西藏林芝不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物群落多樣性

鄭成卓，臧建成 ，唐曉琴

(1.西藏農(nóng)牧學(xué)院 植物科學(xué)學(xué)院,西藏林芝 860000; 2.西藏高原資源昆蟲(chóng)與應(yīng)用昆蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)室，西藏林芝 860000)

農(nóng)田生物多樣性是制約生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)發(fā)揮的關(guān)鍵因素之一[1-3]。國(guó)內(nèi)有關(guān)研究人員對(duì)農(nóng)田節(jié)肢動(dòng)物群落多樣性水平做了大量研究[4-9]，結(jié)果顯示對(duì)土地進(jìn)行不同處理影響近地表土壤以及植被微生境，不同生境影響地表節(jié)肢動(dòng)物群落組成、數(shù)量和營(yíng)養(yǎng)功能群。青藏高原不同農(nóng)田及不同植被下地表節(jié)肢動(dòng)物方面的研究相對(duì)薄弱。節(jié)肢動(dòng)物群落是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[10]。因此，本研究于2018 年5-6月選擇西藏林芝農(nóng)牧學(xué)院農(nóng)場(chǎng)作為研究樣地，采用陷阱法，調(diào)查比較不同植被對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物類群的影響，從地表節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度、多度、多樣性以及營(yíng)養(yǎng)功能群方面進(jìn)行分析，旨在為青藏高原農(nóng)田害蟲(chóng)的防治提供 依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)在西藏林芝市境內(nèi)西藏農(nóng)牧學(xué)院實(shí)習(xí)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，該地位于青藏高原的東南部，西藏自治區(qū)林芝縣境內(nèi)，研究樣區(qū)生物資源豐富，受印度洋暖濕季風(fēng)影響，冬春干燥，夏秋多雨。年降水量600～1 000 mm，年平均溫度8～10 ℃，≥0 ℃ 積溫為3 000～3 500 ℃，≥10 ℃的時(shí)間約180 d。農(nóng)場(chǎng)主要種植青稞、油菜、玉米、蔬菜及牧草。試驗(yàn)地土壤為肥力一般的沙壤土。油菜地和青稞地是農(nóng)場(chǎng)主要的試驗(yàn)田，長(zhǎng)時(shí)間受到人為干擾；楊柳地受人為干擾較輕，植被覆蓋很好。

1.2 采集與鑒定

于2018年5月上旬-6月下旬對(duì)青稞地、油菜地、楊柳林地同時(shí)進(jìn)行調(diào)查，選此3種植物種植地調(diào)查可以充分展示土地的不同植被對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物多樣性的影響。采用陷阱誘捕法采集地面節(jié)肢動(dòng)物，設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)樣方間隔為5 m左右。在每個(gè)取樣點(diǎn)，將1個(gè)一次性塑料杯(上表面直徑7 cm，下表面直徑5 cm，高度10 cm)埋入土壤，杯口與地面平齊；同時(shí)在杯中加入φ=4%的福爾馬林液、5 mL甘油和幾滴洗衣粉溶液，增加誘捕的有效性。每次布置的陷阱持續(xù)時(shí)間為7 d，每 3 d檢查杯中浸漬液以確保取樣的有效性；采集的樣品收集于指型管內(nèi)，帶回實(shí)驗(yàn)室用體積分?jǐn)?shù)75%酒精保存，在尼康中級(jí)體視顯微鏡SMZ800+D5100下進(jìn)行分類鑒定。鑒定依據(jù)是《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》[11]、《昆蟲(chóng)分類》[12]、《青藏高原蜘蛛》[13]。一般鑒定到目，常見(jiàn)類群鑒定到科。

1.3 數(shù)據(jù)分析

不同植被節(jié)肢動(dòng)物數(shù)量采用Excel 2016軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，田間節(jié)肢動(dòng)物群落多樣性的特征指數(shù)按以下公式計(jì)算。

多樣性指數(shù)(H)采用Shannon-wiener指數(shù)公式：H=-∑PilnPi。

均勻性指數(shù)(E) 采用Pielou指數(shù)公式：E=H/lnS。

Berger-Parker 優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(I)：I=Nmax/NT。

