全 文 ：　[ 收稿日期] 　2009-05-25;2009-08-05修回
　[ 基金项目] 　贵州省农业科学院专项“人工草地昆虫群落研究及重要害虫综合治理”[ ZX(2007)012]
　[ 作者简介] 　周玉锋(1971-),男 ,高级农艺师 ,在读博士 ,从事草地昆虫生态及害虫综合治理研究。 E-mai l:gzzh ouy f@s oh u.com
　＊通讯作者:E-m ail:yangmaofa68@hotmai l.com
[文章编号] 1001-3601(2009)09-0634-0159-04
苇状羊茅人工草地节肢动物群落多样性与主要
生态指标的通径分析
周玉锋1 , 2 , 杨茂发1＊ , 文克俭2 , 陈 伟2
(1.贵州大学 昆虫研究所 , 贵州 贵阳 550025;2.贵州省草业研究所 , 贵州 独山 558200)
　　[摘　要] 通过对苇状羊茅人工草地节肢动物群落的系统调查 ,以通径分析方法分析总群落及各亚群落
中多样性与其他生态学指标之间的关系 。结果表明 ,总群落多样性指数 H同物种丰富度 、均匀度和物种数关系密切 ,优势集中性和优势度越大群落的多样性就越低 ,物种丰富度对群落的多样性的直接作用最大;非
天敌亚群落多样性指数 H同物种丰富度和物种数关系密切 ,优势集中性和优势度对群落的多样性的作用主要是通过物种数和丰富度作用而获得的 ,也同总群落类似 ,说明非天敌亚群落是决定节肢动物群落结构的主
要方面;天敌亚群落中物种数是对多样性起决定作用的一个指标。[关键词] 苇状羊茅;人工草地;节肢动物群落;多样性;生态指标;通径分析[中图分类号] Q968.1 [文献标识码] A
Path Analysis on Diversity and Its Main Ecological Indices of Arthropod
Community in Tall Fescue Artificial Grassland
ZHOU Yu-feng 1 , 2 , YANG Mao-fa1＊ , WEN Ke-jian2 , CHEN Wei2
(1.Institute of Entomology , Guizhou Universit y , Guiyang , Guizhou 550025;2.Guizhou Pratacultural Institute ,
Dushan , Guizhou 558200 , China)
　　Abstract:Compara tive investiga tion of ar thropod community structure in tall fescue art ificial
g rassland , and path analy sis w as unde rtaken to study the relationship be tw een diversity and other
eco logical indexes of to tal arthropod community and sub-communi ties.The results show ed that diversity
index Hof to tal communi ty we re closely related to species richness , evenness and species , dominant
concentration and dominance of community increased while communi ties diversity decreased , the species
richness have the largest di rect effect on the community s div ersity , diversi ty index Hof non-enemy sub-
community w ere closely related to the species richness and species , the effect of dominant concentration
and dominance on communi ties div ersity go t primarily through species and richness , similar w ith the to tal
community .Non-enemy sub-communi ty dete rm ined the st ructure o f a rthropod communi ty;number o f
species in natural enemy sub-communities play ed a decisive role on diversity.
Key words:tall fescue;arti ficial grassland;arthropod community;diversity;eco logical indices;path
analy sis
　　苇状羊茅(Festuca arundinacea Schreb)是羊
茅属多年生疏丛型草本植物 ,其生态适应范围较广 ,
是一种抗干旱 、耐瘠薄 、抗病性好 、抗逆性强 、适应性
广 、再生能力强 、耐刈(牧)、寿命长 、青绿期长的冷季
