)業(yè)為主，光熱資源豐富，適宜多種農(nóng)作物生長(zhǎng)。素有“塞外江南”美譽(yù)的伊犁河谷既是新疆稻米的主產(chǎn)區(qū)，也是新疆實(shí)施“有機(jī)稻米生產(chǎn)”的主要示范區(qū)。目前該稻區(qū)水稻主要以直播和移栽2種栽培模式為主，因其管理方式的不同，移栽稻區(qū)又可分為常規(guī)移栽稻和有機(jī)移栽稻區(qū)。伊犁河谷在實(shí)施“有機(jī)稻米生產(chǎn)示范項(xiàng)目”之前，該稻區(qū)主要采用單一的化學(xué)藥劑控制害蟲(chóng)，不僅使得稻水象甲等主要害蟲(chóng)反復(fù)猖獗，還對(duì)該稻區(qū)節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞。近年來(lái)隨著有機(jī)稻米生產(chǎn)基地的建成、項(xiàng)目的實(shí)施及水稻有機(jī)化發(fā)展，促使對(duì)稻田害蟲(chóng)的防治更注重生態(tài)系統(tǒng)自身的調(diào)控作用。節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)是研究群落多樣性、穩(wěn)定性、種間關(guān)系、演替以及種群發(fā)展的基礎(chǔ)，也是充分發(fā)揮天敵自然控害作用、有效實(shí)施害蟲(chóng)綜合治理的重要依據(jù)[2-3]。稻田節(jié)肢動(dòng)物群落是以水稻為中心、食物鏈為基礎(chǔ)多種節(jié)肢動(dòng)物共存的動(dòng)態(tài)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[3-4]，較自然其他生態(tài)系統(tǒng)，雖在營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)、物種組成及穩(wěn)定性等方面均有不同程度的降低，但天敵在有害生物種群控制中仍起到重要的作用[5]，再者，稻田生態(tài)系統(tǒng)是人為干擾下的生態(tài)系統(tǒng)，其節(jié)肢動(dòng)物群落多樣性與穩(wěn)定性，不僅僅取決于物種數(shù)、種間關(guān)系、食物網(wǎng)的復(fù)雜程度、水稻的生育階段，還受人為因素影響較大；此外，害蟲(chóng)猖獗也往往與群落生態(tài)系統(tǒng)紊亂有關(guān)[6]。為此，把稻田節(jié)肢群落作為切入點(diǎn)，從群落生態(tài)學(xué)角度出發(fā)，探明節(jié)肢動(dòng)物種群及亞群落間相互制約、相互聯(lián)系、相互作用機(jī)制[7-12]，不僅關(guān)系到有效實(shí)施害蟲(chóng)綜合治理措施，而且也關(guān)系到現(xiàn)代新型農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。【前人研究進(jìn)展】目前，針對(duì)稻田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)研究已有相關(guān)報(bào)道，涉及不同灌溉方式[11]、不同品種[3,13]、不同栽培方式[13]、不同生境[7-8,14]等方面，但自稻水象甲入侵新疆以來(lái)，其成功定殖該地區(qū)后對(duì)該地區(qū)節(jié)肢動(dòng)物的影響，尤其是不同管理模式下節(jié)肢動(dòng)物群落的影響，加之有關(guān)新疆荒漠綠洲稻區(qū)稻田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的研究及有關(guān)稻水象甲自然天敵控害方面的研究還尚未見(jiàn)報(bào)道，且節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)常因地理位置、耕作制度、氣候條件、防治策略、品種、水肥管理等因素的干擾而存有差異[6-8]，【本研究切入點(diǎn)】以伊犁河谷不同栽培管理模式的稻區(qū)為調(diào)查樣點(diǎn)，調(diào)查并分析不同模式節(jié)肢動(dòng)物及各亞節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的多樣性、穩(wěn)定性及優(yōu)勢(shì)種天敵，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)分析不同模式益害比，揭示自然條件下天敵對(duì)主要害蟲(chóng)的控制作用，應(yīng)用主成分法探討不同栽培管理模式下影響節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化的主導(dǎo)因子和內(nèi)部機(jī)制，為伊犁河谷水稻的有機(jī)化發(fā)展、對(duì)有害節(jié)肢動(dòng)物最優(yōu)綜合治理及時(shí)準(zhǔn)確的采取提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

