不同管理方式下的棗園各功能團節(jié)肢動物群落多樣性差異分析

趙愛玲，郝海娟，曹彥清，杜學梅，王海香，杜 娟

（1.山西省農業(yè)科學院果樹研究所，山西 太谷 030815；2.山西農業(yè)大學林學院，山西 太谷 030801；3.山西農業(yè)大學經貿學院，山西 太谷 030801）

棗林中棲息著許多節(jié)肢動物，包括害蟲和天敵，這些節(jié)肢動物與棗樹及林內植被之間存在著相互依賴、密不可分的關系。在棗園中間種牧草，可以建立一個以棗樹和牧草為中心的多種害蟲、天敵以及中性節(jié)肢動物共存的復雜網絡系統(tǒng)[1]。從生態(tài)治理的角度出發(fā)，保持棗園節(jié)肢動物群落的多樣性，把它們作為棗園生態(tài)系統(tǒng)中的生物成員，利用天敵和害蟲間的取食制約關系，使其協(xié)調共存，從而對棗園害蟲起到間接的調控作用。

在棗林生態(tài)系統(tǒng)中，環(huán)境條件、植被多樣性或植被管理方式均直接影響著節(jié)肢動物群落結構和動態(tài)[2-3]。以往對棗園害蟲治理的研究工作大多集中于單種害蟲的管理，而關于種植方式對節(jié)肢動物種群的干擾程度、對天敵或害蟲結構和動態(tài)的影響報道甚少[4]，對間種牧草的棗園生態(tài)系統(tǒng)中節(jié)肢動物群落的結構與變化規(guī)律進行全面系統(tǒng)分析的報道也比較少。

目前，棗草間種已成為大面積退耕還林還草的種植模式，研究棗園間種牧草的生態(tài)系統(tǒng)中節(jié)肢動物群落的多樣性，從群落生態(tài)學的角度探討節(jié)肢動物不同類群間的相互聯(lián)系、相互作用和相互制約的內在機理，可為棗草間種中有害生物的綜合治理提供理論依據(jù)[5-7]。

1 材料和方法

1.1 樣地和間種植物的特點

1.1.1 研究地點概況 試驗區(qū)為地處黃土高原丘陵區(qū)的山西省農業(yè)科學院果樹研究所的棗園，位于山西省太谷縣西南方，距太谷縣城12 km，北緯37°23′，東經112°32′，海拔820～900m，地下水位在150 m左右，水質pH值為7.8～8.0，有機質含量較低，土壤為沙壤及粉沙壤土；年均氣溫為10.6℃，無霜期為160～180 d，最高氣溫為38.5℃，最低氣溫為-23.6℃，年日照時數(shù)為2300h，年降雨量400～600mm。在試驗區(qū)內選取2塊標地，每塊面積為5600 m2。園內植株株距6 m、行距7 m，樹齡30 a，樹高7～8 m。標地除間種作物不同外，其地勢、地貌、土質等自然條件和栽培管理條件均基本一致。

1.1.2 試驗處理 試驗設置2個樣地棗園，分別為長有雜草的常規(guī)棗園（Ⅰ）和間作苜蓿草的棗園（Ⅱ）。樣地內每年棗樹噴藥3次（每次噴藥均在采樣之后），分別為4月中旬噴50%辛脲乳油1500～2000倍液和3～5波美度石硫合劑，6月中旬噴50%多菌靈可濕性粉劑600～800倍液，7月初噴25%撲虱靈可濕性粉劑1500～2000倍液和50%蛾螨靈乳油1500～2000倍液。隨物候期修剪棗樹，適時清除雜草。

1.2 節(jié)肢動物調查方法和分類統(tǒng)計方法

1.2.1 節(jié)肢動物調查方法 棗樹樹冠上節(jié)肢動物群落的系統(tǒng)調查:在每塊棗園樣地中，采用隨機抽樣方法選擇5個樣點，每個樣點選代表性棗樹5株，每隔10 d調查1次，系統(tǒng)調查樹冠上各種節(jié)肢動物的種類和數(shù)量。先環(huán)繞棗樹1周目測2 min，檢查在樹冠上活動性弱的節(jié)肢動物，并采集保存到標本瓶（裝有75%酒精的小瓶子）中；對于易活動的節(jié)肢動物主要采用掃網法，即在被調查樹冠及其外圍1 m范圍內分別掃網（避免交叉干擾），將采集到的節(jié)肢動物先放在毒瓶里毒死，再放入標本瓶中，并在瓶塞上標明方位、日期，帶回室內進行鏡檢分類，統(tǒng)計樹上所捕獲的節(jié)肢動物的種類和數(shù)量。

