留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

不同经营模式下山核桃林昆虫群落结构

陈飞龙 黄凤生 夏俊勇 王义平

任鸿雁, 石颜通, 国有清, 等. 不同处理对凤丹种子萌发的影响[J]. 浙江农林大学学报, 2016, 33(3): 537-542. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.03.024
引用本文: 陈飞龙, 黄凤生, 夏俊勇, 等. 不同经营模式下山核桃林昆虫群落结构[J]. 浙江农林大学学报, 2019, 36(3): 429-436. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.03.001
REN Hongyan, SHI Yantong, GUO Youqing, et al. Seed germination of Paeonia ostii with GA3 and temperature treatments[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2016, 33(3): 537-542. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.03.024
Citation: CHEN Feilong, HUANG Fengsheng, XIA Junyong, et al. Insect community structures of Carya cathayensis forests with different management modes in Zhejiang Province[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2019, 36(3): 429-436. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.03.001

不同经营模式下山核桃林昆虫群落结构

DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.03.001
基金项目: 

国家林业公益性行业科研专项 201304403

详细信息
    作者简介: 陈飞龙, 从事有害生物防治研究。E-mail:8432601282@qq.com
    通信作者: 王义平, 教授, 博士, 从事昆虫分类与有害生物防治研究。E-mail:wyp@zafu.edu.cn
  • 中图分类号: Q968.1

Insect community structures of Carya cathayensis forests with different management modes in Zhejiang Province

  • 摘要: 通过分析4种不同经营模式下(荒废野生的山核桃Carya cathayensis林,林下种植植物的山核桃林,传统经营的山核桃林,参照有机化管理的山核桃林)昆虫群落结构的差异,对山核桃林经营模式提出意见与建议。采用马氏网、灯诱和样方调查收集昆虫标本,利用Excel 2013,SPSS 19.0软件对昆虫多样性特征参数、群落稳定性、主分量、群落相似性进行计算和分析。共获得标本22 283号,共计9目84科163种,在物种数上优势类群均为鞘翅目Coleoptera和膜翅目Hymenoptera昆虫,个体数量上优势类群均为同翅目Homoptera和直翅目Orthoptera。从特征性指数看,荒废野生的山核桃林昆虫多样性指数为3.64,均匀度指数为0.74,表现都为最好;林下种植植物的山核桃林昆虫多样性指数为3.12,均匀度指数为0.61,表现次之;马氏网法收集到的昆虫群落中,林下种植植物的山核桃林的昆虫物种数和个体数显著高于其他林(P < 0.05),荒废野生和林下种植植物的山核桃林的昆虫多样性指数和均匀度指数差异不显著,但显著高于其他林(P < 0.05),传统经营的山核桃林的昆虫优势度指数最高,且显著高于其他林(P < 0.05)。从群落结构稳定性上看,参照有机化管理的山核桃林的天敌与害虫种数比值(Sn/Sp)为0.39,表现最好,说明昆虫群落内部食物网的复杂程度及相互制约能力较高;荒废野生的山核桃林的群落物种数和个体数比值(St/Si)为0.04,表现最好,说明昆虫种间数量的相互制约能力较强。主分量分析表明:不同经营模式存在一定差异,昆虫群落变化的主导因素各不相同。相似性分析发现,在度量值为5时,林下种植植物的山核桃林和参照有机化管理的山核桃林的昆虫群落结构接近,荒废野生的山核桃林和传统经营的山核桃林的昆虫群落结构存在差异。荒废野生的山核桃林的昆虫生态结构最稳定,林下种植植物的山核桃林次之。但在实际生产过程中,由于无法荒废山核桃林,因此,林下种植植物的山核桃林经营模式更适合农户,也是未来山核桃林经营模式发展的方向。
  • 凤丹Paeonia ostii是中国著名的观赏兼油用、药用牡丹,也是观赏牡丹嫁接的优良砧木,在牡丹种苗产业化生产中具有重要地位[1]。凤丹在传统育苗中主要为露地播种繁殖,种子萌发时间长,萌发率较低[2]。凤丹种子存在双休眠特性[3],新鲜成熟种子需要经过一段时间的后熟作用,解除下胚轴休眠才能萌发生根,生根后还需解除上胚轴休眠才长成正常成苗。前人研究表明:低浓度的赤霉素(GA3)比吲哚乙酸(IAA)和6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)更适合诱导凤丹种子萌发,凤丹种子萌发率随GA3浓度的升高而下降[4]。栽培牡丹种子生根前,各种物理或化学处理都未能打破上胚轴休眠,只有在种子根长至3 cm时,用赤霉素或低温处理才能有效解除其上胚轴休眠[5]。但有研究表明:GA3处理的种子从开始萌芽到出齐苗所需时间长达82 d,而低温处理的种子出齐苗所需时间仅有46 d左右[6]。因此,本研究将重点探讨低温处理和GA3处理对凤丹种子萌发的影响,寻找促进其萌发的最佳处理方法。穴盘育苗作为现代种苗繁殖方式,可以实现规模化、机械化生产,同时能有效地保护根系,提高出苗率[7]。本试验采用穴盘育苗的方式,用不同方法处理凤丹种子,探索促进凤丹种子萌发的有效方法,期望为牡丹种苗产业化生产提供参考。

    种子采自河南栾川。采种时间为2013年9月13日,千粒重471.64 g,实验开始时间为2013年10月21日。50目林木穴盘,规格为25 cm×48 cm×10 cm,穴孔口径为4.5 mm。基质:进口草炭、珍珠岩。

    1.2.1   不同处理对凤丹种子生根情况的影响

    清水浸种1 h后,取出饱满下沉的种子,用体积分数为0.1%的甲醛消毒30 min后,作以下处理:100 mg·L-1GA3,200 mg·L-1GA3,300 mg·L-1GA3溶液分别浸种24 h。100粒·处理-1,3次重复。对照组清水浸种24 h。

    将处理后的种子播进穴盘,覆基质1.5~2.0 cm,穴盘内基质为草炭:珍珠岩(1:1),将穴盘分别置于10,15,20℃的人工气候箱内,保持穴盘内基质湿度基本一致,隔7 d观察1次,记录生根时间。100 d后计算生根率和根长大于5 cm的种子比例。

    生根率=(生根种子数/种子总数量)×100%。根长大于5 cm的种子比例=(根长大于5 cm的种子数量/种子总数量)×100%。

    1.2.2   不同主根长对生根凤丹种子萌发的影响

    将穴盘内主根长1~5 cm的种子和主根长>5 cm的种子分别于4℃中处理30 d,取出后在20℃温室内进行发芽实验,50粒·处理-1,3次重复。隔3 d观察种子萌发情况,记录种子萌发时间,60 d后统计萌发率。种子萌发以上胚轴伸出1 cm时为标准。萌发时间为种子从温室取出到萌发时的时间。萌发率=(萌发种子数/冷藏种子总数量)×100%。萌发时间和萌发率用DPS 9.50进行ANOVA方差分析。

    1.2.3   不同低温处理时间对生根凤丹种子萌发的影响

    将生根后根长>5 cm的种子于4℃中分别处理15,30,45,52 d后取出,移入温室。温室温度为20℃。50粒·处理-1,3次重复。记录种子萌发时间,60 d后统计萌发率。

    萌发率=(萌发种子数/冷藏种子总数量)×100%。试验数据用DPS 9.50进行ANOVA方差分析。

    1.2.4   下胚轴最膨大处直径及侧根数量对根长>5 cm凤丹种子萌发的影响

    分别测量根长>5 cm的生根种子的下胚轴最膨大处直径和侧根数量,之后将其于4℃中分别处理30,45,52 d,记录种子萌发的时间,观察前5粒和最后5粒萌发种子下胚轴最膨大处直径和侧根数量对发芽时间的影响。用Excel计算下胚轴最膨大处直径和侧根数量的相关性。50粒·处理-1,3次重复。

