胡 陽(yáng),耿 坤,劉 霞,張 玉,胡吉峰,吳 瓊,談孝鳳
1. 貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所,貴陽(yáng) 550006; 2. 貴州省貴陽(yáng)市植保植檢站,貴陽(yáng) 550081; 3. 貴州省湄潭縣植保植檢站,貴州 湄潭 564100; 4. 貴州省龍里縣種植業(yè)發(fā)展中心,貴州 龍里 551200; 5. 貴州省貴陽(yáng)市花溪區(qū)植保站,貴陽(yáng) 550025; 6. 貴州省植保植檢站,貴陽(yáng) 550001
農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生活著種類(lèi)繁多且數(shù)量巨大的各種節(jié)肢動(dòng)物,這些節(jié)肢動(dòng)物提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(如生物控制、 授粉等)是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要條件,為人類(lèi)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利益[1-3].集約化經(jīng)營(yíng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式為保障糧食生產(chǎn)和供給發(fā)揮了巨大作用,卻導(dǎo)致農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的下降和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的減退,也是傳粉昆蟲(chóng)及傳粉服務(wù)功能急劇下降的主要原因之一[4-5].昆蟲(chóng)傳粉是生態(tài)系統(tǒng)中傳粉服務(wù)功能最重要的媒介形式,也是形成和制約生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮服務(wù)功能的關(guān)鍵因素,傳粉昆蟲(chóng)的種類(lèi)多少和傳粉質(zhì)量對(duì)依賴(lài)動(dòng)物傳粉的作物產(chǎn)量和質(zhì)量至關(guān)重要,傳粉昆蟲(chóng)也為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和自然生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況提供預(yù)警和反饋[6-9].
貴州省正在大力發(fā)展茶葉產(chǎn)業(yè),目前全省的茶園面積已達(dá)46.67萬(wàn)hm2,貴州省茶葉產(chǎn)業(yè)將生態(tài)、 有機(jī)、 干凈茶作為基本出發(fā)點(diǎn)和追求目標(biāo).貴州處于我國(guó)生物多樣性較為豐富的西南地區(qū),山區(qū)地貌是貴州地貌的基本屬性,因此貴州的大部分茶園表現(xiàn)為林中有茶、 茶中有林的鑲嵌林窗式茶園分布格局,茶園周邊的自然、 半自然植被在春、 夏、 秋3季基本上都有不同的植物次序開(kāi)花,因此生活在這些自然、 半自然林地的傳粉昆蟲(chóng)種類(lèi)較為豐富.同時(shí),由于林地和茶園的鑲嵌林窗式分布格局,使得茶園成為許多傳粉昆蟲(chóng)的重要生境,然而,在貴州開(kāi)展茶園傳粉昆蟲(chóng)的調(diào)查和研究報(bào)道相對(duì)缺乏.因此本研究在貴州2個(gè)重要茶葉產(chǎn)區(qū)(都勻毛尖和湄潭翠芽)的核心地帶,利用節(jié)肢動(dòng)物研究常用的色盆法,對(duì)多年未使用化學(xué)農(nóng)藥的生態(tài)茶園開(kāi)展了茶園傳粉昆蟲(chóng)多樣性調(diào)查和研究,以期初步了解貴州茶園生境傳粉昆蟲(chóng)多樣性基本情況,為貴州大力打造干凈茶和生態(tài)茶提供一定的數(shù)據(jù)支撐; 同時(shí),通過(guò)比較白、 黃、 藍(lán)3種色盆對(duì)茶園傳粉昆蟲(chóng)的誘集效果,為今后開(kāi)展茶園傳粉昆蟲(chóng)的研究選擇合適的方法提供依據(jù).
