林业科学  2010, Vol. 46 Issue (8): 168-173   PDF    
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王海香, 聂肖艳, 师光禄
Wang Haixiang, Nie Xiaoyan, Shi Guanglu
枣园节肢动物天敌群落时空结构和优势度分析
Analysis of the Spatio-Temporal Structure and Dominance of Natural Enemy Arthropod in Jujube Yard
林业科学, 2010, 46(8): 168-173.
Scientia Silvae Sinicae, 2010, 46(8): 168-173.

文章历史

收稿日期:2009-11-22
修回日期:2010-05-13

作者相关文章

王海香
聂肖艳
师光禄

枣园节肢动物天敌群落时空结构和优势度分析
王海香1, 聂肖艳1, 师光禄2    
1. 山西农业大学农学院 太谷 030801;
2. 北京农学院 农业部都市农业(北方)重点开放实验室 北京 102206
关键词:枣园    天敌    时空结构    优势度    主次效应    
Analysis of the Spatio-Temporal Structure and Dominance of Natural Enemy Arthropod in Jujube Yard
Wang Haixiang1, Nie Xiaoyan1, Shi Guanglu2    
1. College of Agriculture, Shanxi Agricultural University Taigu 030801;
2. Key Laboratory of Urban Agriculture (North) of Ministry of Agriculture Beijing University of Agriculture Beijing 102206
Abstract: The natural enemy arthropods are applied to control pest insects, which improve the integrated pest management in jujube yard. The spatio-temporal structure and dominance of natural enemy arthropod in jujube yard were systematically studied by a survey method. According to the survey data, there were 1 648 natural enemy arthropod, including 1 331 samples on the ground surface and 317 samples on the trees. The natural enemy arthropods belonged to 2 classes, 10 orders, 52 families and were divided into four subcommunities, that is predacious insects, parasitic insects, predacious spiders and predacious mites. In different month, there was different dominance index of natural enemy arthropods between on the ground surface and on the trees. Then, the correlation of primary and secondary effect of cumulative dominance index was analyzed by the Pareto Charts method. Their status and function of ecological control were compared and estimated to determine when subcommunities of natural enemy arthropod were controlling the pest insects. Predacious arthropods, especially Coccinellidae, had primary effect for controlling pest insects on the ground surface. Both parasitic insects and predacious arthropods, such as Pteromalidae, Ichneumonidae, Chrysopidae, Araneidae, had primary effect on pests on the trees.
Key words: jujube yard    natural enemy arthropod    spatio-temporal structure    dominance    primary and secondary effect    

近年来,随着人们对生态环境和生物多样性的广泛关注以及害虫防治技术的深入研究,有害节肢动物的天敌防治再次纳入人们的视野。国内外诸多学者在总结引入天敌控制有害节肢动物经验后,认为本地寄生性和捕食性天敌对当地有害节肢动物的综合治理起着很大的作用(张明伟等,2003)。在枣园害虫的综合治理中,重视枣园生态系统中节肢动物天敌群落的保护是一项积极的措施,值得深入探讨和研究。

枣园生态系统是一个比较复杂的生境,其间栖息着大量的植食性节肢动物,还存在着丰富的捕食性或寄生性节肢动物。这些生物在长期的进化过程中,相互依存、相互制约、共同发展,保持了生态的平衡(常晓冰等,2006)。枣园天敌和害虫群落具有一定的演替规律和跟随效应(师光禄等,2005)。但是,因人们对枣园的经营管理目标所致,使枣园的生态平衡遭到破坏,造成生物群落结构和物种单一化,致使害虫猖獗,失去了自然调控能力。因此,在枣园生态调控系统中,研究节肢动物天敌群落的时空结构及寄生性和捕食性节肢动物各亚群落间的优势效应,对有效地保护和利用自然天敌控制靶标害虫,协调化学防治与生物防治的矛盾,切实有效地制定有害生物综合治理策略,都具有十分重要的意义。

