全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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摇 摇 第 猿猿卷 第 员员期摇 摇 圆园员猿年 远月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
新一代 蕴葬灶凿泽葬贼系列卫星院蕴葬灶凿泽葬贼 愿 遥感影像新增特征及其生态环境意义 徐涵秋袁唐摇 菲 渊猿圆源怨冤噎噎噎噎
两种自然保护区设计方法要要要数学建模和计算机模拟 王宜成 渊猿圆缘愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
家域研究进展 张晋东袁灾葬灶藻泽泽葬 匀哉蕴蕴袁欧阳志云 渊猿圆远怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
浅水湖泊生态系统稳态转换的阈值判定方法 李玉照袁刘摇 永袁赵摇 磊袁等 渊猿圆愿园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
辐射传输模型多尺度反演植被理化参数研究进展 肖艳芳袁周德民袁赵文吉 渊猿圆怨员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
微囊藻毒素对陆生植物的污染途径及累积研究进展 靳红梅袁常志州 渊猿圆怨愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
年龄尧性别及季节因素对千岛湖岛屿社鼠最大活动距离的影响 叶摇 彬袁沈良良袁鲍毅新袁等 渊猿猿员员冤噎噎噎噎
寄主大小及寄生顺序对蝇蛹佣小蜂寄生策略的影响 詹月平袁周摇 敏袁贺摇 张袁等 渊猿猿员愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
两种苹果砧木根系水力结构及其 孕灾曲线水分参数对干旱胁迫的响应
张林森袁张海亭袁胡景江袁等 渊猿猿圆源冤
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三种根系分泌脂肪酸对花生生长和土壤酶活性的影响 刘摇 苹袁赵海军袁仲子文袁等 渊猿猿猿圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎
种群尧群落和生态系统
象山港春季网采浮游植物的分布特征及其影响因素 江志兵袁朱旭宇袁高摇 瑜袁等 渊猿猿源园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
洞头海域网采浮游植物的月际变化 朱旭宇袁黄摇 伟袁曾江宁袁等 渊猿猿缘员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
狗牙根与牛鞭草在三峡库区消落带水淹结束后的抗氧化酶活力 李兆佳袁熊高明袁邓龙强袁等 渊猿猿远圆冤噎噎噎噎
三亚岩相潮间带底栖海藻群落结构及其季节变化 陈自强袁寿摇 鹿袁廖一波袁等 渊猿猿苑园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
长期围封对不同放牧强度下草地植物和 粤酝真菌群落恢复的影响 周文萍袁向摇 丹袁胡亚军袁等 渊猿猿愿猿冤噎噎噎
北京松山自然保护区森林群落物种多样性及其神经网络预测 苏日古嘎袁张金屯袁王永霞 渊猿猿怨源冤噎噎噎噎噎
藏北高寒草地生态补偿机制与方案 刘兴元袁龙瑞军 渊猿源园源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
辽东山区次生林生态系统不同林型树干茎流的理化性质 徐天乐袁朱教君袁于立忠袁等 渊猿源员缘冤噎噎噎噎噎噎噎
施氮对亚热带樟树林土壤呼吸的影响 郑摇 威袁闫文德袁王光军袁等 渊猿源圆缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
人工高效经营雷竹林 悦韵圆 通量估算及季节变化特征 陈云飞袁江摇 洪袁周国模袁等 渊猿源猿源冤噎噎噎噎噎噎噎噎
新疆典型荒漠区单食性天花吉丁虫磷元素含量对环境的响应 王摇 晶袁 吕昭智袁宋摇 菁 渊猿源源缘冤噎噎噎噎噎噎
双斑长跗萤叶甲越冬卵在玉米田的空间分布型 张摇 聪袁葛摇 星袁赵摇 磊袁等 渊猿源缘圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
