甘肅農(nóng)業(yè)大學校園建筑的越冬瓢蟲的多樣性分析

孫元星，何曉靈，陳紅，張楚林，田曉艷，秦亞龍，殷磊，金燕

(甘肅農(nóng)業(yè)大學植物保護學院，甘肅省農(nóng)作物病蟲害生物防治工程實驗室，甘肅 蘭州 730070)

許多捕食性瓢蟲是世界農(nóng)林牧草上的一類重要益蟲，它們對控制糧食作物、蔬菜、果樹和牧草上的蚜蟲、葉螨和蚧殼蟲等害蟲的種群消長起著極其重要的作用[1].甘肅位于祖國西部地區(qū)，地處黃河中上游，地域遼闊[2].在前期，部分學者對甘肅省全境或部分地區(qū)的瓢蟲物種多樣性已進行了較為全面的研究，如孟鐵男調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多異瓢蟲(Hippodamiavariegata)、異色瓢蟲(Harmoniaaxyridis)、二星瓢蟲(Adaliabipunctata)、七星瓢蟲(Coccinellaseptempunctata)、橫斑瓢蟲(Coccinellatransversoguttata)及黑緣紅瓢蟲(Chilocorusrubidus)等為甘肅省的優(yōu)勢瓢蟲種群[3]；姜雙林等對隴東地區(qū)瓢蟲群落的多樣性進行了研究，共調(diào)查發(fā)現(xiàn)4亞科19屬31種瓢蟲[1].

越冬耐寒是生活在溫帶和寒帶地區(qū)的昆蟲抵御不良環(huán)境、完成生活史和繁衍后代的一種生存對策[4].在我國北方，異色瓢蟲、奇變瓢蟲(Aiolocariamirabilis)、菱斑巧瓢蟲(Oenopiaconglobate)和多異瓢蟲等都是以成蟲越冬，它們以單獨或混合的方式集聚在背風向陽的洞穴[5].此外，一些種類如異色瓢蟲等偏好集聚在建筑物的窗戶縫內(nèi)越冬，給人們的起居生活帶來諸多不便[6].目前，有關(guān)越冬瓢蟲的調(diào)查僅局限于異色瓢蟲等單一種類，缺乏對某一地區(qū)越冬瓢蟲的系統(tǒng)調(diào)查.

甘肅農(nóng)業(yè)大學地處甘肅省蘭州市(N 36.08°，E 103.70°)，南臨黃河，無高大建筑物遮擋，冬季陽光充足，校園建筑的向陽面適合瓢蟲成蟲進行越冬.本文就校園建筑物上的越冬瓢蟲進行調(diào)查，并進行有關(guān)多樣性統(tǒng)計分析，以期達到全面掌握越冬瓢蟲多樣性的目的，為后續(xù)指導(dǎo)相關(guān)部門制定措施減小越冬瓢蟲不利影響及合理利用天敵資源奠定基礎(chǔ).

1 材料與方法

在2018年10月中下旬至11月上旬的晴朗中午，于甘肅農(nóng)業(yè)大學校園主要建筑物的墻面及窗戶縫內(nèi)進行越冬瓢蟲采集(以農(nóng)科樓采集最多)，共計5次.將采集到的成蟲裝入塑料罐內(nèi)(高30 cm，直徑12 cm；罐體底部由紗網(wǎng)制作形成，便于透氣)并帶回實驗室進行鑒定與統(tǒng)計，計算不同種類的相對豐盛度.為進一步明確越冬瓢蟲的種群組成，本研究對每種瓢蟲種群中不同色斑型的相對豐盛度及雌性與雄性的性比進行分析.

相對豐盛度以Berger-Parker公式計算[7]：

Pi=Ni/N

2 結(jié)果與分析

2.1 越冬瓢蟲多樣性分析

試驗共采集越冬瓢蟲成蟲共計848頭，其中異色瓢蟲688頭，菱斑巧瓢蟲95頭，二星瓢蟲65頭，其相對豐盛度指數(shù)分別為81.13%，11.20%與7.67%，異色瓢蟲為優(yōu)勢種(表1).

