邢樹文,朱 慧,馬瑞君,杜穎青,孫延杰,查廣才

韓山師范學(xué)院學(xué)院生命科學(xué)與食品科技學(xué)院, 潮州 521041

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不同生境條件與管理方式對(duì)茶園蜘蛛群落結(jié)構(gòu)及多樣性的影響

邢樹文*,朱 慧,馬瑞君,杜穎青,孫延杰,查廣才

韓山師范學(xué)院學(xué)院生命科學(xué)與食品科技學(xué)院, 潮州 521041

蜘蛛在茶園的生態(tài)控制和生物防治中起到重要的作用,為了解不同生境條件和管理方式的茶園蜘蛛群落結(jié)構(gòu)差異和多樣性變化,于2011年3月份—2011年10月份,運(yùn)用振落承接和過篩法對(duì)3種不同類型茶園的蜘蛛群落組成與多樣性進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明：(1) 3種類型茶園蜘蛛群落組成：3種類型茶園蜘蛛群落在科、屬、種的組成及個(gè)體數(shù)量上,均表現(xiàn)為有機(jī)茶園高,無公害茶園次之,普通茶園低,且在物種數(shù)和個(gè)體數(shù)存在顯著差異。管巢蛛科和狼蛛科是3種類型茶園的優(yōu)勢(shì)類群,球蛛科、跳蛛科、狼蛛科、皿蛛科的物種優(yōu)勢(shì)度大于10%。 (2) 蜘蛛群落物種多樣性的多重分析結(jié)果表明,有機(jī)茶園蜘蛛群落的個(gè)體數(shù)、物種數(shù)、物種多樣性指數(shù)、物種豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)均高于無公害茶園和普通茶園,普通茶園最低,且達(dá)到顯著水平(P<0.05)。(3) 多元數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,有機(jī)茶園蜘蛛群落組成與普通茶園差異較大,無公害茶園與普通茶園蜘蛛群落組成差異較??；3種類型茶園的茶叢蜘蛛群落個(gè)體數(shù)、物種數(shù)及物種多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)均高于地表,且表現(xiàn)為機(jī)茶園多,無公害茶園次之,普通茶園最少。蜘蛛的功能群采集發(fā)現(xiàn),在3種茶園中結(jié)網(wǎng)蜘蛛少,而主要是游獵蜘蛛。(4) 不使用化學(xué)農(nóng)藥的茶園,因其周邊生境結(jié)構(gòu)復(fù)雜(竹林、小灌木及雜草),植被豐富,形成植被緩沖帶,改善了茶園小氣候環(huán)境,增加了茶園土表覆蓋度,可明顯提高茶叢和地表游獵蜘蛛的物種數(shù)和個(gè)體數(shù)量。綜合研究結(jié)果表明,在生態(tài)條件好、干擾少的有機(jī)茶園中的蜘蛛物種數(shù)量、群落多樣性明顯高于受損生態(tài)系統(tǒng)和人為干擾強(qiáng)的普通茶園。

茶園；生境條件；管理方式；蜘蛛；群落結(jié)構(gòu)；多樣性

近年來,茶農(nóng)為追求經(jīng)濟(jì)效益提高茶葉產(chǎn)量,不斷擴(kuò)建茶園并且頻繁施用化學(xué)農(nóng)藥、除草劑和化肥,不僅導(dǎo)致常規(guī)管理的茶園生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞,而且引發(fā)茶園環(huán)境污染和茶葉農(nóng)藥殘留超標(biāo),茶葉品質(zhì)下降。蜘蛛在茶園生態(tài)系統(tǒng)中種類多,數(shù)量大,是主要的茶園害蟲天敵,對(duì)茶園多種害蟲具有重要的控制作用,在有機(jī)生態(tài)茶園害蟲調(diào)控方面發(fā)揮重要功能,其對(duì)假眼小綠葉蟬(Empoascavitis)具有極強(qiáng)的捕食作用[1-3],對(duì)茶麗紋象甲 (Myllocerinusaurolineatus)、茶二叉蚜(Toxopteraaurantii)、黑刺粉虱(Aleurocanthusspiniferus)及多種蛾類低齡幼蟲及成蟲也具有良好的調(diào)控效果[4-7]。因此,保護(hù)茶園蜘蛛多樣性,以蛛控蟲,建立無污染健康的生態(tài)茶園是當(dāng)前學(xué)者對(duì)茶業(yè)種植和發(fā)展最關(guān)注的熱點(diǎn)話題之一。多年來,為避免化學(xué)防治害蟲帶來的危害,國(guó)內(nèi)學(xué)者在構(gòu)建茶葉種植和管理模式[8-9],以及利用蜘蛛等天敵進(jìn)行生態(tài)控制[10-11]方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。自20世紀(jì)90年代,我國(guó)茶區(qū)在蜘蛛種類和地理分布[12-13]、茶園蜘蛛種群動(dòng)態(tài)[14-15]、茶園蜘蛛?yún)^(qū)系分布[16]、茶園蜘蛛群落組成[17-19]及茶園蜘蛛多樣性研究[20]等方面做了大量基礎(chǔ)性研究,為利用蜘蛛種群構(gòu)建無污染的景觀生態(tài)茶園奠定了基礎(chǔ),探討不同環(huán)境條件和管理方式對(duì)茶園蜘蛛群落結(jié)構(gòu)及多樣性的影響,蜘蛛群落與茶園環(huán)境構(gòu)建的關(guān)系,對(duì)茶業(yè)種植、茶葉產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和茶區(qū)的生態(tài)重建具有重要理論意義和實(shí)踐價(jià)值。但是這些方面一直以來都缺乏深入系統(tǒng)研究。本研究以廣東省潮州市鳳凰山單叢茶區(qū)3種不同類型的茶園作為研究樣區(qū),探討茶園生境條件和管理方式對(duì)蜘蛛物種的組成與分布、群落結(jié)構(gòu)及生物多樣性的影響,分析茶園蜘蛛群落結(jié)構(gòu)的差異,并討論其原因,以期為保護(hù)天敵資源,利用蜘蛛天敵控制蟲害,建立以生物防治主的綜合防治體系茶園提供基礎(chǔ)的科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究樣地設(shè)在廣東省潮安縣境內(nèi)的鳳凰鎮(zhèn),海拔250—1391 m, 年平均氣溫為21.4℃,降雨量為2119.7 mm。極端最高氣溫為39.6℃,極端最低氣溫為-0.5℃。本研究的茶區(qū)分有機(jī)茶園、無公害茶園和普通茶園3種類型的茶園,總面積約1000 hm2以上。主要種植茶樹品種為鳳凰單叢茶,種植年限在14—16a之間。