本次調(diào)查的2個(gè)生態(tài)茶園分別屬于都勻毛尖(黔南州龍里縣)和湄潭翠芽(遵義地區(qū)湄潭縣)的主產(chǎn)區(qū).龍里茶園位于東經(jīng)107°2′8″,北緯26°13′29″,海拔1 277 m; 湄潭茶園位于東經(jīng)107°32′19″,北緯27°39′48″,海拔約886 m.2個(gè)茶園均位于山區(qū),與其周?chē)臉?shù)林構(gòu)成了鑲嵌分布的林窗式生態(tài)茶園.總體而言,龍里茶園周邊的自然、 半自然生境面積明顯多于湄潭茶園,且龍里茶園地貌多樣性?xún)?yōu)于湄潭茶園.
調(diào)查采用色盆誘集法、 又稱(chēng)彩盆法或掛盆陷阱法[10],色盆為市售一次性圓形透明塑料快餐盒用自噴漆自制而成.色盆上口內(nèi)徑13 cm,下口內(nèi)徑8.5 cm,高8 cm,自噴漆顏色分為珍珠白(pearl white)、 美術(shù)黃(canary yellow)、 天藍(lán)(sky blue)3種顏色,將塑料盒的內(nèi)外均勻噴好漆后晾干備用.使用時(shí)盆內(nèi)加入400 mL水、 1.2 g苯甲酸鈉防腐劑及1滴液體清潔劑,色盆放置在茶蓬冠層上,并保持色盆上口與冠層上部齊平.在一條茶蓬上3種顏色的色盆各放一個(gè),色盆間距在3 m左右.試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù),即3條茶蓬,重復(fù)間相隔5條茶蓬.
色盆在茶園中放置7 d后收回,調(diào)查頻率為每月1次,從5月至10月共調(diào)查6次.
本文所述的傳粉昆蟲(chóng)包括: 膜翅目、 雙翅目(食蟲(chóng)虻總科、 食蚜蠅總科和蠅總科)、 鞘翅目、 半翅目(顯角亞目)、 纓翅目、 鱗翅目昆蟲(chóng)[11-13].
所收集標(biāo)本均帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分類(lèi)鑒定和統(tǒng)計(jì)分析.?dāng)?shù)據(jù)整理在Excel上進(jìn)行,物種豐富度、 群落多樣性(Shannon-Wiener index)香農(nóng)指數(shù)、 均勻度指數(shù)和群落相異系數(shù)均在DPS 18.10軟件上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.
Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)(H′):
Pielou均勻度指數(shù)(E),基于Shannon-Wiener多樣性指數(shù)計(jì)算,其中Hmax=lbS.
群落相異系數(shù)即Jaccard指數(shù)(Cj):
式中,Pi為第i個(gè)物種個(gè)體數(shù)量占群落中總個(gè)體數(shù)量的比例,Ni為第i個(gè)物種的數(shù)量,N為群落個(gè)體總數(shù);lb為以2為底的對(duì)數(shù)計(jì)算,S為群落的物種總數(shù);a,b為兩群落各自的物種豐富度,j為兩群落共有物種豐富度.根據(jù)Jaccard指數(shù)的原理,當(dāng)Cj為 0~0.25時(shí),兩群落為極不相似,Cj在0.25~0.50時(shí),為中等不相似,Cj為0.50~0.75時(shí),為中等相似,Cj在0.75~1.00時(shí)為極相似.
總體而言,龍里茶園誘集到的物種豐富度和個(gè)體數(shù)量均高于湄潭茶園.在龍里茶園共采集到2 225頭傳粉昆蟲(chóng),分別屬于58科、 119種.其中白盆誘集到的傳粉昆蟲(chóng)物種豐富度和香農(nóng)指數(shù)均為最高,分別是73種和2.68; 藍(lán)盆誘集的物種豐富度最低,僅為47種,而數(shù)量最高,為854頭,相對(duì)而言,其香農(nóng)指數(shù)和均勻度均為最低.在湄潭茶園采集到1 658頭傳粉昆蟲(chóng),分別屬于41科、 76種.其中白盆和黃盆誘集到的物種豐富度和個(gè)體數(shù)量基本一樣,白盆和黃盆物種豐富度分別為44種和45種,個(gè)體數(shù)量分別為710頭和767頭; 藍(lán)盆只誘集到35種,個(gè)體數(shù)量也明顯低于白盆和黃盆,誘集數(shù)量?jī)H為181頭,但是藍(lán)盆的香農(nóng)指數(shù)和均勻度指數(shù)均高于白盆和黃盆(表1).