以往对枣树(Ziziphus sp.)天敌的研究集中于植物多样性的增加或枣园间作牧草能增加天敌的种类,能增强天敌对害虫的控制能力(师光禄,2002; 2003; 2004),但是对哺育和利用枣园重点天敌的研究工作还做的很少。现将研究结果总结如下,以对保护和利用枣园节肢动物天敌群落、进行枣园害虫的的生态调控、合理地地饲养与释放天敌提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 试验地概况

试验地设在山西省农科院果树研究所的枣园。该枣园位于112°32′E、37°23′N,海拔820~900 m。调查样地面积0.8 hm2,共分20个小区,其内梨枣(Lizao)枣树植株按行距3 m、株距2.5 m的方式种植。园内树龄8年,树高4 m,郁闭度0.5~0.6。样地内枣树年喷药为3次(每次喷药均在采样之后),喷药时间为4月中旬50%的1605乳油1 000倍液、2.5%的溴氰菊脂乳油50 g,6月中旬喷50%的1605乳油1 000倍液,7月初喷30%桃小灵乳油1 500倍液; 此外,园内按照农时适时清除杂草,随物候期进行修剪和管理。

1.2 调查方法

1) 枣树树冠及外围节肢动物天敌的系统调查  从3月10日至10月30日,在枣园样地内,按五点取样法分别选择有代表性的5株枣树进行标记,采用定点定时的系统调查方法(陈合明,1991; 汪世泽,1998; 师光禄,2004; 2005),每隔10天对每样株分别按照东、南、西、北4个方位分别调查1次,共调查24次。调查时先环绕枣树一周目测2 min,检查在树冠上活动性弱的节肢动物,并采集保存到标本瓶(装有75%的酒精的小瓶子)中; 再用扫网法在被调查树冠及其外围1m范围内按东、西、南、北的次序分别采集易活动的节肢动物,将所采集到的节肢动物先放在毒瓶里毒死,再放入标本瓶中,标明方位、采集日期,带回室内进行镜检分类,统计树上所捕获的节肢动物天敌的种类和数量。

2) 枣树地表节肢动物天敌的系统调查  在被标记的枣树地表,分别在东、南、西、北4个方位确定2 m×3 m地表样方,用镊子将地表节肢动物直接装入标本瓶内,然后标明方位和日期。带回室内进行镜检、分类和统计。

1.3 数据分析方法

统计分析内容包括枣园节肢动物天敌群落的种类组成及个体数量1)(牟吉元等,1997; 2001; 袁锋,1996; 黄其林等,1984; 师光禄等,1994; 周尧,2002; 赵修复,1987; 廖定熹,1987; 北京农业大学等,1996; 1999;西南农业大学等,1990)。

1) 山西省果树害虫及天敌编写组. 1983.山西省果树主要害虫及天敌图说.山西省农业区划委员会.

优势度指数的计算与分析标准采用Berger-Parker优势度指数(dominance index),即D=Nmax/Nt,式中Nmax为优势种的种群数量,Nt为全部物种的种群数量。再依据正态分布原则确定各类群优势性状的划分标准,本文采用的具体标准为:优势类群指标为D≥0.1,丰盛类群为0.05≤D < 0.1,D=0.01~0.05为常见类群,D=0.001~0.01为偶见类群,D小于0.001者则为稀少种或罕见种(刘雨芳,2002)。

枣园节肢动物天敌亚群落的累积优势度采用堆栈巴特图分析主次效应关系(SPSS Inc.)。全部运算都在EXCEL 2000和SPSS 11.5软件上进行(SPSS Inc.)。

2 结果与分析 2.1 枣园各天敌亚群落随时间的变化

3月至10月从所确定的枣园样地和样树上采集节肢动物天敌标本共1 663头,即地表 1 346头,树上317头,经鉴定分属昆虫纲和蛛形纲。昆虫纲计8目,41科; 蛛形纲分属蜘蛛目和蜱螨目,其中捕食性蜘蛛有11科。