豐富度指數(shù)(D)：D=lnS/lnN。

式中：Pi為類群i占群落總個(gè)體數(shù)的比例，S為樣區(qū)內(nèi)類群數(shù)目，Nmax為優(yōu)勢(shì)種群，NT為全部種群數(shù)量，N為樣區(qū)內(nèi)所有類群的個(gè)體數(shù)量[9]。

為說(shuō)明不同植被間地表節(jié)肢動(dòng)物群落物種組成的相擬性隨環(huán)境梯度更迭速率，選擇 Cody 指數(shù)(βc)和S?rensen(Si)指數(shù)進(jìn)行比較分析[14-15]。S?rensen指數(shù)計(jì)算公式如下:Si= 2c/(a+b);Cody 指數(shù)計(jì)算公式如下：βc=(a+b-2c)/2。 式中:a，b為兩群落地表節(jié)肢動(dòng)物類群數(shù)，c為兩群落共有的類群數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)組成

經(jīng)鑒定，共捕獲節(jié)肢動(dòng)物1 221頭，隸屬于6綱11目28科。詳見(jiàn)表1。

由表1可知，昆蟲(chóng)綱Insecta在西藏林芝青稞田節(jié)肢動(dòng)物中占比例最大，為主要類群，占比 92.25%，其中鞘翅目Coleoptera、雙翅目Diptera、鱗翅目Lepidoptera、膜翅目Hymenoptera、革翅目Dermaptera分別占節(jié)肢動(dòng)物總數(shù)的81.82%、7.70%、0.57%、2.38%、0.08%，且鞘翅目類群最多有8科。鞘翅目步甲科Carabidae和隱翅甲科Staphilinidae是優(yōu)勢(shì)類群，分別占節(jié)肢動(dòng)物總數(shù)的58.80%、16.22%。其余數(shù)量由多到少分別為蜘蛛目Araneida、真螨目Acariformrs、彈尾目Collembola、石蛃目Microcoryphia等。

表1 捕獲的地表節(jié)肢動(dòng)物群落組成和多度Table 1 Composition and polymorphism of captured surface arthropod communities

注：多度以節(jié)肢動(dòng)物占樣本總數(shù)百分比進(jìn)行劃分；+++：節(jié)肢動(dòng)物數(shù)占樣本總數(shù)百分比>10%，為優(yōu)勢(shì)類群；++：節(jié)肢動(dòng)物數(shù)占樣本總數(shù)百分比>1%～≤10%，為常見(jiàn)類群；+：節(jié)肢動(dòng)物數(shù)占樣本總數(shù)百分比≤1%，為稀有類群。

Note:Degree of multiplicity was divided by the percentage of arthropods in the total sample;+++:abundance>10%,dominantgroups;++:abundance>1%～≤10%,common groups;+:abundance≤1%,rare groups.

2.2 不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)組成

由表2可知，種群個(gè)體數(shù)量由大到小依次為青稞地、油菜地、楊柳地，若按照個(gè)體數(shù)量占比大于等于10%為優(yōu)勢(shì)類群劃分原則，鞘翅目步甲科Carabidae(20.72%、10.16%、27.93%)則是是3種作物共有的優(yōu)勢(shì)類群，且鞘翅目隱翅甲科Staphilinidae(12.69%)為青稞地特有的優(yōu)勢(shì)類群。從個(gè)體數(shù)量來(lái)看，青稞地?cái)?shù)量相對(duì)較高，油菜地與楊柳地?cái)?shù)量上也有明顯差異；此外，楊柳地類群數(shù)量最多、油菜地居中、青稞地最低，分別占比60.71%、53.57%、39.29%。

表2 不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物群落組成Table 2 Composition of arthropod community on different vegetation surfaces

注：多度以節(jié)肢動(dòng)物占樣本總數(shù)百分比進(jìn)行劃分；+++：節(jié)肢動(dòng)物數(shù)占樣本總數(shù)百分比>10%，為優(yōu)勢(shì)類群；++：節(jié)肢動(dòng)物數(shù)占樣本總數(shù)百分比>1%～≤10%，為常見(jiàn)類群；+：節(jié)肢動(dòng)物數(shù)占樣本總數(shù)百分比≤1%，為稀有類群。

Note:Degree of multiplicity was divided by the percentage of arthropods in the total sample;+++:abundance>10%,dominant groups;++:abundance>1%～≤10%,common groups;+:abundance≤1%,rare groups.

