不同生境對苜蓿田步甲多樣性的影響

摘 要：本研究于2022年5月至9月，在寧夏境內(nèi)苜蓿田、苜蓿田邊緣其他作物帶、苜蓿田邊雜草帶和休耕地四種不同生境類型中選取24個(gè)調(diào)查樣地，用陷阱法對步甲科昆蟲進(jìn)行種類調(diào)查并進(jìn)行多樣性分析。結(jié)果顯示：共采集步甲科昆蟲19屬42種5 759頭。其中：優(yōu)勢種赤胸長步甲Dolichus halensis占35.57%，谷婪步甲Harpalus calceatu占14.77%，毛青步甲Chlaenius pallipes占10.37%。物種多樣性指數(shù)以雜草帶最高（2.568 5），苜蓿田最低（2.176 1）;物種均勻性以雜草帶最高（0.728 4），苜蓿田最低（0.602 6）;物種優(yōu)勢度指數(shù)以苜蓿田最高（0.222 7），苜蓿田邊雜草帶最低（0.123 7）;群落豐富度指數(shù)以雜草帶最高（4.841 8），休耕地最低（4.264 1）。

關(guān)鍵詞：苜蓿田; 步甲; 多樣性

中圖分類號(hào)：S186"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""" 文章編號(hào)：1002-204X（2024）12-0047-06

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2024.12.010

基金項(xiàng)目：寧夏回族自治區(qū)重點(diǎn)國際合作研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2018BFH0301）。

作者簡介：田樹軍（1976—），男，寧夏平羅人，工程師，從事林業(yè)有害生物監(jiān)測防治工作。

*通信作者：賀奇（1985—），男，陜西靖邊人，副研究員，從事有害生物防治工作。

收稿日期：2024-08-27" 修回日期：2024-12-09

Effects of Different Landscapes on the Diversity of Carabid Beetles

in Alfalfa Fields

Tian Shujun1， Xin Ming2， He Li2， He Qi3*

（1.Service Center for Introducing Forestry Technology， Pingluo， Ningxia 753400; 2.School of Agriculture， Ningxia University， Yinchuan 750021; 3.Crops Institure， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002）

Abstract In this study， from May to September 2022， 24 survey plots were selected from four different landscape types of alfalfa fields， marginal zones， weed zones and fallow fields in Ningxia. The species of Carabidae insects were investigated and the diversity was analyzed by trap method. The results showed that 575 9 insects from 42 species of 19 genera were collected. The dominant species were Dolichus halensis （35.58%）， avarice Harpalus calceatu （14.78%） and Chlaenius pallipes （10.37%）. The species diversity index was the highest in weed belt （2.568 5） and the lowest in alfalfa field （2.176 1）. The species uniformity was highest in weed zone （0.728 4） and lowest in alfalfa field （0.602 6）. The species dominance index was the highest in alfalfa field （0.222 7） and the lowest in weed zone （0.123 7）. The community richness index was the highest in weedy zone （4.841 8） and the lowest in fallow land （4.262 1）.

Key words Alfalfa field; Carabid beetles; Diversity analysis

苜蓿（Medicago sativa）是豆科（Leguminosae）苜蓿屬（Medicago）的一種優(yōu)良牧草，其根系發(fā)達(dá)，地表覆蓋度高，可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，是生態(tài)恢復(fù)和土壤改良的先鋒物種[1]。苜蓿被稱為“牧草之王”，在全世界種植面積達(dá)3.3×107 hm2，是世界上栽培面積最廣的牧草之一[2]。寧夏地處我國西北干旱半干旱地區(qū)，是紫花苜蓿種植的主要地區(qū)之一，是苜蓿種子生產(chǎn)的理想?yún)^(qū)域[3]，是全國苜蓿主要產(chǎn)區(qū)之一。隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整、退耕還林還草工程的實(shí)施， 紫花苜蓿在寧夏南部山區(qū)得到廣泛種植[4]。近年來，隨著寧夏地區(qū)畜牧業(yè)的迅速發(fā)展，寧夏中部干旱地區(qū)的紫花苜蓿種植面積逐年增加，苜蓿病蟲害也越來越嚴(yán)重，已成為影響苜蓿產(chǎn)量及品質(zhì)的重要障礙因子?？赏ㄟ^優(yōu)化農(nóng)田生境格局，增加天敵的棲息地，豐富天敵種群的數(shù)量和種類，減少害蟲的發(fā)生，從而提高天敵昆蟲的生物控害功能[5]。