有機(jī)茶園,位于鳳凰鎮(zhèn)叫水坑村,海拔850 m,茶園周圍是毛竹(Phyllostachysedulis(Carrere) J.Houz.)及闊葉混交林、灌木, 茶園伴生革命菜(Alternantherasessilis(L.)R.Br.ex DC.)、芒萁(Dicranopterisdichotoma(Thunb.)Bernh.)、野牡丹(PaeoniadelavayiFranch.) 霍香薊(AgeratumconyzoidesL.)等多種植物。茶園為梯田式造田, 茶樹行距2.0m, 間距40cm, 茶樹蓋度51.3%,年平均氣溫19.23℃,平均濕度(RH) 89.36,年降雨量為1737.40mm,每年春季4月人工采春茶1次,秋后整枝和人工除草,平均每?jī)赡晔┯袡C(jī)肥1次,茶園不施用農(nóng)藥與除草劑。

無公害茶園,位于大山鎮(zhèn)上春村、中段村和芼嶺村,海拔510m,茶園周邊為闊葉混交林等喬木、灌木和草叢,茶園伴生植物主要有金毛耳草(HedyotisChrysotricha(Palib)),芒萁、寬葉鼠麴草 (GnaphaliumadnatumWall.ex DC.)、霍香薊等植被。梯田式茶園,茶行間距為2.0m,或1.5m；茶樹蓋度76.3%,平均氣溫24.46℃,平均濕度(RH) 86.47,年平均降雨量為1693.20mm,茶園每年的4月、6月、8月和10月采茶4次。施用2.5%聯(lián)苯菊酯35 mL 900倍液及24%滅多威水劑35mL 900倍液,4—6 次/a,除草劑1次/a。

普通茶園,位于鳳凰鎮(zhèn)周邊的鳳新村、下埠村,橋頭村,地勢(shì)為丘陵地帶,海拔350m,單一茶園,周圍分布有少量小型灌木及雜草,周邊環(huán)境嚴(yán)重破壞。茶園伴生極少量雞矢藤(Paederiascandens(Lour.) Merr.) 及空心蓮子草(Alternantheraphiloxeroides(Mart.) Griseb.)等植被。非梯田式茶園,茶樹行距1.5m。茶樹蓋度69.32%,年平均氣溫26.18℃,平均濕度(RH) 81.47,年平均降雨量為1748.20mm,茶園每年采茶10次。施除草劑1次；施用2.5%聯(lián)苯菊酯35 mL 900倍液及24%滅多威水劑35mL 900倍液,12—14次/a,除草劑2次。

1.2 調(diào)查與分析方法

1.2.1 取樣時(shí)間

2011年3—10月份,對(duì)3種不同生境類型的茶園蜘蛛群落進(jìn)行調(diào)查,每月調(diào)查1次,調(diào)查時(shí)間為每月的20—25日。標(biāo)本采集方法為振落承接法和篩網(wǎng)法采集蜘蛛。

