甘肃农业大学校园建筑的越冬瓢虫的多样性分析

2019-03-26孙元星何晓灵陈红张楚林田晓艳秦亚龙殷磊金燕

甘肃农业大学学报 2019年6期

孙元星，何晓灵，陈红，张楚林，田晓艳，秦亚龙，殷磊，金燕

(甘肃农业大学植物保护学院，甘肃省农作物病虫害生物防治工程实验室，甘肃兰州 730070)

许多捕食性瓢虫是世界农林牧草上的一类重要益虫，它们对控制粮食作物、蔬菜、果树和牧草上的蚜虫、叶螨和蚧壳虫等害虫的种群消长起着极其重要的作用[1].甘肃位于祖国西部地区，地处黄河中上游，地域辽阔[2].在前期，部分学者对甘肃省全境或部分地区的瓢虫物种多样性已进行了较为全面的研究，如孟铁男调查发现，多异瓢虫(Hippodamiavariegata)、异色瓢虫(Harmoniaaxyridis)、二星瓢虫(Adaliabipunctata)、七星瓢虫(Coccinellaseptempunctata)、横斑瓢虫(Coccinellatransversoguttata)及黑缘红瓢虫(Chilocorusrubidus)等为甘肃省的优势瓢虫种群[3]；姜双林等对陇东地区瓢虫群落的多样性进行了研究，共调查发现4亚科19属31种瓢虫[1].

越冬耐寒是生活在温带和寒带地区的昆虫抵御不良环境、完成生活史和繁衍后代的一种生存对策[4].在我国北方，异色瓢虫、奇变瓢虫(Aiolocariamirabilis)、菱斑巧瓢虫(Oenopiaconglobate)和多异瓢虫等都是以成虫越冬，它们以单独或混合的方式集聚在背风向阳的洞穴[5].此外，一些种类如异色瓢虫等偏好集聚在建筑物的窗户缝内越冬，给人们的起居生活带来诸多不便[6].目前，有关越冬瓢虫的调查仅局限于异色瓢虫等单一种类，缺乏对某一地区越冬瓢虫的系统调查.

甘肃农业大学地处甘肃省兰州市(N 36.08°，E 103.70°)，南临黄河，无高大建筑物遮挡，冬季阳光充足，校园建筑的向阳面适合瓢虫成虫进行越冬.本文就校园建筑物上的越冬瓢虫进行调查，并进行有关多样性统计分析，以期达到全面掌握越冬瓢虫多样性的目的，为后续指导相关部门制定措施减小越冬瓢虫不利影响及合理利用天敌资源奠定基础.

1 材料与方法

在2018年10月中下旬至11月上旬的晴朗中午，于甘肃农业大学校园主要建筑物的墙面及窗户缝内进行越冬瓢虫采集(以农科楼采集最多)，共计5次.将采集到的成虫装入塑料罐内(高30 cm，直径12 cm；罐体底部由纱网制作形成，便于透气)并带回实验室进行鉴定与统计，计算不同种类的相对丰盛度.为进一步明确越冬瓢虫的种群组成，本研究对每种瓢虫种群中不同色斑型的相对丰盛度及雌性与雄性的性比进行分析.

相对丰盛度以Berger-Parker公式计算[7]：

Pi=Ni/N

2 结果与分析

2.1 越冬瓢虫多样性分析

试验共采集越冬瓢虫成虫共计848头，其中异色瓢虫688头，菱斑巧瓢虫95头，二星瓢虫65头，其相对丰盛度指数分别为81.13%，11.20%与7.67%，异色瓢虫为优势种(表1).

表1 越冬瓢虫种群的相对丰盛度比较

进一步依据鞘翅色斑型特点，对每种瓢虫进行详细区分：参照郭红双的标准，将异色瓢虫分为黑底型(Har-B(1-6))与黄底型(Har-Y(1-9))共计15种斑型[8]；菱斑巧瓢虫分为黄底型(Oen-Y)与黑底型(Oen-B)2种斑型(黄底型个体的鞘翅有总计16个黑斑，前胸背板上有7个黑色斑点；黑色鞘翅色斑型个体的鞘翅为全黑色，前胸背板上有7个黑色斑点)[9]；二星瓢虫分为黄底型(Ada-Y)与黑底型(Ada-B)2种斑型(黄底型个体的鞘翅底色为黄-红色，左右鞘翅上各有1个黑斑，前胸背板有近M型的黑斑；黑底型种群的鞘翅为黑色，左右鞘翅各有2个黑色的斑点，前2个大，后2个较小)[10].此外，在调查中还发现了1种鞘翅后半部分为黄色，而前半部为黑色的异色瓢虫稀有斑型(图1).

A：异色瓢虫黑底型不同斑型；B：异色瓢虫黄底型不同斑型；C：a1、a2分别为菱斑巧瓢虫的黄底型与黑底型；b1、b2分别为二星瓢虫的黄底型与黑底型；c为一种稀有异色瓢虫斑型.A：Six elytra patterns of dark background of Harmonia axyridis；B：Nine elytra patterns of yellow background of Harmonia axyridis；C：a1，a2 respectively represents the yellow and dark background pattern of Oenopia conglobate；b1，b2 respectively represents the yellow and dark background pattern of Adalia bipunctata；c represents a rarely presented elytra pattern of H.axyridis.图1 三种越冬瓢虫及其不同鞘翅色斑型的典型特征图Figure 1 Typical characteristics of the three lady beetle species and their different elytra patterns

