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西藏林芝不同植被地表节肢动物群落多样性

2020-04-22郑成卓臧建成唐晓琴

西北农业学报 2020年2期
关键词:油菜地节肢动物类群

郑成卓,臧建成 ,唐晓琴

(1.西藏农牧学院 植物科学学院,西藏林芝 860000; 2.西藏高原资源昆虫与应用昆虫实验室,西藏林芝 860000)

农田生物多样性是制约生态系统服务发挥的关键因素之一[1-3]。国内有关研究人员对农田节肢动物群落多样性水平做了大量研究[4-9],结果显示对土地进行不同处理影响近地表土壤以及植被微生境,不同生境影响地表节肢动物群落组成、数量和营养功能群。青藏高原不同农田及不同植被下地表节肢动物方面的研究相对薄弱。节肢动物群落是农田生态系统的重要组成部分[10]。因此,本研究于2018 年5-6月选择西藏林芝农牧学院农场作为研究样地,采用陷阱法,调查比较不同植被对地表节肢动物类群的影响,从地表节肢动物类群丰富度、多度、多样性以及营养功能群方面进行分析,旨在为青藏高原农田害虫的防治提供 依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验在西藏林芝市境内西藏农牧学院实习农场进行,该地位于青藏高原的东南部,西藏自治区林芝县境内,研究样区生物资源丰富,受印度洋暖湿季风影响,冬春干燥,夏秋多雨。年降水量600~1 000 mm,年平均温度8~10 ℃,≥0 ℃ 积温为3 000~3 500 ℃,≥10 ℃的时间约180 d。农场主要种植青稞、油菜、玉米、蔬菜及牧草。试验地土壤为肥力一般的沙壤土。油菜地和青稞地是农场主要的试验田,长时间受到人为干扰;杨柳地受人为干扰较轻,植被覆盖很好。

1.2 采集与鉴定

于2018年5月上旬-6月下旬对青稞地、油菜地、杨柳林地同时进行调查,选此3种植物种植地调查可以充分展示土地的不同植被对地表节肢动物多样性的影响。采用陷阱诱捕法采集地面节肢动物,设置3个重复,每个样方间隔为5 m左右。在每个取样点,将1个一次性塑料杯(上表面直径7 cm,下表面直径5 cm,高度10 cm)埋入土壤,杯口与地面平齐;同时在杯中加入φ=4%的福尔马林液、5 mL甘油和几滴洗衣粉溶液,增加诱捕的有效性。每次布置的陷阱持续时间为7 d,每 3 d检查杯中浸渍液以确保取样的有效性;采集的样品收集于指型管内,带回实验室用体积分数75%酒精保存,在尼康中级体视显微镜SMZ800+D5100下进行分类鉴定。鉴定依据是《中国土壤动物检索图鉴》[11]、《昆虫分类》[12]、《青藏高原蜘蛛》[13]。一般鉴定到目,常见类群鉴定到科。

1.3 数据分析

不同植被节肢动物数量采用Excel 2016软件进行统计,田间节肢动物群落多样性的特征指数按以下公式计算。

多样性指数(H)采用Shannon-wiener指数公式:H=-∑PilnPi。

均匀性指数(E) 采用Pielou指数公式:E=H/lnS。

Berger-Parker 优势度指数(I):I=Nmax/NT。

丰富度指数(D):D=lnS/lnN。

式中:Pi为类群i占群落总个体数的比例,S为样区内类群数目,Nmax为优势种群,NT为全部种群数量,N为样区内所有类群的个体数量[9]。

为说明不同植被间地表节肢动物群落物种组成的相拟性随环境梯度更迭速率,选择 Cody 指数(βc)和Sörensen(Si)指数进行比较分析[14-15]。Sörensen指数计算公式如下:Si= 2c/(a+b);Cody 指数计算公式如下:βc=(a+b-2c)/2。 式中:a,b为两群落地表节肢动物类群数,c为两群落共有的类群数。

2 结果与分析

2.1 不同植被地表节肢动物群落结构组成

经鉴定,共捕获节肢动物1 221头,隶属于6纲11目28科。详见表1。

由表1可知,昆虫纲Insecta在西藏林芝青稞田节肢动物中占比例最大,为主要类群,占比 92.25%,其中鞘翅目Coleoptera、双翅目Diptera、鳞翅目Lepidoptera、膜翅目Hymenoptera、革翅目Dermaptera分别占节肢动物总数的81.82%、7.70%、0.57%、2.38%、0.08%,且鞘翅目类群最多有8科。鞘翅目步甲科Carabidae和隐翅甲科Staphilinidae是优势类群,分别占节肢动物总数的58.80%、16.22%。其余数量由多到少分别为蜘蛛目Araneida、真螨目Acariformrs、弹尾目Collembola、石蛃目Microcoryphia等。

表1 捕获的地表节肢动物群落组成和多度Table 1 Composition and polymorphism of captured surface arthropod communities