1.2.2 樣地設(shè)置

本研究是依據(jù)茶園的生境類型和管理方式不同,在研究區(qū)域選擇3種不同生境類型和管理方式的茶園(即有機(jī)茶園、無公害茶園和普通茶園)作為研究對(duì)象,每個(gè)生境茶園各選取海拔和地形差別不大的5塊茶園作為調(diào)查樣地,共15個(gè)調(diào)查樣地。每個(gè)樣地面積在約0.3—0.5hm2,樣地間距離均為350m以上。在每個(gè)樣地采用平行跳躍法,每隔5個(gè)茶行選取一個(gè)茶行作為調(diào)查樣點(diǎn),每個(gè)樣點(diǎn)調(diào)查10株茶叢。調(diào)查方法先地表,后茶叢。

地表的調(diào)查方法 在每個(gè)樣點(diǎn)的10株茶叢行間收集地表凋落物和表層土,采用篩網(wǎng)法對(duì)其過篩后捕獲篩選出來的蜘蛛。

茶叢的調(diào)查方法 在每個(gè)采樣點(diǎn)的10株茶叢的茶行兩側(cè)鋪以塑料薄膜承接,用力振動(dòng)和拍打茶叢6次,收集震落下來的蜘蛛。

1.2.3 標(biāo)本處理與鑒定

將每個(gè)樣點(diǎn)采集的茶叢和地表蜘蛛標(biāo)本,分別收集在盛有80%的酒精標(biāo)本瓶中,分類貼標(biāo)簽,帶回實(shí)驗(yàn)室分別鑒定和計(jì)數(shù)。所獲成體蜘蛛標(biāo)本鑒定到種,幼蛛鑒定到科(屬),未鑒定到種的標(biāo)本不參與數(shù)據(jù)分析。

1.2.4 優(yōu)勢(shì)度劃分

參照地Berger-Parker 生態(tài)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)的方法,將物種生態(tài)優(yōu)勢(shì)度劃分為 5 個(gè)等級(jí),具體標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)D≥0.1 時(shí)為優(yōu)勢(shì)種,用 D(Dominant)表示；0.05≤D<0.1 時(shí) 為 豐 盛 種,用A(Abundant)表示；0.01≤D<0.05 時(shí)為常見種,用F(Frequent)表示；0.001≤D<0.01時(shí)為偶見種,用O(Occasional)表示；D<0.001時(shí)為稀有種或罕見種,用R(Rare)表示[21]。

1.3 分析方法

茶園蜘蛛群落的物種多樣性(Diversity)采用如下方法計(jì)算[22-23]：

Shannon-Wiener指數(shù)

H′=-∑Pi×lnPi；

Pielou均勻性指數(shù)

Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)

D=1-∑Pi2,其中,Pi=Ni/N

Margalef物種豐富度指數(shù)

SR=(S-1) / lnN

式中,pi為群落第i個(gè)物種個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)比例；N為蜘蛛群落全部物種的總個(gè)體數(shù),S為蜘蛛群落的總類群數(shù)。

Bray-Curtis 距離系數(shù)

式中,m為研究樣地蜘蛛所有類群數(shù)；Xij為第j個(gè)生境第i個(gè)類群蜘蛛的個(gè)體數(shù)；Xik為第K個(gè)生境i個(gè)類群的蜘蛛個(gè)體數(shù)[24]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本次調(diào)查統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)均采用Microsoft office Excel 2007和SPSS 16.0進(jìn)行處理。

在每個(gè)生境的茶園蜘蛛群落調(diào)查中,將各個(gè)月份相對(duì)應(yīng)同一樣地的蜘蛛標(biāo)本合并計(jì)算,獲得5個(gè)樣地蜘蛛的物種數(shù)和個(gè)體數(shù),然后再將5個(gè)樣地的蜘蛛分別計(jì)算,用以統(tǒng)計(jì)蜘蛛的個(gè)體數(shù)、類群數(shù)(科、屬)、物種數(shù),以及群落物種多樣性指數(shù)(H′), 物種豐富度指數(shù)(SR)、Pielou 均勻度指數(shù)(E)、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)。參數(shù)進(jìn)行 Duncan 新復(fù)極差多重比較檢驗(yàn), 取α=0.05, 比較各群落參數(shù)差異顯著性。茶叢和地表蜘蛛分開統(tǒng)計(jì)個(gè)體數(shù)和物種數(shù),并按上述方法分別計(jì)算其群落物種多樣性各項(xiàng)生態(tài)學(xué)指標(biāo)和Duncan檢驗(yàn)。