根據(jù)新疆伊犁河谷稻區(qū)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)際中稻田的管理情況，將該稻區(qū)劃分Ⅲ種模式，I、Ⅱ、Ⅲ模式水稻品種均為農(nóng)林315，面積約為0.766 hm2，除水稻栽培及管理方式不同外，土質(zhì)、海拔、地勢(shì)等自然條件基本一致。

A生態(tài)調(diào)控型(記“A模式”)：冬季清潔田埂雜草，4月中旬育秧，5月上旬煉苗，5月中下旬移栽，6月中旬施有機(jī)肥(速溶型)，7月人工除草1～2次，7月中旬曬田，8月人工除草1～2次，10月上旬收獲。年用魚(yú)藤酮(內(nèi)蒙古清源寶生物科技有限公司)、除蟲(chóng)菊素(內(nèi)蒙古清源寶生物科技有限公司)、白僵菌(山西省科谷生物農(nóng)藥有限公司)等生物源藥劑1～2次防除稻水象甲。

B常規(guī)管理型(記“B模式”)： 4月中旬育秧，5月上旬煉苗，5月中下旬移栽，6月下旬7月上旬兩次田間化學(xué)除草，7月中旬曬田，9月中下旬收獲。年用藥2～3次，主要為康寬(氯蟲(chóng)苯甲酰胺)、福奇(氯蟲(chóng)·高氯氟)、敵稗(N-3，4-二氯苯基丙酰胺)等化學(xué)藥劑。

C粗放管理型(記“C模式”)： 4月中旬直播，生育期偶有化學(xué)防控蟲(chóng)草，無(wú)其他管理措施。

1.2 方 法

1.2.1 網(wǎng)捕法

采用網(wǎng)捕法，直徑0.33 m，擺幅2 m左右，往返為一復(fù)網(wǎng)，共50復(fù)網(wǎng)，7 d調(diào)查一次，雨天順延。將掃網(wǎng)采集到的標(biāo)本放入內(nèi)置乙醚棉球的保鮮盒中，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行挑選、數(shù)量統(tǒng)計(jì)、鑒定。

1.2.2 目測(cè)法

目測(cè)調(diào)查并統(tǒng)計(jì)稻株葉冠、莖稈及水面上的節(jié)肢動(dòng)物種類(lèi)、數(shù)量，每次調(diào)查15～20穴[8,14]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel2010計(jì)算群落豐富度Pi、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H′、Pielou均勻度指數(shù)J、Simpson 優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)C、優(yōu)勢(shì)度I等參數(shù)，對(duì)稻田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，各參數(shù)具體計(jì)算如下：

Pi=ni/N；H′=-∑Pi(lnPi)；J=H'/lnS；C=∑(Pi)2；I=Nmax/N

其中ni為i物種出現(xiàn)的個(gè)體數(shù)；N為稻田節(jié)肢動(dòng)物群落的總個(gè)體數(shù),S為稻田節(jié)肢動(dòng)物群落物種數(shù)，Nmax為稻田節(jié)肢動(dòng)物群落中數(shù)量最多的物種的個(gè)體數(shù)。

1.3.1 灰色關(guān)聯(lián)度分析，具體計(jì)算公式參考宋備舟等[10]進(jìn)行。

rij(k)=

1.3.2 主分量

為探明影響節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)因子及內(nèi)部機(jī)制[15]，將各節(jié)肢動(dòng)物( 按不同功能團(tuán)) 的物種數(shù)量、個(gè)體數(shù)為變量，以植食類(lèi)亞群落節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)為X1，個(gè)體數(shù)為X2，捕食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)為X3，個(gè)體數(shù)為X4；中性及寄生類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)為X5，個(gè)體數(shù)為X6，進(jìn)行主分量分析[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1伊犁河谷稻區(qū)節(jié)肢動(dòng)物群落組成特征

調(diào)查共獲節(jié)肢動(dòng)物21 258頭，隸屬于2綱，10目，28科，31屬，35種；其中，A模式 2綱，10目，28科，31屬，35種；而雙翅目(Diptera)、半翅目(Hemiptera)、鞘翅目(Coleoptera)、蜻蜓目(Odonata)和蜘蛛目(Araneida)等5個(gè)目節(jié)肢動(dòng)物種數(shù)占該模式總種數(shù)的68.58%；B模式 2綱，10目，22科，24屬，28種； 其中，雙翅目(Diptera)、鞘翅目(Coleoptera)和蜘蛛目(Araneida)等3個(gè)目占總種數(shù)的46.44%；C模式 2綱，10目，24科，28屬，31種；蜘蛛目(Araneida)、半翅目(Hemiptera)、鞘翅目(Coleoptera)和蜻蜓目(Odonata)等4個(gè)目節(jié)肢動(dòng)物種數(shù)占總種數(shù)的54.83%。方差分析表明，三種模式下節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)之間差異均不顯著(P>0.05)，但A、C模式物種數(shù)明顯高于B模式。在發(fā)生量方面，A、B、C模式差異顯著(P<0.05)。表1～3

