林业科学  2003, Vol. 39 Issue (4): 78-83   PDF    
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文章信息

师光禄, 曹挥, 席银宝, 夏乃斌, 李镇宇.
Shi Guanglu, Cao Hui, Xi Yinbao, Xia Naibin, Li Zhenyu.
枣园节肢动物群落优势功能集团的空间时序动态及其相关性
THE SEASONAL DYNAMICS OF VERTICAL DISTRIBUTION OF THE DOMINANT GUILDS AND THEIR RELATIONSHIP IN ARTHROPOD COMMUNITY IN INTERCROPPED AND MANAGED JUJUBE YARD ECOSYSTEMS
林业科学, 2003, 39(4): 78-83.
Scientia Silvae Sinicae, 2003, 39(4): 78-83.

文章历史

收稿日期:2001-04-09

作者相关文章

师光禄
曹挥
席银宝
夏乃斌
李镇宇

枣园节肢动物群落优势功能集团的空间时序动态及其相关性
师光禄1, 曹挥1, 席银宝1, 夏乃斌2, 李镇宇2     
1. 山西农业大学农学院 太谷 030800;
2. 北京林业大学 北京 100083
摘要: 对太谷地区枣园不同生态系统中节肢动物群落优势功能集团的空间时序动态及其相关性进行了研究,结果表明,在五种生境类型的枣园中各功能集团在空间的分布有一定的规律性;枣园间作物(或杂草的有无)和用药与否对功能集团的空间分布结构影响不明显。在不同生态环境中,节肢动物群落各营养层在时间和空间上所占的比例是不同的;但在同一营养水平上分布是相关的,这种相关性揭示了中性昆虫在群落食物网中起着重要的作用,可见综合防治既要保护和利用天敌,又要保护和利用中性昆虫。
关键词:枣园生态系统    节肢动物群落    功能集团    相关性    时序动态    
THE SEASONAL DYNAMICS OF VERTICAL DISTRIBUTION OF THE DOMINANT GUILDS AND THEIR RELATIONSHIP IN ARTHROPOD COMMUNITY IN INTERCROPPED AND MANAGED JUJUBE YARD ECOSYSTEMS
Shi Guanglu1, Cao Hui1, Xi Yinbao1, Xia Naibin2, Li Zhenyu2     
1. Department of Plant Protection, Shanxi Agricultural University Taigu 030800;
2. Beijing Forestry University Beijing 100083
Abstract: The seasonal dynamics of vertical distribution of the dominant guilds and their relation in the arthropod community in different intercropped and managed jujube yard ecosystems in Taigu were studied. The results showed that there were some laws of vertical distribution of the dominant guilds in the arthropod community in the jujube yard ecosystems. There was no obvious influence of the dominant guilds on vertical distribution of the arthropod community whether insecticide was used or not or there were weeds or not. In the different ecosystems, the proportions of guilds of the arthropod community were different seasonally and spatially, and there was some relation at the same nutrient level. The relation revealed that the neutral insects played an important role in the food web of the arthropod community. For this reason, the protection and use of natural enemies and neutral insects were equally important in the control of insect pests.
Key words: Jujube yard ecosystem    Arthropod community    Guild    Correlation    Seasonal dynamics    

枣园节肢动物群落是一个以枣树为中心的多种害虫、天敌、中性昆虫(吴进才等,1993)共存的复杂网络系统,而害虫与天敌在空间上的同域性、时间上的同步性、和数量上的优势性是发挥其控制功能的决定条件。过去对天敌作用的评价主要基于害虫与天敌的数量消长相关性、取食选择性、生命表分析(师光禄等,19951997a1997b1998)等一些方法,对枣园节肢动物群落的研究多集中于群落的物种组成、多样性和相似性的变化方面(师光禄等,2002)。而在功能集团的组织结构层次上分析比较空间、时间分布、数量波动,评价分析天敌对害虫的控制能力的相关文献未见报道。本文根据5种不同类型枣园节肢动物群落的系统调查资料,以功能集团为单位,从营养关系、空间分布及时序数量动态等方面探讨枣园节肢动物群落的结构变化,系统分析评价天敌对害虫的控制效应(郝树广等,2000)。

