免费文献传递   相关文献

锥栗林节肢动物群落的结构与多样性



全 文 :收稿日期:2011 - 04 - 15 修回日期:2011 - 10 - 13
基金项目:福建省自然科学基金资助项目(2009J01328) ;南平市科技计划资助项目(N2009Z23)。
作者简介:叶世森(1974 -) ,男,副教授,从事昆虫生态学与害虫综合治理研究。
锥栗林节肢动物群落的结构与多样性
叶世森1,2,赵士熙1,施丹阳3,黄金聪4,胡凤玉2
(1.福建农林大学植物保护学院,福建 福州 350002;2.福建林业职业技术学院,福建 南平 353000;
3.建瓯市森林病虫害防治检疫站,福建 南平 353100;4.南平市森林病虫害防治检疫站,福建 南平 353000)
摘要:通过对福建建瓯市 20 块锥栗林试验标准地节肢动物群落 l a的系统调查,结果表明,在锥栗林中共采集到节肢动物
209 种,它们分别隶属于 2 纲 17 目 100 科,其中林冠层有 94 科 176 种,下木层有 89 科 177 种。林冠层与下木层节肢动物类
群的目、科、物种的数量较相近,但个体数量分布特征、各目优势集中性、类群多样性、各功能集团结构特征有明显差异。林
冠层类群以同翅目、链蚧科的个体数为最多,下木层类群以双翅目、大蚊科的个体数为最多。从各功能集团的物种多样性
指数来看,林冠层以蜘蛛类集团为最高,下木层以植食性集团为最高。下木层类群的物种多样性、均匀度和物种丰富度比
林冠层类群高,优势集中性则比林冠层类群低。
关键词:锥栗林;节肢动物群落;结构;多样性
中图分类号:Q958.15;S436.6 文献标识码:A 文章编号:1001 - 389X(2012)01 - 0013 - 05
Structure and diversity of arthropod community in Castanea henryi forest
YE Shi-sen1,2,ZHAO Shi-xi1,SHI Dan-yang3,HUANG Jin-cong4,HU Feng-yu2
(1. College of Plant Protection,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou,Fujian 350002,China;
2. Fujian Forest Profession Technology College,Nanping,Fujian 353000,China;
3. Forest Disease and Pest Control Quarantine Station of Jianou City,Nanping,Fujian 353100,China;
4. Forest Disease and Pest Control Quarantine Station of Nanping City,Nanping,Fujian 353000,China)
Abstract:Based on a systematic investigation at 20 representative sampling sites in the Castanea henryi forest in Jianou,Fujian for
1 year,the results showed that there were 209 spicies of arthropod belonging to 2 classes,17 orders,100 families,thereinto,176
species were collected from the canopy of forest belonging to 94 families,and 177 species from the underlayer of forest belonging to
89 families. The number of orders,families,species were similar between the canopy groups and the underlayer groups,but the dis-
tribution characteristics of individuals number,the dominant concentration of all the orders,the diversity of the groups,the structure
characteristics of all the function groups were different obviously. The individuals number of Homoptera and Asterolecaniidae were
the largest in the canopy,but the individuals number of Diptera and Tipulidae were the largest in the underlayer. The species diver-
sity of the spider groups was the highest in the canopy,but the species diversity of the phytophagous groups was the highest in the
underlayer. The species diversity,evenness,species richness of the underlayer arthropod groups were higher than the canopy,but
the dominant concentration was lower.