    相关系数取绝对值后,0~0.09为没有相关性,0.1~0.3为弱相关,0.3~0.5为中等相关,0.5~1.0为强相关。用DPS 9.50进行ANOVA方差分析。

    图 1可知,10℃条件下,对照及100 mg·L-1 GA3处理种子均不发芽,在200 mg·L-1或300 mg·L-1质量浓度GA3处理下发芽时间也较长,达到70 d以上。在15℃培养条件下,随着GA3质量浓度增加发芽时间缩短;在4种质量浓度GA3处理下,20℃培养箱内发芽时间均较短,但差异不显著。结果显示:20℃和300 mg·L-1综合处理下,生根时间最短,在30 d左右即可开始生根。

    图  1  不同处理对凤丹种子生根时间的影响
    Figure  1.  Different treatments on rooting time of Paeonia ostii

    不同处理对凤丹种子生根率的影响见图 2。相同温度条件下,种子生根率随GA3质量浓度升高而升高。10℃条件下,对照及100 mg·L-1 GA3处理的种子未生根;200 mg·L-1和300 mg·L-1 GA3处理下,生根率也均低于10%。15℃条件下,200 mg·L-1GA3处理生根率最高,较300 mg·L-1 GA3处理差异显著(P<0.05),但均低于20℃处理。20℃条件下,300 mg·L-1 GA3处理种子生根率最高,达到92%。

    图  2  不同处理对凤丹种子生根率的影响
    Figure  2.  Different treatments on the rooting rate of Paeonia ostii

    同一处理条件下,一般认为根长越长生根质量越好[8]。播种100 d后统计主根长>5 cm的幼苗比例,结果如图 3。10℃条件下,不同质量浓度GA3处理,主根长>5 cm的幼苗均较少或没有。15℃和20℃条件下,随着GA3质量浓度升高,主根长>5 cm的幼苗比例均呈增长趋势。15℃条件下,200 mg·L-1 GA3质量浓度处理的主根长>5 cm的幼苗数量最多,优良植株比例占68%。20℃条件下,300 mg·L-1 GA3处理,主根长>5 cm的种子比例在92%以上,生根质量最好。

    图  3  不同处理下主根长>5 cm的种子比例
    Figure  3.  Proportion of seeds with 5 cm longer main root under different treatments

    综上可知,为了缩短凤丹种子萌发时间,提高种子萌发率和发芽质量,可以用20℃和300 mg·L-1 GA3同时诱导凤丹种子的萌发。

    HAO等[8]将根长1.5,3.0,4.5,6.0 cm的种子分别进行低温处理,结果表明:只有根长为6.0 cm的种子会萌发,低温处理只能打破根长为6.0 cm的种子的休眠。景新明等[5]认为只有根长大于3 cm的种子经过低温处理后才能萌发。林松明等[6]在打破凤丹种子上胚轴休眠的研究中将根长4 cm作为判断标准。本研究发现,当穴盘透气不良时,根长小于5 cm的种子易腐烂,根长大于5 cm的种子极少有腐烂现象。综合以上因素,本研究选择根长大于5 cm的生根种子作为低温打破上胚轴休眠的试验材料。

    第24天时根长大于5 cm的种子上胚轴开始萌发,根长小于5 cm的种子第39天时开始萌发,差异显著(P<0.05)。至60 d时,根长大于5 cm的种子萌发率达到80.67%,而根长小于5 cm的种子萌发率仅为32.17%,差异显著(P<0.05)。故需低温处理打破生根凤丹种子上胚轴休眠时,选择根长>5 cm者效果最佳。

    表  1  不同根长对生根凤丹种子萌发的影响
    Table  1.  Effect of different root length on rooted Paeonia ostii
    根长/cm萌发时间/d萌发率/%
    ≤538.67±1.53 a32.17 ± 1.26 b
    >523.67±1.53 b80.67 ±2.57 a
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    图 4可知:生根凤丹种子随低温处理时间的增加,萌发所需的时间缩短,处理45 d时所需萌发时间最短,为9 d,此后随着低温处理时间的增加,所需萌发时间增加,但种子萌发率呈上升趋势。处理52 d后萌发率最高,达到84%,但耗时过长,且与低温处理30 d的萌发率差异不大,故以低温处理30 d较好。

    图  4  不同低温处理时间对生根凤丹种子发芽的影响
    Figure  4.  Effect of different cold treatments on seed germination of rooted Paeonia ostii

    低温处理45 d的生根种子需要9 d开始萌发,共耗时54 d,低温处理30 d的生根种子24 d后开始萌发,同样共耗时54 d,2种处理下萌发率差异不大,从生产角度考虑,30 d为适宜的低温处理时间。

    生根种子下胚轴最膨大处直径和侧根数量与种子萌发存在一定相关性,统计结果见表 2表 3

    表  2  相关系数统计
    Table  2.  Statistic table of correlation coefficients
    最膨大处直径侧根数量萌发时间
    最膨大处直径1
    侧根数量0.40 ± 0.131
    萌发时间-0.63 ± 0.02-0.70 ± 0.01 1
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格
    表  3  下胚轴最膨大处直径及侧根数量对生根凤丹种子发芽的影响
    Table  3.  Eifect of the largest-hypocotyl diameter and lateral root-number on germination of rooted Paeonia ostii
    萌发顺序处理30d处理45d处理52d
    直径/mm侧根数量/根萌发时间/d直径/mm侧根数量/根萌发时间/d直径/mm侧根数量/根萌发时间/d
    13.23±0.025.00±0.0024.00±1.00 a3.48±0.0218.33±0.589.00±1.00 a2.59±0.0210.00±0.0015.00 ± 1.00 a
    23.03±0.0314.33±0.5824.33±1.53 a3.5±0.0517.00±2.009.33±0.58 a3.34±1.2011.00±1.0015.33±0.58 a
    32.98±0.0112.00±1.0027.33±0.58 a3.5±0.1011.00±2.0012.33±0.58 a3.16±0.055.33±0.5815.33±1.53 a
    42.41±0.0413.33±0.5827.00±1.00 a3.05±0.086.33±1.5311.67±0.58 a3.34±0.0111.33±0.5818.00±0.00 a
    52.89±0.0310.33±1.5327.33±0.58 a2.86±0.0215.33±1.5312.33±1.53 a2.9±0.038.67±0.5818.33±0.58 a
    462.50±0.106.00±1.0051.33±1.53 b2.74±0.037.00±0.0030.00±0.00 b2.71±0.118.67±1.5332.67±0.58 b
    472.91±0.096.00±2.0051.33±0.58 b2.90±0.028.33±0.5830.33±0.58 b2.57±0.096.00±1.0032.67±0.58 b
    482.73±0.209.00±3.0054.00±1.00 b1.84±0.353.33±1.5332.67±0.58 b2.67±0.565.33±1.5333.33±0.58 b
    492.67±0.126.00±.00254.33±1.53 b2.49±0.101.33±0.5833.33±1.53 b2.85±0.028.00±0.0036.00±1.00 b
    502.53±0.055.00±1.0057.00±2.00 b2.56±0.156.33±1.5336.00±2.00 b2.82±0.042.00±0.0039.00±2.00 b
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    表 2显示,最膨大处直径和侧根数量相关系数为0.40,相关性不显著;最膨大处直径和萌发时间的相关系数绝对值为0.63,呈显著负相关;侧根数量和萌发时间的相关系数绝对值为0.70,呈显著负相关。因此,下胚轴最膨大处直径对侧根数量影响较小,随着下胚轴最膨大处直径的增加,所需萌发时间缩短,随着侧根数量增加,所需萌发时间缩短。

    表 3显示,同一处理天数下,如30 d,优先萌发的5粒生根种子下胚轴最膨大处直径达到3.0 mm或侧根数量大于10根,自24 d即开始萌发,而最后5粒种子则在51 d后萌发,它们下胚轴最膨大处直径<3.0 mm且侧根数量小于10根,萌发所需时间明显长于前者。45和52 d处理的生根种子同样有此规律。故初步认定,生根种子下胚轴膨大至3.0 mm或侧根数量大于10根时,可以优先萌发。

