定邊荒漠草原蝗蟲群落多樣性研究

賈立軍

摘要：為查明定邊縣荒漠草原蝗蟲區(qū)系及物種多樣性，采用α和β多樣性方法進(jìn)行研究。結(jié)果表明，該區(qū)域蝗蟲區(qū)系由7 科、17 屬、19 種組成，單種屬和寡種屬多是各蝗蟲群落組成的共同特點(diǎn)；各蝗蟲群落種的豐富度、均勻度及多樣性指數(shù)變化趨勢(shì)相同，自大至小排序?yàn)椋恨r(nóng)田蝗蟲群落>平沙地荒漠草原蝗蟲群落>半流動(dòng)半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落，3 個(gè)蝗蟲群落的生境差異性比較大。

關(guān)鍵詞：定邊；荒漠草原；蝗蟲群落；多樣性

蝗蟲是世界農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn)的一類重要害蟲[1-2]，長(zhǎng)期以來，科技工作者為探索蝗蟲的生物學(xué)特性，尋求蝗災(zāi)的防治對(duì)策，對(duì)蝗蟲進(jìn)行了許多深入研究，其中，康樂等[3，4 ]、賀達(dá)漢等[5-7]、黃春梅等[8]、金翠霞等[9]、李亞妮等 [10]和常罡等[11]學(xué)者先后對(duì)草原蝗蟲群落及其物種多樣性都作過大量研究，但定邊地區(qū)的同類研究報(bào)道很少。

2011年6月29日，陜西定邊縣植保植檢站進(jìn)行病蟲普查，在紅柳溝鎮(zhèn)王窯村的草地上發(fā)現(xiàn)大面積土蝗（笨蝗、短星翅蝗、黑背蝗、尖翅蝗等），多數(shù)蝗蝻處于1～2 齡期，平均蟲口密度為18 頭/m2，最高密度為45 頭/m2，并且正在向農(nóng)田擴(kuò)散，發(fā)生面積達(dá)2000 hm2。由于發(fā)現(xiàn)及時(shí)，采取得力措施，未能釀成更大災(zāi)害。

2012年7～8 月，在陜西定邊縣海子梁鄉(xiāng)的張羅坑村、十家莊和敖包疙瘩幾個(gè)村子對(duì)蝗蟲物種多樣性做了調(diào)查，期望加深對(duì)該區(qū)域蝗蟲群落的認(rèn)識(shí)，為今后防災(zāi)減災(zāi)提供技術(shù)資料。

1 調(diào)查研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

定邊縣地處陜西省西北角、榆林市最西端，是黃土高原與內(nèi)蒙古鄂爾多斯荒漠草原過渡地帶[12]，地理位置N 36°49′～37°53′，E 107°15′～108°22′。東和東南與陜西省靖邊縣、吳旗縣相連，南和西南與甘肅省華池縣、環(huán)縣相接，西與寧夏回族自治區(qū)鹽池縣毗鄰，北和東北與內(nèi)蒙古鄂托克前旗、烏審旗相鄰，居陜、甘、寧、蒙4省區(qū)交界位置。境內(nèi)土地總面積69.20×104 hm2，有兩大地貌類型即南部丘陵溝壑區(qū)，占總面積的52.78%；北部風(fēng)沙灘區(qū)，占47.22%。海拔1 303～1 907 m。

境內(nèi)屬暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候向中溫帶干旱氣候過渡地帶。春多風(fēng)、夏干旱、秋陰雨、冬嚴(yán)寒，日照充足，風(fēng)沙頻繁，雨季遲且雨量年際變化大；年平均氣溫7.9 ℃，1月平均氣溫-8.8 ℃ ，7 月平均氣溫22.4 ℃，年極端最高溫度為37.7 ℃，極端最低溫度-27.7 ℃，年均日照2 743.3 h，年均降水量316.9 mm，平均無(wú)霜期141 d，絕對(duì)無(wú)霜期110 d ；自然災(zāi)害頻繁，以干旱、風(fēng)沙和霜凍影響最大。

