設(shè)施蔬菜昆蟲群落結(jié)構(gòu)與時(shí)序動(dòng)態(tài)

邢鯤 曹俊宇 王媛媛 趙飛

摘要：通過分析設(shè)施蔬菜生態(tài)系統(tǒng)中昆蟲各群落的組成、特征及時(shí)序動(dòng)態(tài)變化，為設(shè)施蔬菜害蟲生態(tài)調(diào)控策略的制定提供科學(xué)依據(jù)。采用5點(diǎn)取樣法，調(diào)查黃板誘集昆蟲的種類和數(shù)量，利用群落特征指數(shù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，設(shè)施番茄昆蟲隸屬于7個(gè)目16個(gè)科，設(shè)施黃瓜昆蟲隸屬于7個(gè)目18個(gè)科，并且設(shè)施黃瓜昆蟲各群落豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)均高于設(shè)施番茄，而優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)則設(shè)施番茄高于設(shè)施黃瓜。非天敵昆蟲亞群落在昆蟲總?cè)郝涞淖兓衅鹬饕饔茫鞌忱ハx亞群落對(duì)于非天敵昆蟲群落的變化存在跟隨現(xiàn)象。設(shè)施蔬菜生態(tài)系統(tǒng)昆蟲群落特征與農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)相比，具有一定相似性，又具有一定特殊性。

關(guān)鍵詞：設(shè)施蔬菜;昆蟲群落;群落結(jié)構(gòu);群落特征;時(shí)序動(dòng)態(tài)

中圖分類號(hào)： S436.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)： 1000-4440（2019）03-0564-09

生態(tài)環(huán)境不僅為昆蟲群落提供了穩(wěn)定的棲息空間，也會(huì)對(duì)昆蟲群落產(chǎn)生顯著的影響[1]。通過研究不同生態(tài)環(huán)境下昆蟲群落內(nèi)個(gè)體數(shù)量和物種數(shù)的變化情況、群落特征指數(shù)及其時(shí)空變化趨勢(shì)等2-3]，可為昆蟲的保護(hù)和利用、害蟲的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和生態(tài)調(diào)控奠定理論基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)不同生態(tài)環(huán)境下昆蟲群落構(gòu)成以及時(shí)空動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行了大量研究，這些研究均圍繞不同作物，例如小麥[4]、玉米[5]、棉花[6]、大豆[7]、蔬菜[8]、花椒[9]、蘋果樹[1O]、桃樹[ll]、棗樹[12]、桔樹[13]、檸檬樹[14]、梅子樹[15]、茶樹[16]等，探討了不同昆蟲群落，例如植食性昆蟲、捕食性昆蟲、寄生性昆蟲、中性昆蟲群落變化情況以及不同群落之間的相互關(guān)系[17]。但是，這些研究多集中于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的大田作物，而設(shè)施環(huán)境中的相關(guān)研究較為缺乏。

害蟲生態(tài)治理（ Ecological pest mangement，EPM）在有害生物綜合治理中的作用越發(fā)重要[14]。以生態(tài)環(huán)境為依托，昆蟲群落研究為基礎(chǔ)，揭示害蟲一天敵一生境之間的相互關(guān)系，保護(hù)生物多樣性，才能依靠生態(tài)環(huán)境的自我調(diào)控能力，實(shí)施害蟲的可持續(xù)控制[18]。目前，昆蟲群落結(jié)構(gòu)研究結(jié)果在害蟲生態(tài)治理策略制定中起著主導(dǎo)作用。趙飛等[13]對(duì)日光溫室棗樹昆蟲群落的研究結(jié)果表明，在1月下旬至2月中旬、3月中旬至5月初和7月中旬至8月底，昆蟲群落多樣性與均勻度指數(shù)較高，天敵數(shù)量較多，對(duì)害蟲有較好的控制作用。韓寶瑜等[19]通過調(diào)查栗一茶間作、梨一茶間作、3行密植和單行條植茶園的昆蟲群落組成，發(fā)現(xiàn)與純茶園相比，間作茶園可以使昆蟲群落持續(xù)地保持多樣性與穩(wěn)定性，天敵昆蟲在穩(wěn)定的生境中維持自身種群的發(fā)展，長(zhǎng)期地制約著害蟲。董振隆等[20]通過研究花椒玉米間作園和花椒純作園中昆蟲群落結(jié)構(gòu)變化情況，發(fā)現(xiàn)花椒玉米間作園昆蟲群落的穩(wěn)定性更好，害蟲大發(fā)生的幾率相對(duì)較小，說明花椒玉米間作模式是控制玉米害蟲發(fā)生的有效方法。由此可見，明確昆蟲及各個(gè)亞群落的群落構(gòu)成及時(shí)空變化情況，有利于有效地、持續(xù)地控制害蟲的發(fā)生。