舟山群岛四个养殖獐种群遗传多样性和遗传结构 林杰君袁鲍毅新袁刘摇 军袁等 渊猿源远园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
乡镇尺度金塔绿洲时空格局变化 巩摇 杰袁谢余初袁孙摇 朋袁等 渊猿源苑园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
合并与不合并院两个相似性聚类分析方法比较 刘新涛袁刘晓光袁申摇 琪袁等 渊猿源愿园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
资源与产业生态
基于投入产出表的中国水足迹走势分析 王艳阳袁王会肖袁张摇 昕 渊猿源愿愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 酝砸陨悦耘杂模型的气候融资模拟分析 朱潜挺袁吴摇 静袁王摇 铮 渊猿源怨怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
黄东海陆架区沉积物中磷的形态分布及生物可利用性 张小勇袁杨摇 茜袁孙摇 耀袁等 渊猿缘园怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎
鄱阳湖采砂南移扩大影响范围要要要多源遥感的证据 崔丽娟袁翟彦放袁邬国锋 渊猿缘圆园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
温度尧盐度及其互作效应对吉富罗非鱼血清 陨郧云鄄陨与生长的影响 强摇 俊袁杨摇 弘袁王摇 辉袁等 渊猿缘圆远冤噎噎噎
城乡与社会生态
福建省城镇鄄交通系统的景观分隔效应 张天海袁罗摇 涛袁邱全毅袁等 渊猿缘猿远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
青藏高原高寒草原区工程迹地面积对其恢复植物群落特征的影响 毛摇 亮袁周摇 杰袁郭正刚 渊猿缘源苑冤噎噎噎噎
黄土山地苹果树树体不同方位液流速率分析 孟秦倩袁王摇 健袁张青峰袁等 渊猿缘缘缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢猿员源鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿猿鄢圆园员猿鄄园远
室室室室室室室室室室室室室室
封面图说院 清晨的天山马鹿群要要要家域是动物行为学和保护生物学的重要概念之一袁它在动物对资源环境的适应与选择袁种群
密度及社会关系等生态学过程研究中有着重要的作用遥 马鹿属于北方森林草原型动物袁在选择生境的各种要素中袁
隐蔽条件尧水源和食物的丰富度是最重要的指标遥 野生天山马鹿是中国的特产亚种袁主要分布在北天山深山海拔
员缘园园要猿愿园园皂地带的森林草原中袁在高山至谷地之间不同高度的坡面上袁马鹿按季节尧昼夜变化的不同进行采食遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援 糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援 糟燥皂
第 33 卷第 11 期
2013 年 6 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 11
Jun. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:中国科学院“西部之光冶东西部“联合学者冶资助项目(LHXZ200603)
收稿日期:2011鄄11鄄23; 摇 摇 修订日期:2013鄄03鄄04
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: zhaozhi@ ms. xjb. ac. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201111231791
王晶, 吕昭智,宋菁.新疆典型荒漠区单食性天花吉丁虫磷元素含量对环境的响应.生态学报,2013,33(11):3445鄄3451.
Wang J J,L俟 Z Z,Song J. The response of phosphorus in Julodis varioloris Pall to the environment in typical desert area of Sinkiang. Acta Ecologica Sinica,
2013,33(11):3445鄄3451.