采用非線性多維標(biāo)度法(non-metric multidimensional scaling,NMDS)對(duì)3種茶園蜘蛛群落進(jìn)行了分類排序。在本文中,NMDS排序所使用的數(shù)據(jù)庫是每個(gè)樣方蜘蛛的活動(dòng)密度,排序分析過程選用Sorensen (Bray-Curtis)指數(shù)來比較蜘蛛群落結(jié)構(gòu)的差異。排序分析結(jié)果給出了Stress值,Stress < 5,表示排序結(jié)果很好；Stress < 10,表示排序結(jié)果較好；Stress < 20,表示排序結(jié)果尚可；Stress > 20,則表示排序結(jié)果較差[25]。利用非參數(shù)多元方差分析比較3種茶園蜘蛛群落結(jié)構(gòu)的整體差異。非參數(shù)的多元方差分析也稱為基于置換的多元方差分析(Permutation based MANOVA, perMANOVA)是一種利用置換方法來檢驗(yàn)多元方差分析的非參數(shù)程序,適用于動(dòng)物生態(tài)學(xué)群落分析。本文perMANOVA 用于檢驗(yàn)3種不同茶園蜘蛛群落整體上是否存在差異,以茶園類型為分組變量,用Sorensen (Bray-Curtis)做距離測(cè)量。perMANOVA 的結(jié)果以傳統(tǒng)方差分析表的形式輸出。以上分析使用國(guó)際通用的排序軟件PC-ORD 5.0軟件包[26]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生境條件與管理方式的茶園蜘蛛群落組成與數(shù)量特征

調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示,3種茶園共采集蜘蛛標(biāo)本15992頭,隸屬18科62屬79種。其中,有機(jī)茶園蜘蛛個(gè)體數(shù)8076頭,隸屬18科58屬73種,占總個(gè)體數(shù)的50.22%,占總物種數(shù)的92.41%；無公害茶園蜘蛛個(gè)體數(shù)4911頭,隸屬17科49屬64種,占總個(gè)體數(shù)的30.88%,占總物種數(shù)的81.01%；普通茶園蜘蛛個(gè)體數(shù)3005頭,隸屬14科42屬46種,占總個(gè)體數(shù)的18.90%,占總物種數(shù)的58.22%。

在科的水平上,本次調(diào)查的3類茶園共有優(yōu)勢(shì)類群是管巢蛛科和狼蛛科,占總科數(shù)的11.11%。其中,有機(jī)茶園與無公害茶園優(yōu)勢(shì)類群相同,包括球蛛科、跳蛛科、管巢蛛科、蟹蛛科和狼蛛科,分別占總科數(shù)的27.78%和29.41%；普通茶園優(yōu)勢(shì)類群3科,包括管巢蛛科、狼蛛科和柵蛛科,占總科數(shù)的23.08%。優(yōu)勢(shì)類群、豐盛類群、常見類群和稀有類群之比分別是有機(jī)茶園5∶2∶7∶4,無公害茶園5∶3∶6∶3,普通茶園3∶4∶7∶0,由此看出,有機(jī)茶園和無公害茶園蜘蛛群落的組成與結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)于普通茶園。

在屬的水平上,球蛛科、皿蛛科、跳蛛科和狼蛛科的屬較多,屬的優(yōu)勢(shì)度均高于10%以上。有機(jī)茶園蜘蛛比無公害茶園多9個(gè)屬,比普通茶園多12個(gè)屬。有機(jī)茶園占總屬數(shù)的93.55%,無公害茶園占總屬數(shù)的79.03%,普通茶園占總屬數(shù)的67.74%。

在物種的水平上,有機(jī)茶園比無公害茶園多9種,比普通茶園多27種。3類茶園的球蛛科、跳蛛科、狼蛛科和皿蛛科的蜘蛛種類最多,物種優(yōu)勢(shì)度均大于10%。其次,蟹蛛科物種優(yōu)勢(shì)度較高,有機(jī)茶園9.59%,無公害茶園9.38%和普通茶園8.70%。物種名稱詳見附表：廣東潮州鳳凰山茶園蜘蛛資源名錄。

2.2 不同生境條件與管理方式的茶園蜘蛛群結(jié)構(gòu)及多樣性

運(yùn)用物種多樣性方法,對(duì)不同類型茶園蜘蛛群落數(shù)據(jù)處理,見表2所示。結(jié)果表明：3種不同類型茶園蜘蛛的個(gè)體數(shù)、物種數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和豐富度指數(shù)均表現(xiàn)為有機(jī)茶園高,無公害茶園次之,普通茶園低,差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。有機(jī)茶園蜘蛛個(gè)體數(shù)、物種數(shù)與普通茶園的相比差距較大,與無公害茶園差距較小,說明有機(jī)茶園蜘蛛的優(yōu)勢(shì)度和豐富度遠(yuǎn)高于普通茶園,與優(yōu)勢(shì)性指數(shù)和豐富度指數(shù)相一致。3個(gè)茶園的優(yōu)勢(shì)性都很高,說明茶園蜘蛛是茶園害蟲的主要天敵。有機(jī)茶園Shannon-Wiener多樣性指數(shù)高于無公害茶園1.5倍,高于常規(guī)管理的普通茶園的2.40倍，表明有機(jī)茶園蜘蛛群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好,普通茶園相對(duì)較差。