設(shè)施農(nóng)業(yè)作為中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要組成部分，分布面積較廣，種植面積較大[21-24]，其中番茄和黃瓜是設(shè)施農(nóng)業(yè)主要種植作物[25]。但是，由于近年來設(shè)施溫室內(nèi)農(nóng)藥的大量施用與濫用，造成設(shè)施溫室內(nèi)昆蟲種類與結(jié)構(gòu)變化加劇，害蟲越發(fā)猖獗且防治難度加大[26]。而且，目前只有設(shè)施蔬菜害蟲發(fā)生動(dòng)態(tài)的研究結(jié)果[27]，尚無設(shè)施蔬菜昆蟲群落結(jié)構(gòu)與時(shí)空動(dòng)態(tài)變化的相關(guān)研究結(jié)果。因此，闡明設(shè)施生態(tài)環(huán)境中昆蟲群落結(jié)構(gòu)特征與時(shí)空變化規(guī)律，可為實(shí)現(xiàn)設(shè)施蔬菜害蟲生態(tài)調(diào)控與科學(xué)用藥決策奠定理論基礎(chǔ)。本研究通過分析不同設(shè)施蔬菜昆蟲總?cè)郝洹⒎翘鞌忱ハx群落、天敵昆蟲亞群落的群落結(jié)構(gòu)特征及時(shí)間動(dòng)態(tài)變化情況，探討設(shè)施蔬菜昆蟲各個(gè)亞群落間的相互關(guān)系，旨在為設(shè)施蔬菜害蟲的綜合治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于山西省太原市小店區(qū)東浦村設(shè)施溫室內(nèi)。設(shè)施溫室長(zhǎng)度70.0 m，凈跨度10.0 m，脊高4.5 m，后墻高3.1 m。按照常規(guī)設(shè)施溫室管理方法種植。番茄品種為紅金龍，采用寬窄行高低壟定植，寬行90 cm，窄行50 cm，壟高25 cm，株距30 cm，每穴栽l株，3月17日移栽定植;黃瓜品種為青研密刺1號(hào)，寬行80 cm，窄行50 cm，壟高15 cm，株距30cm，每穴栽1株，3月10日移栽定植。

試驗(yàn)期間設(shè)施番茄溫室內(nèi)日平均溫度為25. 10℃，日平均最高氣溫為28. 84℃，日平均最低氣溫為20. 78℃;設(shè)施黃瓜溫室內(nèi)日平均溫度為24. 54 ℃，日平均最高氣溫為27. 65℃，日平均最低氣溫為21.25℃。

1.2 調(diào)查方法

調(diào)查時(shí)間2017年6月12日至8月21日，每7d取樣調(diào)查1次。調(diào)查方法采用黃板誘集法（黃板購(gòu)自北京中捷四方生物科技有限公司，規(guī)格25 cmX30 cm，雙面均有黏膠），在設(shè)施溫室內(nèi)按照5點(diǎn)取樣法，每樣點(diǎn)隨機(jī)選取5株番茄植株懸掛黃板，黃板橫置且懸掛高度為上沿距離地面100 cm處，每次調(diào)查時(shí)用透明保鮮膜將黃板兩面密封帶回實(shí)驗(yàn)室，在體視顯微鏡（奧林巴斯SZX7）下鏡檢，對(duì)誘集昆蟲種類進(jìn)行鑒定及計(jì)數(shù)。調(diào)查期間設(shè)施番茄按照常規(guī)栽培措施管理，且不施用化學(xué)農(nóng)藥或生物農(nóng)藥。統(tǒng)計(jì)設(shè)施番茄溫室內(nèi)5個(gè)樣點(diǎn)黃板誘集的昆蟲種類及平均數(shù)量，分析設(shè)施番茄昆蟲群落結(jié)構(gòu)與時(shí)間動(dòng)態(tài)。