2.2伊犁河谷稻區(qū)主要天敵與稻水象甲灰色關(guān)聯(lián)度

確定了伊犁河谷稻區(qū)主要害蟲(chóng)類(lèi)群為：稻水象甲。主要天敵類(lèi)群為：瓢蟲(chóng)、食蚜蠅、蜘蛛、姬獵蝽和草蛉。A、B、C三種不同管理模式下，稻水象甲與主要天敵的關(guān)聯(lián)度大小順序分別為：蜘蛛>草蛉>食蚜蠅>姬獵蝽>瓢蟲(chóng)；蜘蛛>瓢蟲(chóng)>食蚜蠅>草蛉>姬獵蝽；蜘蛛>食蚜蠅>姬獵蝽>瓢蟲(chóng)>草蛉?？梢钥闯?，A、B、C三種不同模式下蜘蛛與和稻水象甲關(guān)聯(lián)度最大，表明蜘蛛對(duì)稻水象甲具有控害效應(yīng)。表4

表1 不同模式節(jié)肢動(dòng)物群落組成
Table 1 Composed of arthropod community in different habitats in yili River Valley

種類(lèi)SpeciesA模式AmodelB模式BmodelC模式CmodelNFNGNSNFNGNSNFNGNS直翅目Orthoptera2(714)3(968)3(857)2(909)3(1250)3(1071)2(833)3(1071)3(968)同翅目Homoptera3(1071)3(968)3(857)2(909)3(1250)3(1071)3(1250)3(1071)3(968)半翅目Hemiptera4(1429)3(968)5(1429)3(1364)3(1250)3(1071)3(1250)3(1071)4(1290)雙翅目Diptera5(1786)6(1935)7(2000)4(1818)4(1667)5(1786)2(833)3(1071)3(968)鞘翅目Coleoptera4(1429)4(1290)4(1143)3(1364)3(1250)4(1429)4(1667)4(1429)4(1290)蜻蜓目Odonata2(714)3(968)4(1143)2(909)2(833)3(1071)2(833)3(1071)4(1290)膜翅目Hymenoptera2(714)2(645)2(571)1(455)1(417)1(357)2(833)2(714)2(645)鱗翅目Lepidoptera1(357)2(645)2(571)1(455)1(417)1(417)1(417)2(714)2(645)螳螂目Mantodea1(357)1(323)1(286)1(455)1(417)1(417)1(417)1(357)1(323)蜘蛛目Araneida4(1429)4(1290)4(1143)3(1364)3(1250)4(1429)4(1667)4(1429)5(1613)總計(jì)Total28a31a35a22a24a28a24a28a31a

注：NF：科數(shù)；NG：屬數(shù)；NS：種數(shù)，括號(hào)內(nèi)為其所占該生境總科數(shù)、總屬數(shù)或總種數(shù)比例，表中不同小寫(xiě)字母表示經(jīng)0.05水平上的LSD差異檢驗(yàn)(P<0.05 )

Note: NF：Number of Families；NG：Number of Genus；NS：Number of Species, Data in brackets were the ratio of families、genus and species， Data followed different lower and uppercase letters were significantly different atP< 0.05

表2 不同模式稻田節(jié)肢動(dòng)物群落物種數(shù)方差
Table 2 Analysis of variance for different model number of arthropod species in paddy fields

變異來(lái)源Sourceofvariation平方和Quadraticsumdf均方差MeansquareerrorF值F-value顯著水平Significancelevel組間amonggroups1337647266882352734817不顯著組內(nèi)intra-group1173882482445588總變異sumofvariation130764750

表3 不同模式稻田節(jié)肢動(dòng)物群落個(gè)體數(shù)方差
Table 3 Number of arthropod community in rice field of different patterns of individual analysis of variance

變異來(lái)源Sourceofvariation平方和Quadraticsumdf均方差MeansquareerrorF值F-value顯著水平Significancelevel組間amonggroups1745587287279375657005顯著組內(nèi)intra-group7405702481542855總變異sumofvariation91512950