Key words:Castanea henryi forest;arthropod community;structure;diversity
锥栗[Castanea henryi Rehd. et Wils.]又名榛子,为壳斗科(Fagaceae)栗属(Castanea) ,是我国特有的
一种野生或栽培的果材两用树种,其果是福建闽北著名的特产干果之一。闽北锥栗产业已成规模,建瓯
市、建阳市、政和县被评为“中国锥栗之乡”。随着锥栗种植面积的增加,锥栗病虫害也增多,部分地区害
虫暴发成灾[1 - 3]。目前有关锥栗害虫的研究主要集中在少数几种主要害虫的为害、生物学习性及防治技
术的研究报道[1 - 7],还没有开展锥栗林节肢动物群落的结构与多样性研究的报道。开展茶园、稻田、森林、
果园等生境节肢动物群落的结构与动态的研究,分析和探讨害虫、天敌、中性昆虫不同类群间相互联系和
相互作用的内在机制,是进行害虫生态控制的基础[8 - 15]。通过对锥栗林节肢动物群落的系统调查,分析
锥栗林节肢动物群落结构与多样性,为锥栗林害虫的生态控制提供科学依据。
福建林学院学报 2012,32(1) :13 - 17 第 32 卷 第 1 期
Journal of Fujian College of Forestry 2012 年 1 月
DOI:10.13324/j.cnki.jfcf.2012.01.009
1 材料与方法
1.1 试验地概况
根据锥栗林不同的主栽品种、不同的经营管理类型、不同的害虫防治情况、不同的生境条件,在福建省
建瓯市川石乡和东游镇共设立 20 块锥栗林节肢动物群落调查标准地,每块面积约为 0.667 hm2。
1.2 调查方法
1.2.1 锥栗林林冠层节肢动物类群的调查 每块样地内按 5 点取样法,每点取样 2 株,每样地共取样 10
株。网捕前,先于每样株前环绕 1 周目视林冠,记录在林冠周围或内部飞行的大型节肢动物,然后用捕虫
网在林冠层中部的东、西、南、北 4 个方位各扫网 2 次,以捕捉在林冠层周围飞行的较微小的节肢动物。先
将捕虫网塞入广口毒气瓶毒杀后,简单地去除网内的枯枝落叶,再将捕获的节肢动物连同剩余的枯枝落叶
一并袋装后,带回室内,最后在解剖镜下收集所有的活动态节肢动物。
在每样株网捕调查结束后,对每样株林冠层东、西、南、北 4 个方位和上、下 2 个层次各选择 1 枝条检
查活动的节肢动物,对不同种类的节肢动物采用不同的取样方法。对于小型刺吸性种类,在每株不同方位
上检查 10 片(上下各 5 片)叶子,统计其种类与数量;对于枝干与食叶类害虫,则在每样株不同方位上各
选 2 根(上下各 1 根)20 cm长的枝条,统计其种类与数量;对于蛀果类害虫,则在每样株不同方位上检查 5
个果实,统计卵果数和虫果数。暂时不能明确的带回室内分检鉴定。
1.2.2 锥栗林下木层节肢动物类群的调查 采用扫网法,按 5 点取样法对每个样地内每点样方取样
(2 m ×2 m) ,在每点贴近地面植被上扫网 20 次,每来回扫网算 1 次,每次扫网均使用相近的较大力量,以
每点样方为单位毒杀并收集标本,回到室内后进行分检鉴定,统计捕获的节肢动物群落种类及数量。
从 2010 年 3 月到 2010 年 11 月,每月中上旬每个样地调查 1 次。
1.3 分析方法
选择以下群落参数分析锥栗林节肢动物群落的组成和结构,并采用 Excel 2003、DPS数据处理软件[16]
进行数据分析。物种丰富度 S即群落中的物种数;群落个体数量 N;物种丰富度指数 R = S / ln(N) ,其中
S为物种数,N为群落总个体数;相对丰盛度 Pi = Ni /N,Ni 指第 i 物种的个体数,N 指总个体数;Shannon-
Wiener多样性指数 H = - ΣPi lnPi,Pi 指第 i 物种相对丰盛度;Pielou 均匀度指数 J =(- ΣPi / lnPi)/ lnS;
Simpson优势集中性指数 C = ΣP2i。
2 结果与分析
2.1 锥栗林节肢动物群落物种组成及优势种
通过对建瓯 20 块锥栗林标准地的系统调查,共采集到节肢动物标本 41 839 号,其中,在林冠层采集
到 33 040 号,在下木层采集到 8 799 号。采集到的节肢动物分别隶属于 2 纲 17 目 100 科 209 种,其中林
