任海慶 , 陳　建 , 袁興中 , 劉　杰,*

1 湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，行為生態(tài)與進(jìn)化中心，生物資源綠色轉(zhuǎn)化湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢　430062　2 重慶大學(xué)資源及環(huán)境科學(xué)學(xué)院，重慶　400030　3 西南資源開發(fā)及環(huán)境災(zāi)害控制工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶　400030

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海南天然林與橡膠林蜘蛛多樣性比較

任海慶1,2,3, 陳建1, 袁興中2,3, 劉杰1,*

1 湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，行為生態(tài)與進(jìn)化中心，生物資源綠色轉(zhuǎn)化湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢4300622 重慶大學(xué)資源及環(huán)境科學(xué)學(xué)院，重慶4000303 西南資源開發(fā)及環(huán)境災(zāi)害控制工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶400030

摘要:為探索天然林和橡膠林蜘蛛多樣性現(xiàn)狀，于2010 年8 月在海南黎母山自然保護(hù)區(qū)選取天然林和橡膠林，采用掃網(wǎng)法、陷阱法和單位面積法收集蜘蛛標(biāo)本，分析兩種林型之間蜘蛛組成、多樣性和功能群差異，并以蜘蛛科和數(shù)量分布為屬性進(jìn)行主成分分析(PCA)，探討林型中樣方之間蜘蛛群落的相似性。共采集蜘蛛標(biāo)本3609 頭，用于統(tǒng)計(jì)分析的成蛛969 頭，歸屬于23 科，162 種。天然林20 科，100 種，優(yōu)勢類群為跳蛛科、球蛛科和園蛛科；橡膠林17 科，87 種，優(yōu)勢類群為肖蛸蛛科、狼蛛科和貓蛛科。從蜘蛛的數(shù)量分布看，橡膠林蜘蛛個(gè)體密度顯著高于天然林；而天然林多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)顯著高于橡膠林。橡膠林中結(jié)圓網(wǎng)型和游獵型蜘蛛顯著高于天然林，結(jié)皿網(wǎng)型顯著低于天然林，伏擊型不存在顯著性差異。PCA分析結(jié)果表明，24 個(gè)樣方趨于分成天然林和橡膠林2 組，并且天然林樣方之間相似性極高，而橡膠林樣方之間相似性相對較低。以上結(jié)果表明：(1)橡膠林替代天然林后蜘蛛群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，多樣性降低；(2)增加生境結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和減少人為干擾對保護(hù)和恢復(fù)物種多樣性有重要意義。

關(guān)鍵詞：海南省; 天然林; 橡膠林; 蜘蛛; 功能群

蜘蛛是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最豐富的捕食性天敵，在維持農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定中的作用不容忽視[1- 7]。由于蜘蛛對包括生境結(jié)構(gòu)[8]，生境類型[9]，風(fēng)、濕度和溫度[2]等環(huán)境因子變化高度敏感，可以作為監(jiān)測生境和生物多樣性變化的指示類群，其物種組成和數(shù)量變化已成為環(huán)境監(jiān)測的重要指標(biāo)，能夠很好地反映環(huán)境變化過程及其對生物多樣性的影響[10- 12]。因此，蜘蛛也被廣泛的用作環(huán)境對生物多樣性影響的指示生物[13- 16]。