    本研究发现,以20℃结合300 mg·L-1GA3处理穴盘内的凤丹种子,生根率最高,生根时间最短。这与刘心民[9]在15℃下处理同样穴盘内凤丹种子生根率最高的结论不一致;4℃处理30 d后可有效打破凤丹种子上胚轴休眠,处理时间越长萌发率越高,出苗整齐度也随之增加。这与张玉刚等[10]的报道基本一致,与郑相穆等[3]认为的凤丹种子低温(5℃)春化阶段所需的临界时间是60 d的研究不一致。但4℃处理时间过长会导致萌发时间延迟。低温打破凤丹种子上胚轴休眠的原理,可能是因为在低温春化期种子的内含物质发生了变化。周仁超等[11]推断紫斑牡丹Paeonia rockii种子萌发需要一定的营养支持,但其胚乳主要为脂类物质,不易水溶,难被胚吸收,低温后某些脂类物质发生了变化,成为易被胚吸收的物质,从而促进了种子的萌发。GA3处理亦能打破凤丹种子上胚轴休眠。林松明等[6]发现:300 mg·kg-1 GA3处理的凤丹种子萌发较快,只需31 d,这低于本实验从低温处理到萌发的54 d,但GA3处理的种子幼苗初期生长势强,生长迅速,且生长速度很快减慢,生长势变弱,而低温处理的种子幼苗萌发后一直保持较强的生长势头,且抗病能力强,从生产优质种苗的角度考虑,合适的低温处理时间是打破凤丹上胚轴休眠的最好方法。

    主根长>5 cm时打破上胚轴所需时间短,萌发率高,与景新明等[12]认为根长>3 cm时才能打破休眠基本一致,但本实验发现生根的凤丹种子在根长>5 cm时萌发率更高。林松明[13]的研究表明,根长达到4 cm时,胚的后熟已经完成,并生长到足以感受低温信号的体积,根长6~7 cm时胚中可溶性糖的含量急剧降低,上胚轴不再需要大量营养。这一结果验证了本实验将根长>5 cm作为判断标准的可靠性。其中主根长>5 cm且下胚轴最膨大处直径>3.0 mm,或侧根数量达到10根或以上均可优先萌发。因此凤丹种子穴盘育苗中,20℃结合300 mg·L-1GA3处理,30 d左右即可生根,40 d后多数生根种子主根长>5 cm,低温处理30 d后,下胚轴最膨大处直径>3.0 mm或侧根数量达到10根的生根种子移入温室5 d后即可萌发。

    采用容器育苗,可以促进凤丹根系的发育,有利于地上部的生长。Durgea等[14]认为,容器苗是所有苗型中最优良的苗型,也是成本最低的育苗体制。实验过程中发现,长时间不生根的种子在穴盘中容易腐烂,特别是根长<5 cm的生根种子,低温处理移入温室后腐烂率较高,穴盘的透气性、基质含水量过高等原因可能导致这一状况的发生。完善穴盘的透气透水性,加强基质水分管理是将来实验需要改进的地方。

  • 图  1  山核桃林昆虫群落组成

    Figure  1  Insect community composition of Carya cathayensis forests

    图  2  不同经营模式下马氏网法收集的昆虫群落聚类分析

    Figure  2  Cluster analysis of insect communities in Malaise trap under different management modes

    表  1  不同经营模式山核桃林分布概况

    Table  1.   Distribution of different management modes of Carya cathayensis forests

    模式代号经营模式地点经纬度海拔/m生境
    野生的山核桃林板桥镇孟坞里30°11′8.29″N, 119°44′57.46″E100多年无人管理,呈自由生长状态,林下植被复杂,以灌木、草本植物为主。无施药和施肥。林下覆盖度大于95%
    林下种植植物的山核桃林湍口镇湍口村30°03′23.88″N, 119°08′29.80″E182林下种植多种绿肥作物包括黑麦草、紫花苜蓿、白三叶、菊科植物等;灌木有南天竹;乔木有香榧、黄枫、桂花、银杏、樟树等。以生态调控治理为主,其他治理手段为辅。林下覆盖度大于85%
    传统经营的山核桃林河桥镇寺坞里村30°04′14.99″N, 119°10′50.02″E108施除草剂和杀虫剂,林下植被少且单一,主要为草本植物。林下覆盖度小于10%
    参照有机化管理的山核桃林河桥镇寺坞里村30°04′12.40″N, 119°10′51.12″E108割草机除草,施放有机肥。林下植被少,林间套种经济作物,主要为黄精、香榧苗。林下覆盖度大于65%
    说明:黑麦草Lolium multiflorum,紫花苜蓿Medicago sativa,白三叶Trifolium repens,南天竹Nandina domestica,香榧Torreya grandisMerrillii’,黄枫Tri kvartala,桂花Osmanthus fragrans,银杏Ginkgo biloba,樟树Cinnamomum camphora,黄精Polygonatum sibiricum
    下载: 导出CSV

    表  2  不同经营模式的总昆虫群落

    Table  2.   All insect community under different management modes

    类别
    种数/种个体数/头相对多度/%种数/种个体数/头相对多度/%种数/种个体数/头相对多度/%种数/种个体数/头相对多度/%
    膜翅目Hymenoptera203439.31244876.94141673.34192573.91
    双翅目Diptera1654014.661782211.72144649.27166499.86
    直翅目Orthoptera1468918.701694813.52583116.60771610.88
    鞘翅目Coleoptera3741411.24446839.74232755.49324316.55
    异翅亚目Heteroptera111594.32142373.386591.1810881.34
    同翅亚目Homoptera171 34636.54193 53250.36102 97259.38124 08862.12
    蜚蠊目Blattaria1872.3611692.4111492.9812413.66
    螳螂目Mantodea1100.27170.10150.101130.20
    鳞翅目Lepidoptera24962.61271281.8321831.6623981.49
    合计1413 684100.001637 013100.00955 005100.001216 581100.00
    下载: 导出CSV

    表  3  不同经营模式的总昆虫群落特征值

    Table  3.   Characteristic value of all insect communities under different management modes

    经营模式个体数/头种数/种H′EC
    3 6841413.640.740.10
    7 0131633.120.610.20
    5 005952.150.470.33
    6 5811212.380.500.31
    下载: 导出CSV

    表  4  不同经营模式的马氏网法收集的昆虫群落特征值

    Table  4.   Characteristic value of insect communities in Malaise trap under different management modes

    经营模式种数/种个体数/头HEC
    103.20 ± 5.93 b506.80 ± 101.59 bc4.06 ± 0.07 a0.88 ± 0.015 a0.038 ± 0.005 c
    119.00 ± 3.54 a758.40 ± 43.90 a4.16 ± 0.10 a0.87 ± 0.021 a0.033 ± 0.008 c
    60.40 ± 1.82 d431.00 ± 31.63 c3.01 ± 0.07 c0.74 ± 0.019 c0.134 ± 0.013 a
    78.20 ± 4.60 c577.00 ± 29.89 b3.52 ± 0.06 b0.81 ± 0.004 b0.066 ± 0.005 b
    说明:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)
    下载: 导出CSV

    表  5  不同经营模式下总昆虫群落功能结构

    Table  5.   Functional structure of all insect communities under different management modes

    功能经营模式个体数/头占比/%种数/种占比/%
    捕食性3178.602215.60
    4686.672716.56
    2494.981414.74
    3365.112117.36
    植食性2 55569.358358.87
    5 28675.379457.67
    4 09481.805355.79
    5 24079.626251.24
    钻蛀性1433.88149.93
    2323.311710.43
    钻蛀性1142.281111.58
    1672.541512.40
    寄生性1855.0285.67
    2854.06106.13
    921.8477.37
    1542.3497.44
    中性昆虫48413.14149.93
    74210.58159.20
    4569.111111.58
    71010.791411.57
    下载: 导出CSV