天敵昆蟲對于維持農(nóng)田昆蟲群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定具有重要作用，是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[6]。苜?？梢杂行У貫椴妒承蕴鞌程峁┦澄镔Y源，其中步甲是農(nóng)田捕食性天敵的優(yōu)勢種群[7]。步甲是昆蟲綱鞘翅目中占比最大的類群之一，已定名的物種約有4萬多種[8-11]，廣泛分布在各大動(dòng)物地理區(qū)，而且大多是捕食性，對自然界的生態(tài)平衡及害蟲控制起著重要作用。其獨(dú)特的身體結(jié)構(gòu)和較小的活動(dòng)范圍，使步甲科昆蟲對環(huán)境變化具有較強(qiáng)的敏感性[12-13]。步甲科昆蟲多樣性的研究對揭示生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性現(xiàn)狀及維持穩(wěn)定的機(jī)制具有不可替代的作用[14-15]。但是苜蓿周邊不同的生境配置對步甲科昆蟲多樣性的影響的研究較少，還需要進(jìn)一步探究。

基于此，課題組在寧夏各苜蓿種植地區(qū)，對4種不同生境下的步甲科昆蟲進(jìn)行取樣調(diào)查，鑒定種類和統(tǒng)計(jì)數(shù)量，探究不同生境對步甲科昆蟲豐富度及物種多樣性的影響，以及步甲科昆蟲在苜蓿田中的生態(tài)功能，探索更有利于步甲科昆蟲棲息的生境。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)在寧南山區(qū)隆德縣、彭陽縣、西吉縣，中部干旱帶銀川市周邊、吳忠市紅寺堡區(qū)，寧北引黃灌區(qū)石嘴山市平羅縣采集步甲科昆蟲，在寧南山區(qū)共選取采樣點(diǎn)11個(gè)，在中部干旱帶選取采樣點(diǎn)6個(gè)，在寧北引黃灌區(qū)選取采樣點(diǎn)7個(gè)。樣地詳情見表1，植物種名拉丁文參見李小偉等[16]。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 采樣時(shí)間

在24個(gè)調(diào)查點(diǎn)，分別于2022年5月、6月、7月、8月采樣，每月采樣1次，共采樣4次。

1.2.2 采樣方法

采用陷阱法，系統(tǒng)調(diào)查苜蓿田各類生境下的步甲種群，陷阱布局采用五點(diǎn)取樣法，每個(gè)采樣點(diǎn)各設(shè)置5個(gè)陷阱，使用1個(gè)一次性塑料杯（口徑7.2 cm、深10.5 cm、容積300 mL）埋入草地中作為陷阱，杯口與地面相平。陷阱引誘劑是糖、醋、乙醇和水的混合物，質(zhì)量比為1∶2∶1∶20，每個(gè)誘杯中倒入引誘劑40～60 mL[17]。每次埋杯之后5天收集，每月收集1次，將每個(gè)樣方中5個(gè)采樣點(diǎn)所采集的標(biāo)本作為一個(gè)收集單位放入75%乙醇中，并寫好標(biāo)簽，攜帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.2.3 標(biāo)本鑒定

對采集到的標(biāo)本進(jìn)行清洗、分揀，制成針插標(biāo)本，逐個(gè)進(jìn)行鑒定、統(tǒng)計(jì)數(shù)量和種類。標(biāo)本鑒定主要依據(jù)《寧夏賀蘭山昆蟲》[18]、《遼寧甲蟲原色圖鑒》[19]、《寧夏甲蟲志》[20]、《寧夏草原昆蟲原色圖鑒》[21]等。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

地表甲蟲個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的10.00%以上為優(yōu)勢類群，1.00%～10.00%為常見類群，1.00%以下為稀有類群[22]。

步甲多樣性特征主要采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H'、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)C、Pieluo均勻度指數(shù)J和Margalef豐富度指數(shù)D表征。

物種多樣性（H'）分析采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)，H'=-∑PilnPi。其中：Pi=Ni/N，Pi是第i種個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比率，Ni是第i種個(gè)體數(shù)，N是總個(gè)體數(shù)[23-24]。