海南島作為生物多樣性研究熱點(diǎn)區(qū)域，野生維管束植物約3900 種，野生高等動(dòng)物約650 種[17]，森林昆蟲約6183 種[18]，其中一類保護(hù)動(dòng)物15 種，二類保護(hù)動(dòng)物87 種，國家二級保護(hù)植物18 種，三級保護(hù)植物37 種[19]。同時(shí)，海南島也是我國橡膠重要產(chǎn)地之一，隨著橡膠林種植面積直線上升，海南省已成為橡膠林種植面積和干膠年產(chǎn)量分別居世界第四和第五位的區(qū)域[20]。隨著人們對天然橡膠需求量不斷增加，我國橡膠種植面積達(dá)104 萬hm2[21- 22]，導(dǎo)致天然林面積急劇下降，從而引發(fā)了包括生境破碎化、生物多樣性降低[23]、動(dòng)物棲息地喪失[24]、土壤侵蝕[25]和氣候變化[26]等一系列生態(tài)問題。關(guān)于天然林和橡膠林與蜘蛛多樣性關(guān)系的相關(guān)研究已有報(bào)道，如鄭國等[27]對西雙版納6種林型中地表蜘蛛的研究、鄭國等[28]對西雙版納主要林型冠層球蛛多樣性比較研究，但尚無對海南天然林與橡膠林蜘蛛多樣性方面的相關(guān)研究。

本文選取海南黎母山自然保護(hù)區(qū)天然林和其附近的橡膠林為研究地點(diǎn)，探討天然林和橡膠林之間蜘蛛組成及多樣性的差異，揭示橡膠林替代天然林后蜘蛛群落的變化，并討論其原因。該研究提供天然林與橡膠林中蜘蛛多樣性的基本信息，以完善海南島生物多樣性相關(guān)信息和為森林保護(hù)與監(jiān)管提供參考。

1研究樣地與方法

1.1研究地點(diǎn)

黎母山是我國珍稀的原始熱帶雨林保護(hù)區(qū)之一，位于北緯19°07′—19°14′，東經(jīng)109°39′—109°49′；南北寬9.7 km，東西長15.5 km，面積12889 hm2，其主峰黎母嶺海拔1412 m，一般山峰海拔600—1000 m，低山海拔300—600 m。該保護(hù)區(qū)多為丘陵地形，間有小盆地和河谷。植被屬于熱帶常綠季雨林，森林覆蓋率為90%。該區(qū)域?qū)儆跓釒Ъ撅L(fēng)氣候，四季不明顯，終年溫暖濕潤，雨量充沛。年均氣溫22.5 ℃(1 月份最冷，月均溫16 ℃；7 月份最熱，月均溫26 ℃)，年均降雨量2188 mm，年蒸發(fā)量1391—1426 mm，相對濕度87%—88%，年日照1773.5—1918.3 h。

天然林具有較高的物種多樣性，有草本，灌木，喬木和附生植物等形式。林中植被喬木層主要以陸均松(Dacrydiumpierrei), 棕櫚(Trachycarpusfortunei)和椰樹(CocosnuciferaL.)等為主，平均樹冠高度為30 m。地面層草本植物大部分為刺軸櫚(Licualaspinosa)和竹幼苗(bamboospp.)等。落葉層較厚。極少受人為干擾和砍伐。

橡膠林中的橡膠樹(Heveabrasiliensis)平均樹冠高度為20—25 m，大約有63%的平均冠蓋。林下無超過0.5 m高度的植被，大部分面積為裸露地面，落葉層薄而稀疏，主要植被為藎草(HerbaLophatheri)，淡竹葉(Arthraxonhispidus)。由于當(dāng)?shù)剞r(nóng)民經(jīng)常進(jìn)入林中收集橡膠，因此橡膠林受較高的人為干擾。

