不同品种猕猴桃园节肢动物群落特征及主要类群生态位分析

亢菊侠, 蔡鹏, 吴雅茹

(1.杨凌职业技术学院生物工程分院, 陕西 杨凌 712100; 2.西北农林科技大学植物保护学院,陕西 杨凌 712100)

在一定时间和空间范围内各种生物种群的集合形成生物群落。研究农田节肢动物群落的组成及其特点是绿色防控害虫的重要生态学基础[1]。在农业生态系统中，随着农作物的生长及人为农事操作活动的影响，节肢动物群落主要类群的组成、丰富度、优势度、均匀度及多样性等群落基本特征，主要类群的生态位均发生改变，并呈现一定的规律性[2-5]。目前农民防治害虫以化学防治为主，不仅对农产品的质量和环境有重大影响，同时由于作用靶标单一，导致生物多样性下降，从而破坏农田生态系统稳定性，使得害虫防治越来越难。利用农业生态系统中存在的天敌来控制害虫有着无可比拟的优点，但要求天敌和害虫在时间和空间分布上相遇[6]。天敌和害虫时空生态位宽度指数和生态位重叠指数可反应出两者的关系和对其他资源的利用程度，如果生态位重叠指数值越大，说明同步性和同域性越强，两者相遇的概率就越大，天敌对害虫的控制作用就越强[7]。因此，比较研究害虫与天敌的生态位宽度和生态位重叠的变化规律，是探索增强农业生态系统生态调节能力的重要方向之一，可为天敌防治害虫这一绿色防控技术提供理论依据。

品种是农作物的一个重要特征，不同品种由于营养状况、成熟期等存在广泛差异，节肢动物群落特征和主要群落生态位必然不同，但目前此方面的研究较少。黎建龙等[8]应用平行跳跃法研究了6种典型茶树品种园内节肢动物群落特征和发生动态，结果显示品种间节肢动物群落的组成及特征差异不显著，但品种间主要天敌与害虫、群落多样性指数发生动态及节肢动物空间生态位差异显著。巫厚长等[9]调查了Nc89、Nc82和K326三个品种烟田节肢动物群落特征和发生动态，并采用主成分分析法进行分析，发现3个品种烟田节肢动物群落丰富度差异显著，而优势度、多样性、均匀性均无显著差异。前人还分别研究了枣园[10]、稻田[7]、桃园[11]和苹果园[12]主要害虫及天敌的时间和空间生态位指数，根据测定的生态位重叠值，对增强生态系统生态调节能力提出建议。这些研究结果可为针对不同品种差异化防治害虫技术提供理论依据。

陕西省秦岭北麓关中地区是我国猕猴桃五大产区之一，其栽培面积和总产量均居于世界第一[13]。猕猴桃园内节肢动物种类多，且不同品种园内主要害虫的种类和数量均有差异，严重影响了猕猴桃的产量和品质，而目前猕猴桃园节肢动物群落特征研究较少。仅系统调查了野生猕猴桃园和不同年份人工栽培园节肢动物群落特征及消长规律，结果表明人工栽培园内节肢动物群落消长动态起伏较大，且人工栽培园节肢动物群落重建属于次级演替，与野生猕猴桃园群落演替明显不同[14-15]。前人多以种为单位研究节肢动物群落特征[16-17]，过于繁琐和细微。在系统调查过程中，以类群为单位进行研究能全面分析不同类群在节肢动物群落中地位和作用，更符合害虫生态调节理论，并且对利用天敌类群来防控害虫类群更有指导作用[18-19]。本研究选择世界栽植面积最大的品种(海沃德)、关中地区当地主栽品种(翠香)、品质较好的红心品种(红阳)三个典型品种果园为研究对象，系统调查猕猴桃园节肢动物种类和数量，以类群为单位，分析群落多样性特征及群落主要类群时空二维生态位，以为猕猴桃品种差异化害虫的生态调节提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概述

选择陕西省杨陵区柴嘴村相邻的3块人工栽植猕猴桃园(N34°18′，E108°01′，海拔560 m)进行调查研究。果园1：品种为红阳，行距 3 m，株距 2 m，种植面积为1.25 hm2；果园2：品种为海沃德，行距 3 m，株距 2 m，面积 1.28 hm2；果园3：品种为翠香，行距 3 m，株距 2 m，面积1.30 hm2。3块猕猴桃园区周围植被环境相同，且均为5年生植株，管理水平相同。3块猕猴桃园地表均被草，春季树干均涂抹石硫合剂(陕西道森农业生态科技有限公司)，在生产过程中均喷施高效氯氟氰菊酯乳油(陕西先农生物科技有限公司)2次，均未使用除草剂。