冠层的节肢动物分别隶属 2 纲 17 目 94 科 176 种,下木层的节肢动物分别隶属 2 纲 17 目 89 科 177 种。林
冠层各物种相对丰盛度大于 0.1 的优势物种有栗链蚧[Asterolecanium castaneae (Russell) ]、栗大蚜[Lach-
nus tropicalis (Van der Goot) ];林冠层各物种相对丰盛度大于 0. 05 的丰盛种有栗绛蚧[Kermes nawae
Kuwana]、针叶小爪螨[Oligonychus ununguis (Jaacobi) ]、栗瘿蜂[Dryocosmus kuriphilus (Yasumatus) ],其优
势种和丰盛种均为植食性害虫。下木层无明显的优势物种,相对丰盛度大于 0.05 的有大蚊科(Tipulidae)
(待定种) ,草间小黑蛛[Erigonidium graminicolum (Sundeval) ]。
2.2 锥栗林节肢动物群落各目组成及结构特征
锥栗林节肢动物群落各目组成及结构特征见表 1。由表 1 可知,林冠层节肢动物类群以膜翅目的科
数为最多(16 科) ,占总科数的 17. 02%,其次是双翅目(15 科)和鞘翅目(14 科) ,分别占 15. 96% 和
14.89%;下木层节肢动物类群也以膜翅目的科数为最多(16 科) ,占总科数的 17.98%,其次是鞘翅目(15
科)和双翅目(15 科) ,分别占 16.85%和 16.85%,2 类群其它各目科的数量也较为接近。
·41· 福 建 林 学 院 学 报 第 32 卷
表 1 锥栗林节肢动物群落各目组成及结构特征1)
Table 1 Composition and structure characteristics of the orders in the arthropod community
类群 目 科数 PF 种数 PS 个体数 PN C
林冠层节肢动物类群 直翅目 3 0.031 9 4 0.022 7 137 0.004 1 0.258 5
等翅目 1 0.010 6 2 0.011 4 260 0.007 9 0.790 0
缨翅目 1 0.010 6 1 0.005 7 326 0.009 9 -
半翅目 5 0.053 2 11 0.062 5 1 155 0.035 0 0.169 2
鳞翅目 12 0.127 7 20 0.113 6 1 620 0.049 0 0.173 4
膜翅目 16 0.170 2 25 0.142 0 3 967 0.120 1 0.248 6
鞘翅目 14 0.148 9 33 0.187 5 2 842 0.086 0 0.157 9
同翅目 9 0.095 7 11 0.062 5 11 634 0.352 1 0.348 7
双翅目 15 0.159 6 25 0.142 0 3 435 0.104 0 0.093 1
蜱螨目 1 0.010 6 2 0.011 4 2 815 0.085 2 0.737 7
蜚蠊目 1 0.010 6 1 0.005 7 137 0.004 1 -
脉翅目 2 0.021 3 2 0.011 4 498 0.015 1 0.562 5
蜘蛛目 9 0.095 7 31 0.176 1 3 553 0.107 5 0.089 5
其它 5 0.053 2 8 0.045 5 661 0.020 0 0.234 8
合计 94 1.000 0 176 1.000 0 33 040 1.000 0
下木层节肢动物类群 直翅目 4 0.044 9 7 0.039 5 527 0.059 9 0.208 3
等翅目 1 0.011 2 3 0.016 9 305 0.034 7 0.785 9
缨翅目 1 0.011 2 1 0.005 6 30 0.003 4 -
半翅目 5 0.056 2 12 0.067 8 315 0.035 8 0.209 7
鳞翅目 8 0.089 9 13 0.073 4 245 0.027 8 0.092 2
膜翅目 16 0.179 8 25 0.141 2 577 0.065 6 0.111 9
