丹參田花期昆蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性研究

王玉芹，丁文靜，劉 巖，盧增斌，盧亞菲，于 毅，郭文秀**

(1. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/山東省植物病毒學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250000；2. 臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東臨沂 276012；3. 山東中醫(yī)藥高等專科學(xué)校，山東煙臺(tái) 264199)

丹參Salviamiltiorrhiza為唇形科Lamiaceae鼠尾草屬SalviaLinn.多年生直立草本植物，以根入藥，根中主要的有效藥用成分為脂溶性的丹參酮類和水溶性的丹參酸類(王涵等，2018)，在抗氧化、抗纖維化、神經(jīng)保護(hù)、抗炎和抗腫瘤等方面具有極高的藥理價(jià)值，已被用于冠心病、心腦血管疾病、阿爾茨海默病、帕金森病、腎功能損失、肝硬化、癌以及骨流失等多種疾病的治療(王冰瑤等，2014；高志華，2018)。

隨著市場(chǎng)需求量的增加，丹參人工栽培技術(shù)日漸成熟，種植面積不斷增加，逐漸趨向規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化。同時(shí)，丹參的研究也不斷深入，目前主要集中在其藥理作用、有效成分含量(Linetal.，2018；Zhangetal.，2019)、有效成分的提取和合成(Hungetal.，2019)等方面，而對(duì)于丹參栽培種植過(guò)程中的昆蟲群落調(diào)查還未見(jiàn)報(bào)道。昆蟲是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，研究昆蟲群落結(jié)構(gòu)多樣性不僅能揭示昆蟲群落自動(dòng)平衡調(diào)節(jié)能力，預(yù)測(cè)預(yù)警害蟲種群的暴發(fā)成災(zāi)(劉哲強(qiáng)，2015)，同時(shí)，還可通過(guò)了解主要的傳粉昆蟲類群，提高作物的授粉作用。因此，掌握丹參田昆蟲群落結(jié)構(gòu)，有助于制定科學(xué)有效的丹參害蟲防治措施和增強(qiáng)昆蟲為丹參授粉的功能(秦勝楠等，2018)，為丹參科學(xué)種植和生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

本實(shí)驗(yàn)在山東省臨沂市蒙陰縣聯(lián)城鎮(zhèn)對(duì)山莊村丹參種植基地(35°39′16.07″N，117°39′45.04″E)進(jìn)行，丹參種植時(shí)間為2018年4月下旬，種植面積200余畝，當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理，整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中不噴施任何殺蟲劑。

1.2 昆蟲群落調(diào)查

采用馬氏網(wǎng)取樣法調(diào)查丹參田昆蟲群落(楊慧利等，2016)，在丹參田核心區(qū)(通風(fēng)且陽(yáng)光充足)安放馬氏網(wǎng)(中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所提供)，安裝時(shí)將各條固定繩索拉緊以使各個(gè)網(wǎng)面繃緊、拉平，網(wǎng)脊傾斜角度為35°～45°，黑色阻隔篩網(wǎng)與地面無(wú)縫隙便于爬行類昆蟲的收集(秦勝楠等，2018)。昆蟲群落收集自丹參始花期(6月6日)開(kāi)始，每周收集1次，直至丹參花期基本結(jié)束(10月11日)為止。丹參田中收集到的昆蟲攜回室內(nèi)后，除去雜物，挑出昆蟲，再用80%酒精保存，然后進(jìn)行鑒定和計(jì)數(shù)，常見(jiàn)者盡可能鑒定到種，其他鑒定至科。

1.3 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 丹參田花期昆蟲群落組成

丹參田花期共收集到昆蟲5 438頭，隸屬7目，即膜翅目Hymenoptera、雙翅目Diptera、半翅目Hemiptera、鱗翅目Lepidoptera、鞘翅目Coleoptera、直翅目Orthoptera、脈翅目Neuroptera，其中優(yōu)勢(shì)類群為膜翅目、雙翅目、半翅目，其昆蟲個(gè)體數(shù)量分別為2 333頭、1 290頭和919頭，占昆蟲個(gè)體總數(shù)的42.90%、23.72%、16.90%。鱗翅目與鞘翅目的昆蟲個(gè)體數(shù)量占昆蟲個(gè)體總數(shù)的比例均低于10%，而直翅目與脈翅目的昆蟲個(gè)體數(shù)量均不足10頭，所占比例不足1%。