    表  6  不同经营模式下马氏网法收集的昆虫群落主分量分析

    Table  6.   Principal component analysis of insect communities in Malaise trap under different management modes

    经营模式主分量 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10累计贡献/%
    10.9910.9350.7130.8400.8520.8640.9310.8890.8970.89578.09
    2-0.043-0.1420.6730.531-0.130-0.310-0.255-0.4280.318-0.04490.29
    10.9380.7780.7070.8290.8310.5770.8660.5860.9010.71261.05
    20.057-0.516-0.695-0.5360.0850.2010.4760.805-0.1590.50083.43
    3-0.2130.177-0.027-0.0820.4530.7720.0050.011-0.398-0.45695.95
    10.5860.4350.2280.9140.8080.9460.8990.9110.8270.96862.28
    2-0.715-0.5160.8370.2370.5520.163-0.183-0.2540.097-0.04982.05
    30.1460.6760.491-0.1000.0740.207-0.1880.029-0.446-0.15092.40
    10.8930.5060.1920.4680.8040.8810.9010.9260.5300.84053.87
    2-0.239-0.7670.7090.8650.346-0.208-0.298-0.3420.7030.21481.92
    下载: 导出CSV
  • [1] CHRISTENSEN N L, BARTUSK A M, BROWN J H, et al. The report of the Ecological Society of America Committee on the scientific basis for ecosystem management[J]. Ecol Appl, 1996, 6(3):665-691.
    [2] 国家环境保护局.中国环境保护21世纪议程[M].北京:中国环境科学出版社, 1995.
    [3] EYRE M D, LOTT D A, GARSID A. Assessing the potential for environment monitoring using ground beetles(Coleoptera:Carabidae) with riverside and Scottish data[J]. Ann Zool Fenn, 1996, 33(1):157-163.
    [4] 李浩.有机果园与非有机果园节肢动物群落结构及多样性比较[D].天津: 天津师范大学, 2010.

    LI Hao. Comparison of the Structure and Diversity of Arthropod Communities in Organic Orchard and Non Organic Orchard[D]. Tianjin: Tianjin Normal University, 2010.
    [5] 马玲, 问荣荣, 焦玥, 等.小兴安岭不同林型的昆虫多样性[J].林业科学, 2016, 52(2):82-90.

    MA Ling, WEN Rongrong, JIAO Yue, et al. Insect diversity of different forest types in Xiaoxing'anling Mountains[J]. Sci Silv Sin, 2016, 52(2):82-90.
    [6] 徐燕, 沈月琴, 黄坚钦, 等.农户对山核桃生态化经营模式的意愿分析[J].浙江林学院学报, 2010, 27(5):750-756.

    XU Yan, SHEN Yueqin, HUANG Jianqin, et al. Farmers' willingness to adopt ecological management model for Carya cathayensis[J]. J Zhejiang For Coll, 2010, 27(5):750-756.
    [7] 吕秋菊, 沈月琴, 高宇列, 等.山核桃产业的发展过程、动因及展望[J].浙江农林大学学报, 2012, 29(1):97-103.

    LÜ Qiuju, SHEN Yueqin, GAO Yulie, et al. Development process, agents and prospect of hickory industry[J]. J Zhejiang A & F Univ, 2012, 29(1):97-103
    [8] 吕惠进.浙江临安山核桃立地环境研究[J].森林工程, 2005, 21(1):1-6.

    LÜ Huijin. Research on site environment of Carya cathayensis in Lin'an Zhejiang[J]. For Eng, 2005, 21(1):1-6.
    [9] 徐公天, 杨志华.中国园林害虫[M].北京:中国林业出版社, 2007.
    [10] 钱皆兵.宁波林业害虫原色图谱[M].北京:中国农业科学技术出版社, 2012.
    [日]株式会社学习研究社.青少年百科知识图鉴: 昆虫[M].杨定, 译.郑州: 河南科学技术出版社, 2004.
    [12] 王直诚.东北天牛志[M].长春:吉林科学技术出版社, 2003.
    [13] 胡国良, 俞彩珠.山核桃病虫害防治彩色图谱[M].北京:中国农业出版社, 2005.
    [14] 张巍巍, 李元胜.中国昆虫生态大图鉴[M].重庆:重庆大学出版社, 2011.
    [15] 顾伟, 马玲, 丁新华, 等.扎龙湿地不同生境的昆虫多样性[J].应用生态学报, 2011, 22(9):2405-2412.

    GU Wei, MA Ling, DING Xinhua, et al. Insect diversity in different habitats of Zhalong Wetland[J]. Chin J Appl Ecol, 2011, 22(9):2405-2412.
    [16] 马玲, 顾伟, 丁新华, 等.扎龙湿地昆虫群落结构及动态[J].生态学报, 2011, 31(5):1371-1377.

    MA Ling, GU Wei, DING Xinhua, et al. Structure and dynamics of insect communities in Zhalong Wetland[J]. Acta Ecol Sin, 2011, 31(5):1371-1377.
    [17] 麻应太, 李春宁, 崔俊, 等.秦岭牛背梁保护区地面昆虫的多样性[J].西北林学院学报, 2013, 28(3):142-148.

    MA Yingtai, LI Chunning, CUI Jun, et al. Diversity of ground insects in Qinlin Niubeiliang Reserve[J]. J Northwest For Univ, 2013, 28(3):142-148.
    [18] 仲雨霞, 付必谦.北京白河湿地夏季昆虫群落的多样性及空间分布格局[J].首都师范大学学报, 2013, 34(5):18-26.

    ZHONG Yuxia, FU Biqian. The diversity and spatial distribution pattern of the insect communities in the Beijing Baihe wetland in summer[J]. J Cap Norm Univ, 2013, 34(5):18-26.
    [19] MAGURRA A E. Measuring Biological Diversity[M]. Oxford:Blackwell Science, 2004.
    [20] 冯琦雅, 陈超凡, 覃林, 等.不同经营模式对蒙古栎天然次生林林分结构和植物多样性的影响[J].林业科学, 2018, 54(1):12-21.

    FENG Qiya, CHEN Chaofan, QIN Lin, et al. Effects of different management models on stand structure and plant diversity of natural secondary forests of Quercus mongolica[J]. Sci Silv Sin, 2018, 54(1):12-21.
    [21] 高宝嘉, 张执中, 李镇宇, 等.封山育林与昆虫群落及多样性稳定性影响的研究[J].生态学报, 1992, 12(1):1-7.

    GAO Baojia, ZHANG Zhizhong, LI Zhenyu, et al. Study on the effect of closing afforestation and insect communities diversity and stability[J]. Acta Ecol Sin, 1992, 12(1):1-7.
    [22] 高宝嘉, 申曙光, 王正文, 等.园林昆虫群落时间结构及动态研究[J].生态学报, 1998, 18(2):193-197.

    GAO Baojia, SHEN Shuguang, WANG Zhengwen, et al. Study on time structure and dynamics of garden insect communities[J]. Acta Ecol Sin, 1998, 18(2):193-197.
    [23] 郝树广, 张孝羲, 程遐年, 等.稻田节肢动物群落营养层及优势功能集团的组成与多样性动态[J].昆虫学报, 1998, 41(4):343-353.

    HAO Shuguang, ZHANG Xiaoxi, CHEN Xianian, et al. The dynamics of biodiversity and the composition of nutrition classes and dominant guilds of arthropoda community in paddy field[J]. Acta Entomol Sin, 1998, 41(4):343-353.
    [24] 张锋, 陈志杰, 张淑莲, 等.纸房沟流域植被恢复区乔木林昆虫群落结构及动态分析[J].环境昆虫学报, 2010, 32(4):445-452.

