湖北省黃岡市花生田昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)及多樣性研究

王明輝，曾慶朝，李 寧，熊 飛，胡海珍，殷 輝，熊海謙，曲明靜

(1.黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 黃岡 438000； 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210095；3.山東省花生研究所，山東 青島 266100)

黃岡市位于湖北省東部，大別山南麓、長(zhǎng)江中游北岸，地理方位E 114°25′～116°8′、N 29°45′～31°35'，亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候，花生田以沙壤土為主，花生主產(chǎn)區(qū)主要集中在紅安、麻城等縣市，是湖北省最重要的花生三大產(chǎn)區(qū)之一。

近20多年來(lái)，昆蟲(chóng)群落的研究受到人們的高度重視，特別是由于農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的暴發(fā)日益頻繁，成為影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一[1]。調(diào)查花生田群落對(duì)明確該地區(qū)昆蟲(chóng)多樣性，研究害蟲(chóng)成災(zāi)機(jī)制，制定相應(yīng)的防治措施有重要指導(dǎo)意義。

本文對(duì)2014年5月-2016年7月湖北黃岡市花生田的昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)性調(diào)查研究，并分析了多樣性指標(biāo)的時(shí)間動(dòng)態(tài)變化，填補(bǔ)了黃岡市花生田昆蟲(chóng)種類和群落系統(tǒng)研究的空白，有助于了解近年來(lái)該地區(qū)花生田的昆蟲(chóng)多樣性，為進(jìn)一步防治提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)該地區(qū)花生害蟲(chóng)防治、天敵保護(hù)利用都有一定指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地點(diǎn)和時(shí)間

地點(diǎn)：湖北省黃岡市團(tuán)風(fēng)縣回龍鎮(zhèn)松陽(yáng)村。時(shí)間：2014年5月-2016年7月全年調(diào)查，每月1次。

1.2 調(diào)查方法

試驗(yàn)田未用任何農(nóng)藥，采取馬來(lái)氏網(wǎng)取樣法，馬來(lái)氏網(wǎng)引自中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所，設(shè)置在花生田核心區(qū)，所用酒精濃度為95%以上化學(xué)純酒精，設(shè)置一個(gè)馬來(lái)氏網(wǎng)在花生田中收集。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用生態(tài)學(xué)的分析方法進(jìn)行分析[2-6]，主要分析以下參數(shù)。

1.3.1 科級(jí)豐富度(Family richness)表示的是昆蟲(chóng)群落包含的所有的科數(shù)，用“S”表示。

1.3.2 豐盛度(Abundance)即群落內(nèi)總個(gè)體數(shù)N；相對(duì)豐盛度(Relative abundance)表示的是昆蟲(chóng)群落中各科豐盛度與總豐盛度的比值，Pi=Ni/N。其中Ni為第i個(gè)科中豐盛度，N為群落內(nèi)總個(gè)體數(shù)。

1.3.3 群落多樣性(Diversity)的測(cè)定和分析常以下列指數(shù)計(jì)算[7-8]：Shannon-Wiener(1963)多樣性指數(shù)(H')：H'=-∑PiLn(Pi)，其中Pi為第i個(gè)科的個(gè)體數(shù)占總數(shù)個(gè)體數(shù)的比例。

1.3.4 群落均勻度(Evenness)分析以Pielou(1975)公式計(jì)算：J=H'/Hmax=H'/LnS，其中Hmax為群落的最大多樣性指數(shù)，即當(dāng)有S個(gè)科數(shù)時(shí)，若科數(shù)種數(shù)量相等，其多樣性指數(shù)值最大。

1.3.5 群落生態(tài)優(yōu)勢(shì)度(Ecological concentration)分析利用群落優(yōu)勢(shì)集中指數(shù)[9]，以Simpson(1949)集中性指數(shù)(C)表示：C=∑Pi2