昆蟲群落組成如表1所示，另有直翅目菱蝗科Tettigidae、蟋蟀科Gryllidae 2科，脈翅目草蛉科Chrysopidae 1科，共計(jì)52科。雙翅目的優(yōu)勢(shì)類群為長(zhǎng)足虻科Dolichopodidae、蠅科Muscidae、蚜蠅科Syrphidae和實(shí)蠅科Tephritidae，其昆蟲個(gè)體數(shù)量分別占雙翅目昆蟲個(gè)體總數(shù)的16.18%、14.78%、13.07%、12.61%。膜翅目的優(yōu)勢(shì)類群為繭蜂科Braconidae，昆蟲個(gè)體數(shù)量占膜翅目昆蟲個(gè)體總數(shù)的比例高達(dá)73.17%，其余各科昆蟲個(gè)體數(shù)量占比均低于10.00%。半翅目的優(yōu)勢(shì)類群為葉蟬科Cicadellidae，昆蟲個(gè)體數(shù)量占半翅目昆蟲個(gè)體總數(shù)的84.99%。鱗翅目的優(yōu)勢(shì)類群為羽蛾科Pterophoroidea、夜蛾科Noctuidae、螟蛾科Pyralidae和粉蝶科Pieridae，昆蟲個(gè)體數(shù)量分別占鱗翅目昆蟲個(gè)體總數(shù)的28.72%、27.35%、22.53%和19.78%。鞘翅目的優(yōu)勢(shì)類群為瓢蟲科Coccinellidae和金龜科Melolonthidae，分別占鞘翅目昆蟲個(gè)體總數(shù)的59.86%和19.01%。

表1 丹參田花期昆蟲群落組成Table 1 Composition of insect community in Salvia miltiorrhiza field

2.3 丹參田花期昆蟲群落時(shí)間動(dòng)態(tài)

丹參田花期主要昆蟲類群的動(dòng)態(tài)變化如圖1所示。在丹參花期，繭蜂科和葉蟬科個(gè)體數(shù)量持續(xù)維持在較高水平，其中繭蜂科昆蟲個(gè)體數(shù)量呈現(xiàn)3個(gè)高峰期，分別在6月21日、8月2日和9月6日，葉蟬科昆蟲個(gè)體數(shù)量在7月20日達(dá)到最高峰；長(zhǎng)足虻科昆蟲個(gè)體數(shù)量在7月19日、9月6日出現(xiàn)2個(gè)高峰值；蠅科、蚜蠅科昆蟲個(gè)體數(shù)量在6月份相對(duì)較多，實(shí)蠅科在7月中旬昆蟲個(gè)體數(shù)量相對(duì)較多；瓢蟲科昆蟲數(shù)量變化不大且持續(xù)維持在較低水平。

圖1 丹參田花期主要昆蟲類群的動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Dynamic of main insect groups in Salvia miltiorrhiza fields

在丹參花期內(nèi)，昆蟲群落豐盛度(N)(圖2)出現(xiàn)較大的波動(dòng)，以一自然月為時(shí)間間隔呈現(xiàn)規(guī)律變化，10月份丹參花期結(jié)束后指數(shù)下降至最低值。昆蟲群落Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)(圖3)維持在較高水平，且變化較為穩(wěn)定，最高值為7月5日2.9567，最低值為9月20日1.7919。昆蟲群落豐富度指數(shù)(d)(圖4)維持在較高水平，與昆蟲群落豐盛度相似也出現(xiàn)周期性的升降變化，10月份丹參花期結(jié)束后指數(shù)開(kāi)始不斷下降。昆蟲群落Pielou均勻度指數(shù)(J)(圖5)在整個(gè)花期維持在較穩(wěn)定水平，均保持在0.32～0.55，10月份花期結(jié)束后不斷升高。昆蟲優(yōu)勢(shì)度不明顯，昆蟲群落Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(C)(圖6)維持在較低水平，均在0.35以下，但與豐盛度和豐富度指數(shù)相似地出現(xiàn)周期性升降變化。