表1 廣東鳳凰山不同類型茶園蜘蛛群落組成

優(yōu)勢(shì)度的劃分：優(yōu)勢(shì)類群(Dominant Order)：>10.0%；豐富類群(Rich groups)：5%―10%；常見類群(Frequent Order)：1%―5%；稀有類群(Rare Order)：<1%

表2 不同茶園蜘蛛群落特征指數(shù)

同一行不同小寫字母表示有顯著差異(P<0.05)

2.3 不同生境條件與管理方式的茶園蜘蛛群落空間分布特征

茶園生態(tài)系統(tǒng)、周邊生境條件及茶園管理方式對(duì)蜘蛛群落的個(gè)體數(shù)量和物種組成有很大影響。本次調(diào)查對(duì)茶叢和地表蜘蛛統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示,有機(jī)茶園、無公害茶園和普通茶園的地表與茶叢蜘蛛物種比值分別為1∶1.24,1∶1.27,1∶1.02,個(gè)體數(shù)比值為1∶1.74,1∶1.43,1∶1.29。由此看出,蜘蛛的個(gè)體數(shù)、物種數(shù)及相對(duì)豐度均表現(xiàn)為茶叢高于地表,有機(jī)茶園高,無公害茶園次之,普通茶園低；除園蛛科、肖蛸科、漏斗蛛科的蜘蛛在茶樹上結(jié)網(wǎng)外,跳蛛科、蟹蛛科、管巢蛛科、貓蛛科及皿蛛科的大多數(shù)蜘蛛游獵于茶樹上狩獵昆蟲,少數(shù)在地面上捕獵,所以茶叢蜘蛛的豐富度、多度均高于地表。由于游獵蜘蛛的活動(dòng)范圍大,在茶叢和地表上都有游獵蜘蛛活動(dòng),說明游獵蜘蛛在茶園捕食功能的重要性。而3類茶園茶叢與地表蜘蛛的差異,卻與茶園的周邊生境和茶園自身的生態(tài)環(huán)境相關(guān),周邊生境與自身生態(tài)環(huán)境良好的有機(jī)茶園適宜更多數(shù)量和種類的蜘蛛聚集和生存, 生態(tài)環(huán)境較差的普通茶園蜘蛛的數(shù)量和種類則減少。

從表3可以看出, 3種類型茶園茶叢和地表蜘蛛的個(gè)體數(shù)、物種數(shù)均表現(xiàn)為有機(jī)茶園高,無公害茶園次之,普通茶園低,且達(dá)到顯著水平(P<0.05)。茶叢蜘蛛群落的物種多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)性指數(shù)和豐富度指數(shù)均表現(xiàn)有機(jī)茶園高,無公害茶園次之,普通茶園低,且差異性均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；3類茶園地表蜘蛛群落的個(gè)體數(shù)和多樣性指數(shù)差異達(dá)到顯著水平(P<0.05),普通茶園的物種數(shù)和豐富度指數(shù)與無公害茶園間無顯著差異,有機(jī)茶園和無公害茶園的均勻度指數(shù)無顯著差異,但與普通茶園差異顯著；3類茶園的優(yōu)勢(shì)性指數(shù)無顯著差異。整體上,茶叢蜘蛛群落結(jié)構(gòu)和物種多樣性高于地表蜘蛛群落,有機(jī)茶園地表與茶叢蜘蛛群落結(jié)構(gòu)的相差較大,無公害茶園與普通茶園地表與茶叢蜘蛛相差較小。

表3 蜘蛛群落的數(shù)量組成與多樣性指數(shù)在不同生境茶園的空間差異

2.4 不同生境條件與管理方式的茶園蜘蛛群落排序分析

3種茶園蜘蛛群落NMDS排序分析結(jié)果表明,排序軸1和2存在明顯的正交性(84.3%,r=-0.40),這兩個(gè)排序軸累計(jì)解釋了95.7%的數(shù)據(jù)變異(排序軸1：R2= 0.888；排序軸2：R2=0.069),說明前兩個(gè)排序軸較好地反映了茶叢蜘蛛群落結(jié)構(gòu)(圖1),表明茶叢蜘蛛群落的個(gè)體數(shù)、物種數(shù)和多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)高于地表。3種茶園蜘蛛群落NMDS排序分析計(jì)算出的Stress值為4.81,表明NMDS排序分析結(jié)果是較好的。從排序圖中可以看出,3種茶園蜘蛛群落組成明顯不同,有機(jī)茶園蜘蛛群落組成與普通茶園相差較大,而無公害茶園與普通茶園蜘蛛群落組成相差較小。3種茶園蜘蛛群落的方差(PerMANOVA)分析結(jié)果與NMDS排序結(jié)果一致,3種茶園蜘蛛群落的個(gè)體數(shù)、物種數(shù)和生態(tài)指數(shù)均存在顯著差異(F2,14=12.46,P< 0.001)。多重比較的結(jié)果表明,3種茶園間蜘蛛群落的個(gè)體數(shù)、物種數(shù)和蜘蛛群落生態(tài)學(xué)指數(shù)均存在顯著差異(t=2.95,P=0.011；t=4.91,P=0.010；t=2.53,P=0.008)。