    ZHANG Feng, CHEN Zhijie, ZHANG Shulian, et al. Structure and dynamic analysis of arbor forest insect communities in the vegetation restoration area of the Zhifang Valley[J]. J Environ Entomol, 2010, 32(4):445-452.
  • [1] 彭思利, 张鑫, 武仁杰, 蔡延江, 邢玮, 葛之葳, 毛岭峰.  杨树人工林土壤丛枝菌根真菌群落对氮添加的季节性动态响应 . 浙江农林大学学报, 2023, 40(4): 792-800. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220640
    [2] 陈锋, 谢文远, 张芬耀, 张培林, 陈征海.  浙江省国家重点保护野生植物的多样性及濒危现状 . 浙江农林大学学报, 2022, 39(5): 923-930. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220328
    [3] 曹春婧, 何建龙, 王占军, 魏淑花.  宁夏不同区域欧李园昆虫群落多样性 . 浙江农林大学学报, 2021, 38(6): 1253-1260. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200774
    [4] 刘政, 李颖, 朱培, 褚旭东, 何国庆, 孙勇.  浙江省长兴县湿地维管植物多样性及区系 . 浙江农林大学学报, 2020, 37(3): 465-471. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190436
    [5] 左政, 郑小贤.  不同干扰等级下常绿阔叶次生林林分结构及树种多样性 . 浙江农林大学学报, 2019, 36(1): 21-30. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.01.004
    [6] 王莺, 陆荣杰, 吴家森, 姜培坤, 童志鹏.  山核桃林闭合区内径流氮磷流失特征 . 浙江农林大学学报, 2018, 35(5): 802-809. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.05.003
    [7] 顾建强, 陈东辉, 徐奎源, 陈友吾, 吴佳伟, 周靖, 徐志宏.  薄壳山核桃林地昆虫物种多样性、功能多样性及其相互关系分析 . 浙江农林大学学报, 2015, 32(1): 116-122. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2015.01.017
    [8] 范钦栋.  昆虫生态服务的价值研究与探讨 . 浙江农林大学学报, 2014, 31(5): 774-778. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.05.018
    [9] 王丽敏, 缪心栋, 严彩霞, 马凯, 马丹丹, 李根有.  浙江省小花花椒群落结构与物种多样性 . 浙江农林大学学报, 2013, 30(2): 215-219. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2013.02.009
    [10] 邬枭楠, 缪金莉, 郑颖, 潘飞翔, 刘婷霞, 伊力塔, 夏国华, 温国胜.  林下养鸡对生物多样性的影响 . 浙江农林大学学报, 2013, 30(5): 689-697. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2013.05.009
    [11] 刘佳敏, 张慧, 黄秀凤, 徐华潮.  浙江3个自然保护区昆虫多样性及森林健康评价 . 浙江农林大学学报, 2013, 30(5): 719-723. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2013.05.013
    [12] 李金良, 郑小贤, 陆元昌, 刘波.  祁连山水源林经营模式研究 . 浙江农林大学学报, 2012, 29(6): 947-953. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2012.06.021
    [13] 李亚妮, 王文强, 廉振民.  延安北洛河流域蝗虫群落的边缘效应 . 浙江农林大学学报, 2011, 28(2): 275-279. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2011.02.017
    [14] 李巧, 陈又清, 周兴银, 陈彦林, 郭文俊.  元谋干热河谷桉树林昆虫群落初步研究 . 浙江农林大学学报, 2008, 25(4): 502-506.
    [15] 楼崇, 刘安兴, 祝国民.  浙江省生态公益林资源特点及建设方向 . 浙江农林大学学报, 2007, 24(1): 50-54.
    [16] 金水虎, 丁炳扬, 于明坚.  浙江省长叶榧资源及群落学特征 . 浙江农林大学学报, 2002, 19(1): 27-30.
    [17] 宋晓钢.  浙江等翅目昆虫(白蚁)考察 . 浙江农林大学学报, 2002, 19(3): 288-291.
    [18] 高小辉, 何小勇, 何林.  浙西南野生观赏树木资源多样性 . 浙江农林大学学报, 2001, 18(4): 389-393.
    [19] 袁亚平, 萧江华, 陈汉林, 朱文圣.  毛竹林新型经营模式 . 浙江农林大学学报, 1999, 16(3): 270-273.
    [20] 吴鸿, 徐一忠, 陈德良, 余久华, 马海泉.  浙江百山祖自然保护区昆虫区系研究 . 浙江农林大学学报, 1997, 14(3): 267-272.
  • 期刊类型引用(7)

    1. 孙海燕,李强,朱铭玮,李永荣,李淑娴. 油用牡丹‘凤丹’种子层积过程中营养物质的代谢变化研究. 南京林业大学学报(自然科学版). 2021(01): 70-78 . 百度学术
    2. 尹原森,徐静静,汪成忠. 不同种源地凤丹后代种子在苏州萌发试验研究. 现代园艺. 2021(05): 6-8 . 百度学术
    3. 李茂福,杨媛,王华,刘佳棽,金万梅. 赤霉素对露地栽培月季‘卡罗拉’生长发育的影响. 园艺学报. 2019(04): 749-760 . 百度学术
    4. 周晓慧,陈圣宾,夏小梅,彭培好. 基质和赤霉素对珍稀濒危植物四川牡丹种子萌发的影响. 北方园艺. 2018(08): 106-113 . 百度学术
    5. 孙会忠,侯小改,宋鹏,王小东,宋月芹. 菌株CZZX16的多相分类鉴定及其紫外线诱变选育. 基因组学与应用生物学. 2018(02): 796-801 . 百度学术
    6. 于玲,左利娟. 油用牡丹开发利用研究进展. 北京农业职业学院学报. 2017(01): 23-31 . 百度学术
    7. 杨马进,高洁,罗建勋,段进富. 油用牡丹凤丹超级苗选择初探. 四川林业科技. 2016(06): 12-16 . 百度学术

    其他类型引用(7)

  • 加载中
  • 链接本文:

    https://zlxb.zafu.edu.cn/article/doi/10.11833/j.issn.2095-0756.2019.03.001

    https://zlxb.zafu.edu.cn/article/zjnldxxb/2019/3/429

图(2) / 表(6)
计量
  • 文章访问数:  3420
  • HTML全文浏览量:  795
  • PDF下载量:  223
  • 被引次数: 14
出版历程
  • 收稿日期:  2018-05-15
  • 修回日期:  2018-07-04
  • 刊出日期:  2019-06-20

不同经营模式下山核桃林昆虫群落结构

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.03.001
    基金项目:

    国家林业公益性行业科研专项 201304403

    作者简介:

    陈飞龙, 从事有害生物防治研究。E-mail:8432601282@qq.com

    通信作者: 王义平, 教授, 博士, 从事昆虫分类与有害生物防治研究。E-mail:wyp@zafu.edu.cn
  • 中图分类号: Q968.1

摘要: 通过分析4种不同经营模式下(荒废野生的山核桃Carya cathayensis林,林下种植植物的山核桃林,传统经营的山核桃林,参照有机化管理的山核桃林)昆虫群落结构的差异,对山核桃林经营模式提出意见与建议。采用马氏网、灯诱和样方调查收集昆虫标本,利用Excel 2013,SPSS 19.0软件对昆虫多样性特征参数、群落稳定性、主分量、群落相似性进行计算和分析。共获得标本22 283号,共计9目84科163种,在物种数上优势类群均为鞘翅目Coleoptera和膜翅目Hymenoptera昆虫,个体数量上优势类群均为同翅目Homoptera和直翅目Orthoptera。从特征性指数看,荒废野生的山核桃林昆虫多样性指数为3.64,均匀度指数为0.74,表现都为最好;林下种植植物的山核桃林昆虫多样性指数为3.12,均匀度指数为0.61,表现次之;马氏网法收集到的昆虫群落中,林下种植植物的山核桃林的昆虫物种数和个体数显著高于其他林(P < 0.05),荒废野生和林下种植植物的山核桃林的昆虫多样性指数和均匀度指数差异不显著,但显著高于其他林(P < 0.05),传统经营的山核桃林的昆虫优势度指数最高,且显著高于其他林(P < 0.05)。从群落结构稳定性上看,参照有机化管理的山核桃林的天敌与害虫种数比值(Sn/Sp)为0.39,表现最好,说明昆虫群落内部食物网的复杂程度及相互制约能力较高;荒废野生的山核桃林的群落物种数和个体数比值(St/Si)为0.04,表现最好,说明昆虫种间数量的相互制约能力较强。主分量分析表明:不同经营模式存在一定差异,昆虫群落变化的主导因素各不相同。相似性分析发现,在度量值为5时,林下种植植物的山核桃林和参照有机化管理的山核桃林的昆虫群落结构接近,荒废野生的山核桃林和传统经营的山核桃林的昆虫群落结构存在差异。荒废野生的山核桃林的昆虫生态结构最稳定,林下种植植物的山核桃林次之。但在实际生产过程中,由于无法荒废山核桃林,因此,林下种植植物的山核桃林经营模式更适合农户,也是未来山核桃林经营模式发展的方向。

