杨建东，郭莉娜，王自然，郭 俊，李进学，高俊燕

（云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所，云南 瑞丽 678600）

覆膜种植作为全球广泛应用的农作物栽培方式，对土壤的理化性质和生物学性状具有积极影响，可以一定程度提高土壤温度、稳定土壤环境、提高光和热利用效率及防治氮元素的淋失，能够有效促进农作物的早熟和高产［1-3］。近年来，在干旱和半干旱地区覆膜被广泛应用于水稻［4］、玉米［5］、马铃薯［6］、棉花［7］等农作物的栽培中。然而，关于覆膜在柠檬生产中的应用，相关研究工作仍有待开展。

覆膜可以对农业生态系统中的生物群落种类及特征产生影响，进而影响生物群落。研究表明，覆膜可以对田间杂草群落［8-9］、微生物群落［10-11］及病虫害危害情况［12-13］产生影响，但关于覆膜种植对节肢动物群落的研究较少。柠檬（Citrus limon）隶属于芸香目（Rutales）芸香科（Rutaceae）柑橘属（Citrus），果实富含多种营养元素，在食品、医药及化妆等行业均有应用，柠檬位于世界柑橘产业第3位，具有极高的经济价值［14-15］。近年来，柠檬被广泛种植于云南省保山市、普洱市及德宏州等干湿热区域。近年来，覆膜种植也开始在云南省的德宏州和保山市等柠檬产区开始应用。蚂蚁群落作为生态系统的重要组成部分，具有指示环境变化、干扰强度及控制病虫害等生态系统服务功能［16-18］。但关于覆膜种植对柠檬园地表蚂蚁群落的影响尚无相关研究报道。因此，开展覆膜种植对柠檬园地表蚂蚁群落影响的研究具有必要性。

本研究对云南省瑞丽市覆膜种植和常规种植模式下的3种类型柠檬园中地表蚂蚁群落多样性进行调查，比较3种类型柠檬园地表蚂蚁的相对多度、物种丰富度、群落结构及指示物种的差异，以期为柠檬园地表蚂蚁群落多样性的保护提供科学指导。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

研究地位于云南省德宏州瑞丽市勐秀乡勐曲村（97°47′E，24°08′N），位于瑞丽市西北17 km处，与陇川县相距6 km，属南亚热带季风气候，旱雨季分明，昼夜温差小，年平均气温为21℃，年平均降雨量1 394.8 mm，年日照2 281～2 453 h；土壤多为红壤，肥力不高。该区域主要种植的作物有咖啡、甘蔗、水稻及柠檬等。近年来，由于当地独特的气候条件，比较适合柠檬的生长，柠檬开始被引入并大面积种植。柠檬种植方式主要有常规种植模式和地表覆膜种植模式。

1.2 样地设置

根据研究地柠檬园的种植模式，选取常规种植模式和地表覆膜种植模式下3种类型的柠檬园，3种类型柠檬园分别为地表覆膜种植柠檬园RG、常规种植柠檬园RH及地表覆膜种植柠檬园RI。3种类型柠檬园种植面积基本一致，约为4 hm2。3种类型柠檬园相距约为1 km。种植柠檬品种为云柠1号，于2012年种植，树高1.5～2.0 m，柠檬植株的株高、大小及长势基本一致。

样地植被情况：柠檬园RG杂草种类有9目9科18种，总杂草密度约为347.5株/m2；柠檬园RH杂草种类有8目8科23种，总杂草密度约为646.33株/m2；柠檬园RI杂草种类有9目9科23种，总杂草密度约为387.33株/m2。所选柠檬园坡度、坡向、土壤特点、光照及温度基本保持一致，周边生境均为柠檬种植园。施肥次数基本一致，每年3～5次。3种类型柠檬园的主要区别是：柠檬园RG和柠檬园RI为地表覆膜种植柠檬园，柠檬园RH为常规柠檬种植园，柠檬园RG在柠檬生产过程中不使用任何除草剂；柠檬园RI每年使用草甘膦和百草枯2种除草剂，每年3次；柠檬园RH使用草甘膦和百草枯2种除草剂，每年5次。