新疆典型荒漠区单食性天花吉丁虫磷元素
含量对环境的响应
王摇 晶1,2, 吕昭智2,*,宋摇 菁3
(1. 喀什师范学院化学与环境科学系,喀什摇 844006;
2. 中国科学院新疆生态与地理研究所, 中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室, 乌鲁木齐摇 830011;
3. 沈阳大学,城市有害生物治理与生态安全辽宁省重点实验室,沈阳摇 110044)
摘要:磷是生态系统中重要的元素,驱动着生态系统的食物链及其相关的生态过程。 沙漠生态系统 P 元素相对亏缺,了解该地
区 P 元素对生物种群过程的影响及对生物多样性的保护有重要价值。 通过定期监测土壤鄄植物(梭梭 Haloxylon ammodendron)
和昆虫(天花吉丁虫 Julodis varioloris Pall)磷元素变化(磷含量及其 RNA),分析土壤鄄植物鄄昆虫之间 P 元素的关系,结果表明:
梭梭叶片中的 C / P 与土壤中有效 P 呈负相关,吉丁虫体内 P 和 RNA与梭梭叶片中 C / P 呈负相关,与土壤中有效 P 含量呈正相
关。 吉丁虫中 P 与 RNA含量直接受梭梭叶片中 C / P 影响,间接受土壤有效 P 影响,土壤和植物间 P 元素动力学可能是驱动天
花吉丁虫种群变化的重要因素。 自然条件下天花吉丁虫种群数量与其体内 RNA含量变化一致,表明天花吉丁虫种群动态变化
可以通过自然环境中磷元素的变化来评估,这可能是一个从微观角度研究昆虫种群变化的新方法。
关键词:土壤;梭梭;天花吉丁虫;磷元素;种群动态
The response of phosphorus in Julodis varioloris Pall to the environment in typical
desert area of Sinkiang
WANG Jing1, 2,L譈 Zhaozhi2,*,SONG Jing3
1 Department of Chemical and Environment Science, KaShGaR Normal College, KaShi 844006, China
2 Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Key Laboratory of Biogeography and Bioresource in Arid Land, Chinese
Academy of Sciences, Urumqi 830011, China
3 Liaoning Key Laboratory of Urban Integrated Pest Management and Ecological Security, Shenyang University, Shenyang 110044, China
Abstract: The phosphorus ( P) changes in soil, dominant plant (Haloxylon ammodendron) and main insect ( Julodis
varioloris Pall) in desert area of Sinkiang were periodically measured, and the P transference between soil, plant and insect
was investigated. The results shows that Carbon / phosphorus (C / P) in Haloxylon ammodendron leaves negatively correlated
with available phosphorus in soil. The P and RNA content in Julodis varioloris Pall negatively correlated with C / P in
Haloxylon ammodendron leaves, while positively correlated with available phosphorus in soil. This indicates that the P and