English Abstract

任鸿雁, 石颜通, 国有清, 等. 不同处理对凤丹种子萌发的影响[J]. 浙江农林大学学报, 2016, 33(3): 537-542. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.03.024
引用本文: 陈飞龙, 黄凤生, 夏俊勇, 等. 不同经营模式下山核桃林昆虫群落结构[J]. 浙江农林大学学报, 2019, 36(3): 429-436. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.03.001
REN Hongyan, SHI Yantong, GUO Youqing, et al. Seed germination of Paeonia ostii with GA3 and temperature treatments[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2016, 33(3): 537-542. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.03.024
Citation: CHEN Feilong, HUANG Fengsheng, XIA Junyong, et al. Insect community structures of Carya cathayensis forests with different management modes in Zhejiang Province[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2019, 36(3): 429-436. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.03.001
  • 生物多样性是衡量某一地区生态是否可持续发展的重要指标[1],而昆虫多样性研究在生物多样性的研究中有着举足轻重的作用[2]。昆虫体积小,数量多,繁殖力强,所需生存空间占比小,并且在不同环境中都能找到。昆虫对生存坏境变化敏感的特性也为研究昆虫多样性与环境变化的关系提供了前提,因此,开展昆虫多样性的研究意义重大[3]。近年来,对于昆虫多样性的研究越来越广泛,从农业到森林生态系统,昆虫多样性的研究都取得了重要进展。李浩[4]发现有机果园的昆虫多样性更高,生态系统更稳定。马玲等[5]在对小兴安岭不同林型的昆虫多样性分析中发现不同林型存在昆虫多样性差异。山核桃Carya cathayensis主要分布在以浙江省杭州市临安区为中心的天目山山区[6]。山核桃因具有较高的营养价值颇受人们的喜爱,已成为该地区林农的主要收入来源。随着产业发展,传统经营方式的山核桃林地生态问题日渐严重[7],经营模式的改变迫在眉睫。为此,专家已提出套种作物、设置隔离带、改变施肥方式等多种更具生态化的经营模式[6]。本研究选取临安地区有明显差异的4种经营方式,调查其昆虫多样性的组成和差异,探讨不同经营模式对昆虫多样性的影响,旨在通过昆虫多样性的分析对山核桃的经营模式提出建议。

    • 浙江省杭州市临安区位于杭州市西部,浙江省西北部,29°56′~30°23′N,118°51′~119°52′E。现有山核桃林总面积为2.87万hm2,约占全国现有面积的40%[6]。区内山核桃主要分布于岛石、龙岗、昌化、湍口等乡镇[8]表 1为本研究选取的4种不同经营模式山核桃林分布及概况。选取的山核桃林树龄均为20~30 a,造林密度为300~525株·hm-2

      表 1  不同经营模式山核桃林分布概况

      Table 1.  Distribution of different management modes of Carya cathayensis forests

      模式代号经营模式地点经纬度海拔/m生境
      野生的山核桃林板桥镇孟坞里30°11′8.29″N, 119°44′57.46″E100多年无人管理,呈自由生长状态,林下植被复杂,以灌木、草本植物为主。无施药和施肥。林下覆盖度大于95%
      林下种植植物的山核桃林湍口镇湍口村30°03′23.88″N, 119°08′29.80″E182林下种植多种绿肥作物包括黑麦草、紫花苜蓿、白三叶、菊科植物等;灌木有南天竹;乔木有香榧、黄枫、桂花、银杏、樟树等。以生态调控治理为主,其他治理手段为辅。林下覆盖度大于85%
      传统经营的山核桃林河桥镇寺坞里村30°04′14.99″N, 119°10′50.02″E108施除草剂和杀虫剂,林下植被少且单一,主要为草本植物。林下覆盖度小于10%
      参照有机化管理的山核桃林河桥镇寺坞里村30°04′12.40″N, 119°10′51.12″E108割草机除草,施放有机肥。林下植被少,林间套种经济作物,主要为黄精、香榧苗。林下覆盖度大于65%
      说明:黑麦草Lolium multiflorum,紫花苜蓿Medicago sativa,白三叶Trifolium repens,南天竹Nandina domestica,香榧Torreya grandisMerrillii’,黄枫Tri kvartala,桂花Osmanthus fragrans,银杏Ginkgo biloba,樟树Cinnamomum camphora,黄精Polygonatum sibiricum
    • 标本收集利用马氏网、灯诱和样方调查的方法。①马氏网收集:在4个研究地各随机设置5个马氏网,每个马氏网互相间隔50 m,于2016年5-10月,隔30 d收集并替换收集瓶;②灯诱:诱集鳞翅目昆虫,在4个研究地的中心区域各选取1处空旷地,于2017年7月、8月各进行1次灯诱,每次诱集1晚,时间为19:00-21:00;③样方调查:调查山核桃树表面和钻蛀性的昆虫,在4个研究地各随机选取5株较矮的山核桃树,每株树的相互间隔50 m,于2017年7月、8月各进行1次调查,采集并记录树上的昆虫。最后将收集到的昆虫标本带回实验室鉴定并计数。

    • 查阅资料[9-14]鉴定标本。

    • 数据利用Excel 2013和SPSS 19.0软件计算处理。群落特征指数:物种丰富度S用群落中的物种种数表示;多样性指数H′用Shannon-Wiener多样性指数表示,公式为$H^{\prime}=-\sum\limits_{i}^{S} P_{i} \ln P_{i}$;均匀度E用基于Shannon-Wiener多样性指数与理论最大多样性指数的比值来表示,公式为$E=\left(-\sum\limits_{i}^{S} P_{i} \ln P_{i}\right) / \ln S$;个体数N用全部物种的个体数之和表示。优势度指数C用Simpson优势度指数表示,公式为$C=\sum\limits_{i}^{s} P_{i}^{2}$。其中:Pi为第i个物种数量占所有物种总数的比例[15-19]。不同经营模式间采用单因素分析(one-way ANOVA)和Duncan多重比较方法行进多样性差异分析[20]。群落相对稳定性分析用天敌类群物种种数和害虫类物种种数之比(Sn/Sp)及群落物种种数和个体数之比(St/Si)表示,其中Sn/Sp表示食物链的复杂度和相互制约度,而St/Si反映种间数量的制约作用[21]。功能集团分析参考文献[22-24]将所采集的昆虫分为以下5种不同功能集团:捕食性、食叶性、钻蛀性、寄生性和中性昆虫。将归类好的功能集团进行主分量分析和相似性分析。

    • 本研究共获得标本22 283号,共计9目84科163种。由图 1可知:从物种数看,鞘翅目Coleoptera昆虫44种,鳞翅目Lepidoptera昆虫27种,膜翅目Hymenoptera昆虫24种,分别占总数的26.99%,16.56%,14.72%,是3类最多的昆虫。从个体数看,同翅亚目Homoptera,直翅目Orthoptera,双翅目Orthoptera数量最多,分别占总个体数的53.54%,14.28%,11.10%。