表4 不同模式下稻水象甲與主要天敵的灰色關(guān)聯(lián)度
Table 4 Relational grade of the Lissorhoptrus oryzophilus and their natural enemy groups in different mode

栽培模式Culturemode物種Species稻水象甲Lissorhoptrusoryzophilus關(guān)聯(lián)Relationalgrade排序SortA模式Amode瓢蟲(chóng)Coccinellidae025865姬獵蝽NabispalliferusHsiao029684食蚜蠅Syrphidae031333蜘蛛Araneida054621草蛉Chrysopaperla039922B模式Bmode瓢蟲(chóng)Coccinellidae035952姬獵蝽NabispalliferusHsiao028975食蚜蠅Syrphidae033453蜘蛛Araneida047491草蛉Chrysopaperla030054C模式Cmode瓢蟲(chóng)Coccinellidae029974姬獵蝽NabispalliferusHsiao038263食蚜蠅Syrphidae039482蜘蛛Araneida041951草蛉Chrysopaperla028435

灰色關(guān)聯(lián)度分析是基于灰色過(guò)程的一種相對(duì)的排序分析，其主要描述兩個(gè)系統(tǒng)或因素發(fā)展過(guò)程中相對(duì)變化的情況，即其間的相似程度來(lái)判斷其聯(lián)系是否緊密。若兩者在發(fā)展過(guò)程中相對(duì)變化基本一致或接近，則關(guān)聯(lián)度就越大，反之就越小[17-18]。利用該理論研究并分析稻田稻水象甲與自然天敵之間的消長(zhǎng)關(guān)系。若天敵與稻水象甲之間的關(guān)聯(lián)度較高，說(shuō)明該天敵對(duì)其的控制能力越強(qiáng)，反之，則弱。研究表明，伊犁河谷稻區(qū)蜘蛛與稻水象甲的關(guān)聯(lián)度最大，對(duì)稻水象甲和蜘蛛進(jìn)行進(jìn)一步的益害比分析，6月11日前由于稻田蜘蛛個(gè)體數(shù)量較低，因而益害比也較低。6月18日以后隨稻田稻水象甲數(shù)量增多，益害比也隨之增大，A、C模式7月中旬達(dá)最大。因而益害比也隨之迅速升高，并于7 月16日同時(shí)達(dá)到最高峰，而B(niǎo)模式因7月中旬進(jìn)行田間化學(xué)控害，致使其益害比值最低。8月中旬，隨著稻田稻水象甲羽化數(shù)量的逐漸增多，其益害比也逐漸增大。表4，圖1

圖1 不同模式下益害比時(shí)序動(dòng)態(tài)
Fig.1 Temporal dynamics of predator prey ratio in different mode

2.3不同模式下節(jié)肢動(dòng)物群落及亞群落特征指數(shù)和時(shí)序動(dòng)態(tài)

2.3.1 不同模式下節(jié)肢動(dòng)物群落及亞群落特征指數(shù)

根據(jù)食性關(guān)系，將伊犁河谷稻區(qū)節(jié)肢動(dòng)物群落劃分為，植食性亞群落、捕食性亞群群落、中性及寄生性亞群落3個(gè)功能類(lèi)群[16]。研究表明，從節(jié)肢動(dòng)物總?cè)郝鋪?lái)看，A、C模式節(jié)肢動(dòng)物群落較B模式，物種多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)均偏高，而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)偏低，表明人工干預(yù)越少，節(jié)肢動(dòng)物多樣性、物種豐富度越大，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定；B模式下，多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)均最低，而優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)最高，表明該生境節(jié)肢動(dòng)物較A、C生境，部分節(jié)肢動(dòng)物種群分布較集中、數(shù)量大，生態(tài)系統(tǒng)趨于簡(jiǎn)單化，優(yōu)勢(shì)種害蟲(chóng)易爆發(fā)成災(zāi)。從節(jié)肢動(dòng)物亞群落來(lái)看，A、C模式捕食性節(jié)肢動(dòng)物亞群落較B模式，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、豐富度指數(shù)及優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)均偏大，加之A、C模式下植食性亞群落多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)及優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)較B模式均偏高，表明A、C模式捕食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物物種較多且聚集部分優(yōu)勢(shì)種天敵。而B(niǎo)模式下，植食性、捕食性亞群落均勻度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)均低于A、C模式，表明外界干涉越頻繁，對(duì)節(jié)肢動(dòng)物的分布、物種類(lèi)群多樣性均不利，節(jié)肢動(dòng)物結(jié)構(gòu)較單一，生態(tài)系統(tǒng)越不穩(wěn)定。表5

