共青林場節(jié)肢動物群落分析研究

袁 菲，張 雪，朱紹文，李 彬，陳 晨，趙佳麗

（1.北京市林業(yè)保護(hù)站，北京 100029；2.北京市共青林場，北京 101300）

共青林場節(jié)肢動物群落分析研究

袁 菲1，張 雪1，朱紹文1，李 彬2，陳 晨2，趙佳麗1

（1.北京市林業(yè)保護(hù)站，北京 100029；2.北京市共青林場，北京 101300）

該文對共青林場3個分場的節(jié)肢動物群落總數(shù)、種群分布、群落多樣性以及相似性進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明：鱗翅目和鞘翅目是共青林場的優(yōu)勢物種，節(jié)肢動物個體總數(shù)和Simpson指數(shù)均為河南村分場>李遂分場>郝家疃分場，郝家疃分場和河南村分場節(jié)肢動物群落物種Jaccard相似系數(shù)最低（J=0.0978），郝家疃分場和李遂分場的節(jié)肢動物群落物種Jaccard相似系數(shù)較低（J=0.1163），李遂分場和河南村分場的節(jié)肢動物群落物種Jaccard相似系數(shù)較高（J=0.5057），說明郝家疃分場和李遂分場、河南村分場的節(jié)肢動物群落物種極不相似，而李遂分場和河南村分場的節(jié)肢動物群落物種為中等相似。

共青林場；節(jié)肢動物；多樣性；相似性

共青林場位于北京市順義區(qū)潮白河兩岸，有森林面積980hm2，是北京最大的平原生態(tài)林場，林場下設(shè)河南村、李遂、郝家瞳等5個林業(yè)分場。建場初期，造林樹種主要以楊樹、刺槐、柳樹、紫穗槐為主，灌木和地被較少。經(jīng)過幾十年的更新造林和公園建設(shè)，喬木增加了品種楊、油松、白皮松、國槐、欒樹、白蠟等，灌木增加了丁香、連翹、迎春、金銀木等，地被增加了二月蘭、沙地柏、玉簪、萱草、鳶尾等，現(xiàn)在植物品種已達(dá)150多個品種，基本建成了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、林相豐富的生態(tài)林場。本文對共青林場的節(jié)肢動物群落進(jìn)行分析，為林場的生物多樣性保護(hù)和森林健康經(jīng)營管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣地概況

共青林場屬暖溫帶大陸性氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，年均氣溫11.4℃，年平均積溫5400℃，年均降水量630mm，主要集中在7、8月份，年均蒸發(fā)量為2000mm，無霜期180～200d。根據(jù)共青林場植被分布狀況，我們將樣地調(diào)查地點(diǎn)主要設(shè)定在李遂、河南村和郝家瞳3個工區(qū)。李遂分場管護(hù)林面積373.2hm2，河南村分場管護(hù)林面積324.8hm2，兩個分場林分類型相似，喬木由楊樹、刺槐、油松、元寶楓、柳樹、側(cè)柏、欒樹、白臘、山杏、國槐、檜柏、白皮松、山桃、合歡、法桐、銀杏等組成，灌木由丁香、紅瑞木、金銀木、木槿、連翹、碧桃、棣棠、黃櫨、叢生紫薇、太平花、珍珠梅、黃刺玫等組成，草本由二月蘭、甘野菊、鳶尾、沙地柏、冷季型草坪、玉簪、大花萱草、金娃娃萱草、丹麥草、菖蒲千屈菜、月季等組成。郝家瞳分場管護(hù)林面積305.1hm2，喬木樹種有楊樹、刺槐、白臘和油松，草本植物有沙地柏。

1.2 樣地設(shè)置

分別在李遂、河南村和郝家瞳分場設(shè)置3個臨時(shí)樣地進(jìn)行調(diào)查，即一共選取了9塊臨時(shí)樣地進(jìn)行各項(xiàng)生態(tài)指標(biāo)的調(diào)查（樣地編號分別為1、2、3、4、5、6、7、8、9號樣地）。其中標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)要包括絕大多數(shù)的植物種類，胸高直徑10cm以上的樹木至少30株，標(biāo)準(zhǔn)地的面積不少于400m2（20m×20m）。

1.3 節(jié)肢動物群落調(diào)查

1.3.1 喬木層節(jié)肢動物群落的系統(tǒng)調(diào)查

（1）掃網(wǎng)法。在樹冠層的東、南、西、北4個方位各掃網(wǎng)10次，盡量捕捉在冠層周圍飛行的各種昆蟲，包括細(xì)微的小昆蟲，將捕捉到的昆蟲放入準(zhǔn)備好的毒瓶內(nèi)。

（2）目測法。在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)調(diào)查時(shí)，可仔細(xì)觀察在樹干上活動的昆蟲，并將其采集裝入準(zhǔn)備好的毒瓶中，帶回室內(nèi)分類統(tǒng)計(jì)昆蟲的種類和數(shù)量。