2 結(jié)果與分析

2.1 黃岡市花生田昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)與組成

黃岡市樣點(diǎn)共采集昆蟲(chóng)樣本58112頭，隸屬于14目150科，膜翅目昆蟲(chóng)37科，占總科數(shù)的24.67%；鞘翅目26科，占17.33%；雙翅目25科，占16.67%；半翅目21科，占14.0%；鱗翅目18科，占12.0%；直翅目10科，占6.67%；彈尾目3科，占2.0%；纓翅目、嚙蟲(chóng)目、脈翅目，各2科，各占1.33%；螳螂目、蜻蜓目、毛翅目、革翅目，各1科，各占0.67%(圖1)。

圖1 黃岡市花生田昆蟲(chóng)群落組成 Fig. 1 The community composition of insects in peanut field of Huanggang district

2.1.1 膜翅目

共采集昆蟲(chóng)5596頭，隸屬于37科，以蟻科、姬蜂科、金小蜂科、繭蜂科為主。蟻科1329頭，占總數(shù)的23.75%；姬蜂科1141頭，占20.39%；金小蜂科、繭蜂科，各748頭，各占13.37%；隧蜂科519頭，占9.27%；緣腹細(xì)蜂科197頭，占3.52%；泥蜂科152頭，占2.72%；小蜂科141頭，占2.52%；跳金小蜂科121頭，占2.16%；葉蜂科74頭，占1.32%；蛛蜂科60頭，占1.07%；腫腿蜂科55頭，占0.98%；癭蜂科50頭，占0.89%；姬小蜂科42頭，占0.75%；大痣細(xì)蜂科36頭，占0.64%；匙胸癭蜂科23頭，占0.41%；錘角細(xì)蜂科21頭，占0.38%；螯蜂科19頭，占0.34%；柄腹細(xì)蜂科18頭，占0.32%；纓小蜂科16頭，占0.29%；廣肩小蜂科15頭，占0.27%；蜜蜂科、環(huán)腹癭蜂科，各14頭，各占0.25%；分盾細(xì)蜂科11頭，占0.20%；鉤土蜂科6頭，占0.11%；細(xì)蜂科、廣腹細(xì)蜂科，各4頭，各占0.07%；蟻蜂科、胡蜂科，各3頭，各占0.05%；長(zhǎng)尾小蜂科、青蜂科、切葉蜂科、扁股小峰科，各2頭，占0.04%；土蜂科、蜾蜂科、蜾蠃科、分舌蜂科、赤眼蜂科，各1頭，各占0.02%。

2.1.2 鞘翅目

采集昆蟲(chóng)7071頭，隸屬于26科，以葉甲科為主。葉甲科5315頭，占總數(shù)的75.17%；瓢甲科865頭，占12.23%；薪甲科211頭，占2.98%；象甲科208頭，占2.94%；步甲科112頭，占1.58%；鋸谷盜科72頭，占1.02%；隱翅蟲(chóng)科69頭，占0.98%；豆象科63頭，占0.89%；花蚤科29頭，占0.41%；露尾甲科20頭，占0.28%；竊蠹科18頭，占0.25%；鰓金龜科、長(zhǎng)蠹科各17頭，各占0.24%；肖葉甲科11頭，占0.16%；負(fù)泥蟲(chóng)科9頭，占0.13%；叩甲科6頭，占0.08%；長(zhǎng)角象甲科、小蠹科、天?？?、麗金龜科，各4頭，各占0.06%；蟻甲科、偽瓢蟲(chóng)科、吉丁蟲(chóng)科，各3頭，各占0.04%；虎甲科2頭，占0.03%；芫菁科、皮蠹科，各1頭，各占0.01%。