表5 不同模式稻田節(jié)肢動(dòng)物群落特征比較
Table 5 Comparison of different model characteristics of arthropod community in rice fields

處理Treatment功能團(tuán)Functionalgroup多樣性指數(shù)Diversityindex(H′)均勻度指數(shù)Evennessindex(J)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)DominanceIndex(I)豐富度指數(shù)RichnessIndex(lnS)優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)ConcentrationIndex(C)A節(jié)肢動(dòng)物群落2758608279015933555300861植食性亞群落1749908415028202639102044捕食性亞群落2315509318025592772601282中性和寄生性亞群落0958413827059531386304593B節(jié)肢動(dòng)物群落2508407055018283332201170植食性亞群落1819906896025792079401951捕食性亞群落2297608287025482484901270中性和寄生性亞群落0624704506082440693106939C節(jié)肢動(dòng)物群落2738007973015703434000867植食性亞群落1746607284027612397902036捕食性亞群落2274408618025592639101290中性和寄生性亞群落0986305505058131791804489

注：表中豐富度指數(shù)S取其自然對(duì)數(shù)lnS

Note: the richness index S in the table takes its natural logarithm lnS

2.3.2 不同模式下節(jié)肢動(dòng)物群落及亞群落特征指數(shù)時(shí)序動(dòng)態(tài)(圖2)

A、C模式較B模式，節(jié)肢動(dòng)物總?cè)郝浼案鱽喨郝涠鄻有灾笖?shù)較平穩(wěn)，全年波動(dòng)較小(圖2a，3a，4a)。B模式因農(nóng)事操作及化學(xué)防蟲(chóng)控草，致使物種數(shù)、發(fā)生量均最少，多樣性變化較大，波動(dòng)明顯。A模式物種數(shù)、發(fā)生量最大，種間制約程度高，波動(dòng)小，C模式次之。

不同模式下節(jié)肢動(dòng)物群落及亞群落均勻度波動(dòng)(圖2b，3b，4b)，具體為整個(gè)生育期中，A、C模式較B模式，節(jié)肢動(dòng)物總?cè)郝洹⒅彩愁?lèi)亞群落及捕食類(lèi)亞群落均勻度波動(dòng)程度不大且變化趨勢(shì)相似，但不同模式下中性及寄生類(lèi)亞群落均勻度波動(dòng)明顯。對(duì)于A模式，7月上中旬陸續(xù)開(kāi)始曬田，8月中旬正值人工除草，田間間歇性灌水所致；C模式，因管理水平較差，稻田忽干忽濕，致使中性類(lèi)雙翅目等喜水性節(jié)肢動(dòng)物數(shù)量變化幅度較大。 B模式，7月中旬節(jié)肢動(dòng)物總?cè)郝浜椭彩愁?lèi)亞群落均勻度不同程度呈現(xiàn)“V”字形變化，此現(xiàn)象由B模式田間管理措施(田間化學(xué)除草、控蟲(chóng))所致。

不同模式下節(jié)肢動(dòng)物群落及亞群落優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)及中性指數(shù)變化趨勢(shì)與多樣性指數(shù)變化趨勢(shì)相反，具體為：中性及寄生類(lèi)亞群落>植食類(lèi)亞群落>捕食類(lèi)亞群落>節(jié)肢動(dòng)物總?cè)郝?圖2c，2d，3c，3d，4c，4d)。A、C模式，整個(gè)生育期優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)及中性指數(shù)變化差異不顯著，B模式6月上旬到7月下旬，因施肥、化學(xué)防控外界因素影響，使得優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)及中性指數(shù)變化較大。8月中下旬，中性及寄生類(lèi)亞群落優(yōu)勢(shì)度、優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)呈正態(tài)變化。此現(xiàn)象由于生育中后期水稻生境水位較高，致使中性類(lèi)雙翅目等喜水性節(jié)肢動(dòng)物田間分布數(shù)量大且集中所致。

圖2 A模式下節(jié)肢動(dòng)物群落及亞群落特征指數(shù)時(shí)序動(dòng)態(tài)
Fig.2 Temporal dynamics of characteristic index of arthropod community and its sub-community in the A mode

圖3 B模式下節(jié)肢動(dòng)物群落及亞群落特征指數(shù)時(shí)序動(dòng)態(tài)
Fig.3 Temporal dynamics of characteristic index of arthropod community and its sub-community in the B mode