圖1 茶園蜘蛛群落NMDS排序圖 Fig.1 NMDS plots indicating 2-dimensional distances of the spider communities among three habitats

3 討論

3.1 保留茶園周邊生境條件,構(gòu)建結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的植被緩沖帶,科學(xué)管理茶園,能提高蜘蛛群落多樣性

生物多樣性作為生物群落組成結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo),能夠反映群落內(nèi)物種多少和生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜程度,從而反映生境間的相似性及差異性[27-28]。生物群落多樣性是群落生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一,越來越多的研究表明,復(fù)雜多樣的植被環(huán)境蜘蛛群落多樣性也增加[29-30]。蜘蛛群落多樣性與茶園生態(tài)系統(tǒng)周邊自然環(huán)境條件和外界人為干擾相互適應(yīng),蜘蛛各類群在時(shí)空序列上產(chǎn)生與周圍環(huán)境相適應(yīng)的周期性節(jié)律動(dòng)態(tài),并且協(xié)同進(jìn)化[31]。茶園周邊的生境條件、地理位置、溫度、濕度、管理方式的差異,以及蜘蛛與害蟲間的食性關(guān)系,是導(dǎo)致茶園蜘蛛群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生差異的重要因素[32]。蜘蛛種類在茶園生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成受周邊生境條件等影響較大,對(duì)不同生境具有依賴性,隨著生境的改善群落密度變大[3,32]。本研究結(jié)果有機(jī)茶園、無公害茶園和普通茶園蜘蛛的個(gè)體數(shù)之比為2.69∶1.64∶1,物種數(shù)量比為1.59∶1.14∶1,有機(jī)茶園蜘蛛的多樣性高、穩(wěn)定性強(qiáng),無公害茶園次之,而普通茶園蜘蛛多樣性低,穩(wěn)定性差。主要有兩個(gè)因素,其一是不同茶園生態(tài)環(huán)境及周邊生境存在很大的差異。有機(jī)茶園周邊植為闊葉混交林和竹林,其交界處具有小灌木和草叢,豐富的植被形成茶園周邊復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境,構(gòu)成茶園與植被緩沖帶間的邊緣效應(yīng)[33],對(duì)維持該環(huán)境的小氣候穩(wěn)定性起到關(guān)鍵作用。茶園周邊豐富而穩(wěn)定的植被生境改善了節(jié)肢動(dòng)物的生態(tài)位和空間分布格局,不僅為蜘蛛提供了良好的庇護(hù)場(chǎng)所,小氣候適宜的溫度和濕度也為蜘蛛繁殖和生存提供了食物和棲息的條件[34],因此該茶園蜘蛛種類和個(gè)體數(shù)都會(huì)增加,物種多樣性也有所提高,茶園生態(tài)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。而普通茶園是過度開發(fā)茶園,周邊生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞,茶園連成片,形成單一茶園,蜘蛛由于缺乏庇護(hù)場(chǎng)所,夏季(7月份和8月份)形成高溫,秋季(9月下旬至11月上旬)因濕度降低形成干燥氣候,以及冬季低溫對(duì)蜘蛛的捕食和繁殖造成很大的影響,導(dǎo)致蜘蛛群落數(shù)量減少,多樣性降低。其二是不同茶園的管理方式不同。有機(jī)茶園人為干擾少,有機(jī)茶園不使用化學(xué)農(nóng)藥和除草劑,每年春季4月上旬至5月下旬采茶1次,全年整枝1次,普通茶園人為干擾多,尤其是在4月、5月和6月使用農(nóng)藥,不僅會(huì)殺死成熟蜘蛛,而且對(duì)會(huì)殺死大量的幼蛛,大大減少蜘蛛的種群數(shù)量,這也是普通茶園蜘蛛數(shù)量和種類少于有機(jī)茶園的主要原因。其三,茶園的地理位置、海拔高度等自然條件,氣溫和濕度、降雨量等氣候條件也是導(dǎo)致茶園蜘蛛群落多樣性差異的重要因素。有機(jī)茶園海拔高,生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)復(fù)雜,降雨量增多,霧氣增加,茶園形成適宜的氣溫和濕度,避免高溫氣候,有利于蜘蛛的繁殖和生存,提高茶園蜘蛛的物種數(shù)量及多樣性,這對(duì)控制茶園蟲害、調(diào)控茶園生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起著重要的作用。而無公害茶園海拔較低,尤其是普通茶園海拔只有350m,茶園周邊生境嚴(yán)重破壞,夏季的高溫、秋季的干燥以及冬季低溫都會(huì)降低茶園蜘蛛種群數(shù)量和多樣性。無公害茶園周邊也具有良好的生境條件,闊葉混交林、灌木叢和雜草等豐富的植被分布,形成茶園的小氣候條件,會(huì)聚集更多種類和數(shù)量的蜘蛛,提高蜘蛛群落的物種多樣性,但由于該茶園使用化學(xué)農(nóng)藥和除草劑,會(huì)殺死或驅(qū)趕部分蜘蛛逃離茶園,導(dǎo)致茶園蜘蛛種類和個(gè)體數(shù)都會(huì)減少,因此,無公害茶園蜘蛛群落的多樣性及蜘蛛群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度會(huì)低于有機(jī)茶園,高于普通茶園。