RNA in Julodis varioloris Pall were directly affected by C / P in Haloxylon ammodendron leaves, and indirectly affected by
available phosphorus in soil. The P dynamics between soil and plant may be an important factor that drive Julodis
population change. The population of Julodis varioloris Pall was consistent with the changes of the P and RNA contents in
natural environment. It demonstrates that the dynamic change of Julodis population in desert area can be estimated by the
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changes of the P and RNA contents. This gives us a new way to study insect population in microcosm.
Key Words: Soil; Julodis varioloris Pall; Julodis varioloris Pall; Phosphorus; Population dynamics
生态化学计量学是以生物学、化学、物理学等为基础,将不同尺度、不同生物群系和不同研究领域的生物
有机联系,研究生物系统能量平衡和多重化学元素(主要是 C、N、P)平衡的科学,其中动态平衡原理和生长速
率理论是该学科最重要理论[1鄄2]。 生长速率理论(GRH)认为有机体 C 颐N 颐P 的变化主要是由生物体 P 含量的
变化决定的[3];生物体 P 的变化至少部分受不同生长或发育速率的有机体 rRNA中 P 含量变化的影响[4鄄6]。
生态化学计量学的理论提出以来,国内外学者通过大量的实验研究进一步阐述了其在生态系统中,特别
是在生物与环境中 P 元素关系中的重要意义。 国内外学者通过对 P 元素的限制性研究,表明了 P 元素与生
物体的生长及 RNA含量存在密切关系,进而影响种群动态[1鄄2]。 在一定条件下当环境食物供应量不足时,特
别是 P 元素缺乏时,生物体内 RNA含量及种群动态与 P 元素之间的关系更为密切[7鄄8]。 大量的研究表明,以
不同比值的 C 颐N 颐P 的食物饲养水蚤、轮虫等低等生物的实验中,都显示在供应的食物 P 元素低于正常的条
件下,生物个体 RNA含量及生长速率随着 P 的增加而提高,并且生物个体 P 含量,RNA 颐DNA 与其食物的 P
含量呈正相关[9鄄11]。
迄今生态化学计量学理论已被普遍认同,近几年我国学者在化学计量学方面也做了大量的研究,但仅限
于宏观尺度,主要集中在 C、N、P 含量及 C 颐N 颐P 关系,缺乏分子水平的机理研究。 同时,对生长速率理论的验
证和发展多数是营养结构比较简单的水生生态系统和实验室可控条件下单个个体生长的研究[12鄄14],而该理
论在自然条件下昆虫群体中的研究较少。
本研究正是基于对生态化学计量学理论在自然条件下对新疆荒漠区生态系统中土壤鄄梭梭 Haloxylon
ammodendron鄄天花吉丁虫 Julodis varioloris Pall P 元素含量和天花吉丁虫 RNA含量之间的关系做了较为详细
的比较分析和研究。 同时讨论了三者之间的 P 元素变化关系,为研究自然条件下,昆虫体内 P 元素及 RNA
变化趋势与种群动态之间的关系在微观领域探索提供更有效的方法。
1摇 材料与方法
1. 1摇 研究区概况
研究区域位于新疆北部准噶尔盆地南缘,北与古尔班通古特沙漠相邻,南接博格达山,属于绿洲与荒漠之
间的过渡区,北纬 44毅12忆 37义 —44毅21忆 53义,东经 87毅50忆24义—87毅54忆06义。 研究区南部为山前冲积平原,北部为
沙漠边缘,地势平坦,海拔高度为 450—500 m,降水量变化很大,南部平原年降水量 130—150 mm,北部至沙漠
区少于 130 mm,属温带荒漠气候。 土壤基本为碱化漠钙土或盐化草甸土。 主要植被类型是以低矮的灌木、半