表 1可以看出,随着时间推移、季节和气温的变化,各天敌亚群落数量此升彼降、相互演替,对枣树害虫形成了控制作用。在3—10月份节肢动物天敌群落以地表数量最大,捕食性昆虫是主要成分,其次是捕食性蜘蛛、寄生性昆虫和捕食螨。在地表,3—5月份和8—10月份捕食性昆虫是天敌群落的主要成分,5—8月份捕食性蜘蛛为主要成分,8—9月份寄生性昆虫成为主要成分。在树冠上,4—8月份捕食性昆虫是天敌群落的主要成分,6—9月份寄生性昆虫和捕食性蜘蛛为主要成分。

表 1 枣园各天敌亚群落随时间的变化 Tab.1 Change of natural enemy subgroups with seansonal change in jujube yard
2.2 枣园各天敌亚群落的优势度和优势种群

1) 枣园各天敌亚群落优势度的时序变化  采用Berger-Parker(1974)优势度指数测定枣园节肢动物天敌亚群落的优势度结果见表 2表 2表明,在地表 3—10月份各月天敌的优势类群分别是瓢甲科、捕食性螨类、瓢甲科、猎蝽科、狼蛛科、茧蜂科、姬蜂科、瓢甲科和捕食性螨类; 在树冠,则是瓢甲科、胡蜂科、瓢甲科、猎蝽科、圆蛛科、茧蜂科、草蛉科和金小蜂科、草蛉科。

表 2 枣园节肢动物天敌亚群落的优势类群 Tab.2 Predominant species of sub-community of natural enemy arthropod in jujube yard

2) 枣园天敌亚群落的优势类群  采用Berger-Parker优势度指数D及正态分布原则确定的类群优势性状划分标准,对各类群的划分结果见表 3表 4。由表 3可以看出,3—10月份,枣园地表天敌的优势类群有瓢甲科昆虫和捕食螨亚群落,共占地表上总个体数的29.45%。丰盛类群共5科,捕食性为花蝽科、隐翅甲科和狼蛛科,寄生性包括茧蜂科和姬蜂科。常见类群种总计12科,包括捕食性昆虫5科,寄生性昆虫2科,捕食性蜘蛛5科。优势类群、丰盛类群和常见类群占到节肢动物天敌总个体数的93.84%。

表 3 枣园地表各天敌类群的优势性状 Tab.3 Predominant types of natural enemy subgroup on the ground surface in jujube yard
表 4 枣园树冠各天敌类群的优势性状 Tab.4 Predominant types of natural enemy subgroup on the trees in jujube yard

表 4表明,枣园树冠上天敌群落的优势类群为金小蜂科,占树冠天敌总个体数的13.56%。丰盛类群中的捕食性昆虫花蝽科、胡蜂科和草蛉科占树冠天敌总数的22.07%,捕食性蟹蛛科和圆蛛科占16.40%,寄生性昆虫茧蜂科和姬蜂科占14.82%。常见类群包括捕食性昆虫7个科,偶见类群有12科,常见类群和偶见类群共占33.11%。

2.3 枣园节肢动物天敌亚群落的优势效应分析

枣园地表节肢动物天敌亚群落的累积优势度从图 1可以看出,在枣园地表节肢动物天敌中,捕食性昆虫亚群落A的累积优势度最大,接近0.430 0;捕食性蜘蛛亚群落C的累积优势度次之,大于0.250 0;寄生性昆虫亚群落B和捕食性螨类亚群落D的累积优势度接近,介于0.150 0左右。这说明在枣园地表的天敌中,捕食性昆虫占绝对优势,是控制害虫的主效应群体; 其次是捕食性蜘蛛。而在捕食性昆虫中,又以瓢虫的优势度最大,约为0.150 0,与捕食性螨类亚群落的优势度接近; 在捕食性蜘蛛中以狼蛛科的优势度最大为0.080 0,平腹蛛科的优势度约为0.050 0;在寄生性昆虫中,姬蜂科和茧蜂科昆虫的优势度均介于0.050 0~0.060 0。所以,在枣园害虫的生物防治中,应重点保护和利用捕食性昆虫和捕食蜘蛛这2个亚群落优势种。