表1 越冬瓢蟲種群的相對豐盛度比較

進一步依據(jù)鞘翅色斑型特點，對每種瓢蟲進行詳細區(qū)分：參照郭紅雙的標準，將異色瓢蟲分為黑底型(Har-B(1-6))與黃底型(Har-Y(1-9))共計15種斑型[8]；菱斑巧瓢蟲分為黃底型(Oen-Y)與黑底型(Oen-B)2種斑型(黃底型個體的鞘翅有總計16個黑斑，前胸背板上有7個黑色斑點；黑色鞘翅色斑型個體的鞘翅為全黑色，前胸背板上有7個黑色斑點)[9]；二星瓢蟲分為黃底型(Ada-Y)與黑底型(Ada-B)2種斑型(黃底型個體的鞘翅底色為黃-紅色，左右鞘翅上各有1個黑斑，前胸背板有近M型的黑斑；黑底型種群的鞘翅為黑色，左右鞘翅各有2個黑色的斑點，前2個大，后2個較小)[10].此外，在調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)了1種鞘翅后半部分為黃色，而前半部為黑色的異色瓢蟲稀有斑型(圖1).

A：異色瓢蟲黑底型不同斑型；B：異色瓢蟲黃底型不同斑型；C：a1、a2分別為菱斑巧瓢蟲的黃底型與黑底型；b1、b2分別為二星瓢蟲的黃底型與黑底型；c為一種稀有異色瓢蟲斑型.A：Six elytra patterns of dark background of Harmonia axyridis；B：Nine elytra patterns of yellow background of Harmonia axyridis；C：a1，a2 respectively represents the yellow and dark background pattern of Oenopia conglobate；b1，b2 respectively represents the yellow and dark background pattern of Adalia bipunctata；c represents a rarely presented elytra pattern of H.axyridis.圖1 三種越冬瓢蟲及其不同鞘翅色斑型的典型特征圖Figure 1 Typical characteristics of the three lady beetle species and their different elytra patterns

2.2 異色瓢蟲越冬成蟲的色斑型與雌雄性比

在688頭越冬異色瓢蟲種群中：黑底型167頭，相對豐盛度指數(shù)為24.27%；黃底型519頭，相對豐盛度指數(shù)為75.44%，為優(yōu)勢色斑型；此外，還有2頭為稀有鞘翅色斑型成蟲(雌雄各1頭)，相對豐盛度指數(shù)為0.29%.在采集的種群中，雌蟲352頭，雄蟲334頭，雌雄性比為1.05.在黑底型種群中，雌蟲69頭，雄蟲98頭，雌雄比為1∶1.4，不同色斑型的相對豐盛指數(shù)見表2，其中B4(兩黃斑，斑上均無凹刻)與B6(四黃斑，上兩斑較大無凹刻，下兩斑極小呈點狀)為優(yōu)勢色斑型.在黃底型種群中，雌蟲283頭，雄蟲236頭，雌雄比為1.2∶1，不同色斑型的相對豐盛指數(shù)見表3，其中Y7(16黑斑)，Y8(18黑斑)與Y9(19黑斑)為優(yōu)勢色斑型，雄性Y1(無黑斑)也具有較高的相對豐盛度(18.02%).

表2 異色瓢蟲越冬種群中黑底型不同色斑型的相對豐盛度

表3 異色瓢蟲越冬種群中黃底型不同色斑型的相對豐盛度

2.3 菱斑巧瓢蟲的色斑型與雌雄分布

在95頭菱斑巧瓢蟲越冬種群中：黑底型36頭，相對豐盛度為37.9%；黃底型59頭，相對豐盛度為62.1%，為優(yōu)勢色斑型.在采集的樣本中，雌蟲46頭，雄蟲49頭，雌雄性比為0.94.黃底種群的雌、雄蟲分別為25頭與34頭，雌雄性比為0.74；黑色斑型種群的雌、雄蟲分別為21頭與15頭，雌雄性比為1.31(表4).

表4 菱斑巧瓢蟲越冬種群兩種色斑型的相對豐盛度

2.4 二星瓢蟲的構(gòu)成比

在65頭二星瓢蟲越冬種群中：黑底型11頭，相對豐盛度為16.9%；黃底型54頭，相對豐盛度為90.1%，為優(yōu)勢色斑型.在采集的樣本中，雌蟲29頭，雄蟲36頭，雌雄性比為0.81.黃底型種群包含24頭雌蟲與30頭雄蟲，雌雄性比為0.80；黑底型種群包含5頭雌蟲與6頭雄蟲，雌雄性比為0.83(表5).

表5 二星瓢蟲越冬種群兩種色斑型的相對豐盛度

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)異色瓢蟲、菱斑巧瓢蟲與二星瓢蟲聚集在建筑物內(nèi)越冬.已有報道表明異色瓢蟲和菱斑巧瓢蟲成蟲主要以單獨或混合的方式集聚在背風向陽的洞穴內(nèi)越冬[5].目前，有關(guān)建筑物內(nèi)越冬瓢蟲的報道大多集中于異色瓢蟲[11-12]，很少涉及其他種類的瓢蟲，特別是多種瓢蟲聚集在建筑物內(nèi)越冬鮮有報道.本研究結(jié)果將為深入了解瓢蟲的越冬習性具有重要指導(dǎo)意義.