      图  1  山核桃林昆虫群落组成

      Figure 1.  Insect community composition of Carya cathayensis forests

      表 2可知:4种经营模下的山核桃林中,均为膜翅目、双翅目、鞘翅目、同翅亚目、鳞翅目种数较多。其中,模式Ⅰ和模式Ⅱ种数从大到小的目依次为鞘翅目、鳞翅目、膜翅目、同翅亚目、双翅目;模式Ⅲ和模式Ⅳ种类数从大到小的目依次为鞘翅目、鳞翅目、膜翅目、双翅目、同翅亚目。4种经营模式中均为模式Ⅱ昆虫种数和个体数最多,模式Ⅲ昆虫种数和个体数最少。在4种经营模式中,均为同翅亚目个体数第1位,直翅目第2位。其中,同翅亚目昆虫个体数以模式Ⅳ最多,占62.12%;直翅目昆虫数量以模式Ⅱ最多,占13.52%。并且,在各自经营模式中,同翅亚目昆虫都以蚜科Aphidoidea为主,直翅目昆虫都以蝗科Acrididae为主。

      表 2  不同经营模式的总昆虫群落

      Table 2.  All insect community under different management modes

      类别
      种数/种个体数/头相对多度/%种数/种个体数/头相对多度/%种数/种个体数/头相对多度/%种数/种个体数/头相对多度/%
      膜翅目Hymenoptera203439.31244876.94141673.34192573.91
      双翅目Diptera1654014.661782211.72144649.27166499.86
      直翅目Orthoptera1468918.701694813.52583116.60771610.88
      鞘翅目Coleoptera3741411.24446839.74232755.49324316.55
      异翅亚目Heteroptera111594.32142373.386591.1810881.34
      同翅亚目Homoptera171 34636.54193 53250.36102 97259.38124 08862.12
      蜚蠊目Blattaria1872.3611692.4111492.9812413.66
      螳螂目Mantodea1100.27170.10150.101130.20
      鳞翅目Lepidoptera24962.61271281.8321831.6623981.49
      合计1413 684100.001637 013100.00955 005100.001216 581100.00
    • 表 3可知:总昆虫种数从高到低的经营模式为模式Ⅱ(163种),模式Ⅰ(141种),模式Ⅳ(121种),模式Ⅲ(95种);个体数从高到低为模式Ⅱ(7 013头),模式Ⅳ(6 581头),模式Ⅲ(5 005头),模式Ⅰ(3 684头)。模式Ⅱ在种数和个体数上均最多;模式Ⅰ在种数上较多,个体数上最少;模式Ⅲ在种数上最少。这是由于模式Ⅱ种植了许多林下植物,并且几乎不使用农药,使得该经营模式下昆虫种类和数量最多;模式Ⅰ为荒废野生状态的山核桃林,林中已基本形成生态平衡,因此该林昆虫种类多,数量少;模式Ⅲ为传统经营模式下的山核桃林,该林使用杀虫剂与除草剂,因此昆虫种类最少,个体数比模式Ⅱ和模式Ⅳ少。4种经营模式下山核桃林总昆虫群落的特征指数从高到低依次为多样性指数模式Ⅰ(3.64),模式Ⅱ(3.12),模式Ⅳ(2.38),模式Ⅲ(2.15),均匀度指数从高到低依次为模式Ⅰ(0.74),模式Ⅱ(0.61),模式Ⅳ(0.50),模式Ⅲ(0.47),优势度指数从高到低依次为模式Ⅲ(0.33),模式Ⅳ(0.31),模式Ⅱ(0.20),模式Ⅰ(0.10)。4种经营模式中,模式Ⅰ和模式Ⅱ的多样性指数较高,物种较丰富。模式Ⅲ和模式Ⅳ优势度较高,存在明显优势种。

      表 3  不同经营模式的总昆虫群落特征值

      Table 3.  Characteristic value of all insect communities under different management modes

      经营模式个体数/头种数/种H′EC
      3 6841413.640.740.10
      7 0131633.120.610.20
      5 005952.150.470.33
      6 5811212.380.500.31
    • 由于灯诱与样方调查的次数和昆虫数量的太多或太少,如灯诱共进行2次,无重复组,而样方调查模式Ⅰ的同翅目蚜科数量有1 045个,这都会使显著性分析误差较大。因此,只利用马氏网法收集昆虫群落进行显著性差异分析。由表 4可知:从昆虫物种数上看,模式Ⅱ种数最多,模式Ⅲ最少,4种经营模式的物种数存在显著差异(P<0.05);从昆虫个体数上看,模式Ⅱ个数最多,并显著高于其他,模式Ⅰ和模式Ⅳ个体数差异不显著,模式Ⅰ和模式Ⅲ个体数差异不显著,但模式Ⅳ个体数显著高于模式Ⅲ(P<0.05);从昆虫多样性指数看,模式Ⅱ最高,但和模式Ⅰ差异不显著,模式Ⅰ和模式Ⅱ显著高于模式Ⅲ和模式Ⅳ,模式Ⅲ和模式Ⅳ无显著差异(P<0.05);从均匀度指数看,模式Ⅰ最高,但和模式Ⅱ无显著差异,模式Ⅰ和模式Ⅱ显著高于模式Ⅲ和模式Ⅳ,模式Ⅳ显著高于模式Ⅲ(P<0.05);从优势度指数看,模式Ⅲ最高,显著高于其他,模式Ⅳ显著高于模式Ⅰ和模式Ⅱ,模式Ⅰ和模式Ⅱ无显著差异(P<0.05)。综上可以发现,模式Ⅰ和模式Ⅱ的昆虫群落差异较小,群落稳定性也相较于模式Ⅲ和模式Ⅳ更好。模式Ⅲ的多样性低,且优势度较高,存在明显优势种,群落稳定性较差。

      表 4  不同经营模式的马氏网法收集的昆虫群落特征值

      Table 4.  Characteristic value of insect communities in Malaise trap under different management modes

      经营模式种数/种个体数/头HEC
      103.20 ± 5.93 b506.80 ± 101.59 bc4.06 ± 0.07 a0.88 ± 0.015 a0.038 ± 0.005 c
      119.00 ± 3.54 a758.40 ± 43.90 a4.16 ± 0.10 a0.87 ± 0.021 a0.033 ± 0.008 c
      60.40 ± 1.82 d431.00 ± 31.63 c3.01 ± 0.07 c0.74 ± 0.019 c0.134 ± 0.013 a
      78.20 ± 4.60 c577.00 ± 29.89 b3.52 ± 0.06 b0.81 ± 0.004 b0.066 ± 0.005 b
      说明:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)
    • 不同经营模式下山核桃林昆虫群落的相对稳定性存在差异。Sn/Sp从高到低依次为模式Ⅳ(0.39),模式Ⅱ(0.33),模式Ⅲ(0.33),模式Ⅰ(0.31)。模式Ⅳ的比值较高,说明该林的天敌昆虫数量所占比例高,群落内部食物网的的复杂程度及相互制约能力较高;模式Ⅰ虽然比值最低,但该林较高的群落多样性指数和均匀度指数,能够明显提高该林抗干扰和抵御外来有害生物的缓冲能力。St/Si从高到低依次为模式Ⅰ(0.04),模式Ⅱ(0.02),模式Ⅲ(0.02),模式Ⅳ(0.02)。模式Ⅰ的比值较高,说明模式Ⅰ的昆虫群落结构较其他更稳定。总体而言,模式Ⅰ的稳定性较好,该种经营模式更能有利于生物多样性发展。