型牧草 ,是冷季型牧草中最耐热的草种之一 ,同时也
是一种优良的水土保持型牧草[ 1-4] 。随着苇状羊茅
在人工草地培育中的大量使用 ,其病虫害防治研究
亟待开展 ,笔者已对苇状羊茅人工草地节肢动物群
落组成结构进行了研究[ 5] ,旨在通过深入调查苇状
羊茅人工草地节肢动物群落结构的基础上 ,运用群
落生态学原理对群落多样性与其主要生态指标间关
系进行通径分析研究 ,以期为保护生物多样性和害
虫持续控制提供新的思路 ,进一步为提高苇状羊茅
人工草地害虫综合治理水平提供理论依据 。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验在贵州省草业研究所试验基地(独山县)苇
状羊茅人工草地上进行调查。位于东经 107°33′北
纬 25°30′,海拔 950m ,年≥10℃积温 4 538℃,年均
温 15℃,极端低温-8℃,极端高温 38℃,年降水量
1113mm ,大多数集中在 5-8 月 ,无霜期 272d ,年
日照时数 1 336.7h ,空气相对湿度 82%,雨热同季 ,
干湿季节明显。土壤为黄壤土 ,pH 值 6.6。
1.2 调查方法
选择 2002年种植的苇状羊茅人工草地 3块 ,每
块地面积均在 1 300m2以上 。从 2007 年 4月中旬
至 9月下旬 ,每隔 7d 左右调查 1次 ,每次每块随机
　贵州农业科学　2009 , 37(9):159 ～ 162　Guizhou Ag ricultural Sciences
选择 5个样点 ,在样点周围用捕虫网随机扫 10单网
(口径 33 cm ,深 50cm)作为 1 网 ,同时调查 1m ×
1m 以内的地表节肢动物 ,统计节肢动物的种类和
数量。同时将田间不能识别的种类编号 ,带回室内
镜检分类 ,编号统计。
地表节肢动物的系统调查采用陷阱法[ 6] 系统调
查 ,陷阱布局对角线法 ,在每块地上放置陷阱 5个 ,
陷阱离边界 5m ,每隔 7 d左右调查 1次 。每次调查
标本均按号分装储存在 75%的酒精中 ,然后带回实
验室鉴定分类并统计地表节肢动物的种类与数量。
陷阱结构:使用 1个一次性塑料杯(口径为 7.2 cm 、
深 10.5 cm 、容积为 300mL)埋入草地中作为陷阱 ,
杯口与地面相平 ,每个陷阱上都有用铁丝支撑的塑
料碗做棚。陷阱溶剂主要为 4%的福尔马林加少量
的甘油和洗衣粉水 。
调查期间样地管理按常规方法 ,但样地不施任
何化学杀虫剂 。
1.3 数据分析方法
按照营养和取食关系将苇状羊茅人工草地节肢
动物群落分为 2个亚群落 ,统计总群落 、非天敌亚群
落及天敌亚群落中物种 、个体数量 ,分析总群落及亚
群落各主要生态学指标[ 7-9] 。
相对丰盛度(Relative abundance):
P i =N i/ N (1)
式中 , N 为群落中所有物种个体数之和 , N i为
第 i种个体的个体数 。
物种丰富度(species richness):
R=S/1n(N) (2)
式中 ,S 为物种数 , N 为群落中总个体数 。
优势集中性指数(dominant concentration):
C=∑(N i/ N)2 =∑P i 2 (3)
式中 , P i为相对丰盛度 , N 为群落中所有物种
个体数之和 , N i为第 i种个体的个体数 。
均匀度(evenness):
E=H /1nS (4)
式中 , H为香农多样性指数 ,S 为物种数。
优势度(dom inance):
D=Nma x/N (5)
式中 , Nmax为群落中数量最大物种的个体数 , N
为群落中所有物种个体数之和。
Shannon-Wienner 的多样性指数(dive rsity in-
dex):
H=-∑p i1np i (6)
式中 , P i为相对丰盛度 。
原始数据通过 Excel2003整理后 ,再在计算机
上运用 DPS[ 10] 数据处理软件计算。以群落多样性
指数 H为因变量 ,物种数(S)、个体数(N)、优势集
中性(C)、优势度(D)、均匀度(E)和物种丰富度(R)
为自变量进行通径分析[ 11-14] 。
2 结果与分析
2.1 节肢动物总群落 、非天敌亚群落和天敌亚群
落生态指标
群落的物种多样性是群落可测性特征之一 ,是
研究群落结构水平的指标 ,由多个因子(物种数 、丰
富度 、均匀度等)共同影响 ,不同群落其作用因素不
同[ 11 , 13] 。2007年在贵州省独山草业研究所试验基
地苇状羊茅人工草地进行了系统调查 ,统计节肢动
物共 19 174头 ,分属于昆虫纲 12 目 57 科 119种以
及蛛形纲 2目 11 科 19 种 ,根据物种 、个体数量 ,统
计分析各群落主要生态指标 ,结果见表 1。
2.2 节肢动物总群落 、非天敌亚群落和天敌亚群
落多样性指数与各生态学指标的通径分析
对苇状羊茅人工草地节肢动物总群落多样性指
数 H同其主要组分(表 1 Ⅰ)进行通径分析 ,其通径
分析的决定系数 RR=0.997 1 ,剩余通径系数 Pe=
0.053 9(表 2Ⅰ)。苇状羊茅人工草地节肢动物总群
落多样性指数 H同物种丰富度 、均匀度和物种数关
系密切(相关系数 r 分别为 0.907 2 、0.889 0 、
0.8779),物种丰富度 、均匀度 、物种数越大多样性