2.1.3 雙翅目

采集昆蟲(chóng)30527頭，隸屬于25科，以花蠅科為主。花蠅科11951頭，占總數(shù)的39.15%，搖蠅科3343頭，占10.95%；蚤蠅科2306頭，占7.55%；潛蠅科1949頭，占6.38%；蠅科1853頭，占6.07%；癭蚊科1641科，占5.38%；長(zhǎng)足虻科1261頭，占4.13%；菌蚊科1238頭，占4.06%；麻蠅科1165頭，占3.82%；眼蕈蚊科746頭，占2.44%；毛蠓科731頭，占2.39%；實(shí)蠅科515頭，占1.69%；水虻科303頭，占0.99%；寄蠅科301頭，占0.99%；麗蠅科281頭，占0.92%；食蚜蠅科277頭，占0.91%；果蠅科246頭，占0.81%；水蠅科107頭，占0.35%；虻科84頭，占0.28%；蚊科80頭，占0.26%；頭蠅科76頭，占0.25%；稈蠅科44頭，占0.14%；大蚊科20頭，占0.07%；縞蠅科6頭，占0.02%；食蟲(chóng)虻科3頭，占0.01%。

2.1.4 半翅目

采集昆蟲(chóng)12169頭，隸屬于21科，以葉蟬科為主。葉蟬科10121頭，占總數(shù)的83.17%；蚜科770頭，占6.33%；長(zhǎng)蝽科475頭，占3.90%；盲蝽科215頭，占1.77%；粒脈蠟蟬科152頭，占1.25%；飛虱科109頭，占0.90%；蝽科91頭，占0.75%；花蝽科85頭，占0.70%；角蟬科48頭，占0.39%；緣蝽科25頭，占0.21%；獵蝽科20頭，占0.16%；網(wǎng)蝽科19頭，占0.16%；木虱科、粉虱科，各8頭，各占0.07%；沫蟬科7頭，占0.06%；象蠟蟬科6頭，占0.05%；蠟蟬科、廣翅蠟蟬科，各3頭，各占0.02%；菱蠟蟬科2頭，占0.02%；姬蝽科、紅蝽科，各1頭，各占0.01%。

2.1.5 鱗翅目

采集昆蟲(chóng)1312頭，隸屬于18科，以卷葉蛾科、夜蛾科、尺蛾科、細(xì)蛾科和弄蝶科為主。卷葉蛾科341頭，占總頭數(shù)的25.99%；夜蛾科248頭，占18.90%；尺蛾科189頭，占14.41%；螟蛾科159頭，占12.12%；菜蛾科90頭，占6.86%；羽蛾科80頭，占6.10%；麥蛾科72頭，占5.49%；粉蝶科65頭，占4.95%；谷蛾科30頭，占2.29%；弄蛾科和細(xì)蛾科各9頭，共占1.38%；眼蝶科5頭，占0.38%；絹蛾科4頭，占0.30%；天蛾科、蛺蝶科、灰蝶科，各3頭，各占0.23%；枯葉蛾科、毒蛾科，各1頭，各占0.08%。

2.2 黃岡市花生田昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)特征值時(shí)間動(dòng)態(tài)分析

2.2.1 花生田昆蟲(chóng)群落豐富度時(shí)間動(dòng)態(tài)

花生田昆蟲(chóng)群落豐富度絕大多數(shù)在30以上。從2014年5月開(kāi)始上升，6-7月豐富度處于較穩(wěn)定的高值區(qū)，峰值出現(xiàn)在6月，達(dá)到171；之后豐富度下降，次年2-3月達(dá)到最低峰值21。2015年的豐富度峰值分別出現(xiàn)在4月和7-8月，最高值出現(xiàn)在8月，達(dá)到168；之后豐富度下降，2016年3月達(dá)到第二最低峰值(28)。2014年5月-2016年7月，年度間昆蟲(chóng)群落豐富度的變化不一致 (圖2)。

圖2 黃岡市花生田昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)豐富度(S)時(shí)間動(dòng)態(tài) Fig. 2 Temporal dynamics of richness (S) of insect communities in peanut field of Huanggang district

2.2.2 花生田昆蟲(chóng)群落豐盛度時(shí)間動(dòng)態(tài)

昆蟲(chóng)群落豐盛度從2014年5月開(kāi)始上升，9-10月豐盛度明顯高于其他時(shí)期，最高峰值出現(xiàn)在2014年10月(22468)，11月-2016年7月升降基本交替波動(dòng)，最低峰值出現(xiàn)的時(shí)間為兩個(gè)，分別為2015年3月(196)和2015年2月(542)，峰值低于1000的時(shí)間點(diǎn)還有2016年3月(748)和2015年5月(977)(圖3)。