    • 表 5可知:4种经营模式下的山核桃林中均以植食性昆虫数量最多。其中,在个体数与种数上,模式Ⅱ都最多。在个体数与物种数占比上,模式Ⅰ的捕食性昆虫个体数占比8.60%,钻蛀性昆虫个体数占比3.88%,寄生性昆虫个体数占比5.02%,中性昆虫个体数占比13.14%,是4种经营模式下山核桃林最高的。模式Ⅲ植食性及昆虫个体数占比最高(81.80%),模式Ⅰ植食性昆虫物种数占比最高(58.87%),模式Ⅲ中性昆虫物种数占比最高(11.58%),模式Ⅳ捕食性昆虫物种数占比(17.36%),钻蛀性昆虫物种数占比(12.40%)和寄生性昆虫物种数占比(7.44%)都最高。

      表 5  不同经营模式下总昆虫群落功能结构

      Table 5.  Functional structure of all insect communities under different management modes

      功能经营模式个体数/头占比/%种数/种占比/%
      捕食性3178.602215.60
      4686.672716.56
      2494.981414.74
      3365.112117.36
      植食性2 55569.358358.87
      5 28675.379457.67
      4 09481.805355.79
      5 24079.626251.24
      钻蛀性1433.88149.93
      2323.311710.43
      钻蛀性1142.281111.58
      1672.541512.40
      寄生性1855.0285.67
      2854.06106.13
      921.8477.37
      1542.3497.44
      中性昆虫48413.14149.93
      74210.58159.20
      4569.111111.58
      71010.791411.57

      为了更好地了解不同经营模式下不同功能类群昆虫的内部机制和主导因素,分别对上述4种不同经营模式的山核桃林昆虫功能类群进行主分量分析。设定以下变量:捕食性昆虫个体数为X1,种数为X2;植食性昆虫个体数为X3,种数为X4;钻蛀性昆虫个体数为X5,种数为X6;寄生性昆虫个体数为X7,种数为X8;中性昆虫个体数为X9,种数为X10。主分量分析只分析马氏网法收集的昆虫。

      表 6可知:模式Ⅰ的第1主分量代表捕食性个体数和种数、寄生性个体数的综合因子,对昆虫群落的变化起主导作用;第2主分量代表植食性个体数和种数的综合因子。前2个主分量的累计贡献率为90.29%。模式Ⅱ的第1主分量代表捕食性个体数和中性昆虫个体数的综合因子,对昆虫群落的变化起主导作用;第2主分量代表寄生性种数、寄生性个体数及中性昆虫种数的综合因子;第3主分量代表钻蛀性种数和个体数的综合因子。前3个主分量的累计贡献率为95.95%。模式Ⅲ的第1主分量代表中性昆虫种数、钻蛀性种数、植食性物种数及寄生性种数的综合因子,对昆虫群落变化起主导作用;第2主分量代表植食性个体数和钻蛀性个体数的综合因子;第3主分量代表捕食性种数和植食性个体数的综合因子。前3个主分量累计贡献率为92.40%。模式Ⅳ的第1主分量代表寄生性种数和个体数、捕食性个体数及钻蛀性种数和个体数的综合因子,对昆虫群落变化起主导作用;第2主分量代表植食性种数和个体数及中性昆虫个体数的综合因子。前2个主分量累计贡献率为81.92%。

      表 6  不同经营模式下马氏网法收集的昆虫群落主分量分析

      Table 6.  Principal component analysis of insect communities in Malaise trap under different management modes

      经营模式主分量 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10累计贡献/%
      10.9910.9350.7130.8400.8520.8640.9310.8890.8970.89578.09
      2-0.043-0.1420.6730.531-0.130-0.310-0.255-0.4280.318-0.04490.29
      10.9380.7780.7070.8290.8310.5770.8660.5860.9010.71261.05
      20.057-0.516-0.695-0.5360.0850.2010.4760.805-0.1590.50083.43
      3-0.2130.177-0.027-0.0820.4530.7720.0050.011-0.398-0.45695.95
      10.5860.4350.2280.9140.8080.9460.8990.9110.8270.96862.28
      2-0.715-0.5160.8370.2370.5520.163-0.183-0.2540.097-0.04982.05
      30.1460.6760.491-0.1000.0740.207-0.1880.029-0.446-0.15092.40
      10.8930.5060.1920.4680.8040.8810.9010.9260.5300.84053.87
      2-0.239-0.7670.7090.8650.346-0.208-0.298-0.3420.7030.21481.92
    • 对马氏网法收集的昆虫进行聚类分析。由图 2可知:在度量值d为5时,4种不同经营模式的昆虫群落可分为3类:模式Ⅱ和模式Ⅳ归为一类,两者昆虫群落结构较为接近;模式Ⅲ和模式Ⅰ分别为一类。这2种经营方式的群落结构有较大差异。

      图  2  不同经营模式下马氏网法收集的昆虫群落聚类分析

      Figure 2.  Cluster analysis of insect communities in Malaise trap under different management modes

    • 本研究共获得昆虫22 283号,共计9目84科163种,在物种数上优势类群均为鞘翅目和膜翅目昆虫,个体数量上优势类群均为同翅目和直翅目。由于山核桃林长久过度开发的管理模式,虽然近年来逐渐发生改变,但林下结构依然很单一[24],因此4种经营模式中优势类群均为相同。但是,经过数据分析,不难看出4种经营模式依然存在差异。在特征指数上,模式Ⅰ的经营方式昆虫多样性最好,模式Ⅱ次之,模式Ⅳ较模式Ⅲ更好。从相对稳定性分析来看,为模式Ⅰ的群落结构相较其他经营模式更稳定,模式Ⅱ次之,模式Ⅳ较模式Ⅲ更稳定。因此,模式Ⅰ的经营模式下生态坏境最稳定,模式Ⅱ次之,模式Ⅲ生态坏境最不稳定。

      在4种经营模式中,植食性昆虫的种类和数量均最多,其中,均为山核桃蚜虫数量最多,但蚜虫聚居性、行动能力弱,防治相对简单。蝗科Acrididae昆虫数量均为第2位,蝗科昆虫是山核桃林中的重要害虫之一,因此限制山核桃林内蝗科昆虫的数量极为重要。鞘翅目也为山核桃林中的重要害虫类群,研究中发现,天牛科Cerambycidae昆虫种类较多,是其中重要的危害类群,高效防治山桃林内的天牛科昆虫对山核桃林的管理有着重要意义。

      从主分量分析可以发现:不同经营模式下,昆虫群落变化的主导因素差异较大,说明4种经营模式存在一定的差异性。无人干扰的野生状态的山核桃林林内生态环境是4种经营模式中最稳定的,捕食性昆虫和寄生性昆虫主导着该群落的昆虫变化。林下种植植物的山核桃林的植被丰富,因此有更丰富的昆虫种类和数量,捕食性昆虫的食物更多来自中性昆虫,因此捕食性昆虫和中性昆虫比较重要。传统经营模式的山核桃林,因过多使用杀虫剂与除草剂,且生态系统是4种经营模式中最不稳定的,因此对昆虫群落的变化其主导因素的类群较多。模式Ⅳ为参照有机化管理的山核桃林,会对林内的害虫进行生态化控制,因此昆虫群落变化的主导因素为更难控制的几类昆虫。只需相应控制某一类昆虫种类和数量,就能极大改变该经营模式内昆虫群落的结构。这为山核桃林生态调控指明了新的方向。

      昆虫群落结构能够在一定程度上反应其生存坏境的状态。在度量值为5时,模式Ⅱ和模式Ⅳ的经营模式较为接近。在度量值为10时,模式Ⅱ,模式Ⅲ和模式Ⅳ的经营模式较为接近。综上可知,模式Ⅰ的生态系统最为稳定,但在实际生产过程中,模式Ⅰ的经营模式不适合被采用,只可作为参考研究。林下种植植物的山核桃林经营方式更适合作为今后林农的经营发展方向,建议林农在保证成本与产量的前提下,参照林下种植植物的经营模式进行种植经营。

参考文献 (24)

目录

/

返回文章
返回