均勻度（J）采用Pielou均勻度指數(shù)，J=H'/lnS。其中S是物種數(shù)。

優(yōu)勢度（C）采用Simpson優(yōu)勢度指數(shù)，C=∑（Ni/N）2。

豐富度（D）采用Margalef豐富度指數(shù)，D=（S-1）/

lnN。

2 結(jié)果與分析

2.1 苜蓿田步甲科昆蟲群落組成

寧夏苜蓿種植區(qū)不同生境下采集的步甲科昆蟲見表2。共采集標(biāo)本5 759頭，分屬19屬41種。其中：個(gè)體數(shù)量最多的是赤胸長步甲Dolichus halensis[20]占35.57%、谷婪步甲Harpalus calceatus占14.77%、毛青步甲Chlaenius pallipes占10.37%，為優(yōu)勢種。棒胸暗步甲Amarab anghaasi、雕步甲Carabus glyptopterus、麻步甲Carabus brandti、卷葬步甲R(shí)eflexisphodrus refleximargo、大衛(wèi)婪步甲Harpalus davidianus、紅緣婪步甲Harpalus froelichii、黃鞘婪步甲Harpalus pallidipennis、毛婪步甲Harpalus griseus、直角通緣步甲Pterostichus gebleri、短翅偽葬步甲Pseudotaphoxenus brevipennis、蒙古偽葬步甲Pseudotaphoxenus mongolicus、小細(xì)徑步甲Agonum nitidum，個(gè)體數(shù)量在1%～10%之間，為常見種。其余26個(gè)種個(gè)體數(shù)量均少于1%，為稀有種。優(yōu)勢屬：長步甲屬Dolichus為35.57%，婪步甲屬Harpalus為25.73%，青步甲屬Chlaenius為11.02%。常見屬：卷葬步甲屬Reflexisphodrus為5.89%，大步甲屬Carabus為5.75%，偽葬步甲屬Pseudotaphoxenus為4.55%，暗步甲屬Amara為3.07%，通緣步甲屬Pterosticchus為2.57%，細(xì)徑步甲屬Agonum為1.81%。其余10個(gè)屬占比少于1%，為稀有屬。

2.2 不同生境下步甲科昆蟲群落組成與分布

不同生境苜蓿田中步甲科昆蟲分布差異明顯，結(jié)果見表3。苜蓿田中共采集20屬37種3 287頭標(biāo)本，其他作物帶中共采集15屬31種1 114頭標(biāo)本，雜草帶中共采集15屬34種912頭標(biāo)本，休耕地中共采集13屬27種446頭標(biāo)本。苜蓿田中步甲科昆蟲種類豐富、數(shù)量最多，而休耕地中的步甲科昆蟲種類較少、數(shù)量最少。這是因?yàn)檐俎Ｌ镏兄脖欢?，有較多的食草性昆蟲，能夠給步甲科昆蟲提供豐富的食物資源，使其生存和繁殖能力較強(qiáng);休耕地則相反。

優(yōu)勢屬在不同生境下的分布情況見表4。3個(gè)步甲優(yōu)勢屬種類在不同生境中分布差異不明顯，3個(gè)步甲屬均在苜蓿田這一生境下數(shù)量最多。苜蓿田邊長步甲屬在苜蓿田中的分布最多，多度為0.68;在苜蓿田邊雜草帶分布最少，多度為0.05。婪步甲屬在苜蓿田分布最多，多度為0.51;在休耕地分布最少，多度為0.08。青步甲屬在苜蓿田分布最多，多度為0.62;在休耕地分布最少，多度為0.01。

2.3 不同生境中步甲群落多樣性特征

不同生境步甲科昆蟲的多樣性特征見表5。物種多樣性指數(shù)以苜蓿田邊雜草帶最高，為2.568 5;苜蓿田最低，為2.176 1;其他兩種生境相差不大。物種均勻度指數(shù)以苜蓿田邊雜草帶最高，為0.728 4;苜蓿田最低，為0.602 6。物種優(yōu)勢度指數(shù)以苜蓿田最高，為0.222 7;苜蓿田邊雜草帶最低，為0.123 7;其他兩種生境相差不大。群落豐富度指數(shù)以苜蓿田邊雜草帶最高，為4.841 8;休耕地最低，為4.264 1。雜草帶生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜，植被種類豐富、類型多樣，步甲科物種組成相對復(fù)雜，種類較多，分布較均勻，優(yōu)勢種的地位不突出，故物種多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)最高，但優(yōu)勢度指數(shù)低。