1.2 试验方法

1.2.1节肢动物调查 在猕猴桃生长季节， 4月下旬发芽期至10月下旬落叶期间，每隔10 d 进行1 次调查，3块猕猴桃园调查在同一天内完成。由于猕猴桃园节肢动物种类多、习性复杂，为全面系统调查园内节肢动物种类和数量，针对不同节肢动物的特点，采用4种调查方法：①5点取样法，每个样点选择3棵猕猴桃树，将每棵树分成东、南、西、北、中5个调查区域，每区域随机选取10片叶片、有果期再随机选取10个果实，收集树上节肢动物；②稍加扰动，每个样点扫20个复网，收集树周围的节肢动物；③在每个样点直线设置5个陷阱，每3 m设1个，收集地表节肢动物；④每园设置1台太阳能频振式杀虫灯(河南佳多公司)，安装在果园中部，灯管高度距离地面2.5 m，诱趋光性节肢动物，每天收集一次。收集的标本现场编号，带回实验室鉴定。

1.2.2物种多样性及生态位分析 计算各个猕猴桃园节肢动物各科优势度指数、群落丰富度、优势度、多样性及均匀度指数[20]。其中群落丰富度是指群落中类群数目的多少，而各科优势度指数(Pi)、群落优势度指数(D)、多样性指数(H′)和均匀度指数(E)计算公式如下。

式中，ni为群落中第i科的个体数，N为群落各科的总个体数，nmax为群落中数量最多科的个体数，s为总科数。

空间生态位采用猕猴桃树5个调查单位调查结果作为空间资源序列；时间生态位以10 d为1个时间单元，采用18次调查结果作为时间资源序列；时空二维生态位根据5个空间资源序列乘以18个时间资源序列所构成的“二维资源”序列。生态位宽度(B)和生态位重叠(Lij)分别使用Levins指数和Pianka指数[20]来计算。

式中，S为资源序列的等级数，pi为物种在资源i的数量占总资源数量的比例，pin和pjn分别为物种i和物种j在第n个资源单位的个体数量占总资源中对应物种总数的比值。

1.2.3数据分析 使用 SPSS 20.0 软件对数据进行方差分析，差异显著性检验采用S-N-K 法。

2 结果与分析

2.1 不同品种猕猴桃园节肢动物群落组成分析

不同品种猕猴桃园节肢动物群落调查结果(表1)可知，红阳猕猴桃园节肢动物群落共包含3纲、10目、20科；海沃德猕猴桃园节肢动物群落共包含4纲、12目、29科；翠香猕猴桃园的节肢动物共包含3纲、11目、27科。在生长过程中，红阳猕猴桃园数量排名前5位的节肢动物科为隐翅甲科、薪甲科、潮虫科、蚂蚁科和步甲科，优势度指数分别为0.309 4、0.224 5、0.091 0、0.077 3和0.069 8；海沃德猕猴桃园数量排名前5位节肢动物科为薪甲科、介壳虫科、蟋蟀科、步甲科和园蛛科，优势度指数分别为0.471 0、0.088 8、0.070 2、0.052 0、0.051 5；翠香猕猴桃园排名前5位节肢动物科为薪甲科、蜡蝉科、叶蝉科、草蛉科和蚜科，优势度指数分别为0.550 9、0.131 9、0.078 0、0.049 7、0.047 3。可见，红阳猕猴桃园的优势类群为隐翅甲科和薪甲科，而海沃德、翠香猕猴桃园的优势类群均为薪甲科，且优势类群的优势度比红阳猕猴桃园要高。结果表明，不同品种猕猴桃园的主要害虫类群和数量具有差异性，因此害虫生态调控应针对不同品种采取不同措施。

2.2 不同品种猕猴桃园节肢动物群落特征

不同品种园内节肢动物群落丰富度指数、多样性指数、均匀度指数和优势度指数结果见表2。可知，品种海沃德群落丰富度最高；而3个品种群落多样性指数、均匀度指数及优势度指数差异均不显著。综合上述群落特征参数，说明猕猴桃品种对园内节肢动物群落稳定性无显著影响。

表1 不同品种猕猴桃园节肢动物群落的主要类群组成Table 1 Composition of arthropod community in different kiwifruit varieties orchard

2.3 不同品种猕猴桃园节肢动物主要类群时空二维生态位分析

红阳品种园内节肢动物主要类群时空生态位宽度和生态位重叠数据见表3。可知，隐翅甲科和薪甲科的二维生态位宽度最大，且生态位宽度大的前10位中害虫类群有6类，而天敌类群仅有草蛉科1类且排位第7，说明害虫占据最多的时空资源，而天敌占据的时空资源少，因此红阳猕猴桃园自然控制能力差。在害虫-天敌体系中，草蛉科与蚜科的二维生态位重叠很大，为0.9，表明草蛉科对蚜科捕食关系极为密切，说明红阳猕猴桃园内草蛉科对蚜科捕食效率高，可采用保护现有或人工释放草蛉的方法来调节蚜虫数量。