表1 龍里、 湄潭3種色盆傳粉昆蟲(chóng)群落特征
試驗(yàn)分析了龍里和湄潭每個(gè)色盆每次取樣時(shí)誘集到的傳粉昆蟲(chóng)物種豐富度.結(jié)果看出,龍里茶園白盆誘集到的物種豐富度高于黃盆和藍(lán)盆,且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p=0.0096),白盆平均每次誘集到接近10種傳粉昆蟲(chóng),黃盆和藍(lán)盆誘集到的物種豐富度幾乎一樣; 而湄潭茶園白盆和黃盆誘集到的物種豐富度相似,藍(lán)盆每次誘集到的物種豐富度僅為3種,但是3種色盆之間的物種豐富度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p=0.0564)(圖1).
圖1 3種色盆誘集的傳粉昆蟲(chóng)物種豐富度
試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)了3種色盆在龍里和湄潭茶園每次取樣時(shí)的誘集數(shù)量,結(jié)果可以看出,龍里茶園的3種色盆誘集數(shù)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p=0.549 4),而湄潭茶園的藍(lán)盆誘集數(shù)量低于白盆和黃盆的,且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p=0.022 7)(圖2),主要原因是白盆誘集到了數(shù)量很高的姬小蜂,黃盆誘集到了數(shù)量很高的廣腹細(xì)蜂,而藍(lán)盆以上2種蜂均很少.
圖2 3種色盆在兩地茶場(chǎng)采集到傳粉昆蟲(chóng)個(gè)體數(shù)量
試驗(yàn)結(jié)果看出,3種色盆誘集到的種類(lèi)均屬于中等不相似的范圍之內(nèi),說(shuō)明了在2個(gè)茶園3種色盆誘集到的種類(lèi)差異較大.在龍里茶園,黃盆與藍(lán)盆的誘集種類(lèi)區(qū)別最大,相異性系數(shù)為0.261 4,基本上接近極不相似范圍(0.25); 而湄潭茶園白盆與黃盆的誘集種類(lèi)區(qū)別最大,相異性系數(shù)僅為0.263 9,也基本上接近極不相似范圍.說(shuō)明在不同地點(diǎn)不同色盆誘集到的種類(lèi)差別較大(表2).
表2 龍里、 湄潭3種色盆誘集到的傳粉昆蟲(chóng)種類(lèi)相異性比較
試驗(yàn)結(jié)果看出,龍里茶園中3種色盆誘集到的傳粉昆蟲(chóng)均以膜翅目昆蟲(chóng)多樣性最高,白、 黃、 藍(lán)盆誘集到的膜翅目昆蟲(chóng)物種豐富度分別為27種、 33種和24種,分別占其總物種豐富度的36.99%,61.11%和51.06%; 而誘集到的個(gè)體數(shù)量比例相對(duì)較低,其中白、 黃、 藍(lán)盆誘集數(shù)量占總誘集數(shù)量的百分比分別為15.76%,18.56%,10.89%.鞘翅目昆蟲(chóng)的物種豐富度在龍里茶園為次高類(lèi)群,其中白盆誘集到了22種,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于黃盆的12種和藍(lán)盆的6種; 同時(shí),鞘翅目昆蟲(chóng)誘集數(shù)量的差異也較為明顯,主要原因是在8月時(shí),白盆和藍(lán)盆的無(wú)斑弧麗金龜誘集數(shù)量分別為40.3頭/盆和35.3頭/盆,而黃盆沒(méi)有誘集到.雙翅目昆蟲(chóng)的物種豐富度誘集情況與鞘翅目較為相似,也表現(xiàn)為白盆和藍(lán)盆誘集到的物種豐富度高于黃盆,但是數(shù)量差異沒(méi)有鞘翅目明顯.纓翅目昆蟲(chóng)數(shù)量是龍里茶園的數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)類(lèi)群,白、 黃、 藍(lán)盆的誘集數(shù)量分別為總誘集數(shù)的36.54%,67.58%,61.48%.主要種類(lèi)為茶園常見(jiàn)的害蟲(chóng)茶棍薊馬和茶黃薊馬,2種薊馬的發(fā)生期均以5月為主,6-10月取樣時(shí),每盆誘集到的數(shù)量基本低于10頭(表3).