也随之增大 ,表现一定的正相关性;同优势集中性和
优势度的相关系数分别为-0.951 9和-0.8895 ,关
系密切。说明 ,优势集中性和优势度越大群落的多
样性就越低。优势集中性和优势度对群落的多样性
的直接作用不大(0.077 0和-0.1225),主要是通过
物种数和物种丰富度产生作用 。物种丰富度对群落
的多样性的直接作用最大(2.174 1)。
对苇状羊茅人工草地节肢动物非天敌亚群落多
样性指数 H同其主要组分(表 1 Ⅱ)进行通径分析 ,
其通径分析的决定系数 RR =0.9948 ,剩余通径系
数 Pe=0.072 2(表 2 Ⅱ)。苇状羊茅人工草地节肢
动物非天敌亚群落多样性指数 H同物种丰富度和
物种数关系密切(相关系数 r 分别为 0.916 7 、
0.8921),物种丰富度和物种数越大多样性也随之
增大 ,表现一定的正相关性;同优势集中性和优势度
的相关系数分别为 -0.9555 和-0.889 2 ,关系密
切。说明 ,优势集中性和优势度越大群落的多样性
就越低。优势集中性和优势度对群落的多样性的直
接作用不大(0.0770和-0.122 5),主要是通过物种
数和丰富度间接产生作用 ,也同总群落类似 ,说明非
天敌亚群落是决定节肢动物群落结构的主要方面。
物种丰富度对群落的多样性的直接作用最大
(1.400 8)。对苇状羊茅人工草地节肢动物天敌亚群
落多样性指数 H同其主要组分(表 1Ⅲ)进行通径分
析 ,其通径分析的决定系数 RR=0.9964 ,剩余通径系
数 Pe=0.0597(表 2Ⅲ)。苇状羊茅人工草地节肢动
物天敌亚群落多样性指数 H同物种数和物种丰富度
关系密切(相关系数 r分别为 0.9393 、0.9339),物种
丰富度和物种数越大多样性也随之增大 ,表现一定的
正相关性;同优势集中性的相关系数为-0.966 5 ,关
系密切 。说明 ,优势集中性越大群落的多样性就越
·160· 　　　　　　　　　　　 　　　　　贵 州 农 业 科 学 2009 , 37卷
表 1 节肢动物总群落 、非天敌亚群落和天敌亚群落生态指标值结果
　　　　Table 1 The values o f eco lo gical indice s o f total arthr opod communities , non-enemy sub-communities and natura l
enemy sub-communitie s
时间(月/日)
Date
物种数(S)/种
Species
个体数(N)/个
Individuals
优势集中性(C)
Dominant concent ration
优势度(D)
Dominance
均匀度(E)
Evenness
物种丰富度(R)
S pecies richness
香农多样性(H)
Diver sity index
Ⅰ .节肢动物总群落
4/16 19 318 0.197 3 0.377 4 0.7206 3.297 4 3.061 0
4/23 26 423 0.169 1 0.302 6 0.7174 4.299 4 3.372 1
4/30 27 437 0.191 2 0.370 7 0.6931 4.440 8 3.295 8
5/8 31 692 0.115 7 0.221 1 0.7623 4.740 4 3.776 5
5/14 35 702 0.109 2 0.255 0 0.7696 5.340 3 3.947 7
5/22 44 1 098 0.128 3 0.311 5 0.7311 6.284 6 3.991 3
5/31 41 895 0.165 8 0.368 7 0.6969 6.032 2 3.733 6
6/8 44 1 035 0.090 2 0.205 8 0.7789 6.338 1 4.252 6
6/14 47 987 0.073 1 0.156 0 0.8027 6.816 9 4.458 6
6/22 56 759 0.038 4 0.109 4 0.8898 8.443 9 5.167 3
6/28 54 808 0.041 1 0.089 1 0.8836 8.066 2 5.084 7
7/5 53 1 162 0.045 0 0.103 3 0.8721 7.509 3 4.995 2
7/12 59 1 295 0.048 1 0.104 2 0.8433 8.233 0 4.960 5
7/19 61 1 513 0.094 4 0.266 4 0.7737 8.331 2 4.588 9
7/27 61 1 235 0.031 6 0.079 4 0.9091 8.568 8 5.391 7
8/9 65 1 259 0.031 8 0.084 2 0.8993 9.106 1 5.416 1
8/16 56 745 0.051 7 0.147 7 0.8644 8.467 7 5.019 7
8/23 51 706 0.040 8 0.126 1 0.9089 7.774 8 5.155 7
8/30 46 785 0.040 0 0.081 5 0.8997 6.901 0 4.969 8
9/6 46 856 0.047 1 0.100 5 0.8730 6.812 5 4.821 9
9/13 35 542 0.056 7 0.143 9 0.8912 5.559 7 4.571 0