1.2樣方設(shè)計(jì)和取樣方法

在海南省黎母山選取兩種林型，分別是天然林和橡膠林，每種林型各選取3 個(gè)樣地，樣地之間距離>1000 m，每個(gè)樣地中選取4 個(gè)4 m×4 m的樣方，樣方間距離>27 m，每個(gè)樣方內(nèi)布置4 個(gè)陷阱(共96 個(gè))。陷阱由2 個(gè)口徑為7.2 cm、深10.5 cm、容積為300 mL的塑料杯相嵌埋入地下，杯口與地面相平，每個(gè)陷阱上采用四角都有鐵釘?shù)恼叫文景遄雠铩Ｏ葳迦軇┲饕獮?%的福爾馬林加少量的甘油和洗衣粉水，具體配方為每1000 mL 4%的福爾馬林液加5 mL甘油和幾滴洗衣粉溶液[29]，每次倒入占陷阱容積大約1/2左右的陷阱溶液。根據(jù)鄭國等研究結(jié)果[27]，表明雨季為熱帶雨林蜘蛛個(gè)體密度和豐富度最為豐富的季節(jié)，因此該調(diào)查研究選取2010 年8 月。陷阱法主要收集地面游獵型蜘蛛，每7 天收集1次標(biāo)本，并添加或更換陷阱溶液，時(shí)間分別為：2010 年8 月7、14、21、29 日。另外在同樣的強(qiáng)度下，采用掃網(wǎng)法收集每個(gè)樣方林下植被(高度<2 m)內(nèi)的蜘蛛，每次掃網(wǎng)時(shí)間約8 min。同時(shí)采用單位地表面積法采集地表蜘蛛，使用4 塊長50 cm、寬15 cm的鋼板，在每個(gè)樣方內(nèi)隨機(jī)選取4 個(gè)采集點(diǎn)(避免選擇多石塊或裸地等極端生境)，確定采集點(diǎn)后迅速將4 塊鋼板合攏，將鎖定區(qū)域內(nèi)的凋落物全部收集放在白布上搜檢蜘蛛[27]。掃網(wǎng)法和單位地表面積法采集每7 天進(jìn)行1次，采集時(shí)間分別為2010 年8 月7、14、21、29 日，共4 次采集。

成熟蜘蛛標(biāo)本鑒定依據(jù)本所收藏的多種蜘蛛文獻(xiàn)，包括《中國動(dòng)物志》中蜘蛛目相關(guān)卷冊，蜘蛛物種的學(xué)名依據(jù)Platnick[30]，無法鑒定到種的標(biāo)本，按形態(tài)種(morphospecies)鑒定到屬，進(jìn)行種類計(jì)算和數(shù)量統(tǒng)計(jì)[31- 32]。幼體蛛也盡可能根據(jù)可識別特征鑒定到科或?qū)伲粎⑴c數(shù)據(jù)分析。

根據(jù)蜘蛛結(jié)網(wǎng)和捕食行為的特點(diǎn)，參考H?fer和Brescovit[33]和S?rensen等[34]將黎母山天然林和橡膠林中的蜘蛛分為四種類型：結(jié)圓網(wǎng)型蜘蛛是園蛛科、絡(luò)新婦科、合鰲蛛科、肖蛸蛛科和球體蛛科等；結(jié)皿網(wǎng)型蜘蛛為皿蛛科、幽靈蛛科、縷網(wǎng)蛛科、漏斗蛛科、類球蛛科、花皮蛛科和球蛛科等；游獵型蜘蛛為管巢蛛科、圓顎蛛科、貓蛛科、跳蛛科、平腹蛛科、光盔蛛科、狼蛛科、盜蛛科和擬平腹蛛科等；伏擊型蜘蛛有櫛足蛛科、卵形蛛科、逍遙蛛科、巨蟹蛛科和蟹蛛科等。

1.3數(shù)據(jù)分析

以上數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析采用軟件Statistica 6.0完成。最后采用CANOCO 4.5[36]軟件對包括林型中所有成熟蜘蛛23 科和24 樣方進(jìn)行主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)，分析樣方之間的差異性。

2結(jié)果

2.1蜘蛛組成

經(jīng)鑒定和數(shù)量統(tǒng)計(jì)，共采集蜘蛛標(biāo)本3609 頭，其中成蛛969 頭，歸屬于23 科，162 種。優(yōu)勢科為肖蛸蛛科、狼蛛科、跳蛛科，所占比例分別為22.19%、19.40%、10.84%(表1)。