1 材料与方法 1.1 试验区概况

试验地设在山西省太谷县南张枣区,在枣林区选择有代表性的5种不同间作管理的枣园(树龄为30 a生左右,树高为5 m左右,郁闭度0.4~0.6)作为标地,即枣树与小麦间作园(记作Ⅰ)、枣树与大豆间作园(记作Ⅱ)、单作枣树园(未除杂草,记作Ⅲ)、单作枣树园(每隔10天除1次杂草,记作Ⅳ)、枣树与小麦间作园(记作Ⅴ)。以上标地面积均不小于3×666.7 m2,除Ⅴ标地未喷药防治外,其余标地全年进行3次喷药防治,第1次在5月8日,2.5%的溴氰菊脂乳油50 g+25%百果丰乳油100 g·667 m-2;第2次在7月25日,4.5%的高效氯氰菊脂乳油50 g+25%螨卵脂乳油100 g·667 m-2;第3次在8月22日,2.5%的氯氟氰菊脂乳油50 g+50%乙基对硫磷乳油100 g·667 m-2。试验区的地势、地貌、土质、栽培管理等自然条件均基本一致。

1.2 调查方法 1.2.1 枣树冠上节肢动物群落的系统调查

在5种枣园不同间作管理的标地中,分别选择有代表性的枣树5株进行标记,从2000年3月5日开始至10月30日为止,每隔10天调查1次,采用定点定时的系统调查和大范围随机普查的方法。每株树分东、西、南、北、中5个方位的上、中、下3个层次,先环绕枣树1周目测2 min,检查在树冠上活动性大的节肢动物,然后检查树上活动的节肢动物。对不同种类的节肢动物采用不同的取样方法,如蛀果类害虫,每株树检查150个果实,统计卵果数与虫果数,调查蚧虫与螨类时,每株树不同方位检查12个叶片(共180个叶片·株-1),记载蚧虫与螨类的种类与数量, 对枝干与食叶类节肢动物,则在不同方位各选50 cm长的4个1~2 a生的枝条,统计其上的节肢动物种类与数量。

1.2.2 枣树地面植被上节肢动物群落的系统调查

在标记的枣树冠下的植被上用捕虫网按对角线取样法,首先在每个方位随机扫网10次(网口直径30 cm×30 cm,深50 cm,用白色尼纶纱制作),将扫取的节肢动物标本连同植物茎杆一起带回室内,进行镜检分类,统计所捕获的节肢动物的种类与数量。然后在扫网的相应部位用目测法检查在植被上活动性大的节肢动物,最后检查相应部位植被上活动的节肢动物,分别统计其上的节肢动物的种类与数量。

1.2.3 枣树冠下土壤层中节肢动物群落的系统调查

在5种不同间作管理标地中的枣树树冠下的土壤层中按对角线取样法进行调查,每株枣树取4个样方,每样方的大小为100 cm(长)×100 cm(宽)×20 cm(深),检查统计在土壤层中节肢动物的种类与数量。

1.2.4 室内水培法饲养观察

对一些重要的种类带回室内水培饲养,水培器皿用罐头瓶(瓶口直径75 mm, 高145 mm)。将节肢动物食用的寄主组织插入罐头瓶(每隔3天换1次),瓶内盛自来水常保持至颈部,使寄主组织常处于新鲜状态,然后把节肢动物接种到新鲜的组织上饲养;对于寄生于节肢动物体内的种类,则将其放于培养皿(直径55 mm,10 mm,)内进行饲养观察(室内温度为17~23℃),皿的底部铺有滤纸,使湿度保持在75%左右,以便更好地了解寄生性等节肢动物的消长规律和提供镜检鉴定种类的参考依据。