9/20 34 558 0.054 9 0.114 7 0.8908 5.376 0 4.531 9
9/28 24 364 0.093 7 0.173 1 0.8330 4.069 8 3.819 3
Ⅱ.非天敌亚群落
4/16 8 242 0.324 7 0.495 9 0.6923 1.457 5 2.076 9
4/23 9 331 0.268 0 0.386 7 0.7385 1.551 2 2.340 9
4/30 12 371 0.262 5 0.436 7 0.6993 2.028 3 2.507 0
5/8 15 580 0.160 9 0.263 8 0.7818 2.357 4 3.054 5
5/14 14 591 0.151 4 0.302 9 0.8382 2.193 7 3.191 4
5/22 20 924 0.178 2 0.370 1 0.7500 2.928 8 3.241 5
5/31 23 780 0.216 3 0.423 1 0.6853 3.453 8 3.099 9
6/8 22 840 0.132 2 0.253 6 0.7783 3.267 3 3.470 6
6/14 27 853 0.095 8 0.180 5 0.8197 4.000 7 3.897 4
6/22 31 573 0.059 8 0.144 9 0.8975 4.881 2 4.446 3
6/28 28 521 0.069 5 0.138 2 0.8828 4.475 9 4.244 0
7/5 30 900 0.068 0 0.133 3 0.8755 4.410 2 4.295 9
7/12 29 1 015 0.073 2 0.133 0 0.8624 4.189 2 4.189 6
7/19 34 1 247 0.136 5 0.323 2 0.7516 4.769 6 3.823 6
7/27 35 897 0.050 9 0.109 3 0.9052 5.147 8 4.643 3
8/9 35 920 0.051 9 0.115 2 0.9023 5.128 7 4.628 2
8/16 26 476 0.108 1 0.231 1 0.8223 4.217 1 3.865 3
8/23 25 419 0.092 3 0.212 4 0.8571 4.140 5 3.980 4
8/30 24 535 0.070 0 0.119 6 0.8922 3.820 3 4.090 9
9/6 21 616 0.079 1 0.139 6 0.8923 3.269 4 3.919 1
9/13 18 390 0.092 6 0.200 0 0.9045 3.017 0 3.771 7
9/20 16 398 0.088 3 0.160 8 0.9255 2.672 7 3.701 9
9/28 10 271 0.151 1 0.232 5 0.8893 1.785 0 2.954 1
Ⅲ.天敌亚群落
4/16 11 76 0.163 1 0.236 8 0.8311 2.540 0 2.875 1
4/23 17 92 0.105 9 0.206 5 0.8828 3.759 6 3.608 5
4/30 15 66 0.086 8 0.136 4 0.9407 3.580 2 3.675 0
5/8 16 112 0.100 6 0.169 6 0.8923 3.390 9 3.569 0
5/14 21 111 0.076 7 0.144 1 0.9087 4.459 0 3.991 4
5/22 24 174 0.081 3 0.143 7 0.8710 4.652 0 3.993 3
5/31 18 115 0.089 8 0.139 1 0.8934 3.793 5 3.725 5
6/8 22 195 0.086 1 0.184 6 0.8780 4.172 2 3.915 5
6/14 20 134 0.087 5 0.164 2 0.8816 4.083 4 3.810 3
6/22 25 186 0.072 2 0.145 2 0.8851 4.784 0 4.110 4
6/28 26 287 0.096 2 0.233 4 0.8443 4.594 1 3.968 5
7/5 23 262 0.083 9 0.167 9 0.8803 4.130 5 3.982 1
7/12 30 280 0.067 1 0.146 4 0.8705 5.324 1 4.271 5
7/19 27 266 0.056 1 0.101 5 0.9171 4.835 7 4.360 8
7/27 26 338 0.063 0 0.136 1 0.9115 4.465 0 4.284 2
8/9 30 339 0.055 9 0.097 3 0.9035 5.149 3 4.433 2
8/16 30 269 0.058 3 0.126 4 0.9067 5.362 2 4.449 2
8/23 26 287 0.050 2 0.083 6 0.9518 4.594 1 4.473 9
8/30 22 250 0.073 3 0.128 0 0.9006 3.984 5 4.016 1