灌木为主,除了短命植物和 1 年生植物以外,几乎全为旱生、超旱生植物,形成稀疏的植物群落。 主要群落类
型有红砂(Reaumuriasoongorica)群落,梭梭(Haloxylon ammodendron)群落,盐爪爪(Kalidium foliatum)群落,碱
蓬(Suaedaacuminata)群落等。 植物种类总体稀少,覆盖度相对较低,植物种类组成单调和旱生性是当地植被
的主要特征。
1. 2摇 样品采集
样品采集按时间顺序每隔 20d调查 1 次,分别于 2007 年 5 月 21 日、6 月 11 日、7 月 1 日、7 月 21 日进行
采集。
土壤样品选择天花吉丁虫活动的梭梭密集区,随机选择 12 株梭梭,采集距离梭梭 0. 5m 处土壤,采样深
度为 0—10cm和 10—30cm,每个样点 3 个重复,共计 72 个样本。
梭梭样本选择捕获到天花吉丁虫的植株,每个样点采集 5 株,共采集 9 个样本。
天花吉丁虫采用手捕法采集梭梭上固定或很少活动的成虫个体,样点布设采用棋盘式,以 10 株为 1 个样
点单位,每个样点相距 20m左右,在 100 株梭梭上绕植株一周随机采集天花吉丁虫,记录种群数据,并将捕获
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的昆虫放入实验箱带回室内。
1. 3摇 样品处理
土壤样品带回实验室风干,过筛。
土壤有效磷的测定:0. 5mol NaHCO3 浸提钼锑抗比色法[15](土壤农化分析)。
梭梭样品 60益烘干 48h 后粉碎测元素含量:梭梭有机碳测定采用土壤碳重铬酸钾容量法鄄外加热法测
定[15];梭梭叶片磷采用酸溶鄄钼锑抗比色法测定[15];分光光度计为 UV鄄120鄄01,TARC JAPAN。
采集的天花吉丁虫在室内常温饥饿 24h 后,分为两组,一组-70益保存,提取总 RNA;另一组在烘箱中
70益烘干 72h,称重,粉碎测定个体磷含量。 天花吉丁虫总 RNA 提取用试剂盒 EZ Spin Column Total RNA
Isolation Kit (Bio Basic Inc, Canada),紫外分光光度计测定 RNA 含量。 天花吉丁虫个体磷含量测定采用酸
溶鄄钼锑抗比色法[15]。
1. 4摇 数据分析
土壤有效 P、植物 P、昆虫 RNA 及昆虫个体 P 含量不同时间段之间差异性比较采用单因素方差分析
(ANOVA)的 Bonferron法进行比较(P<0. 05),土壤有效 P,梭梭 P 和 C / P,天花吉丁虫 RNA及 P 含量之间的
相关关系采用线性回归。 统计软件使用 Origin 7. 5。
2摇 结果与分析
2. 1摇 不同时间土壤、梭梭、天花吉丁虫 P 元素的化学计量组成
图 1摇 不同时间土壤有效 P 含量
Fig. 1摇 Soil P availability in different time
误差线代表标准误(SE);不同字母表示差异显著(P<0. 05)
2. 1. 1摇 不同时间土壤有效 P 含量
不同时间段的土壤有效 P 含量表现出了一定的差
异性,如图 1 所示在 6 月与 7 月间土壤有效 P 含量差异
显著(P<0. 05),同时从 5 月下旬到 6 月上旬土壤有效
P 含量呈一定的增长趋势,6 月中旬到 7 月上旬含量明
显降低,7 月下旬有微弱增长,在监测时段内 6 月 11 日
测得土壤有效 P 的最大值为 25. 1908 mg / g。
2. 1. 2摇 不同时间梭梭叶片 P 含量与 C / P 的变化
梭梭叶片 P 含量与土壤效 P 含量表现出了一定的
趋同性,梭梭叶片 P 含量在 6 月与 7 月间差异显著(P<
0. 05)(图 2),在 6 月 11 日达到最大值,叶片中的 P 含
量为 1. 61mg / g,高于其它调查时间;梭梭叶片 C / P 在 6
月 11 日最小,与 5 月和 7 月存在显著差异(P<0. 05),表明梭梭在 6 月上旬是生长最快的时期[16]。
图 2摇 不同时间梭梭叶片 P含量与 C / P
Fig. 2摇 Content of Haloxylon ammodendron P and leaf C / P in different time
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图 3摇 梭梭叶片 P 含量与 C / P比的关系