建筑物內(nèi)的越冬瓢蟲通常會給人們正常的生產(chǎn)生活帶來諸多不便，如它們在晴朗的中午會四處活動[11-12]；異色瓢蟲的特殊氣味會引起人產(chǎn)生過敏性鼻結(jié)膜炎[13-14]；異色瓢蟲和二星瓢蟲偶爾還會叮咬人[15-16].因此，對校園建筑物內(nèi)的越冬瓢蟲采取一定預(yù)防措施十分必要.一方面，可以在建筑的外墻噴灑植物提取物，如樟腦和薄荷醇以阻止瓢蟲進入室內(nèi)[17].另一方面，捕食性瓢蟲是重要的天敵昆蟲，在害蟲生物防治中發(fā)揮著重要作用[18]:如異色瓢蟲對蚜蟲、葉螨、介殼蟲等重要害蟲具有很強的捕食能力[19]；菱斑巧瓢蟲主要捕食榆藍葉甲、葉蟬和蚜蟲[20]；二星瓢蟲捕食多種蚜蟲[21].因此，可以采取有關(guān)措施充分利用這些越冬瓢蟲.研究表明對越冬成蟲進行收集、貯藏并進行再次釋放是一種經(jīng)濟、高效利用自然天敵的方法.低溫貯藏是一種有效的貯藏方法，如異色瓢蟲越冬成蟲可在6 ℃下貯藏長達150 d，且對其品質(zhì)無明顯不利影響[22].因此，可以對這些建筑物內(nèi)的越冬成蟲進行集中收集，保存于冰箱內(nèi)，于次年4月份釋放到室外，用以防治校園花木上的蚜蟲.

此外，本研究發(fā)現(xiàn)黃底型是越冬瓢蟲種群中的優(yōu)勢類型.已有研究表明，瓢蟲鞘翅的黑化是適應(yīng)低溫的一種重要策略，提高黑化程度有助于吸收熱量、維持正常體溫[23].研究也已證實鞘翅黑化程度高的瓢蟲在低溫下的體溫要高于黑化程度低的個體[24-25].因此，今后需對3種越冬瓢蟲的種群中黑底型個體所占比例較小的原因進行深入研究，同時也有待探究越冬黃底型個體的抗寒機制.

瓢蟲雌雄成蟲的抗寒能力具有較大差異，通常雌性的抗寒能力強于雄性[26].本研究在10～11月份的調(diào)查結(jié)果表明3種瓢蟲的雌雄蟲比例整體相當，但隨著溫度進一步降低，雄蟲的個體數(shù)將會大量減少.因此，需在不同季節(jié)進行調(diào)查才能全面了解越冬瓢蟲的動態(tài)變化規(guī)律.雖然隨著季節(jié)變化，雌雄蟲的性比會發(fā)生動態(tài)變化，但大多數(shù)瓢蟲具有多次交配的習性[27-28]，且許多個體在越冬前就已完成交配，體內(nèi)貯存的精子能夠存活較長時間[29-30].因此，瓢蟲越冬后的生殖可能受雌雄比的變化影響較小.

4 結(jié)論

本研究通過調(diào)查，在甘肅農(nóng)業(yè)大學校園建筑中發(fā)現(xiàn)：

1) 大量瓢蟲成蟲在建筑向陽面的窗戶縫內(nèi)越冬，主要有異色瓢蟲、菱斑巧瓢蟲與二星瓢蟲等捕食性種類，其中異色瓢蟲的相對豐盛度指數(shù)最大，為優(yōu)勢種.

2) 3種瓢蟲不同色斑型的種群數(shù)量不同，均以黃底型為主.在異色瓢蟲種群中，黑色斑點數(shù)目較多的3個黃底型種群Har-Y7(16黑斑)，Har-Y8(18黑斑)與Har-Y9(19黑斑)的相對豐盛度指數(shù)最大.

3) 3種瓢蟲越冬種群的雌雄性比存在一定差異.異色瓢蟲與菱斑巧瓢蟲的雌雄性比分別為1.05與0.94，雌雄蟲的種群數(shù)量相當；二星瓢蟲的雌雄性比為0.81，雄蟲數(shù)量稍高于雌蟲.