2.4 不同生境中步甲群落多樣性特征

不同區(qū)域步甲科昆蟲的多樣性特征分析結(jié)果見表6。物種多樣性指數(shù)以寧南山區(qū)最高，為1.945 5;寧北引黃灌區(qū)最低，為1.166 7。物種均勻性指數(shù)以中部干旱帶最高，為0.741 8;寧北引黃灌區(qū)最低，為0.411 8。物種優(yōu)勢度指數(shù)以寧北引黃灌區(qū)最高，為0.491 4;中部干旱帶最低，為0.128 4。群落豐富度指數(shù)在寧南山區(qū)最高，為4.438 6;中部干旱帶最低，為2.234 4。

3 結(jié)論與討論

此次調(diào)查，在寧夏苜蓿種植區(qū)不同生境下采集的步甲科昆蟲標(biāo)本共5 759頭，隸屬19屬41種。其中：優(yōu)勢種赤胸長步甲占35.57%，谷婪步甲占14.77%，毛青步甲占10.37%。棒胸暗步甲、雕步甲、麻步甲、卷葬步甲、大衛(wèi)婪步甲、紅緣婪步甲、黃鞘婪步甲、毛婪步甲、直角通緣步甲、短翅偽葬步甲、蒙古偽葬步甲、小細(xì)徑步甲為常見種。

根據(jù)優(yōu)勢種的分布情況來看，主要集中分布于苜蓿田，休耕地則分布較少。這是因?yàn)檐俎Ｌ镏脖欢?，有較多的食草性昆蟲，能夠給步甲科昆蟲提供豐富的食物資源，使其生存和繁殖能力較強(qiáng);休耕地則相反，植被比較稀少，裸露地表比較多，不適合步甲科昆蟲的生存。這一結(jié)果與張艷榮等[7]的研究結(jié)果一致。

不同生境中步甲科昆蟲多樣性特征表明，步甲科昆蟲群落多樣性和均勻度沿雜草帶、休耕地、其他作物帶、苜蓿田依次降低，而優(yōu)勢度的變化趨勢與多樣性和均勻度恰好相反。這一結(jié)果與楊貴軍等[17]的研究結(jié)果相似。苜蓿田邊雜草帶的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)均較高，優(yōu)勢度指數(shù)較低，是由于其生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜，植被種類豐富、類型多樣，群落內(nèi)步甲科昆蟲分布較均勻，優(yōu)勢種的地位不突出，優(yōu)勢度指數(shù)低。由于苜蓿田生態(tài)系統(tǒng)單一，結(jié)構(gòu)簡單，植被種類不豐富，群落中物種數(shù)量分布不均勻，因此其多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)較低，但優(yōu)勢種的地位就越突出，優(yōu)勢度指數(shù)較高。此外，在調(diào)查期間，部分苜蓿田恰好在進(jìn)行灌溉、施肥、除草、收割等農(nóng)事操作，造成步甲食物資源匱乏，影響步甲科昆蟲的分布，所以人為因素的干擾會(huì)影響該生境下步甲群落的多樣性。這與張艷榮等[25]得出的“人為干擾強(qiáng)度會(huì)影響其他作物帶地表昆蟲群落多樣性水平”這一研究結(jié)論相似。休耕地的豐富度指數(shù)最低，是因?yàn)槠渖鷳B(tài)系統(tǒng)單一，結(jié)構(gòu)簡單，所以豐富度指數(shù)較低。

從寧夏3個(gè)苜蓿種植區(qū)步甲科昆蟲多樣性特征來看，寧南山區(qū)植被覆蓋度高，有較多的食草性昆蟲，為步甲科昆蟲提供了豐富的食物資源，生態(tài)系統(tǒng)中資源競爭加劇，種間差異較大，則步甲科昆蟲物種組成相對復(fù)雜，種類較多，故步甲科昆蟲多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)高，這一結(jié)果與孫曉杰等[26]得出的“多降雨可以為喜濕的步甲提供優(yōu)越環(huán)境，保持了較高的步甲物種多樣性”這一結(jié)果相似。

通過調(diào)整不同生境，促進(jìn)各生境之間天敵昆蟲的遷移和交流，進(jìn)而提高苜蓿田中天敵的自然控害作用，來實(shí)現(xiàn)苜蓿田害蟲的有效防治;也可以科學(xué)設(shè)置苜蓿田周邊生境，增加苜蓿田生物的多樣性，增強(qiáng)天敵的擴(kuò)散和分布，為天敵提供棲息地，以此來控制害蟲的危害，保障苜蓿田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

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責(zé)任編輯：達(dá)海莉