2 结果与分析 2.2 枣园节肢动物群落优势功能集团的空间分布结构

计算结果表明,不同功能集团在枣园的空间分布结构是不同的。如表 1所示,顶位物种中的大星步甲(Calosoma maximoviczi)分布在下部;枣盲蛇蛉(Inoccllia sp.)在未用药的枣麦间作区(Ⅴ)主要分布于上部,其余枣区主要分布在下部;中华食虫虻(Ommatius chinensis)在未用药的枣麦间作区(Ⅴ)主要分布于下部,其余枣区主要分布在上部;黑蚁(Lasius niger)在用药的枣麦间作区(Ⅰ)分布在中下部,在未用药的枣麦间作区(Ⅴ)、枣豆间作区(Ⅱ)和除草单作区(Ⅳ)分布在上中部,而在未除草单作区(Ⅲ)分布在上下部。中位物种中的枣步曲寄蝇(Frontina laeta)在枣豆间作区(Ⅱ)分布在上部,其余枣区主要分布在下部;卷叶蛾小姬蜂(Megasty sp.)主要分布在下部;4条小食蚜蝇(Paragus quadrifasciatus)主要分布在中部,未除草单作区(Ⅲ)分布在下部;其它蜘蛛科在枣豆间作区(Ⅱ)分布在上部,其余枣区主要分布在下部;晋草蛉(Chrysopa shansiensis)主要分布在下部;七星瓢虫(Coccinella septempunctata)在枣豆间作(Ⅱ)和未用药的枣麦间作区(Ⅴ)主要分布于上部,其余枣区主要分布在下部;基位物种在各枣区主要分布在下部,但在未除草单作区(Ⅴ)的枣步曲、朱砂叶螨主要分布于上部,在除草单作区(Ⅳ)的康氏粉蚧、枣飞象主要分布于上部。由此可见,不同营养层中的优势类群在空间分布上是分离的,不会因处于同一生态位中而造成相互间激烈的竞争;各优势功能集团在各枣区总的分布趋势是:下部 > 上部 > 中部;枣园间作和用药与否对功能集团的空间分布结构影响不明显。

表 1 枣园节肢动物群落中功能集团在枣区的空间分布(分布数/总数量) Tab.1 The distribution of dominant guilds of arthropod community in five different jujube yards (Distributed number/Total number)
2.3 枣园节肢动物群落不同营养层的空间时序动态

图 1可见各营养层在不同枣区空间分布的变化规律。(1)顶位物种在用药的枣麦(Ⅰ)与枣豆(Ⅱ)间作区的分布较为稳定,从枣树发芽开始的整个生育期始终以基部为主,中上部占的比例不大;在枣单作区,3月以下部为主,4月以中下部为主,5~7月未除草区(Ⅲ)以上、下部为主,除草区(Ⅳ)以上、中部为主,8~10月两区均以上、下部为主;在未用药的枣麦区(Ⅴ),顶位物种的空间时序变化较大,但波动范围较小,3、4、6、9月份以中、下部为主,5、7、10月份以上、中部为主。由此说明顶位物种在不同间作区的空间时序动态随季节的变化是不同的,这与它们的活动性强、捕食范围广、凶狠,不易受外界干扰等习性有关。(2)中位物种在用药的枣麦(Ⅰ)与枣豆(Ⅱ)间作区的分布主要以下部为主,但在用药的枣麦间作区(Ⅰ)8~10月份、枣豆间作区(Ⅱ)3~4月份和9~10月份以上、中部为主;在枣单作区和用药的枣麦(Ⅴ)主要以下部为主。可见,枣园植被有无与是否用药对中位物种没有明显的影响。⑶与顶位物种和中位物种相比,基位物种在空间的时序变化平稳,枣树的整个生长发育阶段始终分布于基部,分布规律基本是:下部 > 上部 > 中部。该营养层的优势类群主要是枣步曲、枣飞象、康氏粉蚧、梨笠圆盾蚧(Quadraspidiotus perniciosus)等花器芽叶害虫。这些类群活动性小,如康氏粉蚧、梨笠园盾蚧等蚧害,它们一生固着取食、繁殖和危害,并且具有趋嫩性。中性昆虫如蚊蝇类一般来源于地面,这也是基位物种主要分布于基部的一个原因。

图 1 5种类型枣园节肢动物群落不同营养物种层的空间时序动态 Fig. 1 Temporal variation of vertical distribution of different arthropod nutrient classes in five different type jujube yards Ⅰ枣麦间作(用药)Intercropped jujube and wheat; Ⅱ枣豆间作Intercropped jujube and soybeans; Ⅲ单作枣(未除草)Jujube yard with weeds; Ⅳ单作枣(除草)Jujube yard without weeds; Ⅴ枣麦间作(未用药)Intercropped jujube and wheat without insecticide.
2.4 枣园节肢动物群落不同营养层的空间分布的相关性