表3 龍里茶園3種色盆誘集傳粉昆蟲(chóng)物種豐富度及其數(shù)量 (2019年)
試驗(yàn)結(jié)果看出,湄潭茶園中3種色盆誘集到的傳粉昆蟲(chóng)也以膜翅目昆蟲(chóng)類(lèi)群為主,白、 黃、 藍(lán)盆誘集到的膜翅目昆蟲(chóng)物種豐富度分別為26種、 32種和24種,分別占總誘集物種豐富度的59.09%,71.11%和68.57%; 其中白盆和黃盆誘集數(shù)量的百分比也較高,分別為總誘集數(shù)量的49.44%和61.54%,而藍(lán)盆為24.73%; 白盆誘集數(shù)量較高的物種為姬小蜂,黃盆誘集數(shù)量較多的為廣腹細(xì)蜂,藍(lán)盆則沒(méi)有誘集到數(shù)量明顯較多的類(lèi)群.物種多樣性的次高類(lèi)群為雙翅目,白、 黃、 藍(lán)盆誘集到的物種豐富度分別為7,5,4種,誘集到的個(gè)體數(shù)量均較少.湄潭茶園中的鞘翅目昆蟲(chóng)物種豐富度和個(gè)體數(shù)量均較低.纓翅目昆蟲(chóng)數(shù)量也是湄潭是茶園的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群,白、 黃、 藍(lán)盆的誘集數(shù)量分別為總誘集數(shù)量的43.52%、 32.72%和63.19%.湄潭茶園誘集到的主要種類(lèi)為茶園常見(jiàn)的茶棍薊馬和茶黃薊馬,數(shù)量發(fā)生高峰期在10月(表4).
總體而言,2個(gè)茶園物種多樣性最多的類(lèi)群均為膜翅目昆蟲(chóng),龍里茶園的物種多樣性要高于湄潭茶園,主要原因是龍里茶園誘集到的鞘翅目昆蟲(chóng)物種豐富度和個(gè)體數(shù)量均高于湄潭茶園.
表4 湄潭茶園3種色盆誘集傳粉昆蟲(chóng)物種及其數(shù)量(2019年)
本研究調(diào)查的2個(gè)生態(tài)茶園傳粉昆蟲(chóng)群落總體特征為物種豐富度較高,且群落均勻度較好,在龍里茶園共誘集到119種傳粉昆蟲(chóng),共2 225頭.在湄潭茶園共誘集到76種,共1 658頭,其中881頭為膜翅目昆蟲(chóng),超過(guò)了整個(gè)群落個(gè)體數(shù)量的一半.其中白盆在湄潭茶園中誘集到了數(shù)量較大的姬小蜂(226頭),黃盆誘集到了403頭廣腹細(xì)蜂,由于這2類(lèi)昆蟲(chóng)不取食茶樹(shù),而且在調(diào)查中也未在這茶園中發(fā)現(xiàn)其潛在寄主大發(fā)生的跡象,因此推斷茶園周邊的生境中有其寄主大量發(fā)生,且這些寄主有較高的寄生率.較高的物種豐富度和較為均勻的數(shù)量不僅說(shuō)明了這2個(gè)生態(tài)茶園均有較為合理的群落結(jié)構(gòu),也說(shuō)明了林窗式茶園與其周邊自然、 半自然生境有著較為頻繁的物種交流和互動(dòng).