2.2 异色瓢虫越冬成虫的色斑型与雌雄性比

在688头越冬异色瓢虫种群中：黑底型167头，相对丰盛度指数为24.27%；黄底型519头，相对丰盛度指数为75.44%，为优势色斑型；此外，还有2头为稀有鞘翅色斑型成虫(雌雄各1头)，相对丰盛度指数为0.29%.在采集的种群中，雌虫352头，雄虫334头，雌雄性比为1.05.在黑底型种群中，雌虫69头，雄虫98头，雌雄比为1∶1.4，不同色斑型的相对丰盛指数见表2，其中B4(两黄斑，斑上均无凹刻)与B6(四黄斑，上两斑较大无凹刻，下两斑极小呈点状)为优势色斑型.在黄底型种群中，雌虫283头，雄虫236头，雌雄比为1.2∶1，不同色斑型的相对丰盛指数见表3，其中Y7(16黑斑)，Y8(18黑斑)与Y9(19黑斑)为优势色斑型，雄性Y1(无黑斑)也具有较高的相对丰盛度(18.02%).

表2 异色瓢虫越冬种群中黑底型不同色斑型的相对丰盛度

表3 异色瓢虫越冬种群中黄底型不同色斑型的相对丰盛度

2.3 菱斑巧瓢虫的色斑型与雌雄分布

在95头菱斑巧瓢虫越冬种群中：黑底型36头，相对丰盛度为37.9%；黄底型59头，相对丰盛度为62.1%，为优势色斑型.在采集的样本中，雌虫46头，雄虫49头，雌雄性比为0.94.黄底种群的雌、雄虫分别为25头与34头，雌雄性比为0.74；黑色斑型种群的雌、雄虫分别为21头与15头，雌雄性比为1.31(表4).

表4 菱斑巧瓢虫越冬种群两种色斑型的相对丰盛度

2.4 二星瓢虫的构成比

在65头二星瓢虫越冬种群中：黑底型11头，相对丰盛度为16.9%；黄底型54头，相对丰盛度为90.1%，为优势色斑型.在采集的样本中，雌虫29头，雄虫36头，雌雄性比为0.81.黄底型种群包含24头雌虫与30头雄虫，雌雄性比为0.80；黑底型种群包含5头雌虫与6头雄虫，雌雄性比为0.83(表5).

表5 二星瓢虫越冬种群两种色斑型的相对丰盛度

3 讨论

本研究发现异色瓢虫、菱斑巧瓢虫与二星瓢虫聚集在建筑物内越冬.已有报道表明异色瓢虫和菱斑巧瓢虫成虫主要以单独或混合的方式集聚在背风向阳的洞穴内越冬[5].目前，有关建筑物内越冬瓢虫的报道大多集中于异色瓢虫[11-12]，很少涉及其他种类的瓢虫，特别是多种瓢虫聚集在建筑物内越冬鲜有报道.本研究结果将为深入了解瓢虫的越冬习性具有重要指导意义.

建筑物内的越冬瓢虫通常会给人们正常的生产生活带来诸多不便，如它们在晴朗的中午会四处活动[11-12]；异色瓢虫的特殊气味会引起人产生过敏性鼻结膜炎[13-14]；异色瓢虫和二星瓢虫偶尔还会叮咬人[15-16].因此，对校园建筑物内的越冬瓢虫采取一定预防措施十分必要.一方面，可以在建筑的外墙喷洒植物提取物，如樟脑和薄荷醇以阻止瓢虫进入室内[17].另一方面，捕食性瓢虫是重要的天敌昆虫，在害虫生物防治中发挥着重要作用[18]:如异色瓢虫对蚜虫、叶螨、介壳虫等重要害虫具有很强的捕食能力[19]；菱斑巧瓢虫主要捕食榆蓝叶甲、叶蝉和蚜虫[20]；二星瓢虫捕食多种蚜虫[21].因此，可以采取有关措施充分利用这些越冬瓢虫.研究表明对越冬成虫进行收集、贮藏并进行再次释放是一种经济、高效利用自然天敌的方法.低温贮藏是一种有效的贮藏方法，如异色瓢虫越冬成虫可在6 ℃下贮藏长达150 d，且对其品质无明显不利影响[22].因此，可以对这些建筑物内的越冬成虫进行集中收集，保存于冰箱内，于次年4月份释放到室外，用以防治校园花木上的蚜虫.

此外，本研究发现黄底型是越冬瓢虫种群中的优势类型.已有研究表明，瓢虫鞘翅的黑化是适应低温的一种重要策略，提高黑化程度有助于吸收热量、维持正常体温[23].研究也已证实鞘翅黑化程度高的瓢虫在低温下的体温要高于黑化程度低的个体[24-25].因此，今后需对3种越冬瓢虫的种群中黑底型个体所占比例较小的原因进行深入研究，同时也有待探究越冬黄底型个体的抗寒机制.

瓢虫雌雄成虫的抗寒能力具有较大差异，通常雌性的抗寒能力强于雄性[26].本研究在10～11月份的调查结果表明3种瓢虫的雌雄虫比例整体相当，但随着温度进一步降低，雄虫的个体数将会大量减少.因此，需在不同季节进行调查才能全面了解越冬瓢虫的动态变化规律.虽然随着季节变化，雌雄虫的性比会发生动态变化，但大多数瓢虫具有多次交配的习性[27-28]，且许多个体在越冬前就已完成交配，体内贮存的精子能够存活较长时间[29-30].因此，瓢虫越冬后的生殖可能受雌雄比的变化影响较小.