全縣天然草地29.23×104 hm2，人工草地6.33×104 hm2。天然草地和人工草地占全縣總面積51.40%。草地主要為荒漠草原、草原化荒漠，間有少量沙地、荒灘地。除少數(shù)荒灘地植被較茂密外，大部分草地植被蓋度<50，高度<10 cm。優(yōu)勢(shì)種牧草為短花針茅（Stipa brexiflora）、克氏針茅（S.capillata）、羊草（Leymus chinensis）、糙隱子草（Cleistogenes squarrosa）、賴草（Leymus secalinus）、牛枝子（Lespedeza potaninii）、銀白旋花（Convolvulus arnmanii）、貓頭刺（Oxyiropis aciphylla）、錦雞兒（Caragana microphylla）、芪狀亞菊（Ajuanis aotulleoides）、灌木亞菊（Ajania fruticulosa）、白刺（Nitraria sibirica）、沙蒿（Artemisia oxycephala）、豬毛菜（Salsola collina）、檸條（C.korshinskii）、沙米（S.ruthenica）、冷蒿（A.frigida）等。

1.2 方法

分別以農(nóng)田、平沙地荒漠草原和半流動(dòng)半固定沙丘荒漠草原為調(diào)查樣地（即棲息地類型或蝗蟲群落），用羅馬數(shù)字依次編號(hào)為群落Ⅰ、群落Ⅱ和群落Ⅲ，每一樣地面積不小于100 hm2。

自2009年7月5日～7月30日，每間隔5 d進(jìn)行調(diào)查1 次，共調(diào)查6 次，每次調(diào)查1 d，每天早晨8∶00～11∶00、下午3∶00～6∶00各調(diào)查1次。每次調(diào)查分3 組各樣地同時(shí)進(jìn)行 [12-14] 。

用昆蟲取樣框100 cm×100 cm×30 cm抽樣15 次，逐樣方收集蝗蟲標(biāo)本，并帶回室內(nèi)檢索，按樣地（群落）統(tǒng)計(jì)樣方數(shù)、種類和數(shù)量。統(tǒng)計(jì)過程中剔除個(gè)體數(shù)為零的樣本。

調(diào)查蝗蟲種類和數(shù)量組成，通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)與分析，測(cè)算各蝗蟲群落種的豐富度、均勻度和多樣性指數(shù)，對(duì)調(diào)查區(qū)域蝗蟲的生物多樣性作出綜合評(píng)價(jià)。

用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與計(jì)算。

1.3 采用的生物多樣性指數(shù)及數(shù)據(jù)處理

1.3.1 a多樣性計(jì)算方法[15]

2.1 區(qū)系組成

海子梁鄉(xiāng)蝗蟲由3個(gè)基本群落組成，農(nóng)田蝗蟲群落（Ⅰ）、平沙地荒漠草原蝗蟲群落（Ⅱ）和半流動(dòng)半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落（Ⅲ）。比較3個(gè)蝗蟲群落的種類組成可以看出區(qū)系組成的主要特點(diǎn)（表2）。

（1）群落I比群落Ⅱ和群落Ⅲ的科、屬、種數(shù)都多，而群落Ⅱ又比群落Ⅲ的科、屬、種數(shù)多，說明該縣荒漠區(qū)域的農(nóng)田是蝗蟲的棲息地。

（2）3個(gè)群落中蝗蟲共有種比例比較小，其中，Ⅰ、Ⅱ兩群落間共有6種，共有種占群落Ⅰ總種數(shù)的42.86%，占群落Ⅱ總種數(shù)的75.0%；Ⅰ、Ⅲ兩群落間有2個(gè)共有種，占群落Ⅰ和群落Ⅲ總種數(shù)的14.29%和33.3%；Ⅱ、Ⅲ 兩群落有3個(gè)共有種，分別占群落Ⅱ和群落Ⅲ總種數(shù)的37.5%和50%。據(jù)此，可見當(dāng)?shù)?個(gè)蝗蟲群落彼此間差異性較大。

（3）3個(gè)群落的優(yōu)勢(shì)種各不相同，其中，群落Ⅰ的優(yōu)勢(shì)種有輪紋異痂蝗和大墊尖翅蝗，群落Ⅱ的優(yōu)勢(shì)種有黃脛小車蝗和黑翅皺蝗，群落Ⅲ的優(yōu)勢(shì)種有中華蚱蜢和短星翅蝗。

（4）以單種屬和寡種屬為主是3個(gè)群落組成的共同特征。

（5）斑翅蝗科和網(wǎng)翅蝗科是各群落的優(yōu)勢(shì)類群。

2.2 各群落蝗蟲種的豐富度、均勻度和多樣性分析

2.2.1 α多樣性指數(shù)