表2 不同品种猕猴桃园节肢动物群落特征Table 2 Basic characteristcs of arthropod community in different kiwifruit variety orchard

表3 红阳猕猴桃园节肢动物主要类群时空二维生态位宽度和生态位重叠Table 3 Spatial-temporal niche breadths and overlaps of main arthropod groups in Hongyang kiwifruit orchard

海沃德品种园内节肢动物主要类群时空生态位宽度和生态位重叠数据(表4)显示，害虫薪甲科和介壳虫科的二维生态位宽度最大，生态位宽度大的前10位中害虫有6类，而天敌有步甲科、园蛛科和姬小蜂科，分别排在第4、5和8位，说明害虫占据最多的时空资源，而天敌占据的时空资源少，因此海沃德猕猴桃园自然控制能力差。在害虫-天敌体系中，介壳虫科、蚜科与姬小蜂科的二维生态位重叠很大，分别为 0.84和0.79，表明姬小蜂科对介壳虫科及蚜科的捕食关系极为密切。说明海沃德猴桃园内姬小蜂科对介壳虫科和蚜科捕食效率高，可采用保护现有或人工释放寄生蜂的方法来调节介壳虫和蚜虫数量。

翠香品种园内节肢动物主要类群时空生态位宽度和生态位重叠数据见表5，可知，害虫薪甲科、蜡蝉科和叶蝉科的二维生态位最大，生态位宽度大的前10位中害虫有8类，而天敌仅有草蛉科和瓢甲科,排位第4和第7，说明害虫占据更多的时空资源，而天敌占据的时空资源少，因此翠香猕猴桃园自然控制能力差。在害虫-天敌体系中，草蛉科与蚜科的二维生态位重叠很大，为 0.91，瓢甲科与介壳虫科及蚜科的二维生态位重叠也很大，分别为0.82和0.75，表明草蛉科对蚜科、瓢甲科对蚜科和介壳虫科的捕食关系极为密切。说明翠香猴桃园内草蛉科对蚜科、瓢甲科对蚜科和介壳虫科捕食效率高，可采用保护现有或人工释放草蛉来调节蚜虫数量，保护现有或人工释放瓢虫来调节蚜虫和介壳虫数量。

表4 海沃德猕猴桃园节肢动物主要类群时空二维生态位宽度和生态位重叠Table 4 Spatial-temporal niche breadths and overlaps of main arthropod groups in Haiwode kiwifruit orchard

表5 翠香猕猴桃园节肢动物主要类群时空二维生态位宽度和生态位重叠Table 5 Spatial-temporal niche breadths and overlaps of main arthropod groups in Cuixiang kiwifruit orchard

3 讨论

通过系统调查红阳、海沃德、翠香3个品种猕猴桃园的节肢动物，对主要类群组成进行分析发现，红阳猕猴桃园的优势类群为隐翅甲科和薪甲科，而海沃德、翠香猕猴桃园的优势类群均为薪甲科，且优势类群的优势度比红阳猕猴桃园要高，通过分析群落基本特征，发现3个品种猕猴桃园节肢动物群落稳定性无显著差异。韩宝瑜和崔林[21]研究发现，8个茶树品种节肢动物群落多样性、均匀度及优势度差异未达显著差异；任振涛等[22]研究不同品种玉米田间节肢动物物种数、多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数等指标也均无显著差异；均与本研究结果一致，说明农作物品种对其居群内的节肢动物群落结构的影响较小。

本研究发现，在害虫-天敌体系中，红阳猕猴桃园中草蛉科对蚜科捕食关系极为密切，海沃德猕猴桃园中姬小蜂科对介壳虫科和蚜科的捕食关系极为密切，而翠香猕猴桃园中草蛉科对蚜科，瓢甲科对蚜科和介壳虫科的捕食关系极为密切。这说明猕猴桃园害虫与天敌同步性和同域性较强，具有很大的保护利用价值。刘长海等[10]依据陕北枣园天敌七星瓢虫与害虫枣瘿蚊时间生态位重叠指数，得出两者在时间上具有同步性；张安盛等[11]发现4种天敌与害虫桃一点斑叶蝉的时空生态位重叠值大，提出两者季节活动性和生境基本上是一致的，其同步性和同域性较强，均与本研究结果类似。

研究农业生态系统中害虫与天敌的生态位宽度和生态位重叠指数，探索主要害虫与天敌之间的相互关系，可为有效保护自然天敌及人工释放天敌控制害虫提供理论依据。本研究对节肢动物群落组成、特征和主要类群时空二维生态位在不同品种间的差异进行研究，利用这些差异可为不同品种害虫差异化绿色防控方案提供理论依据。此外，本研究只选择3个常见猕猴桃品种，如果要全面认识猕猴桃品种对节肢动物群落的影响，还需要大量研究来进一步明确，并对其发生的原因和机制进行进一步研究。