1.3 昆蟲分類鑒定

根據(jù)昆蟲分類書籍、檢索表等[28]對(duì)設(shè)施蔬菜溫室內(nèi)誘集的昆蟲進(jìn)行分類與鑒定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用以下生態(tài)學(xué)參數(shù)分析設(shè)施蔬菜溫室內(nèi)昆蟲群落特征值[29-32]：物種種類數(shù)（S）;全部物種總個(gè)體

2 結(jié)果與分析

2.1 設(shè)施蔬菜昆蟲群落組成

設(shè)施番茄昆蟲總?cè)郝渲欣ハx隸屬于7個(gè)目16個(gè)科，而設(shè)施黃瓜昆蟲總?cè)郝渲欣ハx隸屬于7個(gè)目18個(gè)科（表1）。比較設(shè)施番茄與設(shè)施黃瓜昆蟲總?cè)郝浒l(fā)現(xiàn)，設(shè)施黃瓜昆蟲總?cè)郝湮锓N數(shù)和個(gè)體總數(shù)均大于設(shè)施番茄，但是兩者雙翅目（ Diptera）昆蟲物種比例均為最高，同翅目（ Homoptera）昆蟲個(gè)體數(shù)量均最多。

比較設(shè)施番茄與設(shè)施黃瓜非天敵昆蟲亞群落（表2），發(fā)現(xiàn)兩者雙翅目（ Diptera）昆蟲物種比例均為最高，同翅目（ Homoptera）昆蟲個(gè)體數(shù)量均最多，但是設(shè)施番茄非天敵昆蟲亞群落中優(yōu)勢(shì)種為粉虱科

（Aleyrodidae），設(shè)施黃瓜則為蚜科（Aphididae）。

比較設(shè)施番茄與設(shè)施黃瓜天敵昆蟲亞群落（表3），發(fā)現(xiàn)兩者膜翅目（ Hymenoptera）昆蟲物種數(shù)與個(gè)體數(shù)均為最高，且優(yōu)勢(shì)種均為蚜小蜂科（ Aphelinidae）昆蟲，但是相比于設(shè)施番茄，設(shè)施黃瓜天敵昆蟲亞群落中有食蚜蠅科（ Syrphidae）昆蟲，且此類昆蟲個(gè)體數(shù)量也較多。

2.2 設(shè)施蔬菜昆蟲群落結(jié)構(gòu)特征

設(shè)施番茄與設(shè)施黃瓜昆蟲各群落比較結(jié)果（表4）表明：設(shè)施黃瓜昆蟲總?cè)郝湮锓N數(shù)和個(gè)體總數(shù)均大于設(shè)施番茄;非天敵昆蟲亞群落中，設(shè)施黃瓜比設(shè)施番茄多了1科（即隱翅甲科）昆蟲，個(gè)體數(shù)量增多了18.49%;天敵昆蟲亞群落中，設(shè)施黃瓜比設(shè)施番茄也多了l科（即食蚜蠅科）昆蟲，但是個(gè)體數(shù)量減少了65.07%。設(shè)施黃瓜昆蟲各群落豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)均高于設(shè)施番茄，而優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)則設(shè)施番茄昆蟲各群落高于設(shè)施黃瓜。