在橡膠林中，共采集17 個(gè)科，優(yōu)勢類群為肖蛸蛛科(31.47%)、狼蛛科(26.62%)和貓蛛科(10.88%)；常見類群為跳蛛科(6.47%)、園蛛科(5.44%)、球蛛科(4.12%)等8個(gè)科；少見類群為皿蛛科(0.59%)、花皮蛛科(0.29%)、類球蛛科(0.29%)等6 個(gè)科；特有科有3 個(gè)，分別為盜蛛科、絡(luò)新婦蛛科和平腹蛛科。相對橡膠林，天然林中共采集20 個(gè)科，優(yōu)勢類群為跳蛛科(21.11%)、球蛛科(18.69%)和園蛛科(15.92%)；常見類群為卵形蛛科(6.57%)、光盔蛛科(6.57%)、皿蛛科(6.23%)等11 個(gè)科；少見類群為貓蛛科(0.69%)、圓顎蛛科(0.69%)、類球蛛科(0.69%)等6 個(gè)科；特有科有5 個(gè)，分別為漏斗蛛科、巨蟹蛛科、幽靈蛛科、櫛足蛛科、螲螳蛛科。

表1　橡膠林與天然林蜘蛛各科的個(gè)體數(shù)量及比例

2.2多樣性分析

表2顯示，幾乎不受人為干擾的天然林中物種數(shù)量(100 種)多于受人為干擾的橡膠林中物種數(shù)量(87 種)；在密度方面，2 種林型之間有極顯著差異(P<0.01)，橡膠林個(gè)體密度顯著高于天然林(P<0.01)；豐富度指數(shù)顯示天然林顯著高于橡膠林(P=0.02)；天然林蜘蛛均勻度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Simpson指數(shù)高于橡膠林，并都存在極顯著差異(P<0.01)。

表2天然林與橡膠林蜘蛛種類數(shù)、密度、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Simpson指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)比較

Table 2Number of spider species and mean (±SE) density, Richness (Dmg), Evenness (J), Shannon-Weiner function (H′) and Simpson index (D) of sampling plots in two habitats on Hainan Island

林型Foresttype種數(shù)Species密度*Density*豐富度指數(shù)Richness(Dmg)均勻度指數(shù)Evenness(J)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)Shannon-Weiner(H')Simpson指數(shù)Simpsonindex(D)天然林Naturalfor-est10024.08±2.025.22±0.260.96±0.013.94±0.110.92±0.01橡膠林Rubberplantation8756.67±4.744.41±0.150.77±0.033.24±0.120.82±0.02F/M-WU-76.95619.676P-0.000.020.000.000.00

*樣方面積為16 m2;F:t檢驗(yàn),t-test; M-WU值: 曼-惠特尼U檢驗(yàn), Mann-WhitneyUTest;P: 統(tǒng)計(jì)顯著性水平,P<0.05 差異顯著,P<0.01差異極顯著

圖1　天然林和橡膠林采樣面積與種類數(shù)累積曲線　Fig.1　The species-accumulation curve of sampling area and species of number in natural forest and rubber plantation

采樣面積與物種積累曲線表明(圖1)：在植被群落結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、人為干擾程度最輕的天然林中蜘蛛種類數(shù)隨著面積增加而增大(R2=0.99，P<0.01)，植被群落簡單、受人為干擾的橡膠林中蜘蛛種類數(shù)也隨著面積增加而增大(R2=0.99，P<0.01)，但天然林增加的速率高于橡膠林。另外，該曲線逐漸接近漸近線，說明如果繼續(xù)增加取樣，蜘蛛的種類數(shù)將達(dá)到最大值。

2.3功能群分析

蜘蛛功能群的組成和數(shù)量在天然林與橡膠林之間表現(xiàn)出明顯的差異。其中，橡膠林中結(jié)圓網(wǎng)型蜘蛛的個(gè)體數(shù)量顯著高于天然林(Mann-WhitneyU=9.00，P<0.01)；結(jié)皿網(wǎng)型蜘蛛的個(gè)體數(shù)量在天然林顯著高于橡膠林(Mann-Whitney U=23.50，P<0.01)；游獵型蜘蛛在橡膠林的個(gè)體數(shù)量顯著高于天然林(Mann-WhitneyU=1，P<0.01)；而2 種林型中伏擊型蜘蛛的個(gè)體數(shù)量差異不顯著(F=0.49，P=0.49)，但天然林略高于橡膠林(圖2)。