1.3.2 灌木草本層節(jié)肢動物群落的系統(tǒng)調(diào)查

掃網(wǎng)法。在每個樣地內(nèi)以雙對角線法取1m寬地帶調(diào)查，隨機(jī)掃網(wǎng)20次，將捕捉到的昆蟲放入準(zhǔn)備好的毒瓶內(nèi)，帶回室內(nèi)分類統(tǒng)計(jì)昆蟲的種類和數(shù)量。

1.3.3 枯枝落葉層節(jié)肢動物群落的系統(tǒng)調(diào)查

誘捕器法。在每個樣地選擇幾株喬木，距樹干基部挖2個土坑，隨即把直徑20cm的塑料杯誘捕器埋放坑中，使誘捕器埋入土層，誘捕器口與地面相平。誘捕器內(nèi)存放糖醋溶液，即糖:食醋:酒精:水= 1:2:2:20。每周收集誘捕器內(nèi)的節(jié)肢動物，并及時(shí)更新溶液。連續(xù)收集2個月。

1.3.4 夜間燈光誘集輔助調(diào)查

在標(biāo)準(zhǔn)地中央位置，懸掛誘蟲幕帳，將黑光燈吊在居中偏上的位置。在天黑時(shí)拉亮黑光燈，每0.5h取蟲1次。將捕捉到的昆蟲放入準(zhǔn)備好的毒瓶內(nèi)，帶回室內(nèi)分類統(tǒng)計(jì)昆蟲的種類和數(shù)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

（1）通過Excel軟件對樣地節(jié)肢動物的多樣性進(jìn)行分析，所用公式為：

其中Pi=Ni/N；Ni為物種的個體數(shù)；N為樣方中所有物種數(shù)總和。

（2）對不同分場的昆蟲群落相似性進(jìn)行分析。采用元變量距離系數(shù)測定不同健康狀況森林昆蟲群落的相似性和相異性Jaccard指數(shù)進(jìn)行分析[4-6]。

其中a、b為兩群落的物種數(shù)，c為兩群落共有的物種數(shù)，d為兩群落沒有的物種數(shù)。根據(jù)Jaccard的相似性系數(shù)原理，當(dāng)J為0～0.25時(shí)，為極不相似；J為0.25～0.50時(shí)，為中等不相似；J為0.50～0.75時(shí)，為中等相似；J為0.75～1.00時(shí)，為極相似。

2 結(jié)果與分析

2.1 節(jié)肢動物個體總數(shù)

試驗(yàn)共采集到8目4988頭昆蟲，其中鞘翅目昆蟲共采集1810頭，占總數(shù)36.29%；鱗翅目昆蟲共采集2450頭，占總數(shù)49.12%；膜翅目共采集昆蟲70頭，占總數(shù)1.40%；雙翅目共采集昆蟲294頭，占總數(shù)5.89%；半翅目共采集昆蟲170頭，占總數(shù)3.41%；同翅目昆蟲共采集120頭，占總數(shù)2.41%；直翅目共采集昆蟲67頭，占總數(shù)1.34%；另外還采集螳螂目昆蟲7頭，占總數(shù)0.14%。各分場不同樣地收集的各目昆蟲個體總數(shù)如表1所示。從表1可以看到：在李遂分場，采集的昆蟲個體總數(shù)為1814頭，占總數(shù)36.37%；在河南村分場，采集的昆蟲個體總數(shù)為2204頭，占總數(shù)44.19%；在郝家疃分場，采集的昆蟲個體總數(shù)最少，為970頭，占總數(shù)19.45%。

表1 不同樣地的節(jié)肢動物個體總數(shù)單位：頭

2.2 不同種類節(jié)肢動物在不同分場的數(shù)量分布

從圖1可以看出：在李遂、河南村和郝家疃分場中，鱗翅目所占比例最大，其次是鞘翅目、雙翅目和半翅目。在優(yōu)勢種群鱗翅目和鞘翅目中，個體總數(shù)都是郝家疃分場<李遂分場<河南村分場。這與不同分場喬木樹種、灌木以及草本植物種類數(shù)量有直接關(guān)系，郝家疃分場植物多樣性小，主要以喬木為主，林下植被稀少，因此以植物為生存基礎(chǔ)的一些節(jié)肢動物的數(shù)量比較少；李遂分場和河南村分場中喬木種類比郝家疃分場多，且林下植被多，林分層次明顯，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整個森林生態(tài)系統(tǒng)的資源很豐富，因此依賴森林生態(tài)系統(tǒng)生存的節(jié)肢動物數(shù)量明顯增多。