3.2 茶園周邊良好的生境條件及科學(xué)的管理方式,能增加茶叢和地表蜘蛛的種類和數(shù)量,有效促進(jìn)蜘蛛在茶叢和地表上的合理分布,提高茶園蜘蛛優(yōu)勢(shì)類群

蜘蛛的捕食和生殖方式是自然選擇的結(jié)果,也是蜘蛛在獲取這種本能中競(jìng)爭(zhēng)生存空間環(huán)境的過程。生境條件的優(yōu)劣,對(duì)蜘蛛獲取食物和繁殖后代有著重大影響[35]。茶園周邊生境條件、茶園小生態(tài)系統(tǒng)植被組成、植被生物量及植被生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性等直接影響蜘蛛群落的組成和分布[36- 38]。本次調(diào)查的3種類型茶園茶叢蜘蛛的種類和個(gè)體數(shù)均高于地表的1.5倍以上,而且茶叢和地表蜘蛛群落的豐富度和物種多樣性均為有機(jī)茶園高于無公害茶園,普通茶園最低。生境條件和管理方式是茶園棲息的蜘蛛群落空間分布的重要因素,周邊生境植被豐富穩(wěn)定性好、有植被緩沖帶的有機(jī)茶園,棲息大量的節(jié)肢動(dòng)物群落,豐富了茶樹地上部分的食物鏈結(jié)構(gòu),大量的游獵型蜘蛛,如多色金蟬蛛、鰓哈莫蛛、花哈沙蛛、兜垛跳珠、栓柵蛛、食蟲溝瘤蛛、卡氏蓋蛛等與狩獵型蜘蛛,如角紅蟹蛛、千島花蟹蛛、羽斑管巢蛛、斜紋貓蛛等聚集在茶樹干和樹冠上,導(dǎo)致茶叢蜘蛛群落的物種豐富,數(shù)量增加,多樣性升高。而有機(jī)茶園茶行間不僅凋落物多,地表覆蓋度高,而且茶園植被也較其他兩類茶園豐富,為溝渠豹蛛、幼豹蛛、版納熊蛛、胡氏逍遙蛛等地表游獵型蜘蛛提供了棲息和捕食場(chǎng)所,同樣導(dǎo)致地表游獵型蜘蛛種類和數(shù)量的增加,多樣性升高。另外,有機(jī)茶園為無害管理,不使用農(nóng)藥和除草劑,對(duì)茶園干擾少,以及適宜的氣溫,使結(jié)網(wǎng)型蜘蛛種群數(shù)量增多,整體提升了有機(jī)茶園蜘蛛多樣性,為茶園害蟲的生態(tài)調(diào)控起到了關(guān)鍵性的作用。無公害茶園雖然也具有良好的周邊環(huán)境,但農(nóng)藥和除草劑的使用,很大程度上削弱了蜘蛛種群數(shù)量,降低了蜘蛛群落物種多樣性。周邊裸露、沒有植被分布的普通茶園,其自身生態(tài)環(huán)境也較差,茶叢蜘蛛種類和數(shù)量會(huì)大量減少,由于地表覆蓋層少,大部分裸露,棲息環(huán)境和食物來源都不能滿足地表蜘蛛的生存需求,因而導(dǎo)致地表蜘蛛物種與數(shù)量減少,物種多樣性降低。此外,普通茶園頻繁使用化學(xué)農(nóng)藥和除草劑,采茶次數(shù)等人為干擾活動(dòng)多,茶樹地上部分的結(jié)網(wǎng)蜘蛛,如八斑鞘腹蛛、滑鞘腹蛛、花圓腹蛛、濁斑艾蛛、日本艾蛛、羽斑肖蛸、前齒肖蛸、森林漏斗蛛和機(jī)敏漏斗蛛數(shù)量會(huì)大量減少,同時(shí)導(dǎo)致游獵或狩獵型的跳蛛科、蟹蛛科和個(gè)體較小的皿蛛科的種群數(shù)量大量減少,因而很大程度上降低了蜘蛛的多樣性。