摇 Fig. 3 摇 Relationship between P in Haloxylon ammodendron and
C / P in leaf
比较不同时间梭梭叶片 P 含量与 C / P 的关系发
现,不同时间梭梭个体 P 含量与 C / P 之间存在显著的
线性负相关关系。 同时,通过对梭梭有机碳含量的测
定,发现在不同时期内梭梭有机碳含量相对稳定,含量
在 20. 8—24. 2g / kg之间,表明梭梭 C / P 的变化在不同
时间段内主要受梭梭叶片 P 含量变化的影响。
2. 1. 3摇 不同时间天花吉丁虫个体 P 与 RNA含量
天花吉丁虫个体 P 含量在 6 月与 7 月间差异显著
(P<0. 05),在其他时间差异不显著(P>0. 05),基本维持
稳定水平(图 4)。 但 6月初吉丁虫个体 P 含量出现最大
值,明显高于其它时间,这与梭梭叶片磷含量表现了一致
性。 天花吉丁虫体内 RNA含量除 7月 1日、7月 21 日以
外在不同时期存在显著差异(P<0. 05)(图 4),且 6 月 11
日最高,7月份明显降低。 同时在整个调查期内天花吉丁虫 RNA含量和 P 含量呈正相关(图 5)。
图 4摇 不同时间天花吉丁虫个体 P含量与 RNA含量
Fig. 4摇 Content of P and RNA of Julodis varioloris in different time
图 5摇 天花吉丁虫 RNA与 P含量关系图
Fig. 5摇 Relationship between RNA and P in Julodis varioloris
2. 2摇 土壤鄄梭梭鄄天花吉丁虫系统 P 元素组成关系
2. 2. 1摇 土壤有效 P 含量与梭梭叶片 C / P 的关系
土壤有效 P 含量与梭梭叶片 C / P 之间存在显著的
线性负相关(图 6)。 梭梭在整个调查期内 5 月 21 日至
7 月 21 日,叶片 P 含量随着土壤有效 P 的增加而增加,
特别是当土壤供应的有效 P 最高时,梭梭叶片 P 含量
也达到了最大值,此时梭梭叶片 C / P 最小,梭梭生长也
最快。
2. 2. 2摇 梭梭叶片 C / P 比值与天花吉丁虫 P 及 RNA 含
量的关系
梭梭叶片 C / P 与天花吉丁虫个体 P 与 RNA 含量
都存在显著的线性负相关关系(图 7)。 吉丁虫个体
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图 6摇 梭梭 C / P与土壤有效 P之间关系
摇 Fig. 6摇 Relationship between plant leaf C / P and soil available P
RNA含量在一定程度上受梭梭叶片 C / P 影响,反应了
梭梭 P 含量的变化引起吉丁虫 P 含量变化,进而导致
体内 RNA含量也随之发生改变。
2. 2. 3 摇 土壤有效 P 对天花吉丁虫 P 含量和 RNA 的
影响
天花吉丁虫 P、RNA 含量与土壤有效 P 之间都有
正相关关系(图 8),表明天花吉丁虫个体 P 与 RNA 含
量与土壤有效 P 含量的变化趋势一致。
3摇 讨论
3. 1摇 土壤鄄梭梭鄄天花吉丁虫系统元素关系
天花吉丁虫作为新疆典型荒漠区单食性昆虫其体
内 P 与 RNA含量与梭梭叶片 P 元素含量及土壤有效 P
含量的变化之间存在一定的相关关系。 从三者之间的
关系来看,梭梭叶片 P 元素含量及 C / P 的变化直接受
图 7摇 梭梭 P含量与昆虫 RNA,昆虫个体 P含量关系
Fig. 7摇 Relationship between plant P and beetle RNA, P in different time
到土壤有效 P 含量供给的影响,而土壤有效 P 的含量受季节变化的影响与环境条件密切相关;梭梭叶片 P 元
素含量直接影响取食者天花吉丁虫 P 与 RNA含量,而土壤有效 P 含量通过影响天花吉丁虫食物(梭梭叶片)
P 元素含量间接影响其体内 P 与 RNA含量(图 9)。
3. 2摇 天花吉丁虫 P 元素和 RNA含量在一定程度上反映种群动态
P 元素是生物体内膜磷脂、蛋白以及能量分子 ATP、ADP 等的重要组成元素[17], RNA 是重要的磷库,与
有机体维持生命的新陈代谢息息相关,RNA 的含量直接影响到有机体的 P 含量[18]。 生长快速的有机体,对