2.4相似性分析

以蜘蛛的科數(shù)和數(shù)量為屬性對24 塊研究樣方進(jìn)行PCA分析，結(jié)果(圖3)表明：天然林與橡膠林相似性極低，天然林中12 個(gè)樣方大多都趨于重合，說明相似性極高，而橡膠林12 個(gè)樣方在圖中分布較散，各樣方之間距離長短不一，說明相似性相對較低。

3討論

3.1蜘蛛組成

比較天然林和橡膠林中蜘蛛組成，可以發(fā)現(xiàn)跳蛛科、球蛛科和園蛛科是天然林中數(shù)量占優(yōu)勢的科，說明這3個(gè)科的蜘蛛更喜歡生境復(fù)雜和人為干擾較少的環(huán)境。鄭國等[27]研究也指出球蛛科更喜歡棲息在復(fù)雜的生境中。在橡膠林中數(shù)量占優(yōu)勢的科分別為肖蛸蛛科、狼蛛科和貓蛛科，表明3個(gè)科能夠適應(yīng)相對開放、簡單、人為干擾強(qiáng)的生境。橡膠林代替天然林后，由天然林中5個(gè)特有科減少為橡膠林中的3個(gè)特有科，說明天然林生境結(jié)構(gòu)復(fù)雜、受人為干擾較少，適合更多蜘蛛棲息。

圖2　天然林與橡膠林蜘蛛功能群數(shù)量比較　Fig.2　Abundance (means±SE) of various spider guilds in per sampling plot between habitats同組數(shù)據(jù)上標(biāo)字母中沒有出現(xiàn)相同字母表示差異顯著(P<0.05)

圖3　23科蜘蛛與天然林和橡膠林樣方(24個(gè))關(guān)系的PCA二維排序圖Fig.3　Ordination diagram of the first two axes of principal component analysis for 23 spider families and 24 samples in natural forest and rubber plantation實(shí)心點(diǎn)代表橡膠林，空心點(diǎn)代表天然林

3.2橡膠林對蜘蛛多樣性的影響

蜘蛛群落結(jié)構(gòu)與棲息生境密切相關(guān)，當(dāng)天然林被橡膠林替代后，對蜘蛛多樣性有顯著影響。天然林與橡膠林中蜘蛛多樣性比較表明，天然林中蜘蛛多樣性明顯高于橡膠林，但密度相反。原因可能是橡膠林受到人為干擾，導(dǎo)致生境結(jié)構(gòu)單一、冠層植物少而矮小，更適合抗干擾能力強(qiáng)的蜘蛛棲息。這一結(jié)果與鄭國等[27]對西雙版納地區(qū)六種林型地表蜘蛛多樣性比較研究結(jié)果相似，他們指出在植被群落結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、人為干擾程度最輕的熱帶季節(jié)雨林蜘蛛多樣性最高，而在植被群落結(jié)構(gòu)最簡單、人為干擾程度最重的橡膠林蜘蛛多樣性最低。Pinkus-Rendón等[7]也認(rèn)為，相對復(fù)雜的生境條件能夠保持更高的蜘蛛多樣性。但與其結(jié)果相反的研究有Tsai等[37]2006 年曾報(bào)道在亞洲熱帶島嶼，對天然林、耕作林地、次生林和草地中蜘蛛多樣性比較的研究，結(jié)果表明嚴(yán)重受干擾的耕作林地中蜘蛛多樣性比其他生境高；Schmidt等[38]2008 年也報(bào)道在沼澤地中，輪流休耕生境為蜘蛛提供了更好的過冬環(huán)境，從而增加了此生境中蜘蛛多樣性。