圖1 不同種類節(jié)肢動物在不同分場的數(shù)量分布

2.3 不同樣地的節(jié)肢動物多樣性分析

由圖2可以看出：多樣性Simpson指數(shù)變化規(guī)律比較明顯，即河南村分場（4、5、6號樣地）>李遂分場（1、2、3號樣地）>郝家疃分場（7、8、9號樣地）；在河南村分場和李遂分場，Simpson指數(shù)差別不明顯，但是在郝家疃分場，Simpson指數(shù)普遍偏低?？偟膩碚f，多樣性指數(shù)表明河南村分場和李遂分場的節(jié)肢動物種類最多，郝家疃分場的節(jié)肢動物種類少。這說明在河南村分場和李遂分場中，節(jié)肢動物的多樣性使得森林食物鏈呈現(xiàn)多元化，當(dāng)某一類種群急劇增加或者減少時(shí)，多元的食物鏈能夠迅速對這種變化作出反應(yīng)。也就是說，當(dāng)森林生態(tài)系統(tǒng)受到有害干擾時(shí)，森林自身的生態(tài)系統(tǒng)能夠維持穩(wěn)定和平衡。而郝家疃分場中節(jié)肢動物多樣性指數(shù)偏低，這說明郝家疃分場中的食物鏈簡單，當(dāng)某一類種群急劇增加或者減少時(shí)，食物鏈不能夠迅速對這種變化作出反應(yīng)。

圖2 樣地節(jié)肢動物多樣性指數(shù)變化水平

2.4 不同分場節(jié)肢動物群落組成的相似性

3個分場的節(jié)肢動物群落共有種組成如圖3所示。有6種為3種類型的共有種，占總物種數(shù)的3.66%。其中，郝家疃分場和李遂分場的共有種10個，占總物種數(shù)的6.10%；郝家疃分場和河南村分場的共有種9個，占總物種數(shù)的5.49%；李遂分場和河南村分場的共有種44個，占總物種數(shù)的26.83%。各類型中特有物種數(shù)分別為：河南村分場68種，占總物種數(shù)的41.46%；李遂分場63種，占總物種數(shù)的38.41%，郝家疃分場33種，占總物種數(shù)的20.12%。

圖3 不同分場節(jié)肢動物群落共有種數(shù)

采用元變量距離系數(shù)測定不同林分森林昆蟲群落的相似性和相異性。表2表明：郝家疃分場和河南村分場節(jié)肢動物群落物種Jaccard相似系數(shù)最低（J=0.0978）；郝家疃分場和李遂分場的節(jié)肢動物群落物種Jaccard相似系數(shù)低（J=0.1163）；李遂分場和河南村分場的森節(jié)肢動物群落物種Jaccard相似系數(shù)較高（J=0.5057）。因此，根據(jù)Jaccard的相似性系數(shù)原理，當(dāng)J為0～0.25時(shí)，為極不相似，J為0.50～ 0.75時(shí)，為中等相似，可以得出：郝家疃分場和李遂分場、河南村分場的森林昆蟲群落物種Jaccard相似系數(shù)均處于0～0.25之間，昆蟲群落物種極不相似，李遂分場和河南村分場的森林昆蟲群落物種Jaccard相似系數(shù)處于0.50～0.75（J=0.5057），昆蟲群落物種為中等相似。這是由于在郝家疃分場物種的多樣性指數(shù)差，喬木、灌木和草本稀少，群落結(jié)構(gòu)單一，與李遂分場和河南村分場植被種群差異大。而在李遂分場和河南村分場，隨著植被的增加，各種類群的節(jié)肢動物逐漸增多，物種多樣性指數(shù)增加，因此郝家疃分場和李遂分場、河南村分場的節(jié)肢動物群落物種極不相似，而李遂分場和河南村分場的喬木、灌木以及草本相似度較高，因此棲息的節(jié)肢動物群落物種為中等相似。

Study on The Arthropod Community in Gingqing Forestry Center

YUAN Fei1，ZHANG Xue1，ZHU Shao-wen1，LI Bin2，CHEN Chen2，ZHAO Jia-li1
（1.Beijing Forestry Profection Station，Beijing 100029；2.Beijing Gingqing Forestry Center，Beijing 101300）

In this research，the number，population distribution，diversity and similarity of arthropod community were inves-tigated，as the conclusion showed as follows:Lepidoptera and Coleoptera were dominant species in Gongqing forestry center，both of the total individual number and the simpson index were Henan cun sub-forestry>Lisui sub-forestry>Haojia tuan subforestry.Jaccard similar coefficient were low（J=0.0978，0.1163）in Haojia tuan sub-forestry and Henan cun sub-forestry，Haoji-a tuan sub-forestry and Lisui sub-forestry respectively，which showed that arthropod community species in significant differ-ence.Jaccard similar coefficient was high（J=0.5057）in Henan cun sub-forestry and Lisui sub-forestry，which showed that arthropod community species in medium similarity.

Gingqing forestry center;Arthropod;Diversity;Similarity

S186

A

1002-3356（2016）04-0038-03

2016-07-30

袁菲（1984-），女，高級工程師，研究方向?yàn)榱謽I(yè)有害生物防治檢疫工作。E-mail：feier_yuan@126.com。