2.3 西藏林芝不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物功能群

將節(jié)肢動(dòng)物類群分為5個(gè)功能群：植食性、捕食性、寄生性、腐食性、雜食性(圖1)。3種不同植被均是雜食性類群和腐食性類群占比較大，而寄生性較少(幾乎忽略不計(jì))，植食性和捕食性類群居中。青稞地相比油菜和楊柳地腐食性類群占比較高，楊柳地相比于其余兩者腐食性和捕食性占比最為接近。

2.4 不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物多樣性特征

由圖2可知，地表節(jié)肢動(dòng)物多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)表現(xiàn)完全一致，均是在楊柳地最高，青稞地次之，油菜地最低。豐富度指數(shù)則 有所不同，楊柳地最高，油菜地次之，青稞地則 最低。

圖1 不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物功能群個(gè)體數(shù)量Fig.1 Number of arthropod functional groups on different vegetation surface

圖2 不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物多樣性特征Fig.2 Diversity characteristics of arthropods on different vegetation surfaces

2.5 不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物類群相似性及隨環(huán)境梯度變化

不同植被間地表節(jié)肢動(dòng)物S?rensen多樣性指數(shù)有所差異。S?rensen多樣性較高值出現(xiàn)在楊柳地與油菜地之間，而在油菜地與青稞地及楊柳地與青稞地之間差別不大。節(jié)肢動(dòng)物群落特性在不同植被間有所差異。Cody最低值出現(xiàn)在楊柳地與油菜地之間，表明這兩種作物地表節(jié)肢動(dòng)物類群相似性程度較高，而青稞地與油菜地和楊柳地的Cody值相同且高于油菜地與楊柳地的，說(shuō)明青稞地與油菜地和楊柳地的相似程度較低(表3)。

3 討 論

3.1 物種豐富度與功能群分布

調(diào)查共計(jì)獲得節(jié)肢動(dòng)物1 221頭，隸屬6綱11目28科，優(yōu)勢(shì)種群2科，常見(jiàn)種群6科，稀有類群有20科。其次，此次所獲節(jié)肢動(dòng)物類群功能群按數(shù)量由多到少分別為雜食性(68.39%)、腐食性(19.74%)、捕食性(7.37%)、植食性(3.85%)、寄生性(0.66%)。寄生性類群最少，可能是由于誘集方法不夠全面造成的。

表3 不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物類群相似性Table 3 Similarity of arthropod groups on surfaces of different land use patterns

3.2 不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物物種組成與數(shù)量 結(jié)構(gòu)

3種植被地表節(jié)肢動(dòng)物綱、目、科組成相似，類群豐富，且不同植被間數(shù)量分布差異明顯，但是3種土地有共同的優(yōu)勢(shì)類群鞘翅目步甲科。青稞地有其特有的第二優(yōu)勢(shì)類群鞘翅目隱翅甲科。說(shuō)明這3種利用所處生境適宜大多數(shù)昆蟲(chóng)棲息，最適合鞘翅目昆蟲(chóng)生長(zhǎng)繁殖。

3.3 不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物的多樣性比較

節(jié)肢動(dòng)物具有世代周期短、個(gè)體小、種群數(shù)量大、生殖潛能大和對(duì)環(huán)境擾動(dòng)敏感等特點(diǎn)[7]。多樣性、優(yōu)勢(shì)度、均勻性這3項(xiàng)指數(shù)在研究過(guò)程中通常是同時(shí)出現(xiàn)。多樣性較高的往往優(yōu)勢(shì)度更低，且群落分布也較為均勻[16-17]。本試驗(yàn)結(jié)果與此有所出入，地表節(jié)肢動(dòng)物多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)表現(xiàn)完全一致，均是在楊柳地最高，青稞地次之，油菜地最低。豐富度指數(shù)則有所不同，楊柳地最高，油菜地次之，青稞地則最低。導(dǎo)致這種結(jié)果的原因是3塊田地油菜地和青稞地是試驗(yàn)田受人為因素影響較大，而楊柳地受人為因素 較輕。

綜上所述，通過(guò)野外調(diào)查與后期數(shù)據(jù)分析，可初步了解不同作物地表節(jié)肢動(dòng)物群落的物種多樣性的狀況，并可以此為指向標(biāo)，可在一定的程度上反映西藏林芝此3種作物所處生境狀況?？傊恋夭挥美梅绞剿斐傻纳?、人為因素對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物多樣性影響最大。