3.3橡膠林對蜘蛛功能群影響

蜘蛛功能群比較結(jié)果顯示在2 種林型之間除了伏擊型蜘蛛，其他功能群之間有極顯著性差異。結(jié)圓網(wǎng)型蜘蛛在天然林和橡膠林之間有顯著性差異，可能原因是橡膠林林下植被都不高于0.5 m，經(jīng)常受到人為干擾，造就此類生境適合于結(jié)圓網(wǎng)型蜘蛛(如肖蛸蛛科)棲息，在天然林中，雖然有復(fù)雜的林下植被結(jié)構(gòu)，但是結(jié)網(wǎng)型蜘蛛種間競爭棲息空間激烈，導(dǎo)致結(jié)圓網(wǎng)型蜘蛛數(shù)量少；結(jié)皿網(wǎng)型蜘蛛在橡膠林與天然林之間有顯著性差異，由于橡膠林生境結(jié)構(gòu)簡單，不適于結(jié)皿網(wǎng)型蜘蛛棲息，導(dǎo)致橡膠林中結(jié)皿網(wǎng)型蜘蛛(如幽靈蛛科、球蛛科等)數(shù)量明顯低于天然林；游獵型蜘蛛在林型之間差異顯著，原因可能是橡膠林中地表大多裸露，落葉層薄而稀疏，適合于游獵型蜘蛛(如狼蛛科、擬平腹蛛科等)棲息捕食，Jocqué和Alderweireldt[39]曾在2006 年報(bào)道豐富度高的狼蛛科適合于生活在低植被開放性生境中；伏擊性蜘蛛在橡膠林與天然林之間不存在顯著性差異，但天然林微高于橡膠林，可能原因是天然林落葉層較厚，適合于伏擊性蜘蛛躲避和捕食，但數(shù)量較少。

另外，采集方法也可能影響功能群比較結(jié)果，不同的采集方法主要采集不同類型蜘蛛，如陷阱法主要采集地表游獵型蜘蛛、地面穴居型蜘蛛和少數(shù)伏擊性蜘蛛，單位面積法主要采集落葉層結(jié)微網(wǎng)型蜘蛛和少數(shù)地表游獵型蜘蛛、地面穴居型蜘蛛，掃網(wǎng)法主要采集冠層蜘蛛和灌木層結(jié)網(wǎng)型蜘蛛等，再加上因?yàn)樘烊涣止趯又脖簧潮认鹉z林的好，枯枝落葉層結(jié)構(gòu)比橡膠林復(fù)雜，從而影響其結(jié)果。與此結(jié)果相同的研究在2007 年曾報(bào)道，喻國輝等[40]對2 種不同采樣方法對麥田蜘蛛群落結(jié)構(gòu)的比較研究，結(jié)果顯示相同年份不同采樣方法獲得的蜘蛛群落組成不同。

3.4群落結(jié)構(gòu)

PCA分析得出天然林與橡膠林樣方相似性極低。有此結(jié)果主要可能原因是橡膠林代替天然林后，其生境發(fā)生重大變化，天然林生境具有植被群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜、林下幼苗冠層和草本植物種類豐富、枯枝落葉層生境好、人為干擾少，更利于各類型蜘蛛棲息；而橡膠林受到頻繁的人為干擾、植被單一、太陽輻射強(qiáng)，更適于喜歡開放和耐人為干擾的蜘蛛生存。2002 年于曉東等[41]對東靈山地區(qū)地表甲蟲的研究，指出植被類型和人為干擾程度是決定該地區(qū)物種分布和數(shù)量組成的關(guān)鍵因素。天然林中樣方之間相似性極高，而橡膠林極低，可能原因是天然林被當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)，受到人為干擾較小，各樣方生境極為相似，而橡膠林中，各樣方受到人為除草、割膠等活動(dòng)，造成各樣方生境受到不同程度的干擾。因此，橡膠林代替天然林后,嚴(yán)重破壞了天然林中的棲息生境，從而導(dǎo)致蜘蛛物種單一，多樣性下降。

