隴東黃土高原苜蓿田昆蟲群落的組成與結構分析

王佛生，鄧 蕓，霍轉芳

(隴東學院農林科技學院，甘肅 慶陽 745000)

苜蓿(Medicagosativa)適口性好，營養價值高，尤其含有大量的粗蛋白、豐富的維生素、多種礦物質及一些未知促生長因素，是反芻動物的優質飼草[1]。甘肅是全國的種草大省，2009年苜蓿種植面積55.67萬hm2，居全國第一[2]。隴東黃土高原位于黃河中游，東依子午嶺、北靠羊圈山、西接六盤山，包括慶陽市7縣1區及平涼市東部5縣，是典型的雨養農業區[3-4]。隴東黃土高原屬于干旱、半干旱農業區，種植業與畜牧業并重，苜蓿是主要的栽培牧草，僅慶陽市而言，苜蓿種植面積占多年生牧草總面積的75%～80%，苜蓿留存面積19萬～20萬hm2，占可耕地面積的28.2%～29.7%、甘肅省苜蓿種植面積的1/3[5-6]，產業化生產體系逐步形成，苜蓿草產品已出口至東南亞多個國家。

在苜蓿種植規模擴大的同時，也為其害蟲的發生和流行創造了有利的生態條件，加之當地苜蓿種植歷史長、栽培管理比較粗放等原因，使害蟲蟲口基數加大，導致苜蓿蟲害發生呈不斷加重的趨勢，影響了苜蓿草、苜蓿種子的產量和品質[7]，成為制約苜蓿產業化發展的主要因素之一。在苜蓿蟲害相關研究方面，目前有寧夏苜蓿害蟲天敵種類及其田間發生規律的初步研究、刈割對苜蓿栽培草地昆蟲群落結構及動態的影響、苜蓿病蟲草鼠害防治、景泰第1茬苜蓿昆蟲群落及數量動態等[8-11]，但對隴東黃土高原苜蓿田害蟲的調查研究鮮見報道。為了明確該區域苜蓿害蟲的發生種類、種群結構，為苜蓿害蟲的預測預報和綜合防治提供理論依據，選擇氣候具有代表性的董志塬進行了調查研究，同時制定了《慶陽市苜蓿主要病蟲害無公害綜合防治技術規程》，并被審定為甘肅省地方標準DB 62/T 1907-2009，于2010年2月頒布實施[12]。

1 材料與方法

1.1調查田概況 調查田位于慶陽市西峰區溫泉鄉八里廟村(107°38′ E，35°44′ N)，該地區年平均氣溫8.7 ℃，年降水量526.7 mm，其中7-9月降水量占全年降水量的60%左右[13]。調查田面積0.76 hm2，土壤黑壚土，旱作條件，苜蓿品種為農寶，生長2年，長勢中等，調查期間未施用任何農藥。

1.2調查方法 于2009年5月中旬至10月上旬每7 d調查一次，共計20次。為了保證調查結果的統一可比性，采用對角線取樣法選取5個樣點，用網掃法采集標本，每點10復網次。各樣點采集到的昆蟲分別放入毒瓶中帶回實驗室，根據形態學方法進行分類鑒定和統計，將代表性昆蟲制作為標本。

1.3類群劃分 根據昆蟲與苜蓿的利害關系，將苜蓿田昆蟲劃分為害蟲、天敵、益蟲、中性昆蟲4個類群。

1.4數據處理 在數據統計分析中采用種群優勢度指數、物種豐富度指數、多樣性指數、均勻性指數及優勢度指數進行評價[14-15]。

種群優勢度指數(Db)表示各個類群的優勢度。

Db=Ni/N。

(1)

式(1)中，Ni為某一類群的個體數，N為所有類群的總個體數。Db≥0.1為優勢種群；0.01≤Db<0.10為常見類群；Db<0.01為稀有種群。

物種豐富度指數(Margalef，Dm)表示群落中昆蟲種數的多寡。

Dm=(S-1)/lnN。

(2)

式(2)中，S為群落中的總物種數目；N為觀察到的個體總數。

群落多樣性指數(Shannon-wiener，H′)

H′=-ΣPilnPi。

(3)

式(3)中，Pi=Ni/N；Ni為種i的個體數，N為所在群落所有物種的個體數之和。

生態優勢度指數(Simpson，Ds)表示生物群落內昆蟲種群數量的變化情況。

Ds=1-ΣPi2=1-Σ(Ni/N)2。

(4)

式(4)中，Pi為種的個體數占群落中總個體數的比例。

物種均勻度指數(Pielou，J)表示群落中全部昆蟲個體數目的分配狀況。

J=H/Hmax=H/lnS。

(5)