9/6 25 240 0.077 8 0.183 3 0.8800 4.561 5 4.086 5
9/13 17 152 0.110 7 0.236 8 0.8732 3.383 8 3.569 2
9/20 18 160 0.121 5 0.268 8 0.8589 3.546 7 3.581 7
9/28 14 93 0.153 2 0.279 6 0.8225 3.088 7 3.131 7
·161·　第 9 期 周玉锋 等　苇状羊茅人工草地节肢动物群落多样性与主要生态指标的通径分析
表 2 节肢动物总群落 、非天敌亚群落和天敌亚群落多样性与相应组分通径分析
　　　　　　Table 2 Diver sity and path analy sis o f to tal ar thr opod communities , non-enemy sub-communities
and natural enemy sub-communities
主要成分
Main indexes
同 H相关性
Cor relation with H
直接作用
Direct effect
间接作用 Indirect effect
S N C D E RⅠ .节肢动物总群落
S 0.877 9 -1.975 1 - 0.3820 -0.056 1 0.074 8 0.294 8 2.157 5
N 0.576 3 0.455 4 -1.657 0 - -0.034 0 0.038 2 0.107 3 1.666 5
C -0.951 9 0.077 0 1.439 9 -0.2012 - -0.118 7 -0.490 2 -1.658 7
D -0.889 5 -0.122 5 1.205 0 -0.1420 0.074 6 - -0.493 7 -1.410 8
E 0.889 0 0.518 0 -1.123 7 0.0943 -0.072 8 0.116 8 - 1.356 5
R 0.907 2 2.174 1 -1.960 0 0.3490 -0.058 7 0.079 5 0.323 2 -
Ⅱ.非天敌亚群落
S 0.892 1 -0.954 6 - 0.1756 0.1098 0.062 0 0.112 2 1.387 2
N 0.508 1 0.237 6 -0.705 5 - 0.0566 0.023 6 -0.003 7 0.899 6
C -0.955 5 -0.147 8 0.709 2 -0.0910 - -0.095 2 -0.244 0 -1.086 6
D -0.889 2 -0.099 3 0.595 8 -0.0565 -0.1417 - -0.258 7 -0.928 6
E 0.756 5 0.280 3 -0.382 1 -0.0031 0.1287 0.091 7 - 0.641 1
R 0.916 7 1.400 8 -0.945 4 0.1526 0.1147 0.065 8 0.128 3 -Ⅲ.天敌亚群落
S 0.939 3 0.7980 - -0.047 7 0.3507 -0.076 0 0.080 9 -0.1665
N 0.818 0 -0.0538 0.7076 - 0.2895 -0.058 9 0.062 7 -0.1290
C -0.966 5 -0.4174 -0.6705 0.037 3 - 0.109 2 -0.173 8 0.1487
D -0.781 8 0.1242 -0.4886 0.025 5 -0.3669 - -0.188 6 0.1127
E 0.644 1 0.2251 0.2868 -0.015 0 0.3224 -0.104 1 - -0.0711
R 0.933 9 -0.1718 0.7733 -0.040 4 0.3612 -0.081 5 0.093 1 -
低 ,但优势集中性对群落的多样性的直接作用较小
(-0.4174),主要是通过物种数间接产生作用。对
群落的多样性的直接作用 最小的是个体数
(-0.0538),物种数对群落的多样性的直接作用最
大(0.7980),物种数是天敌亚群落中对多样性起到
决定作用的一个指标。
3 小结与讨论
通过对苇状羊茅人工草地节肢动物总群落及各
亚群落中多样性与其主要生态学指标之间的通径分
析表明 ,总群落多样性指数 H同物种丰富度 、均匀
度和物种数关系密切 ,优势集中性和优势度越大群
落的多样性就越低 ,物种丰富度对群落的多样性的
直接作用最大;非天敌亚群落多样性指数 H同物种
丰富度和物种数关系密切 ,优势集中性和优势度对
群落的多样性的作用主要是通过物种数和物种丰富
度作用而获得的 ,也同总群落类似 ,说明非天敌亚群
落是决定节肢动物群落结构的主要因素;天敌亚群
落中物种数与多样性指数 H关系密切 ,除直接作用
外 ,物种丰富度 、个体数和优势集中性均通过物种数
对多样性产生影响。因此 ,要提高苇状羊茅人工草
地节肢动物群落的多样性 ,应降低群落优势度和优
势集中性 ,增加物种数 ,且后者的作用效果比较好 ,
同时要控制优势种群的增长 ,使物种分布相对均匀 ,
即可以提高群落的多样性。
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(责任编辑:杨　林)
·162· 　　　　　　　　　　　 　　　　　贵 州 农 业 科 学 2009 , 37卷