2.3 設(shè)施蔬菜昆蟲群落特征的時(shí)間格局

設(shè)施番茄與設(shè)施黃瓜昆蟲總?cè)郝涮卣鲿r(shí)間格局（圖1）表明，設(shè)施黃瓜與設(shè)施番茄昆蟲群落的個(gè)體數(shù)隨時(shí)間均呈增加的趨勢(shì)，但是設(shè)施黃瓜昆蟲出現(xiàn)高峰的時(shí)間（7月24日）要早于設(shè)施番茄（8月14日）。兩者物種數(shù)隨時(shí)間均呈減小的趨勢(shì)，且設(shè)施番茄的昆蟲物種數(shù)小于設(shè)施黃瓜。兩者豐富度指數(shù)隨時(shí)間均呈減小的趨勢(shì)，且兩者之間差異不明顯。兩者多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)變化趨勢(shì)基本一致，呈現(xiàn)高一低一高一低一高的變化趨勢(shì);在7月3日之前設(shè)施黃瓜與設(shè)施番茄的多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)均相對(duì)較高，且兩者之間的差異不明顯;在7月3日之后，兩者的多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)均呈“W”形變化，都在7月24日降至低點(diǎn)，且設(shè)施黃瓜的變化較為平緩。設(shè)施黃瓜與設(shè)施番茄昆蟲群落的優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)與優(yōu)勢(shì)度指數(shù)則呈現(xiàn)低一高一低一高一低的趨勢(shì)，且設(shè)施黃瓜總體變化較為平緩。

設(shè)施番茄與設(shè)施黃瓜非天敵昆蟲亞群落特征的時(shí)間格局（圖2）表明，設(shè)施黃瓜與設(shè)施番茄非天敵昆蟲亞群落的個(gè)體數(shù)隨時(shí)間均呈增加的趨勢(shì)，兩者均有一個(gè)高峰與一個(gè)次高峰，設(shè)施黃瓜非天敵昆蟲出現(xiàn)高峰的時(shí)間（7月24日）要早于設(shè)施番茄（8月14日）。兩者的物種數(shù)與豐富度指數(shù)隨時(shí)間均呈減小的趨勢(shì)，且兩者之間差異不明顯。兩者多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)變化總體呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，但是設(shè)施黃瓜表現(xiàn)為緩慢降低趨勢(shì)，而設(shè)施番茄呈現(xiàn)高一低一高一低一高的變化趨勢(shì);設(shè)施黃瓜非天敵昆蟲多樣性指數(shù)總體上略高于設(shè)施番茄。設(shè)施黃瓜與設(shè)施番茄非天敵昆蟲亞群落的優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)與優(yōu)勢(shì)度指數(shù)總體呈增高趨勢(shì)，且設(shè)施黃瓜變化較為平緩。

設(shè)施番茄與設(shè)施黃瓜天敵昆蟲亞群落特征時(shí)間格局（圖3）表明，設(shè)施黃瓜與設(shè)施番茄天敵昆蟲亞群落的個(gè)體數(shù)隨時(shí)間均呈增加的趨勢(shì)，設(shè)施黃瓜天敵昆蟲出現(xiàn)高峰的時(shí)間（7月31日）要早于設(shè)施番茄（8月21日），但設(shè)施番茄天敵昆蟲增加的數(shù)量較多。設(shè)施黃瓜與設(shè)施番茄天敵昆蟲亞群落的物種數(shù)隨時(shí)間變化不明顯，而設(shè)施番茄天敵昆蟲亞群落的豐富度指數(shù)隨時(shí)間變化呈逐漸降低的趨勢(shì)。設(shè)施黃瓜天敵昆蟲亞群落多樣性指數(shù)隨時(shí)間略有增加，但是設(shè)施番茄卻逐漸降低。設(shè)施黃瓜天敵昆蟲亞群落均勻度指數(shù)隨時(shí)間略有增加，但是設(shè)施番茄卻呈降低趨勢(shì)，且變化幅度加大。設(shè)施黃瓜天敵昆蟲亞群落的優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)與優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，且在7月24日達(dá)到最低點(diǎn)，而設(shè)施番茄天敵昆蟲亞群落的優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)與優(yōu)勢(shì)度指數(shù)卻呈逐漸增高趨勢(shì)，且均在8月21日到達(dá)最高峰，7月31日到達(dá)次高峰。