圖2 丹參田花期昆蟲群落豐盛度(N) 時(shí)間動(dòng)態(tài)Fig.2 Temporal dynamic of abundances of insect communities during flowering in Salvia miltiorrhiza fields

圖3 丹參田花期昆蟲群落Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)時(shí)間動(dòng)態(tài)Fig.3 Temporal dynamic of Shannon-Wiener diversity index (H′) of insect communities during flowering in Salvia miltiorrhiza fields

圖4 丹參田花期昆蟲群落豐富度指數(shù)(d)時(shí)間動(dòng)態(tài)Fig. 4 Temporal dynamic of richness (d) of insect communities during flowering in Salvia miltiorrhiza fields

圖5 丹參田花期昆蟲群落Pielou均勻度指數(shù)(J)時(shí)間動(dòng)態(tài)Fig.5 Temporal dynamic of Pielou evenness (J) of insect communities during flowering in Salvia miltiorrhiza fields

圖6 丹參田花期昆蟲群落Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(C)時(shí)間動(dòng)態(tài)Fig.6 Temporal dynamic of Simpson ecological dominance(C) of insect communities during flowering in Salvia miltiorrhiza fields

3 結(jié)論與討論

昆蟲是生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，對(duì)于維持生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性和生態(tài)平衡有重要作用，昆蟲在植物授粉過(guò)程中具有高效、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，能增加農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和坐果率(張立微和張紅玉，2015)。本文利用馬氏網(wǎng)采集法對(duì)丹參田花期昆蟲群落進(jìn)行了調(diào)查，采集到昆蟲標(biāo)本5 438頭，7目52科，表明丹參田有豐富的昆蟲種類。丹參花期各目中處于優(yōu)勢(shì)地位的昆蟲類群(各目中數(shù)量占比>10%)為繭蜂科、長(zhǎng)足虻科、蠅科、蚜蠅科、實(shí)蠅科、葉蟬科、螟蛾科、羽蛾科、粉蝶科、夜蛾科、瓢蟲科、金龜科。其中繭蜂科昆蟲數(shù)量最多，夜蛾科、葉蟬科、金龜科昆蟲則是危害丹參的主要害蟲，瓢蟲科昆蟲為控制丹參田害蟲的主要天敵昆蟲。昆蟲群落發(fā)生與周圍環(huán)境、耕作制度、用藥情況及氣候有密切關(guān)系，很多研究顯示，生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性越高，昆蟲群落結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，害蟲不易爆發(fā)(秦勝楠等，2018)。本試驗(yàn)的研究顯示，丹參田昆蟲種類豐富，昆蟲群落多樣性維持在較高水平，物種均勻度也持續(xù)維持在較穩(wěn)定水平，優(yōu)勢(shì)度集中指數(shù)較低?？傮w來(lái)看，丹參田昆蟲多樣性指數(shù)較高，種群結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。

丹參為花期較長(zhǎng)的中藥材，花期長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月，能吸引更多的昆蟲，其群落結(jié)構(gòu)較為豐富。因此在丹參田花期昆蟲群落中膜翅目和雙翅目昆蟲數(shù)量最多，可能作為傳粉昆蟲在丹參的開(kāi)花授粉中扮演重要的角色。這與以往研究結(jié)論膜翅目作為蘋果的主要傳粉昆蟲(申晉山等，2015)、膜翅目和雙翅目為山楂的主要傳粉昆蟲(趙龍龍等，2018)相一致。昆蟲與植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成穩(wěn)定的相互關(guān)系，雖然不同植物的傳粉昆蟲種類存在較大差異，但多為膜翅目和雙翅目昆蟲(黃敦元等，2017；王美娜等，2017)。

本文首次研究了丹參花期昆蟲群落結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)丹參田昆蟲群落豐富，雙翅目、膜翅目昆蟲為花期的優(yōu)勢(shì)昆蟲類群，丹參作為典型的蟲媒傳粉植物，昆蟲對(duì)丹參開(kāi)花結(jié)籽的作用極為重要，明確丹參的昆蟲群落結(jié)構(gòu)，可為丹參的科學(xué)管理和栽培提供依據(jù)。