棗樹地面植被上節(jié)肢動物群落的系統(tǒng)調查:在隨機抽樣的棗樹樹冠下的植被上，分別在樹干4個方向用捕蟲網隨機掃網20弧/m2，將掃取的節(jié)肢動物標本連同植物莖稈一起帶回室內，進行鏡檢分類，統(tǒng)計所捕獲的節(jié)肢動物的種類與數(shù)量。然后在已掃網的相應部位用目測法檢查植被上活動的節(jié)肢動物，分別統(tǒng)計其種類與數(shù)量。

蜘蛛的采集用玻璃管采集方法，可直接將蜘蛛套入玻璃管，或利用蜘蛛受驚后抽絲下垂的習性，用玻璃管管口朝上接納之。還可用扣捕麻醉法，即蘸取酒精使蜘蛛麻醉后采集。統(tǒng)計所捕獲的蜘蛛種類和數(shù)量。寄生蜂的采集用掃網法，即在目標地掃網20弧/m2，然后利用改裝的節(jié)肢動物吸蟲器伸入網內收集小蜂。每次調查隨機取5個樣，每個樣方面積為3.0 m×2.5 m。

1.2.2 物種分類和統(tǒng)計方法 將調查的節(jié)肢動物按植食性、捕食性（捕食性昆蟲和有益螨）、寄生性和中性節(jié)肢動物進行劃分，為研究方便，捕食性蜘蛛可單獨列出，共分為5個亞群落，各亞群落依據(jù)分類系統(tǒng)鑒定到科[8]。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

對不同類型棗園節(jié)肢動物的亞群落特征采用如下分析方法。

（i=1，2，3，……，S），其中，Pi為屬于第 i種的個體數(shù)的概率；S為種類數(shù)；Ln為自然對數(shù)。Pielou均勻度 E=H′/H′max=H′/LnS。Berger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)D=Nmax/NT，其中，Nmax為優(yōu)勢種群數(shù)量；NT為全部種的種群數(shù)量。

2 結果與分析

2.1 不同棗園節(jié)肢動物功能群組成區(qū)別

兩類棗園不同功能團節(jié)肢動物的個體數(shù)和科數(shù)列于表1。由表1可知，在常規(guī)棗園中共獲得節(jié)肢動物2491頭，苜蓿棗園中共獲得6012頭。

從表1可以看出，間作苜蓿棗園和常規(guī)棗園中，總節(jié)肢動物呈現(xiàn)地表高于樹上；總節(jié)肢動物個體數(shù)呈現(xiàn)間作苜蓿棗園明顯大于常規(guī)棗園，間作苜蓿棗園樹上各功能團的節(jié)肢動物個體數(shù)高于常規(guī)棗園，地表各功能團節(jié)肢動物的個體數(shù)為常規(guī)棗園的3倍；各功能團節(jié)肢動物個體數(shù)順序為植食性＞捕食性＞中性＞寄生性，樹上植食性節(jié)肢動物約是捕食性和寄生性節(jié)肢動物總和的3倍，地表植食性節(jié)肢動物約是捕食性和寄生性總和的5倍。同樣，間作苜蓿棗園總節(jié)肢動物科數(shù)比常規(guī)棗園多；無論樹上還是地表，間作苜蓿棗園各功能團（植食性節(jié)肢動物除外）的節(jié)肢動物科數(shù)與常規(guī)棗園區(qū)別不大，各功能團節(jié)肢動物科數(shù)順序均為植食性＞捕食性＞中性＞寄生性?？傮w來說，2類棗園的個體數(shù)相差較大，但科數(shù)差異不大。

2.2 不同棗園節(jié)肢動物功能群落多樣性指標的差別

2.2.1 不同棗園節(jié)肢動物多樣性指數(shù)的差別從圖1可以看出，在樹上，苜蓿棗園植食性、捕食性和寄生性節(jié)肢動物的多樣性和常規(guī)棗園差異不大（P＜0.05）。在地表，苜蓿棗園的植食性、捕食性節(jié)肢動物的多樣性均大于常規(guī)棗園，而寄生性、中性均小于常規(guī)棗園，差距均在1倍以上。