依據(jù)前述α多樣性計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果如圖1。

3個(gè)蝗蟲群落種的豐富度、均勻度和物種多樣性（含S、D和H′）的排序趨勢(shì)完全相同， 即群落Ⅰ>群落Ⅱ>群落Ⅲ（圖1）。試驗(yàn)表明，在相對(duì)意義上，農(nóng)田蝗蟲群落種類組成最豐富，分布最均勻，多樣性最高；其次是平沙地荒漠草原蝗蟲群落；半流動(dòng)半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落4項(xiàng)指標(biāo)最低。

2.2.2 β多樣性指數(shù)

依據(jù)前述β多樣性計(jì)算式計(jì)算結(jié)果（表3）。

β多樣性測(cè)定結(jié)果表明，（1）在定邊北部荒漠草原區(qū)域的生境被物種隔離的程度較大，這是因?yàn)榛认x種類組成與寄主植物有緊密的關(guān)聯(lián)性，蝗蟲種類組成的差異代表了植物種類組成差異，而植物種類組成的差異又反映了各項(xiàng)生境條件綜合影響的差異；（2）β多樣性指數(shù)反映該區(qū)域生境多樣性較低；（3）β多樣性與α 多樣性一起構(gòu)成了該區(qū)域總體多樣性及荒漠草原地段的生物異質(zhì)性特點(diǎn)。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

對(duì)定邊北部荒漠草原蝗蟲群落多樣性調(diào)查研究結(jié)果表明，α多樣性指數(shù)和β多樣性指數(shù)都比較高。α多樣性指數(shù)比較高說明3個(gè)蝗蟲群落的種類組成相對(duì)比較豐富，結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)變化相對(duì)比較穩(wěn)定；β多樣性比較高說明各蝗蟲群落的生境相似性比較低，尤以農(nóng)田與半流動(dòng)半固定沙丘之間差異最大。這是因?yàn)檫@兩個(gè)生境是當(dāng)?shù)貎蓚€(gè)極端生境的代表[17-18]。

從種的豐富度、均勻度及多樣性看，農(nóng)田無(wú)疑是當(dāng)?shù)鼗认x的最適棲息地，說明農(nóng)田有可能是某些蝗蟲的儲(chǔ)備地，具有儲(chǔ)存、保留和發(fā)源地的作用，當(dāng)條件適宜時(shí)蝗蟲災(zāi)害突發(fā)的機(jī)率也比較高[19-20]。因此，為有效預(yù)防蝗災(zāi)發(fā)生，在耕作方式上有必要采取一些對(duì)應(yīng)的預(yù)防措施。

在Shannon指數(shù)中，只有當(dāng)Pi>1時(shí)，種i才可能在大小為n的樣本中出現(xiàn)[21，22]。因此，我們實(shí)際觀察到的蝗蟲種數(shù)有可能低估了真實(shí)的蝗蟲種數(shù)S，因?yàn)榧词钩槿∠喈?dāng)大的樣本，稀有種也常常不會(huì)在其中出現(xiàn)。據(jù)此，估計(jì)研究區(qū)域草地蝗蟲實(shí)際種數(shù)應(yīng)不少于19種，因此有必要再作進(jìn)一步的深入研究。

3.2 結(jié)論

（1）定邊縣北部荒漠草原蝗蟲區(qū)系由7科、15屬、19種組成，其中，農(nóng)田蝗蟲群落有7科、13屬、14種，平沙地荒漠草原蝗蟲群落有5科、7屬、8種，半流動(dòng)半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落有有4科、5屬、6種。斑翅蝗科和網(wǎng)翅蝗科是各群落的優(yōu)勢(shì)類群，單種屬和寡種屬多是各群落組成的共同特點(diǎn)。

（2）α多樣性指數(shù)分析結(jié)果證明，3個(gè)蝗蟲群落種的豐富度、均勻度及多樣性指數(shù)變化趨勢(shì)相同，即農(nóng)田蝗蟲群落>平沙地荒漠草原蝗蟲群落>半流動(dòng)半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落。

（3）β多樣性指數(shù)分析結(jié)果證明，3個(gè)群落生境之間的差異性比較大。

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