图 1 地表天敌亚群落优势度堆栈巴特图 Figure 1 Pareto charts of dominance index of subcommunity on the surface

枣园树冠天敌亚群落的累积优势度从图 2可以看出,在枣园树冠天敌中,捕食性昆虫亚群落A的累积优势度大于0.400 0;寄生性昆虫亚群落B接近0.400 0;捕食性蜘蛛亚群落C只有约0.200 0。即枣园树冠天敌以捕食性昆虫和寄生性昆虫较多,二者约占总数近80%,是控制害虫的主效应群体。其中,优势种群顺序为:寄生性金小蜂科>捕食性圆蛛科>捕食性草蛉科、寄生性姬蜂科>捕食性蟹蛛科>捕食性胡蜂科>0.070 0,因此在利用天敌防治害虫时,要将这些天敌类群中的主要种类作为重点保护和利用的对象,但同时也要兼顾其他天敌的保护和利用。

图 2 树冠上天敌亚群落优势度堆栈巴特图 Figure 2 Pareto charts of dominance index of subcommunity on the tree
3 结论与讨论

通过系统的田间调查表明,枣园节肢动物天敌包括捕食性昆虫、寄生性昆虫、捕食性蜘蛛和捕食性螨类4个亚群落,3—10月这4个天敌亚群落的结构特征随着季节和气温的变化而相互演替。不同月份地表和树冠上枣园节肢动物天敌各类群的优势度存在着差异。在地表优势类群、丰盛类群和常见类群构成几乎全部的天敌群落,其中,瓢甲科昆虫和植绥螨科捕食螨是主要的地表天敌; 优势类群和丰盛类群共占到树冠总个体数大多数,常见类群和偶见类群共占到树冠总个体数少数。

地表和树冠上的节肢动物天敌各亚群落累积优势度不相同,但捕食性天敌昆虫亚群落均是主效应类群。在调查期间,地表累积优势度表现为捕食性昆虫亚群落>捕食性蜘蛛亚群>寄生性昆虫亚群落>捕食性螨亚群落,地表以捕食性天敌昆虫为主要成分,捕食性蜘蛛次之。在树冠上累积优势度捕食性昆虫亚群落>寄生性昆虫亚群落>捕食性蜘蛛亚群落,捕食性和寄生性天敌昆虫是主体,捕食性蜘蛛亚群落中圆蛛科和蟹蛛科也有着不可低估的控制害虫的作用。因此在枣园害虫防治和天敌利用中,对于地表节肢动物天敌类群,除了重点保护瓢甲科天敌昆虫外,也应该积极哺育其他各类天敌,对于树冠上的天敌应择优培养重点类群,重视优势种和丰盛种开发和利用。

本文初步研究了枣园生境中节肢动物天敌群落的季节变化特征,今后还将进一步了解这些天敌类群所控制的害虫的种类,以求更好地在枣园害虫综合治理中提高枣园天敌的利用水平。例如,捕食性瓢虫是天敌群落中的绝对优势种类,对蚜类、蚧类、叶螨、粉虱等害虫数量消长起着重要的控制作用(牟吉元,2001); 金小蜂科、捕食性螨类也是枣园直翅目、半翅目、同翅目、缨翅目、鳞翅目及鞘翅目等害虫的重要天敌类群(赵修复,1999)。枣园中的害虫如枣龟蜡蚧、枣步曲、蚜虫、螨类等,大都从3月份开始活动,4、5月份逐渐进入盛发期、卵期1)(师光禄,1994;北京农业大学等,1999)。由此可见,明确枣园害虫及其天敌类群的季节变化规律,结合枣树物候期、每种害虫的危害时期及其生物学特性等,在时间和空间上利用天敌对害虫的抑制作用,适当采取人工生态控制技术措施,抑制害虫种群数量,在枣园害虫防治中就有可能不依赖药剂,达到持续控制和生态保护的目的。

1) 山西省农业厅植保植检总站, 山西农业大学昆虫教研室. 1983.山西农田蜘蛛(第一分册).山西省农业区划委员会.

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