圖4 C模式下節(jié)肢動(dòng)物群落及亞群落特征指數(shù)時(shí)序動(dòng)態(tài)
Fig.4 Temporal dynamics of characteristic index of arthropod community and its sub-community in the C mode

2.4 不同模式下節(jié)肢動(dòng)物主分量

3種管理模式下各節(jié)肢動(dòng)物亞群落3個(gè)主分量累計(jì)貢獻(xiàn)率均高于85% , 其中，A模式節(jié)肢動(dòng)物群落累計(jì)貢獻(xiàn)率高達(dá) 90.1%，第一主分量代表了捕食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體數(shù)、物種數(shù)及植食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體數(shù)的綜合因子,貢獻(xiàn)率為50.6% ，說(shuō)明了捕食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)、個(gè)體數(shù)及植食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體數(shù)對(duì)群落的重要作用;第二主成分主要代表了植食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)和中性及寄生類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)，貢獻(xiàn)率達(dá)25.2%;第三主成分代表了中性及寄生類(lèi)亞群落節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)、個(gè)體數(shù)，貢獻(xiàn)率達(dá)14.3%。因此A模式稻區(qū)植食類(lèi)物種數(shù)、個(gè)體數(shù)、捕食類(lèi)物種數(shù)、個(gè)體數(shù)及中性及寄生類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物的物種數(shù)是本稻區(qū)節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化的主導(dǎo)因子。

B模式稻區(qū)第一主成分分量表示捕食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)、個(gè)體數(shù)及植食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)；第二主成分分量表示中性及寄生類(lèi)亞群落節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)、個(gè)體數(shù)；第三主成分分量表示植食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物數(shù)量和捕食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)；3個(gè)主成分分量累計(jì)貢獻(xiàn)率高達(dá)87.4%，表明B模式稻區(qū)捕食類(lèi)、中性及寄生類(lèi)亞群落物種數(shù)、個(gè)體數(shù)及植食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)是該稻區(qū)節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化的主要因子。

C模式稻區(qū)第一主成分分量表示捕食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體數(shù)及植食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物物個(gè)體數(shù)；第二主成分分量表示捕食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物和中性及寄生類(lèi)亞群落節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)；第三主成分分量表示植食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)和中性及寄生類(lèi)亞群落節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體數(shù)；3個(gè)主成分分量累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)85.43%，表明C模式稻區(qū)植食類(lèi)、捕食類(lèi)亞群落節(jié)肢動(dòng)物物種數(shù)和個(gè)體數(shù)是該稻區(qū)節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化的主要因子。表6

表6 新疆伊犁河谷不同模式節(jié)肢動(dòng)物群落主成分
Table 6 Principal component analysis of arthropod community in the different mode

模式Mode主成分PrincipalcomponentX1X2X3X4X5X6累計(jì)貢獻(xiàn)率CumulativeA10513074408750970-0204068750620767-04780356-00450715-02327583-02570182-0117-016706290566901B108620360094509330665-0．0885142-0165-04400054-0046055008467223-023108070091-0080-00970427874C106660824033109270609066748442021904400857000406010195713830663010801450017018105828543

3 討 論

稻田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性是稻田有害節(jié)肢動(dòng)物治理的重要依據(jù)[19-20]，用灰色關(guān)聯(lián)度分析法和主分量分析法對(duì)伊犁河谷稻區(qū)節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)合水稻生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，按照群落的時(shí)序動(dòng)態(tài)特點(diǎn)針對(duì)性采取以“生態(tài)調(diào)控”為核心的綜合治理措施，是實(shí)現(xiàn)水稻有害節(jié)肢動(dòng)物可持續(xù)治理的重要基礎(chǔ)[21]。

為植食性類(lèi)肢動(dòng)物提供良好的生存環(huán)境。再者，其以“綠洲為載體”，這也為雙翅目、蜻蜓目等節(jié)肢動(dòng)物的生存創(chuàng)造了優(yōu)良的條件。此外，植食類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物亞群落的繁榮也為捕食類(lèi)、寄生類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物亞群落及河谷其他動(dòng)物提供了良好的營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)[16]，是該稻區(qū)節(jié)肢動(dòng)物群落及各亞群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提條件，為群落的多樣性奠定了基礎(chǔ)。