表 2结果表明,(1)在用药的枣麦间作区(Ⅰ),顶位与基位物种无显著相关,即不存在分布的相随性;在中位与基位物种中,上、中部不相关的,下部相关显著,说明基位物种越丰富,中位物种就越多;在顶位与中位物种中,上、下部不相关的,中部存在分布的相随性,可见中位物种数量的多少直接影响顶位物种;在顶+中与基位物种中,上、中部不相关,下部相关显著,即基位物种越丰富,顶位与中位物种数就越多;在顶位与中+基位物种中,上、下部不相关,中部相关显著,即中位与基位物种数量的多少直接影响顶位物种;(2)在枣豆(Ⅱ)间作区,中位与基位物种没有空间分布的相关性;在顶位与基位物种,中、下部相关显著或极显著;在顶位与中位物种中,上、下部相关极显著或显著;在顶+中与基位物种中,上、中部不相关,下部相关显著;在顶位与中+基位物种中,上、下部均相关显著或极显著;由此可见枣豆间作区(Ⅱ),不同营养层的空间分布均有一定的相关性。(3)在未除草枣单作区(Ⅲ),各营养层在上部均存在分布的相随性,在顶位与中位和顶位与中+基位物种中,中部也相关显著;(4)在除草枣单作区(Ⅳ),只有顶位与中+基位物种中的上、中部相关显著或极显著;(5)在未用药的枣麦间作区(Ⅴ),顶位与中位物种各部位存在分布的相随性,顶位与中+基位物种的中、下部也相关显著;

表 2 枣园节肢动物群落不同营养层的空间分布的相关性测定 Tab.2 Correlation of vertical distributions between different nutrient classes of arthropod community in different jujube yards
3 小结与讨论

枣园节肢动物群落中各功能集团在空间的分布有一定的规律性,不同营养层中的优势类群在空间分布上是分离的,不会因处于同一生态位中而造成相互间激烈的竞争;在不同的生长季节,各功能集团的数量动态和空间分布的时序变化也不同,即各生长季节的节肢动物群落在组成结构上是有差异的。枣园间作物(或杂草的有无)和用药与否对功能集团的空间分布结构的影响不明显。但在同一营养水平上存在分布的相随性,即各功能集团在同一部位既相互制约又相互影响,这种相关性揭示了中性昆虫在群落食物网中起着重要的作用,它为顶位物种和中位物种提供了猎物,通过影响顶位物种和中位物种来对有害生物起到间接的调控作用。可见,综合防治既要保护和利用顶位物种和中位物种,又要保护和利用中性昆虫, 评估天敌对害虫的控制效应时, 要分析整个群落中各营养层功能集团的空间时序动态及其相关程度, 同时还要注意考虑基位物种生物量的大小以及害虫占基位物种的数量比例。

参考文献(References)
郝树广, 张孝羲, 程遐年, 等. 2000. 稻田节肢动物群落优势功能集团的垂直分布、数量动态及天敌作用估计. 应用生态学报, 11(1): 103-107. DOI:10.3321/j.issn:1001-9332.2000.01.026
师光禄, 刘贤谦, 李捷, 等. 1995. 枣粘虫自然种群生命表的研究. 林业科学, 31(6): 521-527.
师光禄, 刘贤谦, 李捷, 等. 1997. 枣林梨圆蚧生物学及发生规律研究. 林业科学, 33(2): 161-166. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.1997.02.008
师光禄, 刘贤谦, 李连昌, 等. 1997. 枣步曲自然种群生命表的研究及其在测报上的应用. 林业科学, 33(3): 234-240. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.1997.03.006
师光禄, 刘贤谦, 王满全, 等. 1998. 枣树昆虫群落结构及综合治理效应的研究. 林业科学, 34(1): 58-64. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.1998.01.009
师光禄, 曹挥, 戈峰, 等. 2002. 不同枣园生态系统中昆虫群落及其多样性. 林业科学, 38(3): 94-101. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.2002.03.017
吴进才, 胡国文, 唐建等.稻田节肢动物群落营养物种的初步研究.见: 李悦昆主编.农业科学集刊.第一集.北京: 中国农业出版社, 1993, 234-238