4 結(jié)論

本研究是對(duì)廣東鳳凰單叢茶區(qū)的首次調(diào)查,記錄了茶園蜘蛛79種,補(bǔ)充廣東茶園蜘蛛新紀(jì)錄61種[11],其中有機(jī)茶園占全部物種的98.53%,其茶叢蜘蛛和地表蜘蛛優(yōu)勢(shì)種、個(gè)體數(shù)及生物多樣性各項(xiàng)生態(tài)指標(biāo)均大于無公害茶園和普通茶園[39-40]?？梢?周邊具有良好的生境條件、生境復(fù)雜而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有機(jī)茶園,能提高蜘蛛群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和多樣性,合理構(gòu)建茶園周邊生境并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)管理,不使用化學(xué)農(nóng)藥,構(gòu)建結(jié)構(gòu)復(fù)雜植物相對(duì)豐富的生境緩沖帶,能增加天敵蜘蛛群落多樣性,發(fā)揮蜘蛛對(duì)害蟲葉蟬自然控制作用,從而提高茶葉質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益,科學(xué)管理方式是保證茶樹干和樹冠游獵蜘蛛群落多樣性與穩(wěn)定性的重要因素。因此保護(hù)茶園周邊生境,減少茶園的人為干擾,能夠提高茶園蜘蛛種群密度,豐富蜘蛛種類,優(yōu)化和穩(wěn)定茶園蜘蛛群落結(jié)構(gòu),這是實(shí)現(xiàn)茶園害蟲生態(tài)控制的有效途徑。

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Effects of different habitats and management on the spider communities in tea plantations

XING Shuwen*,ZHU Hui,MA Ruijun,DU Yingqing,SUN Yanjie,ZHA Guangcai

SchoolofLifeScienceandFoodTechnology,HanshanNormalUniversity,Chaozhou521041,China

Spiders play an important role in ecological management and biological control in tea plantations. To better understand differences in the community structure and species diversity in different tea plantations with different habitats and management, three types of tea gardens, i.e., organic, pollution-free, and common gardens, were investigated using vibration and sieving methods to collect falling spiders. A total of 16952 spider specimens that belong to 75 species, 68 genera, and 21 families were collected; 47.72% (20 families and 67 genera) of 8089 specimens were collected from the organic tea garden; 29.60% (20 families and 54 genera) of 5017 specimens, pollution-free tea garden; and 18.10% (18 families and 47 genera) of 3068 specimens, common tea garden. The order of the spider community composition and individuals, from high to low, was as follows: organic tea garden, pollution-free tea garden, and common tea garden. The differences in species diversity and individual numbers were significant among the three types of tea gardens. Clubionidae and Lycosidae were the dominant taxa, and species dominance in Theridiidae, Salticidae, Lycosidae, and Linyphiidae was greater than 10%. The multiple analysis results showed that individual number, species number, species diversity index, species richness index, and evenness index of the spider community were higher in the organic tea garden than in the pollution-free and common tea gardens; the common tea garden showed the lowest values (P<0.05). Multivariate data analysis showed that the obvious differences in spider community composition between the organic tea garden and common tea garden were large; however, the differences between the pollution-free tea garden and common tea garden were few. In the three types of tea gardens, individual number, species number, species diversity index, richness index, and evenness index were higher in the tea bushes than on the surface, and the order was as follows: organic tea garden, pollution-free tea garden, and common tea garden. Less netting spiders and more wandering spiders were found in the three types of tea plantations. Without the use of chemical pesticides in tea gardens, the complex surrounding habitat and rich vegetation (bamboo, small shrubs, and weeds) could increase species and individual numbers of hunting spiders in tea bushes and the ground, forming an effective buffer zone to improve the microclimate environment and to increase soil surface coverage significantly. In conclusion, the species number and community diversity in organic tea gardens with fine ecological conditions and low human disturbance are obviously higher than those in common tea plantations with a damaged ecosystem and high human disturbance.

tea plantation; habitat condition; management style; spider; community structure; biodiversity

附表 廣東潮州鳳凰山茶園蜘蛛資源名錄 (廣東,2016)

* 表示廣東茶區(qū)蜘蛛新紀(jì)錄種；D：優(yōu)勢(shì)種Dominnant；A：豐盛種Abundant; F：常見種Frequent； O：偶見種Occational；R：稀有種Rare;OP：有機(jī)茶園Organic tea platation；PP：無公害茶園Non-Pollution tea platation；CP：普通茶園Commen tea platation

廣東省教育廳特色創(chuàng)新類項(xiàng)目(2014KTSCX160)；潮州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014N09)

2016- 04- 23;

2016- 12- 07

10.5846/stxb201604230765

*通訊作者Corresponding author.E-mail: xsw501@126.com

邢樹文,朱慧,馬瑞君,杜穎青,孫延杰,查廣才.不同生境條件與管理方式對(duì)茶園蜘蛛群落結(jié)構(gòu)及多樣性的影響.生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(12):4236- 4246.

Xing S W,Zhu H,Ma R J,Du Y Q,Sun Y J,Zha G C.Effects of different habitats and management on the spider communities in tea plantations.Acta Ecologica Sinica,2017,37(12):4236- 4246.