天敵與害蟲(chóng)間的相互制約、依存的關(guān)系是在長(zhǎng)期協(xié)同進(jìn)化所致[9]。在植物生育期中，主要害蟲(chóng)可能存有多種天敵，而不同天敵因物種數(shù)、捕食量、食性、時(shí)空格局和搜索行為等方面的差異性[10]，致使對(duì)主要害蟲(chóng)的制約呈現(xiàn)出復(fù)雜的相互關(guān)系。研究通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度分析發(fā)現(xiàn)， A、B、C三種不同模式下蜘蛛與和稻水象甲關(guān)聯(lián)度最大，表明蜘蛛對(duì)稻水象甲具有一定的控害效應(yīng)，這一結(jié)果在關(guān)志堅(jiān)等[22], 于鳳泉等[23]研究中得以印證；此外，調(diào)查發(fā)現(xiàn)蜘蛛對(duì)稻水象甲其自然控害能力較弱，為避免打破該生境節(jié)肢動(dòng)物之間的動(dòng)態(tài)平衡，因此在稻水象甲發(fā)生量高于其防治臨界值5.82頭/m2時(shí)[24]，建議采取生物措施來(lái)抑制其發(fā)生[25]，造成這一結(jié)果的原因可能與稻水象甲的生活習(xí)性有關(guān)，需今后進(jìn)一步研究。

節(jié)肢動(dòng)物多樣性指數(shù)是反映群落組織水平的主要指標(biāo)，同時(shí)也反映不同生境節(jié)肢動(dòng)物群落的發(fā)展?fàn)顩r[16，26]?！吧鷳B(tài)調(diào)控”是實(shí)現(xiàn)水稻有害節(jié)肢動(dòng)物可持續(xù)治理的重要基礎(chǔ)[21]。以功能團(tuán)為單位，探討節(jié)肢動(dòng)物群落的結(jié)構(gòu)及多樣性，可使其復(fù)雜的群落網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，節(jié)肢動(dòng)物各亞群間的關(guān)系更加明確[5]。萬(wàn)方浩等[26]對(duì)綜防區(qū)和化防區(qū)稻田害蟲(chóng)-天敵群落組成及多樣性研究中，發(fā)現(xiàn)綜合防區(qū)節(jié)肢動(dòng)物的多樣性和豐富度均高于化防區(qū)；金翠霞等[27]對(duì)稻田節(jié)肢動(dòng)物群落多樣性研究，其認(rèn)為殺蟲(chóng)劑的施用擴(kuò)大了害蟲(chóng)亞群落和天敵亞群落之間的穩(wěn)定性差距，打破其同步發(fā)展的關(guān)系，再者，殺蟲(chóng)劑的施用對(duì)天敵亞群落的物種數(shù)、個(gè)體數(shù)均具明顯的抑制作用，尤其是對(duì)寄生性天敵影響更為顯著，致使害蟲(chóng)再猖獗；王凱學(xué)等[14]、張清泉等[28]對(duì)生態(tài)稻田及常規(guī)稻田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征比較研究中，發(fā)現(xiàn)生態(tài)稻田(生境多樣性稻田)天敵亞群落的發(fā)展快于害蟲(chóng)亞群落，其物種數(shù)和個(gè)體數(shù)均早于或與害蟲(chóng)同步發(fā)生，在一定程度上對(duì)害蟲(chóng)具有一定的控制作用，而常規(guī)稻田各亞群落的多樣性、豐富度及物種數(shù)均低于生態(tài)稻田。顧偉等[16]、郁曉蓓[19]和宋文軍等[29]均認(rèn)為，在研究節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及時(shí)序動(dòng)態(tài)時(shí)，只需綜合考慮節(jié)肢動(dòng)物群落多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)，即可判定節(jié)肢動(dòng)物群落的穩(wěn)定性。韓爭(zhēng)偉等[30](2013)認(rèn)為節(jié)肢動(dòng)動(dòng)物群落的穩(wěn)定性需要多個(gè)指標(biāo)綜合反映才能確定其穩(wěn)定性。研究表明, 外界干涉越頻繁，對(duì)節(jié)肢動(dòng)物的分布、物種類(lèi)群多樣性均不利，致使節(jié)肢動(dòng)物結(jié)構(gòu)較單一，生態(tài)系統(tǒng)趨于簡(jiǎn)單化，優(yōu)勢(shì)種害蟲(chóng)易爆發(fā)成災(zāi)，與前人[14，26-28]研究結(jié)果較為一致。