2.2.3 花生田昆蟲(chóng)群落多樣性指數(shù)時(shí)間動(dòng)態(tài)

花生田昆蟲(chóng)群落多樣性指數(shù)上下浮動(dòng)較大，在1.67～5.32之間，最高峰值出現(xiàn)在2014年10月(5.3200)，最低峰值有三個(gè)，分別為2014年7月(1.7426)、2014年12月(1.6700)和2016年3月(1.9616)(圖4)。

圖3 黃岡市花生田昆蟲(chóng)群落豐盛度(N)時(shí)間動(dòng)態(tài)

2.2.4 花生田昆蟲(chóng)群落均勻度指數(shù)時(shí)間動(dòng)態(tài)

花生田昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)均勻度指數(shù)絕大多數(shù)保持在0.4～0.8之間，2014年5月-12月波動(dòng)較大，2015年2月-2016年7月有小范圍波動(dòng)。2014年10月達(dá)到最高點(diǎn)(2.1440)，2014年7月達(dá)到最低點(diǎn)(0.3464)(圖5)。

2.2.5 花生田昆蟲(chóng)群落優(yōu)勢(shì)集中指數(shù)時(shí)間動(dòng)態(tài)

優(yōu)勢(shì)集中指數(shù)在0.0771～0.6556。2014年花生田昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)集中指數(shù)變化明顯，分別在7月和10月出現(xiàn)兩個(gè)指數(shù)高峰期，10月份達(dá)到最高值0.6556；2015年維持在較低水平，優(yōu)勢(shì)集中度不明顯；2016年2-3月優(yōu)勢(shì)集中度稍高(0.2249～0.3013)，花生播種后降低(圖6)，優(yōu)勢(shì)集中指數(shù)年度間差異較大。

圖5 黃岡市花生田昆蟲(chóng)群落均勻度(J)時(shí)間動(dòng)態(tài)

3 黃岡市花生田昆蟲(chóng)主要類群中天敵與害蟲(chóng)總體數(shù)量分析

黃岡市花生田昆蟲(chóng)中天敵類群主要涉及5科：姬蜂科(38.31%)、瓢甲科(29.05%)、金小蜂科(25.12%)、寄蠅科(7.32%)、鉤土蜂科(0.20%)，以前三者為主(總和占92.48%)，昆蟲(chóng)數(shù)總和為2978個(gè)；害蟲(chóng)類群主要涉及6科：葉蟬科(79.14%)、潛蠅科(12.15%)、蚜科(6.04%)、夜蛾科(1.95%)、叩甲科(0.05%)、薊馬科(0.04%)，以葉蟬科為主，其次為潛蠅科。昆蟲(chóng)數(shù)總和為12745個(gè)，天敵與害蟲(chóng)個(gè)體數(shù)量比為1：4.28 (圖7)。

圖7 黃岡市花生田天敵與害蟲(chóng)比較 Fig. 7 Comparison of natural enemies and pests in peanut field of Huanggang district

4 結(jié)論與討論

2014-2016連續(xù)兩年時(shí)間內(nèi)，利用馬來(lái)氏網(wǎng)法開(kāi)展了湖北主要花生產(chǎn)區(qū)黃岡地區(qū)花生田昆蟲(chóng)群落調(diào)查，結(jié)果表明該地區(qū)花生田昆蟲(chóng)分屬于14目150科，科級(jí)總數(shù)在前5的目為膜翅目(37科)、鞘翅目(26科)、雙翅目(25科)、半翅目(21科)、鱗翅目(18科)。群落結(jié)構(gòu)分析表明膜翅目以蟻科、姬蜂科、金小蜂科、繭蜂科為主，鞘翅目以葉甲科為主，雙翅目以花蠅科為主，半翅目以葉蟬科為主，鱗翅目以卷葉蛾科、夜蛾科、尺蛾科、細(xì)蛾科為主。個(gè)體數(shù)量葉蟬科最多，其次為葉甲科；最低的為錐頭蝗科、夜蛾科和卷葉蛾科。之前有研究者對(duì)吉林松原[10]、山東萊西[11]、及江蘇泰興[12]三個(gè)地區(qū)的花生田昆蟲(chóng)群落進(jìn)行過(guò)調(diào)查研究，比較四個(gè)地區(qū)的昆蟲(chóng)群落組成發(fā)現(xiàn)，從個(gè)體數(shù)量和科級(jí)總數(shù)看四地前五大目均為上述5個(gè)目，但是各目的組成和比例有所不同，分析原因可能是各地地理位置、氣候條件、耕作制度和周圍植被等因素所導(dǎo)致[13]。