3 討論

設(shè)施蔬菜昆蟲總?cè)郝渑c非天敵昆蟲亞群落中同翅目（Homoptera）昆蟲個(gè)體數(shù)量均最多，天敵昆蟲亞群落中膜翅目（ Hymenoptera）昆蟲物種數(shù)量與個(gè)體數(shù)量均最多，這與付文鋒[33]、牛新利‘34]的大田生態(tài)系統(tǒng)研究結(jié)果基本一致。本試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，在設(shè)施環(huán)境下雙翅目（ Diptera）昆蟲的物種比例最高，且個(gè)體數(shù)量也較多，而在大田中沒有相似情況。這可能是由于在適宜的設(shè)施環(huán)境下，未充分腐熟的農(nóng)家肥中蟲卵大量繁殖后造成的，但是這類昆蟲并不影響設(shè)施蔬菜的生長(zhǎng)，也不會(huì)對(duì)其他種類昆蟲的生存產(chǎn)生顯著的影響。

分析設(shè)施蔬菜昆蟲群落特征，發(fā)現(xiàn)非天敵昆蟲亞群落主導(dǎo)著整個(gè)昆蟲群落的變化趨勢(shì)，天敵昆蟲亞群落緊隨非天敵昆蟲群落變化而改變，且具有時(shí)序延遲現(xiàn)象，這與花椒園[1O]、棗園[13]、桃園[35]、檸檬園[14]、梅園[15]、荔枝園[36]等大田生態(tài)系統(tǒng)中的研究結(jié)果相一致。但是我們還發(fā)現(xiàn)，與大田生態(tài)系統(tǒng)昆蟲群落均勻度變化幅度較大（例如棉田0.081-0.720[37]、花椒園0.14 -1.42'1叫、蘋果園0.014-0.780[38]、檸檬園0.021 -0.720[14等）相比，設(shè)施生態(tài)環(huán)境是一個(gè)比較獨(dú)立的、封閉的生態(tài)系統(tǒng)，設(shè)施內(nèi)適宜的溫度為多種昆蟲提供了較為穩(wěn)定的生存環(huán)境，所以設(shè)施環(huán)境昆蟲群落均勻度隨時(shí)間變化幅度較小且較為穩(wěn)定，例如設(shè)施番茄為0.26 -0.76，設(shè)施黃瓜為0.42 -0.74。由此可見，適宜的設(shè)施環(huán)境為充分發(fā)揮天敵昆蟲防治作用提供了良好的基礎(chǔ)。

設(shè)施蔬菜昆蟲群落時(shí)序動(dòng)態(tài)分析結(jié)果表明：在設(shè)施蔬菜結(jié)果初期，昆蟲群落逐步趨于穩(wěn)定，此時(shí)昆蟲群落多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)均較高，天敵昆蟲能夠較好地控制非天敵昆蟲;而在設(shè)施蔬菜結(jié)果中后期，隨著主要害蟲數(shù)量的劇增，昆蟲優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)增加，天敵昆蟲難以控制害蟲發(fā)生。因此，在結(jié)果初期應(yīng)充分發(fā)揮天敵昆蟲的生物防治作用，而在結(jié)果中后期應(yīng)采用化學(xué)措施防治為主、生物生態(tài)調(diào)控為輔的綜合防治技術(shù)。同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)設(shè)施黃瓜昆蟲各群落的多樣性、豐富度、均勻度均高于設(shè)施番茄，而優(yōu)勢(shì)集中性與優(yōu)勢(shì)度卻低于設(shè)施番茄。這說明設(shè)施黃瓜昆蟲群落內(nèi)各個(gè)物種之間處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，單一害蟲大發(fā)生的可能性較小，并且設(shè)施黃瓜天敵昆蟲亞群落對(duì)非天敵昆蟲亞群落的控制作用要強(qiáng)于設(shè)施番茄。這也充分表明，相比于設(shè)施番茄，設(shè)施黃瓜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的自身穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抵御外界干擾或控制害蟲的調(diào)控能力。可見，與設(shè)施番茄相比，設(shè)施黃瓜昆蟲群落多樣性較高，群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)害蟲調(diào)控能力較強(qiáng)，因此應(yīng)充分利用天敵的控制作用，減少農(nóng)藥的使用。

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