4 結(jié) 論

研究于伊犁河谷稻區(qū)捕獲節(jié)肢動(dòng)物共35種，隸屬于2綱，10目，28科，31屬。優(yōu)勢(shì)節(jié)肢動(dòng)物類(lèi)群為鞘翅目、半翅目、同翅目、雙翅目、蜻蜓目及蜘蛛目等。A、B、C三種不同管理模式下，稻水象甲與主要天敵的關(guān)聯(lián)度大小順序分別為：蜘蛛>草蛉>食蚜蠅>姬獵蝽>瓢蟲(chóng)；蜘蛛>瓢蟲(chóng)>食蚜蠅>草蛉>姬獵蝽；蜘蛛>食蚜蠅>姬獵蝽>瓢蟲(chóng)>草蛉。伊犁河谷稻區(qū)A、C模式下節(jié)肢動(dòng)物總?cè)郝浼案鱽喨郝湮锓N多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)較B模式均偏高，B模式，植食性、捕食性亞群落均勻度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)均低于A、C模式，主分量分析表明，不同模式節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化的主要因子為植食類(lèi)、捕食類(lèi)亞群落。表明該稻區(qū)節(jié)肢動(dòng)物群落較復(fù)雜，外界干擾后，自我恢復(fù)能力較強(qiáng)。

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TheStructureandDiversityofArthropodCommunitiesinPaddyFieldsunderDifferentManagementModelsinYiliRiverValley

WANG Xiao-wu1，DING Xin-hua2，Tursun2，F(xiàn)U Kai-yun2，HE Jiang2，BAN Xiao-li3，F(xiàn)U Wen-jun3，GUAN Zhi-jian4，LIU Wen5, GUO Wen-chao1

(1.ResearchInstituteofAppliedMicrobiology,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China; 2.ResearchInstituteofPlantProtection/KeyLaboratoryofIntegratedPestManagementofCropsinChinaNorth-westernOasis,MinistryofAgriculture,P.R.China,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China; 3.AgriculturalTechnologyExtensionMasterStationofIliPrefecture,YiningXinjiang835000,China; 4.AgriculturalTechnologyExtensionStationofQapqalCounty,QapqalXinjiang835000,China; 5.AgriculturalTechnologyExtensionStationofYiningCounty,YiningXinjiang835100,China)

ObjectiveIn order to explore the structure, the temporal dynamics and the change regularity of arthropod communities and its sub-communities in paddy fields of Ili river valley.MethodArthropods on different modes were investigated by gray correlation degree analysis, principal component analysis and. clustering analysis.ResultA total of 21,258 arthropods were collected, which belonged to 2 classsess,10 orders, 28 families and 35 species. There was no significant difference between the number of different model arthropod species (P>0.05), while their reproduction quantity had significant difference (P<0.05). Gray correlation degree analysis showed that spiders had a certain effect on rice water weevil, but its natural control ability to rice water weevil was weak. In terms of community characteristics index and temporal pattern, the arthropod communities in Aand C models were higher than those in the B model and species diversity index, evenness index and richness index were all higher, which indicated that when the less artificial intervention, the greater arthropod diversity and species richness would be and he more stable the ecosystem would be, too. Under the B model, the diversity index, richness index and evenness index were the lowest while the advantage concentration index was the highest, which showed that the arthropod population in the habitat was more concentrated, the quantity was large, the ecosystem tended to be simple, and the dominant species were easy to outbreak.ConclusionThe more frequent external interference, the less unfaborable distribution of arthropod and diversity of species groups would be. The more simple and single the arthropod structure was, the less stable the ecosystem would be. The main factors affecting arthropod animal community structure changes in Yili River Valley are phytophagous and predacious sub community.

Ili river valley; arthropod community; temporal dynamics

GUO Wen-chao(1966-)，male，born in Hebei，Research，doctoral supervisor . Research area：Agricultural invasive pests biological control and biological control. (E-mail)gwc1966@163.com

S562；S435.1

A

1001-4330(2017)10-1875-12

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.10.013

2017-08-12

新疆維吾爾自治區(qū)創(chuàng)新環(huán)境(人才、基地)建設(shè)專項(xiàng)-自然科學(xué)基金(2017D01B29)

王小武(1990-)，男，寧夏海原人，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)昆蟲(chóng)與害蟲(chóng)防治，(E-mail)wxw303528@163.com

郭文超(1966-)，男，河北人，研究員，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楹οx(chóng)生物防治和農(nóng)業(yè)外來(lái)入侵生物防控，(E-mail)gwc1966@163.com

Supported by: Special Fund for Innovative Environment (Talent & Base) Construction Project of Xinjiang Natural Science Fundation (2017D01B29)