昆蟲(chóng)群落是生態(tài)系統(tǒng)的反映，昆蟲(chóng)群落穩(wěn)定性高，表明具有較好的生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量；昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)越不穩(wěn)定，蟲(chóng)害風(fēng)險(xiǎn)越高。從多樣性動(dòng)態(tài)指標(biāo)來(lái)看，黃岡地區(qū)昆蟲(chóng)群落的豐富度絕大多數(shù)時(shí)間在30以上，高峰值出現(xiàn)在花生生長(zhǎng)期，低峰值出現(xiàn)在播種之前的閑耕期；而比較昆蟲(chóng)群落多樣性指數(shù)(圖4)和均勻度(圖5)變化規(guī)則基本一致，表明黃岡市花生田昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較高，蟲(chóng)害風(fēng)險(xiǎn)較低。對(duì)于不同年份之間昆蟲(chóng)群落各項(xiàng)數(shù)據(jù)存在差異，分析原因可能是由于溫度、降水等氣象因子所導(dǎo)致[13]。

我國(guó)花生的主要害蟲(chóng)有蠐螬、地老虎、金針蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)、薊馬、棉鈴蟲(chóng)、斜紋夜蛾、斑潛蠅等，主要涉及鞘翅目金龜科、鱗翅目夜蛾科、鞘翅目叩甲科、纓翅目薊馬科、半翅目蚜科、葉蟬科、雙翅目潛蠅科等，調(diào)查結(jié)果顯示黃岡地區(qū)花生田害蟲(chóng)以葉蟬科為主，其次為潛蠅科?；ㄉοx(chóng)天敵主要涉及姬蜂科、瓢甲科、金小蜂科、寄蠅科、鉤土蜂科，調(diào)查結(jié)果顯示黃岡地區(qū)花生害蟲(chóng)天敵資源豐富，天敵數(shù)量龐大，以姬蜂科、瓢甲科、金小蜂科為主，在害蟲(chóng)防治時(shí)可以充分發(fā)揮天敵昆蟲(chóng)的控害作用。

目前關(guān)于花生田昆蟲(chóng)群落的研究少于其他作物耕地，而植物種類的不同直接影響昆蟲(chóng)群落的營(yíng)養(yǎng)通道，昆蟲(chóng)群落會(huì)隨著生態(tài)環(huán)境的不同發(fā)生適應(yīng)性變化[14-15]，因此花生田的害蟲(chóng)防治應(yīng)區(qū)別于其他農(nóng)業(yè)作物[10]。

本實(shí)驗(yàn)調(diào)查結(jié)果為進(jìn)一步研究黃岡市花生田有害昆蟲(chóng)的防治提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時(shí)，利用馬來(lái)氏網(wǎng)法收集昆蟲(chóng)可用于全國(guó)主要花生產(chǎn)區(qū)，進(jìn)一步分析全國(guó)主要花生產(chǎn)區(qū)昆蟲(chóng)群落組成結(jié)構(gòu)及多樣性，有助于更好地掌握主要害蟲(chóng)的發(fā)生動(dòng)態(tài)，分析害蟲(chóng)發(fā)生原因，制定科學(xué)的、有效的害蟲(chóng)防治策略[11]。