式(5)中，Hmax為最大昆蟲多樣性指數，Hmax=lnS(S為群落中的總種數)；H為實際觀察昆蟲多樣性指數。

2 結果與分析

2.1苜蓿田昆蟲群落組成 在該項研究中，共采集昆蟲標本21 021頭(已鑒定出20 864頭，未鑒定出157頭)。經鑒定隸屬12目69科115種(表1)。在5點、20次、10復網次調查中，平均每點有昆蟲4 173頭。

從分類階元來看，以鞘翅目昆蟲種類最多，分別隸屬18科35種。其次是鱗翅目和膜翅目昆蟲，分屬11科17種和11科16種。革翅目、蜚蠊目、蜱螨目種類較少，均為1科1種。與周軍和賀春貴[11]在甘肅景泰的研究結果不完全一致。

從苜蓿田昆蟲群落數量來看，數量最多的是同翅目昆蟲，共5 349頭，占總量的25.45%。處于第2位的是鞘翅目昆蟲，共4 702頭，占22.37%。半翅目和雙翅目昆蟲分別占18.78%和14.09%，其他昆蟲占18.56%，未鑒定出昆蟲占0.75%。

2.2苜蓿田昆蟲優勢種群 對苜蓿田主要昆蟲種類進行優勢度指數分析(表1)，優勢種群是豌豆無網長管蚜、苜蓿盲蝽、條紋根瘤象3種，均為害蟲。常見種群是蚊子、蜘蛛、黃翅菜葉蜂、中華草蛉、食菌瓢蟲、十三星瓢蟲、豌豆潛葉蠅、苜蓿無網長管蚜、綠盲蝽、斑須蝽、暗色芫菁、多異瓢蟲、蜜蜂、廁所蠅、東京弓背蟻15種。其中害蟲6種、天敵5種、中性昆蟲3種、益蟲1種，害蟲、天敵昆蟲、中性昆蟲和益蟲分別占40.0%、33.3%、20.0%和6.7%。本調查結果與楊彩霞等[16]在寧夏的調查相近。

2.3苜蓿田昆蟲結構比例動態關系 在害蟲、天敵、中性昆蟲及益蟲四者的數量關系中(圖1)，以害蟲的相對數量最多(14 091頭)，比例的谷峰值變幅為26.99%～88.99%，平均67.54%。其次是天敵昆蟲(4 130頭)，平均占19.79%，最高達36.52%，與害蟲的比例為1∶3.41。中性昆蟲(2 337頭)所占比例少于天敵，變幅為1.55%～33.74%，平均11.20%。相對數量最少的為蜜蜂(306頭)，變幅為0～10.43%。

2.4昆蟲類群動態關系 從結構比例的時序動態關系來看，苜蓿害蟲與天敵昆蟲之間呈此消彼長關系。如9月上旬，由于天敵數量減少，害蟲失去了控制，其數量呈直線上升達到峰值，占昆蟲總量的88.99%。苜蓿害蟲與中性昆蟲在數量及發生趨勢上均呈互補關系[17]，而天敵昆蟲與中性昆蟲之間則呈相互依存關系。在8月16日調查中，中性昆蟲最高比例達到了33.74%，此時天敵昆蟲則占34.46%。益蟲蜜蜂的數量消長與其他昆蟲的關系不明顯，其活動高峰期在7月中下旬、8月中下旬，這可能與蜜蜂采蜜的適宜溫度有關(20～25 ℃)[18]。

2.5苜蓿田昆蟲多樣性特征指數的時序動態 從5月中旬到10月初，昆蟲豐富度指數的變幅在2.02～6.67，說明隴東黃土高原苜蓿田昆蟲種類豐富，且隨時間變化有較大差異。7月中旬昆蟲種類較少，為10～24種，豐富度指數2.0～4.8；8月中旬(8月16日)第2茬苜蓿盛花期昆蟲種類最多，達35種，物種豐富度指數為6.67。

生態優勢度指數、群落多樣性指數和物種均勻度指數的變化趨勢基本一致(圖2)，這是因為均勻度指數是物種豐富度指數和群落多樣性指數的函數[19]，三者之間的數量關系是群落多樣性指數>生態優勢度指數>物種均勻度指數。生態優勢度指數在8月中旬達到最大值，表明群落內昆蟲數量分布不均勻，優勢種地位突出。

表1 苜蓿田昆蟲群落組成統計表

圖1 苜蓿田昆蟲結構比例動態

圖2 苜蓿田昆蟲多樣性分析

3 討論與小結

3.1苜蓿田昆蟲優勢種群地位突出 在隴東黃土高原旱作條件下，苜蓿田昆蟲群落中以鞘翅目、鱗翅目和膜翅目昆蟲較多，優勢種群是豌豆無網長管蚜、苜蓿盲蝽和條紋根瘤象。常見天敵昆蟲是中華草蛉、食菌瓢蟲、十三星瓢蟲、多異瓢蟲和蛛形綱的蜘蛛。中性昆蟲是蚊子、廁所蠅、東京弓背蟻。主要益蟲是蜜蜂。