1.3 调查方法

于2016年4月和7月，采用陷阱法对3种类型柠檬园地表蚂蚁群群落进行调查。具体调查方法为：每个样地设置3条样带，样带间距大于30 m，每个样带设置10个陷阱，陷阱间距10 m（陷阱规格：直径60 mm，高90 mm）。通过在陷阱内注入50 mL50%乙二醇溶液作为陷阱溶液，并在陷阱上方设置档雨板。陷阱在野外放置48 h后，收集陷阱内诱集的蚂蚁标本，并置于装有75%酒精溶液的离心管中，带回实验室进行蚂蚁种类鉴定，不能确定具体种类的蚂蚁以形态种对待［19-20］。

1.4 分析方法

将2次调查的数据合并整理得到3种类型柠檬园地表蚂蚁群落的物种名录。为了避免个别陷阱因靠近某些蚂蚁种类蚁巢附近导致个别样本中出现大量个体导致误差较大，采用6级评分对蚂蚁多度进行相对多度转换。6级评分标准为：1分：1头；2分：2～5头；3分：6～10头；4分：11～20头；5分：21～50头；6分：50 头以上［21］。

（1）抽样充分性判断：通过R语言的iNEXT软件包绘制基于地表蚂蚁个体数的物种稀疏和预测曲线，根据曲线的特征判断地表蚂蚁抽样是否充分［22］。（2）地表蚂蚁群落多样性比较：以陷阱为重复，统计每个陷阱种蚂蚁的物种数和相对多度。使用SPSS 20.0中的单因素One-way ANOVA方法中的LSD多重比较方法，比较3种类型柠檬园地表蚂蚁群落多样性的差异，方差分析前检验方差齐同。（3）地表蚂蚁群落结构比较：通过PRIMER v7中非度量多维度排序（nMDS, Non-metric Multi-Dimensional Scaling），根据有无数据（1/0）进行3种类型柠檬园地表蚂蚁群落结构的非度量多维度排序，使用群落相似性分析方法（ANOSIM，Analysis of Similarities） 明 确 3种类型柠檬园地表蚂蚁群落结构差异的显著性［23］。（4）指示物种分析：通过R语言中的labdsv软件包计算3种类型柠檬园各蚂蚁的IndVal值，计算公式为IndValij=Aij×Bij，其中，Aij表示物种i在样地j中的特异性，Bij表示物种i在样地j中的保真度，IndVal值≥0.7则该物种为指示物种［24］。

2 结果与分析

2.1 抽样充分性

3种类型柠檬园园地表蚂蚁的物种累积曲线经过显著上升后逐渐趋于平缓，表明柠檬园地表蚂蚁抽样较为充分（图1）。

图1 不同调查样地地表蚂蚁基于个体数的物种稀疏和预测曲线

2.2 物种组成

通过2次调查，在3种类型柠檬园中共采集地表蚂蚁1 076头，隶属于5亚科18属31种（表1）。其中，柠檬园RG采集地表蚂蚁276头，隶属于3亚科9属17种；柠檬园RH采集地表蚂蚁527头，隶属于5亚科12属22种；柠檬园RI共采集地表蚂蚁273头，隶属于4亚科10属16种。

2.3 地表蚂蚁群落多样性

3种类型柠檬园中地表蚂蚁的相对多度和物种丰富度差异显著（F2，85=11.674，P＜0.01；F2，85=10.556，P＜0.01）。其中，柠檬园RH中地表蚂蚁的相对多度和物种丰富度均显著高于柠檬园RG和柠檬园RI，柠檬园RG和柠檬园RI的地表蚂蚁的相对多度和物种丰富度均无显著差异（表2）。

2.4 地表蚂蚁群落结构比较

3种类型柠檬园地表蚂蚁群落结构差异显著（ANOSIM GlobalR=0.994，P=0.004），柠檬园RG、柠檬园RH及柠檬园RI间地表蚂蚁群落结构互不相似（图2）。