核糖体和蛋白质的需求越高,从而增加 RNA的含量,同时对 P 元素的需求也增加,迫使环境供应更多的 P 元
素[19]。 当供应的 P 元素在有机体需求的临界点以下时,不断增加 P 元素的供应量,RNA 含量与生长速率也
随之增长[9鄄20]。 而当 P 元素增加到能够满足有机体的需求时,这种关系就不存在了。 天花吉丁虫体内 P 含量
的变化受到土壤有效 P 和植物叶片 C / P 的影响,这种变化关系符合生态化学计量学中的生长速率理论
(GRH)。
食物的 C / P 反应对 C、P 元素对生物体的供给关系,当 C / P 小于 50 时,P 元素就能满足消费者的需
求[16]。 土壤鄄梭梭鄄天花吉丁虫系统中土壤有效 P、梭梭 P 元素呈现时间变化趋势,但天花吉丁虫个体 P 含量
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图 8摇 土壤有效 P与天花吉丁虫 P、RNA含量的关系
Fig. 8摇 Relationship between soil avalibility P and Julodis P, RNA
图 9摇 土壤鄄植物鄄昆虫三者关系图
Fig. 9摇 Relationship in soil鄄plant鄄beetle system
相对稳定。 同时,梭梭 C / P 最大值为 24. 054,因此认为
土壤和梭梭对天花吉丁虫 P 的供应是充足的,而昆虫
保持体内元素平衡的适应能力可能与个体体内机制
相关[20]。
本研究在探讨昆虫生长速率与环境之间的时空动
态变化关系方面,通过对天花吉丁虫个体 P 含量的研
究发现,其个体 P 含量除在 6 月与 7 月间存在差异外,
在其整个生长周期内比较稳定,在一定程度上不能够显
著地反映生长速率的变化趋势,而天花吉丁虫体内的 RNA在其他整个生长周期内更能敏感地判断环境对生
物个体生长与群体变化的影响。 根据实验调查,5 月下旬天花吉丁虫个体开始出现,6 月上旬数量增多,7 月
上旬调查试验区天花吉丁虫数量减少。 天花吉丁虫 RNA含量在调查时期内变化很大,并且与天花吉丁虫种
群数量变化趋势一致,由此推断,在适宜的环境条件下,当外界 P 元素供应充足,昆虫体内 RNA含量的变化在
一定程度上能够表明种群变化趋势。 天花吉丁虫种群动态变化可以通过自然环境中磷元素的变化来评估,这
可能是一个从微观角度研究天花吉丁虫种群变化的新方法。 这与生态化学计量学认为的有机体内元素和
RNA含量的变化反映生长速率的理论一致。
3. 3摇 生态化学计量学在陆地生态系统中的应用
陆地生态系统相对于水生生态系统营养结构关系要复杂得多,研究起来比较困难。 而且,生态化学计量
学理论的形成和其发展与丰富主要基于对营养结构关系相对简单的浮游水生生态系统的研究。 而自然群落
动态受到食物质量(营养成分含量)的限制,食物质量决定生物在其生存环境中的成功存活,高品质食物丰富
时,群落内各种生物都大量的发展起来;营养条件恶化时,耐受性差的物种或个体大量死亡,使种群动态发生
变化[21]。 本文在自然环境条件相对稳定的新疆典型荒漠区研究了特有物种单食性天花吉丁虫鄄梭梭鄄土壤之
间的生态化学计量关系,在一定程度上表明了食物质量对昆虫个体 P 和 RNA含量及种群动态的影响,使生态
化学计量学理论在陆地生态系统中得到验证,为新疆脆弱生态环境的变化对生物种群及多样性的影响提供了
新的研究途径。
4摇 结论
(1)土壤有效 P、梭梭 P 及 C / P、天花吉丁虫 P 与 RNA含量随着时间的推移发生变化,三者的变化存在一
定的相关性。
(2)在研究土壤鄄梭梭鄄天花吉丁虫三者之间的关系中发现,天花吉丁虫 P 元素与 RNA含量直接受植物 P
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元素影响,受土壤有效 P 间接影响,土壤鄄梭梭鄄天花吉丁虫的三者之间呈线性正相关关系。
(3)天花吉丁虫 RNA含量与吉丁虫种群数量变化趋势一致,在一定的环境条件下,当外界 P 元素供应充
足,昆虫体内 RNA含量的变化在一定程度上能够表明种群变化趋势。
(4)通过研究土壤有效 P、梭梭 P 及 C / P、天花吉丁虫 P 与 RNA之间的生态化学计量关系,使生态化学计
量学理论在陆地生态系统中得到应用和验证。
References:
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