注:多度以节肢动物占样本总数百分比进行划分;+++:节肢动物数占样本总数百分比>10%,为优势类群;++:节肢动物数占样本总数百分比>1%~≤10%,为常见类群;+:节肢动物数占样本总数百分比≤1%,为稀有类群。

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 不同植被地表节肢动物群落结构组成

由表2可知,种群个体数量由大到小依次为青稞地、油菜地、杨柳地,若按照个体数量占比大于等于10%为优势类群划分原则,鞘翅目步甲科Carabidae(20.72%、10.16%、27.93%)则是是3种作物共有的优势类群,且鞘翅目隐翅甲科Staphilinidae(12.69%)为青稞地特有的优势类群。从个体数量来看,青稞地数量相对较高,油菜地与杨柳地数量上也有明显差异;此外,杨柳地类群数量最多、油菜地居中、青稞地最低,分别占比60.71%、53.57%、39.29%。

表2 不同植被地表节肢动物群落组成Table 2 Composition of arthropod community on different vegetation surfaces

注:多度以节肢动物占样本总数百分比进行划分;+++:节肢动物数占样本总数百分比>10%,为优势类群;++:节肢动物数占样本总数百分比>1%~≤10%,为常见类群;+:节肢动物数占样本总数百分比≤1%,为稀有类群。

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节肢动物功能群

将节肢动物类群分为5个功能群:植食性、捕食性、寄生性、腐食性、杂食性(图1)。3种不同植被均是杂食性类群和腐食性类群占比较大,而寄生性较少(几乎忽略不计),植食性和捕食性类群居中。青稞地相比油菜和杨柳地腐食性类群占比较高,杨柳地相比于其余两者腐食性和捕食性占比最为接近。

2.4 不同植被地表节肢动物多样性特征

由图2可知,地表节肢动物多样性指数、均匀性指数、优势度指数表现完全一致,均是在杨柳地最高,青稞地次之,油菜地最低。丰富度指数则 有所不同,杨柳地最高,油菜地次之,青稞地则 最低。

图1 不同植被地表节肢动物功能群个体数量Fig.1 Number of arthropod functional groups on different vegetation surface

图2 不同植被地表节肢动物多样性特征Fig.2 Diversity characteristics of arthropods on different vegetation surfaces

2.5 不同植被地表节肢动物类群相似性及随环境梯度变化

不同植被间地表节肢动物Sörensen多样性指数有所差异。Sörensen多样性较高值出现在杨柳地与油菜地之间,而在油菜地与青稞地及杨柳地与青稞地之间差别不大。节肢动物群落特性在不同植被间有所差异。Cody最低值出现在杨柳地与油菜地之间,表明这两种作物地表节肢动物类群相似性程度较高,而青稞地与油菜地和杨柳地的Cody值相同且高于油菜地与杨柳地的,说明青稞地与油菜地和杨柳地的相似程度较低(表3)。

3 讨 论

3.1 物种丰富度与功能群分布

调查共计获得节肢动物1 221头,隶属6纲11目28科,优势种群2科,常见种群6科,稀有类群有20科。其次,此次所获节肢动物类群功能群按数量由多到少分别为杂食性(68.39%)、腐食性(19.74%)、捕食性(7.37%)、植食性(3.85%)、寄生性(0.66%)。寄生性类群最少,可能是由于诱集方法不够全面造成的。

表3 不同植被地表节肢动物类群相似性Table 3 Similarity of arthropod groups on surfaces of different land use patterns

3.2 不同植被地表节肢动物物种组成与数量 结构

3种植被地表节肢动物纲、目、科组成相似,类群丰富,且不同植被间数量分布差异明显,但是3种土地有共同的优势类群鞘翅目步甲科。青稞地有其特有的第二优势类群鞘翅目隐翅甲科。说明这3种利用所处生境适宜大多数昆虫栖息,最适合鞘翅目昆虫生长繁殖。

3.3 不同植被地表节肢动物的多样性比较

节肢动物具有世代周期短、个体小、种群数量大、生殖潜能大和对环境扰动敏感等特点[7]。多样性、优势度、均匀性这3项指数在研究过程中通常是同时出现。多样性较高的往往优势度更低,且群落分布也较为均匀[16-17]。本试验结果与此有所出入,地表节肢动物多样性指数、均匀性指数、优势度指数表现完全一致,均是在杨柳地最高,青稞地次之,油菜地最低。丰富度指数则有所不同,杨柳地最高,油菜地次之,青稞地则最低。导致这种结果的原因是3块田地油菜地和青稞地是试验田受人为因素影响较大,而杨柳地受人为因素 较轻。

综上所述,通过野外调查与后期数据分析,可初步了解不同作物地表节肢动物群落的物种多样性的状况,并可以此为指向标,可在一定的程度上反映西藏林芝此3种作物所处生境状况。总之,土地不用利用方式所造成的生境、人为因素对地表节肢动物多样性影响最大。

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