鞘翅目 15 0.168 5 34 0.192 1 960 0.109 1 0.063 7
同翅目 5 0.056 2 10 0.056 5 703 0.079 9 0.214 4
双翅目 15 0.168 5 29 0.163 8 2 492 0.283 2 0.131 6
蜱螨目 1 0.011 2 1 0.005 6 253 0.028 8 -
蜚蠊目 2 0.022 5 2 0.011 3 152 0.017 3 0.683 2
脉翅目 2 0.022 5 2 0.011 3 154 0.017 5 0.745 9
蜘蛛目 9 0.101 1 31 0.175 1 1 637 0.186 0 0.106 7
其它 5 0.056 2 7 0.039 5 449 0.051 0 0.243 1
合计 89 1.000 0 177 1.000 0 8 799 1.000 0
1)PF 指各目科数占类群总科数比例,PS 指各目种类数占类群总种类数比例,PN 指各目个体数占类群总个体数比例,C 指各目优势集
中性指数。
林冠层和下木层节肢动物类群各目所具有的物种数也较相近。林冠层类群以鞘翅目物种数为最多,
达 33 种,占该类群总物种数的 18.75%,其次是蜘蛛目(31 种)、膜翅目(25 种)、双翅目(25 种)、鳞翅目
(20 种)、同翅目(11 种)、半翅目(11 种) ,这 7 目累计物种数占类群总物种数的 88. 63%,其它目只占
11.37%。下木层类群也以鞘翅目物种数为最多,达 34 种,占该类群总物种数的 19.20%,其次是蜘蛛目(31
种)、双翅目(29 种)、膜翅目(25 种)、鳞翅目(13 种)、半翅目(12 种)、同翅目(10 种)、直翅目(7 种) ,这 8
目累计物种数占类群总物种数的 90.96%,其它目只占 9.04%。
林冠层和下木层节肢动物类群各目物种的个体数量有较大差异,林冠层类群以同翅目个体数为最多,占
类群总个体数的 35.21%,其次为膜翅目(12.01%)、蜘蛛目(10.75%)、双翅目(10.40%)、鞘翅目(8.60%)、蜱
螨目(8.52%) ,6 目累计占类群总个体数的 85.49%。下木层类群以双翅目个体数为最多,占类群总个体
数的 28.32%,其次为蜘蛛目(18. 60%)、鞘翅目(10. 91%)、同翅目(7. 99%) ,膜翅目(6. 56%)、直翅目
(5.99%) ,上述 6 个目累计占类群总个体数的 78.37%。2 类群各目的个体数在各类群中的比例最多的前
6 个目分属不同的目,且林冠层前 6 个目的个体数占类群总个体数的比例比下木层高出7.12%。从物种
个体数量来看,林冠层的物种个体数量分布更为集中。
从 2 类群中各目的优势集中性指数来看,林冠层和下木层节肢动物类群各目优势集中性指数大于 0.2
的目都有 7 个。林冠层各目优势集中性指数大于下木层的目有直翅目、等翅目、鳞翅目、膜翅目、鞘翅目、
同翅目,而小于下木层的目有半翅目、双翅目、脉翅目、蜘蛛目。
·51·第 1 期 叶世森等:锥栗林节肢动物群落的结构与多样性
2.3 锥栗林节肢动物群落各科组成及结构特征
林冠层与下木层的节肢动物类群所具有的科及各科的物种数比较相近。林冠层节肢动物类群以链蚧
科(Asterolecaniidae)个体数为最多,占类群总个体数的 15.67%;其次为大蚜科(Lachnidae) (11.66%)、叶螨
科(Tetranychidae) (8. 52%)、绛蚧科(Kermesidae) (7. 12%)、瘿蜂科(Cynipidae) (5. 64%)、瓢甲科
(Coccinellidae) (3.85%) ,6个科累计占类群总个体数的 52.46%。下木层节肢动物类群以大蚊科(Tipulidae)
个体数为最多,占类群总个体数的 8. 26%;其次为微蛛科(Micryphantidae) (6. 67%)、蚊科(Culicidae)
(5.44%)、跳蛛科(Salticidae) (4. 15%) ,瓢甲科(Coccinellidae) (3. 95%)、蠓科(Ceratopogonidae) (3.81%) ,
6个科累计占类群总个体数的 32.28%。可见,林冠层节肢动物个体相对丰盛度较大的主要以锥栗林害虫