2.2.2 不同棗園節(jié)肢動物均勻度指數(shù)的差別從圖2可以看出，在樹上，常規(guī)棗園植食性、捕食性、寄生性節(jié)肢動物的均勻度大于苜蓿棗園，但差別并不大，其中，常規(guī)棗園捕食性節(jié)肢動物的均勻度約大于苜蓿棗園10%。在地表，苜蓿棗園的植食性、捕食性節(jié)肢動物均勻度高于常規(guī)棗園，寄生性、中性節(jié)肢動物低于常規(guī)棗園，分別低30%，50%。

2.2.3 不同棗園節(jié)肢動物優(yōu)勢度指數(shù)的差別由圖3可知，在樹上，苜蓿棗園植食性、捕食性、寄生性和中性節(jié)肢動物優(yōu)勢度與常規(guī)棗園沒有顯著差異，且各功能團之間也沒有顯著差異，約占各自功能團的50%。在地表，苜蓿棗園植食性和捕食性節(jié)肢動物優(yōu)勢度低于常規(guī)棗園，寄生性、中性節(jié)肢動物大于常規(guī)棗園，分別高40%，50%左右。顯然，2種不同耕作方式下棗園的節(jié)肢動物功能團的相似性，尤其是地表節(jié)肢動物功能團的相似性存在著明顯的差異。

3 結論與討論

2種不同管理類型棗園的地勢、地貌、土質等自然條件基本相同，但由于它們的間種作物及其管理條件不同，節(jié)肢動物群落的動態(tài)出現(xiàn)了明顯差異。本研究中種植苜蓿棗園節(jié)肢動物的總科數(shù)、總個體數(shù)增多，以植食性節(jié)肢動物物種數(shù)和個體數(shù)增加較多，其他功能群的節(jié)肢動物變化不大。因種植的牧草所釋放的化學物質會引誘或趨避不同的節(jié)肢動物，誘集的節(jié)肢動物會成為間種牧草棗園的優(yōu)勢種群，從而表現(xiàn)為某一些或一類節(jié)肢動物物種或個體數(shù)量增加，顯然種植牧草為更多的節(jié)肢動物及其天敵棲息、隱蔽、取食、繁殖提供了極為有利的場所，此結論和師光祿等[1-2]的研究結果相一致。本研究得出，植食性節(jié)肢動物物種數(shù)和個體數(shù)增加較多，其原因可能與張安盛等[9]分析桃園植食性害蟲的優(yōu)勢度異常大的觀點相似，但其詳細的原因有待進一步研究。

群落的多樣性是群落生態(tài)組織水平獨特的反映群落功能的重要特征。多樣性指數(shù)是包含群落豐富度和均勻度的函數(shù)，改變群落的物種數(shù)會影響群落的多樣性[10]。通過棗草間作的方式能夠引起棗園生境的異質性，使環(huán)境資源的質與量作相應的調整或改變，增大了棲境的多樣性，并且使各種生物的生態(tài)位作相應的調整，整個群落的結構狀態(tài)得以改觀。本研究中植食性和捕食性節(jié)肢動物的多樣性、均勻度均為苜蓿棗園高于常規(guī)棗園，優(yōu)勢度為苜蓿棗園低于常規(guī)棗園，種草棗園內節(jié)肢動物優(yōu)勢度越小，優(yōu)勢種越不明顯，種間競爭平緩，群落處于穩(wěn)定狀態(tài)。此結論印證了師光祿[2，11]關于棗園種草能提高節(jié)肢動物群落多樣性和豐富度的觀點，種植牧草是棗園節(jié)肢動物群落穩(wěn)定性的有益調節(jié)因子，可以維持棗園生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，應該提倡棗草間作，以增加棗園生態(tài)環(huán)境的復雜性，改造棗園生態(tài)環(huán)境構成的棗園生態(tài)系統(tǒng)，盡可能減少化學農藥使用的次數(shù)和使用量，加強農業(yè)技術措施，保護和利用棗園天敵，保持棗園生態(tài)系統(tǒng)平衡，提高棗園自身的自然調控能力[12-13]。隨著農業(yè)科學技術水平的不斷提高，棗園有害生物防治策略也不斷地發(fā)展變化，其中發(fā)展棗草間作的棗園模式推動了棗樹有害生物的生態(tài)調控。從理論上掌握棗樹有害生物的生態(tài)調控，譬如園內間作牧草種類和密度、棗園有益生物與有害生物的相互制約關系、協(xié)調棗園其他管理措施，在實際中從持續(xù)利用棗園生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性的角度來經營和管理棗園，增加棗園植被的多樣性，為利用有益生物抑制有害生物的生態(tài)控制提供科學依據(jù)。

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