相對(duì)于湄潭茶園,龍里茶園誘集到較多的鞘翅目物種和個(gè)體數(shù)量.尤其是白盆和藍(lán)盆誘集到數(shù)量較大的麗金龜科無(wú)斑弧麗金龜,說(shuō)明這2種顏色對(duì)無(wú)斑弧麗金龜有較好的誘集作用,今后在針對(duì)弧麗金龜?shù)木G色防控工作中可開(kāi)展相關(guān)研究工作.無(wú)斑弧麗金龜是優(yōu)質(zhì)闊葉用材和高效生物防火樹(shù)種木荷的主要傳粉昆蟲(chóng),其攜粉量甚至高于中華蜜蜂[14],但目前我們只關(guān)注到了無(wú)斑弧麗金龜?shù)呢?fù)作用[15-16].在茶園生境中,盡管無(wú)斑弧麗金龜也可能取食茶葉,但是在茶葉生產(chǎn)中未見(jiàn)造成經(jīng)濟(jì)損失的相關(guān)報(bào)道,考慮到無(wú)斑弧麗金龜?shù)膫鞣酃δ?,在制定防控措施的時(shí)候也應(yīng)加以考慮.在茶園生境中誘集到大量的無(wú)斑弧麗金龜也說(shuō)明了茶園生境與其周邊生境有著強(qiáng)度較高的種群數(shù)量流動(dòng).
鱗翅目是一類(lèi)十分重要的傳粉昆蟲(chóng),Ollerton[17]估計(jì)鱗翅目昆蟲(chóng)占所有傳粉者物種種數(shù)的40%,而本研究獲得的鱗翅目類(lèi)群無(wú)論物種多樣性和個(gè)體數(shù)量均很少,與鱗翅目種類(lèi)是重要傳粉昆蟲(chóng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果不太一致,我們認(rèn)為導(dǎo)致這種差異的主要原因可能是色盆法對(duì)鱗翅目昆蟲(chóng)誘集效果較差.盤(pán)誘法對(duì)蜂類(lèi)而言是最為通用、 適合的方法,此方法不僅采樣效率高,而且不受采集者的經(jīng)驗(yàn)影響[18-19],段美春等[10]的研究也證明了色盆法對(duì)蜂類(lèi)研究好于掃網(wǎng)法、 目測(cè)法、 地陷法.今后的類(lèi)似研究工作可以考慮采用馬氏網(wǎng)法和掃網(wǎng)法,這2種方法均簡(jiǎn)單且高效,可獲得更加全面的傳粉昆蟲(chóng)多樣性研究結(jié)果.
3種色盆誘集到的傳粉昆蟲(chóng)物種構(gòu)成相異性較大,而且在龍里和湄潭2個(gè)地方導(dǎo)致相異性較大的具體類(lèi)群均有所不同,在龍里茶園是鞘翅目類(lèi)群的差異較大,而在湄潭茶園是膜翅目類(lèi)群的差異較大.因此在今后的研究中可以根據(jù)研究重點(diǎn)而使用不同顏色的色盆,例如,如果重點(diǎn)考慮膜翅目昆蟲(chóng),則采用黃色色盆,如果重點(diǎn)考慮鞘翅目可以考慮白色或者藍(lán)色色盆.