为主,而下木层个体相对丰盛度较大的主要以中性昆虫、捕食性昆虫和蜘蛛类为主。
2.4 锥栗林节肢动物群落各功能集团组成及结构特征
按照取食关系,将锥栗林节肢动物群落划分为植食性集团(植食性害虫及螨类)、蜘蛛类集团(所有蜘
蛛)、捕食性集团(捕食性昆虫和螨类)、寄生性集团(寄生性昆虫)和中性集团(对植物不造成为害的腐食
性昆虫)5 个功能集团。
各功能集团的组成及结构特征见表 2。从表 2 可知,林冠层和下木层节肢动物类群各功能集团所具
有的目数一样,科数、物种数相近,都以植食性集团为最多。2 类群各功能集团所具有的物种个体数量有
较大差异,林冠层类群以植食性集团个体数量为最多,占类群总个体数的 63.46%;然后依次是捕食性集
团、蜘蛛类集团、中性集团和寄生性集团,天敌总个体数占类群总个体数的 28.72%。下木层节肢动物类
群也以植食性集团个体数量为最多,占类群总个体数的 32.79%;然后依次是中性集团、蜘蛛类集团、捕食
性集团、寄生性集团,天敌总个体数占类群总个体数的 39.46%,大于本类群植食性集团,也大于林冠层类
群的天敌比例。
表 2 锥栗林节肢动物群落各功能集团组成及结构特征1)
Table 2 Composition and structure characteristics of the funtion groups in the arthropod community
类群 功能集团 目数 科数 PF 种数 PS 个体数 PN C H
林冠层节肢动物类群 植食性集团 11 46 0.489 4 79 0.448 9 20 967 0.634 6 0.131 5 2.601 2
中性集团 4 11 0.117 0 20 0.113 6 2 577 0.078 0 0.114 6 2.436 1
寄生性集团 2 15 0.159 6 22 0.125 0 1 622 0.049 1 0.095 8 2.595 2
捕食性集团 7 13 0.138 3 24 0.136 4 4 321 0.130 8 0.087 2 2.668 5
蜘蛛类集团 1 9 0.095 7 31 0.176 1 3 553 0.107 5 0.089 5 2.739 1
下木层节肢动物类群 植食性集团 11 38 0.427 0 73 0.412 4 2 885 0.327 9 0.041 4 3.646 3
中性集团 4 13 0.146 1 22 0.124 3 2 441 0.277 4 0.139 1 2.397 0
寄生性集团 2 15 0.168 5 24 0.135 6 421 0.047 8 0.052 1 3.063 9
捕食性集团 7 14 0.157 3 27 0.152 5 1 415 0.160 8 0.070 4 2.906 2
蜘蛛类集团 1 9 0.101 1 31 0.175 1 1 637 0.186 0 0.106 7 2.819 0
1)PF 指各目科数占类群总科数比例,PS 指各目种类数占类群总种类数比例,PN 指各目个体数占类群总个体数比例,C 指各目优势集
中性指数。
从各功能集团的优势集中性指数来看,林冠层节肢动物类群以植食性集团为最高,然后依次是中性集
团、寄生性集团、蜘蛛类集团、捕食性集团。下木层节肢动物类群以中性集团为最高,然后依次是蜘蛛类集
团、捕食性集团、寄生性集团、植食性集团。中性集团、蜘蛛类集团的优势集中性指数林冠层比下木层低;
捕食性集团、寄生性集团、植食性集团的优势集中性指数则林冠层比下木层高。
从各功能集团的物种多样性指数来看,林冠层节肢动物类群以蜘蛛类集团为最高,然后依次是捕食性
集团、植食性集团、寄生性集团、中性集团。下木层节肢动物类群以植食性集团为最高,然后依次是寄生性
集团、捕食性集团、蜘蛛类集团、中性集团。中性集团的物种多样性指数下木层比林冠层低,其它的功能集
团的物种多样性指数则下木层比林冠层高。
2.5 锥栗林节肢动物群落的结构特征
根据锥栗林林冠层和下木层节肢动物类群的物种多样性指数、均匀度指数、优势集中性指数、物种丰
富度指数的计算结果表明(表 3) ,下木层类群的物种多样性、均匀度和物种丰富度比林冠层类群高,优势
·61· 福 建 林 学 院 学 报 第 32 卷