綜上所述，天然林和橡膠林的生境結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和人為干擾程度都有所不同，從而導(dǎo)致蜘蛛多樣性和功能群不同。因此，人們在追求經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，更應(yīng)該保護(hù)天然林，增加森林植被群落結(jié)構(gòu)(如橡膠林)，減少人為干擾，對保護(hù)蜘蛛多樣性和天然林中其他稀有物種具有重要意義。

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Composition and diversity of spiders in the rubber plantation and natural forest of Hainan Island, China

REN Haiqing1,2,3, CHEN Jian1, YUAN Xingzhong2,3, LIU Jie1,*

1HubeiCollaborativeInnovationCenterforGreenTransformationofBio-Resources,CentreforBehaviouralEcologyandEvolution,CollegeofLifeSciences,HubeiUniversity,Wuhan430062,China2CollegeofResourceandEnvironmentalScience,ChongqingUniversity,Chongqing400030,China3KeyLaboratoryofSouthwestResourceExploitationandEnvironmentalDisasterControllingEngineeringofMinistryofEducation,Chongqing400030,China

Abstract：The present study compares the community dynamics of spiders in the rubber plantation of Hainan Island to those of spiders in the island′s natural forest. Hainan, which is the fifth largest rubber producer in the world, is the second largest island in China. It features a tropical climate, and is located in the South China Sea. Rubber plantations are commonly considered “Green Deserts”, as the expansion of rubber plantations has caused a series of ecological problems, including habitat fragmentation, biodiversity loss, habitat loss, soil erosion, and climate change. Of the arthropods, spiders comprise a group known to measure changes in habitat structure, habitat type, wind, and temperature exposure, and play key ecological roles as predators. Spider assemblages, which are easily sampled, are useful indicators that can be used to compare the biodiversity of various environments and assess the effects of disturbances on diversity. Because spiders are generally found in forests in high abundance, they form a good model taxa for biodiversity studies. In addition, their distributions and abundances are linked to the structural attributes of their habitat. They play key functional roles in ecosystems, and their abundance, richness, and community structure in tree canopies are associated with the complexity of the ecosystem′s vegetative structure. To compare the composition and diversity of spiders in a natural forest and a rubber plantation, spider communities in 6 plots (three repetitions for each forest type) were investigated during four field trips in August 2010, using pitfall traps, direct searching, and sweep-netting. The similarity analysis of samples from the natural forest and rubber plantation was conducted via the principal component analysis (PCA) of spider families and numbers of individuals. A total of 3609 individual spiders were collected from the two forests, 969 of which were identifiable adults representing 23 families and 162 species. From samplings of the natural forest, 20 families and 100 species were identified, in which the most abundant families were Salticidae, Theridiidae, and Araneidae. From the rubber plantation samples, 17 families and 87 species were identified, in which the most abundant families were Tetragnathidae, Lycosidae, and Oxyopidae. The abundance of spiders in the rubber plantation is significantly higher than that in the natural forest, but the Shannon -Wiener (H′), Simpson index (D), Evenness (J), and Richness (Dmg) are significantly higher in the natural forest than in the rubber plantation. In the rubber plantation, the abundance of orb weavers and cursorial hunter-spiders is significantly higher than that in the natural forest, while no significant difference can be detected between sheet-line weaver spiders and ambush predator spiders in the two forests. The results of the PCA indicate that the natural forest and rubber plantation are highly differentiated, with the sampling plots in the natural forest having a much higher degree of similarity than those in the rubber plantation. These results suggest that (1) spider community structure varies and its diversity decreases when rubber plantations replace natural forest, (2) increasing the complexity of habitat structure and reducing anthropogenic disturbance is a meaningful way to conserve and restore biodiversity.

Key Words:Hainan Province; natural forest; rubber plantation; spider; functional groups

DOI:10.5846/stxb201408191643

*通訊作者

Corresponding author.E-mail: jieliuhb@gmail.com

收稿日期:2014- 08- 19; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2015- 07- 29

基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金(31172113, 31272268); 湖北省自然科學(xué)基金(2014CFB544); 湖北省教育廳青年基金(Q20141001)

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