茶樹(shù)種植的目的不是收獲其開(kāi)花后的果實(shí),從而導(dǎo)致我們對(duì)茶園生境中活動(dòng)的傳粉昆蟲(chóng)調(diào)查和研究很少,在多山地貌的貴州,茶園基本上建在山坡地,因而茶園與其周邊的自然、 半自然生境呈現(xiàn)出鑲嵌式分布格局,茶園必然是其周邊各種生境的重要組成部分,因此可以預(yù)見(jiàn)貴州茶園與其周邊的各種生境存在著較為頻繁的傳粉昆蟲(chóng)交流和互動(dòng).正如李良濤等[20]指出,農(nóng)田與半自然生境的互補(bǔ)是促使傳粉昆蟲(chóng)在破碎化景觀中得以續(xù)存的一種機(jī)制; 同時(shí),農(nóng)業(yè)景觀中自然、 半自然生境的存在能有效提高傳粉昆蟲(chóng)的多樣性與豐富度,從而提升作物的產(chǎn)量,有研究證明了生境復(fù)雜度更高的生境比生境簡(jiǎn)單的地區(qū)有更高的傳粉昆蟲(chóng)多樣性、 豐富度和均勻度,也指出自然、 半自然生境的存在能更好地維持傳粉者的多樣性和群落數(shù)量的穩(wěn)定性[21-22].因此,在貴州進(jìn)行茶園園區(qū)規(guī)劃和建設(shè)時(shí)也應(yīng)該考慮如何有效利用當(dāng)?shù)刈匀弧?半自然生境中提供的各種生態(tài)服務(wù)功能,包括生產(chǎn)、 環(huán)境保護(hù)、 野生動(dòng)植物保護(hù)和景觀美學(xué)功能.
傳粉者物種豐富度和數(shù)量的多寡直接反映出該生態(tài)系統(tǒng)的健康程度,本次調(diào)查的龍里茶園采集到58科、 119種傳粉昆蟲(chóng),而湄潭茶園僅采集到41科、 76種.本研究認(rèn)為兩地茶園物種多樣性的差異反應(yīng)出兩地茶園周邊生態(tài)系統(tǒng)的不同,例如龍里茶區(qū)的自然森林面積高于湄潭茶區(qū),山地相對(duì)垂直差異大于湄潭茶區(qū),村莊密度小于湄潭茶區(qū),但是當(dāng)?shù)啬壳暗牟鑸@傳粉昆蟲(chóng)數(shù)據(jù)很難將這兩者的定量關(guān)系直接關(guān)聯(lián),傳粉昆蟲(chóng)在貴州山區(qū)茶園與其周邊茶園鑲嵌式分布的自然、 半自然生境的互動(dòng)機(jī)制和互動(dòng)強(qiáng)度值得進(jìn)一步深入開(kāi)展量化研究.就目前來(lái)說(shuō),開(kāi)展茶區(qū)傳粉昆蟲(chóng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)較為合適,開(kāi)展傳粉昆蟲(chóng)長(zhǎng)期系統(tǒng)地監(jiān)測(cè)不僅能對(duì)整個(gè)茶園所處的地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和預(yù)警[23],也能為今后開(kāi)展量化研究和茶園生態(tài)工程規(guī)劃建設(shè)提供必要基礎(chǔ)信息.近年來(lái),建設(shè)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)工程研究引起了越來(lái)越多的關(guān)注[24-27].同時(shí),如果把生態(tài)茶園建設(shè)視為生態(tài)保護(hù)計(jì)劃的一個(gè)組成部分,可有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益、 社會(huì)效益和生態(tài)效益的相互協(xié)調(diào)發(fā)展.
致謝: 感謝溫迪嵐女士在標(biāo)本采集和室內(nèi)鑒定中付出的大量勞動(dòng)和時(shí)間,也感謝中國(guó)水稻研究所的何佳春先生在標(biāo)本鑒定中給與的無(wú)私幫助.湄潭翠芽核心產(chǎn)區(qū)的周志利先生和黔南都勻毛尖核心產(chǎn)區(qū)的陳明先先生在研究工作中給與了極大的支持和便利,在此表示衷心的感謝.
西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2021年11期