3.2苜蓿田害蟲天敵數量較多 苜蓿田天敵與害蟲的數量比高，說明苜蓿能夠為天敵昆蟲提供相對穩定、適宜的生存環境，造成其群體數量較大，為苜蓿害蟲的生物控制奠定了自然基礎。但害蟲的發生高峰期早于天敵，完全依賴天敵對苜蓿害蟲的控制是不可行的，在保護和利用天敵的同時，在害蟲發生高峰期還應該選用高效、低毒、無公害農藥進行防治。

3.3苜蓿田主要害蟲及防治時期 本研究結果說明，當地苜蓿害蟲的優勢種群是豌豆無網長管蚜、苜蓿盲蝽和條紋根瘤象。因此應將上述害蟲作為防治重點對象，防治的主要時期是5月中下旬、7月下旬至8月上旬、9月上中旬3個苜蓿害蟲發生高峰期，尤其是9月上中旬做好防治工作，對減少害蟲的越冬基數、減輕翌年發生程度有重要作用。

3.4存在問題 在昆蟲群落的調查研究中，如何將各種昆蟲的采樣方法、樣方大小和布局標準化，以保證調查結果的可比性和可校驗性，還需要深入研究和探討[20-21]。

[1]王文靜,李曉東,史瑩華,等.苜蓿青干草對肉牛生產性能及膽固醇代謝的影響[J].草業科學,2010,27(10)：135-141.

[2]晁德林,王俊梅.甘肅苜蓿產業化存在的主要問題和發展趨勢[J].草業科學,2011,28(2):327-330.

[3]施萬喜.隴東黃土高原農業資源特點與農業可持續發展路徑分析[J].草業科學,2009,26(5):116-122.

[4]張智全,余愛忠,羅珠珠,等.甘肅省慶陽市生態足跡和生態承載力動態研究[J].草業學報,2010,18(4):187-193.

[5]慶陽市農牧局.甘肅慶陽苜蓿種植及利用情況[EB/OL].(2007-08-01)http://www.gsny.gov.cn/qsxxlb/qys/qys/2007/08/01/1185937784000.html.

[6]慶陽市農牧局畜牧科.甘肅慶陽市草食畜牧業取得長足發展[EB/OL].(2008-10-24)http://www.foods1.com/content/620794/.

[7]張鐵軍,耿志廣,王赟文,等.施用殺蟲劑防治害蟲對紫花苜蓿種子產量的影響[J].草業科學,2009,26(11)：143-147.

[8]張蓉，馬建華，楊芳，等.寧夏苜蓿害蟲天敵種類及其田間發生規律的初步研究[J].草業科學，2003，20(7)：60-62.

[9]劉長仲,周淑榮.刈割對苜蓿人工草地昆蟲群落結構及動態的影響[J].生態學報,2004(3):542-546.

[10]賀春貴，姚拓，劉長仲，等.苜蓿病蟲草鼠害防治[M].北京：中國農業出版社，2004：31.

[11]周軍,賀春貴.景泰第一茬苜蓿昆蟲群落及數量動態[J].草原與草坪，2005(5)：70.

[12]甘肅省質量技術監督局.DB62/T 1907-2009.慶陽市苜蓿主要病蟲害無公害綜合防治技術規程[S].北京：中國標準出版社，2009.

[13]李鐵成.慶陽農村經濟[M].蘭州：甘肅文化出版社，1998:29.

[14]仲雨霞，付必謙.北京白河濕地夏季昆蟲群落組成特征的初步分析[J].首都師范大學學報(自然科學版)，2007，28(3)：72.

[15]董百麗,姬蘭柱,魏春艷,等.長白山闊葉紅松林植物群落與昆蟲群落的相互關系研究[J].生態學雜志,2005,24(9):10-14.

[16]楊彩霞,張蓉,劉浩,等.寧夏苜蓿昆蟲資源的調查[J].寧夏農林科技，2002(1)：11-13.

[17]劉雨芳,古德祥.稻田中性昆蟲多樣性及其生態功能分析[J].中國生物防治，2002,18(4)：149-152.

[18]日光溫室草莓無公害栽培技術規程[EB/OL].(2009-11-17)http://www.ycsagri.gov.cn.

[19]姜雙林.杏樹園昆蟲群落的組成與結構[J].西北林學院學報，2006，21(5)：135-138.

[20]李正躍，Altieri M A，朱有勇.生物多樣性與害蟲綜合治理[M].北京：科學出版社，2009：73.

[21]賀春貴，曹致中，候軍，等.甘肅苜蓿薊馬研究[A].第二屆中國苜蓿發展大會論文集[C].北京：中國農業出版社，2003：104-107.