集中性则比林冠层类群低。
表 3 锥栗林节肢动物群落结构特征
Table 3 Structure characteristics of the arthropod community
类群 物种数 个体数
Shannon-Wiener
多样性指数
物种丰富
度指数
Pielou均匀
度指数
优势集中
性指数
林冠层 176 33 040 3.753 0 16.914 2 0.725 9 0.056 4
下木层 177 8 799 4.472 5 19.488 3 0.864 1 0.020 8
3 小结与讨论
在锥栗林中共采集到节肢动物 209 种,分别隶属于 2 纲 17 目 100 科,其中林冠层 94 科 176 种,下木
层 89 科 177 种。从锥栗林节肢动物群落结构特征来看,锥栗林节肢动物群落物种数目较为丰富,多样性
指数较高。在锥栗林的管理中,要注重减少化学农药的使用,保护各类天敌资源,增强生物多样性,提高群
落的生态控制潜能,抑制害虫的大暴发。
林冠层和下木层节肢动物类群紧密相关,但结构和多样性差异明显,将锥栗林节肢动物群落划分为林
冠层和下木层 2 个类群研究,更能体现出锥栗林节肢动物群落的结构和多样性特点。林冠层节肢动物个
体相对丰盛度较大的主要以锥栗林害虫为主,而下木层个体相对丰盛度较大的主要以中性昆虫、捕食性昆
虫和蜘蛛类为主,天敌总个体数占类群总个体数的 39.46%,大于本类群植食性集团,也大于林冠层类群
的天敌比例。林冠层和下木层的节肢动物有相互交流和相互促进的作用,通过保护下木层天敌,对于促进
林冠层天敌,增强群落对害虫的生态控制有着重要的作用。
中性集团是锥栗林节肢动物群落的重要组成成分,特别在下木层中相对丰盛度略低于植食性集团,明
显高于其它功能集团。因此,研究中性集团在维持节肢动物群落的结构和功能的作用将有助于深入了解
不同功能集团之间的相互联系和相互作用。
参考文献
[1]李成伟.锥栗主要害虫的发生及其综合防治[J].林业科技开发,2000,14(4) :46 - 47.
[2]周梅珍.锥栗栗瘿蜂调查研究初报[J].林业勘察设计,2003(2) :58 - 61.
[3]陈顺立,何克波,叶剑雄,等.栗剪枝象鼻虫生物学特性及防治[J].福建林学院学报,1997,17(4) :322 - 325.
[4]吴孔宝.珊毒蛾生物学特性与防治[J].福建林学院学报,1997,17(1) :47 - 51.
[5]吴晖,杨祖敏,叶剑雄,等.栗链蚧生物学特性及其防治试验[J].华东昆虫学报,1999,8(1) :47 - 51.
[6]杨祖敏.栗叶瘤丛螟生物学特性与防治[J].福建林学院学报,1999,19(3) :238 - 241.
[7]杨子旺,康文通,陈顺立,等.栗大蚜 Lachus tropicalis生物学特性及其防治[J].武夷科学,1998,14:97 - 100.
[8]师光禄,赵莉蔺,苗振旺,等.不同生境类型枣园中节肢动物群落结构特征[J].昆虫学报,2005,48(4) :561 - 567.
[9]李先秀,毕守东,邹运鼎,等.杏园节肢动物群落结构研究[J].安徽农业大学学报,2008,35(2) :250 - 253.
[10]尤民生,吴中孚.稻田节肢动物群落的多样性[J].福建农学院学报,1989,18(4) :532 - 538.
[11]韩宝瑜.马尾松林节肢动物群落的组成及多样性[J].生物多样性,2001,9(1) :62 - 67.
[12]张飞萍,陈清林,吴庆锥,等.毛竹林节肢动物群落的组成与结构[J].生态学报,2005,25(9) :2 272 - 2 283.
[13]毕守东,刘丽,高彩球,等.枣园节肢动物群落结构及其模糊聚类分析[J].应用生态学报,2005,16(10) :1 893 - 1 897.
[14]戈峰.害虫生态调控的原理与方法[J].生态学杂志,1998,17(2) :38 - 42.
[15]丁岩钦.论害虫种群的生态控制[J].生态学报,1993,13(2) :99 - 106.
[16]唐启义,冯明光.实用统计分析及其 DPS数据处理系统[M].北京:科学出版社,2002.
(责任编辑:卢凤美)
·71·第 1 期 叶世森等:锥栗林节肢动物群落的结构与多样性