表1 不同样地地表蚂蚁群落的物种组成

表2 3种类型柠檬园间地表蚂蚁群落多样性比较

图2 3种不同类型样地的地表蚂蚁群落结构相似性比较

3 结论与讨论

地表覆膜可以促进农业生态系统中水资源的重新配，改变地表水热条件，从而对生物群落产生影响［25］。本研究结果表明，覆膜种植柠檬园RG和柠檬园RI间地表蚂蚁物种丰富度和相对多度无显著差异，而两种类型柠檬园的主要差异是柠檬园RI每年使用3次除草剂，由此可见除草剂的使用对柠檬园地表蚂蚁的物种丰富度和相对多度无影响；同时，常规种植柠檬园RH中地表蚂蚁物种丰富度和相对多度均高于常规种植柠檬园RG和柠檬园RI，表明覆膜种植降低了柠檬园地表蚂蚁群落的物种丰富度和相对多度，进而对柠檬园地表蚂蚁群落组成产生了消极影响。导致上述结果的原因可能是覆膜种植一定程度减少了地表蚂蚁的活动、觅食及栖息场所。已有研究表明，地表蚂蚁多样性水平与植物物种丰富度和多度呈显著相关［26］。而高赟等［8］研究表明，通过覆膜马铃薯田间杂草总密度显著低于常规马铃薯田；赵欣等［9］研究表明，覆膜稻田的杂草总密度显著低于常规稻田。本研究在实际调查过程中也发现了相同的结果，即覆膜种植可以显著降低柠檬园杂草群落的总密度。而导致覆膜种植显著降低柠檬园地表蚂蚁多样性水平的另一个原因可能是覆膜降低了园内植物群落的总密度，导致蚂蚁的食物来源和隐蔽场所减少。但本研究还发现一个比较有趣的现象，柠檬园RI每年使用3次草甘膦和百草枯除草剂，但覆膜种植柠檬园RG和柠檬园RI间，地表蚂蚁的物种丰富度和相对多度并无显著差异，表明除草剂的使用对柠檬园地表蚂蚁的相对多度和物种丰富度无影响。百草枯和草甘膦属高毒类除草剂，但对地表蚂蚁的影响不大，这可能是由于覆膜可以短时间为地表蚂蚁提供避毒场所，导致柠檬园RG和柠檬园RI间地表蚂蚁多样性水平差异不大。

相对于物种丰富度，物种群落结构更难改变［27］。本研究结果表明，覆膜种植和常规种植模式下3种类型柠檬园间地表蚂蚁群落结构互不相似。首先，柠檬园RG与柠檬园RI均为覆膜种植模式，其主要区别是柠檬园RI每年使用3次除草剂，表明除草剂的使用改变了柠檬园地表蚂蚁的群落结构；其次，柠檬园RH与柠檬园RI间地表蚂蚁群落结构也不相似，两个柠檬园间主要区别是种植模式和使用除草剂的强度不同，表明种植模式差异和除草剂的使用强度共同作用对柠檬园地表蚂蚁群落结构产生影响。从物种组成来看，3种类型柠檬园地表蚂蚁种类和特有种差异较大，柠檬园RG地表蚂蚁有17种，特有种3种；柠檬园RH地表蚂蚁有22种，特有种7种；柠檬园RI地表蚂蚁有16种，特有种3种。蚂蚁在生态系统中具有分解、捕食、传粉等功能［28］，在柠檬园RH中，蚂蚁的物种数最多，并且捕食性蚂蚁的数量明显多于其余两种类型柠檬园，柠檬园RG和柠檬园RI中大部分蚂蚁多为杂食性蚂蚁或机会性蚂蚁，从柠檬园害虫控制的角度来看，常规种植柠檬园蚂蚁数量多且功能分化多的样地更有利于柠檬园害虫控制及生态系统稳定。但本研究并未开展3种类型柠檬园病虫害的调查工作。因此，关于柠檬园地表蚂蚁群落多样性与病虫害间的相互关系仍有待进一步研究。