定邊荒漠草原蝗蟲群落多樣性研究

賈立軍

摘要：為查明定邊縣荒漠草原蝗蟲區系及物種多樣性，采用α和β多樣性方法進行研究。結果表明，該區域蝗蟲區系由7 科、17 屬、19 種組成，單種屬和寡種屬多是各蝗蟲群落組成的共同特點；各蝗蟲群落種的豐富度、均勻度及多樣性指數變化趨勢相同，自大至小排序為：農田蝗蟲群落>平沙地荒漠草原蝗蟲群落>半流動半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落，3 個蝗蟲群落的生境差異性比較大。

關鍵詞：定邊；荒漠草原；蝗蟲群落；多樣性

蝗蟲是世界農、林、牧業生產的一類重要害蟲[1-2]，長期以來，科技工作者為探索蝗蟲的生物學特性，尋求蝗災的防治對策，對蝗蟲進行了許多深入研究，其中，康樂等[3，4 ]、賀達漢等[5-7]、黃春梅等[8]、金翠霞等[9]、李亞妮等 [10]和常罡等[11]學者先后對草原蝗蟲群落及其物種多樣性都作過大量研究，但定邊地區的同類研究報道很少。

2011年6月29日，陜西定邊縣植保植檢站進行病蟲普查，在紅柳溝鎮王窯村的草地上發現大面積土蝗（笨蝗、短星翅蝗、黑背蝗、尖翅蝗等），多數蝗蝻處于1～2 齡期，平均蟲口密度為18 頭/m2，最高密度為45 頭/m2，并且正在向農田擴散，發生面積達2000 hm2。由于發現及時，采取得力措施，未能釀成更大災害。

2012年7～8 月，在陜西定邊縣海子梁鄉的張羅坑村、十家莊和敖包疙瘩幾個村子對蝗蟲物種多樣性做了調查，期望加深對該區域蝗蟲群落的認識，為今后防災減災提供技術資料。

1 調查研究方法

1.1 研究區域概況

定邊縣地處陜西省西北角、榆林市最西端，是黃土高原與內蒙古鄂爾多斯荒漠草原過渡地帶[12]，地理位置N 36°49′～37°53′，E 107°15′～108°22′。東和東南與陜西省靖邊縣、吳旗縣相連，南和西南與甘肅省華池縣、環縣相接，西與寧夏回族自治區鹽池縣毗鄰，北和東北與內蒙古鄂托克前旗、烏審旗相鄰，居陜、甘、寧、蒙4省區交界位置。境內土地總面積69.20×104 hm2，有兩大地貌類型即南部丘陵溝壑區，占總面積的52.78%；北部風沙灘區，占47.22%。海拔1 303～1 907 m。

境內屬暖溫帶半干旱大陸性季風氣候向中溫帶干旱氣候過渡地帶。春多風、夏干旱、秋陰雨、冬嚴寒，日照充足，風沙頻繁，雨季遲且雨量年際變化大；年平均氣溫7.9 ℃，1月平均氣溫-8.8 ℃ ，7 月平均氣溫22.4 ℃，年極端最高溫度為37.7 ℃，極端最低溫度-27.7 ℃，年均日照2 743.3 h，年均降水量316.9 mm，平均無霜期141 d，絕對無霜期110 d ；自然災害頻繁，以干旱、風沙和霜凍影響最大。

全縣天然草地29.23×104 hm2，人工草地6.33×104 hm2。天然草地和人工草地占全縣總面積51.40%。草地主要為荒漠草原、草原化荒漠，間有少量沙地、荒灘地。除少數荒灘地植被較茂密外，大部分草地植被蓋度<50，高度<10 cm。優勢種牧草為短花針茅（Stipa brexiflora）、克氏針茅（S.capillata）、羊草（Leymus chinensis）、糙隱子草（Cleistogenes squarrosa）、賴草（Leymus secalinus）、牛枝子（Lespedeza potaninii）、銀白旋花（Convolvulus arnmanii）、貓頭刺（Oxyiropis aciphylla）、錦雞兒（Caragana microphylla）、芪狀亞菊（Ajuanis aotulleoides）、灌木亞菊（Ajania fruticulosa）、白刺（Nitraria sibirica）、沙蒿（Artemisia oxycephala）、豬毛菜（Salsola collina）、檸條（C.korshinskii）、沙米（S.ruthenica）、冷蒿（A.frigida）等。

1.2 方法

分別以農田、平沙地荒漠草原和半流動半固定沙丘荒漠草原為調查樣地（即棲息地類型或蝗蟲群落），用羅馬數字依次編號為群落Ⅰ、群落Ⅱ和群落Ⅲ，每一樣地面積不小于100 hm2。

自2009年7月5日～7月30日，每間隔5 d進行調查1 次，共調查6 次，每次調查1 d，每天早晨8∶00～11∶00、下午3∶00～6∶00各調查1次。每次調查分3 組各樣地同時進行 [12-14] 。

用昆蟲取樣框100 cm×100 cm×30 cm抽樣15 次，逐樣方收集蝗蟲標本，并帶回室內檢索，按樣地（群落）統計樣方數、種類和數量。統計過程中剔除個體數為零的樣本。

調查蝗蟲種類和數量組成，通過數理統計與分析，測算各蝗蟲群落種的豐富度、均勻度和多樣性指數，對調查區域蝗蟲的生物多樣性作出綜合評價。

用Excel軟件進行數據統計與計算。

1.3 采用的生物多樣性指數及數據處理

1.3.1 a多樣性計算方法[15]

2.1 區系組成

海子梁鄉蝗蟲由3個基本群落組成，農田蝗蟲群落（Ⅰ）、平沙地荒漠草原蝗蟲群落（Ⅱ）和半流動半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落（Ⅲ）。比較3個蝗蟲群落的種類組成可以看出區系組成的主要特點（表2）。

（1）群落I比群落Ⅱ和群落Ⅲ的科、屬、種數都多，而群落Ⅱ又比群落Ⅲ的科、屬、種數多，說明該縣荒漠區域的農田是蝗蟲的棲息地。

（2）3個群落中蝗蟲共有種比例比較小，其中，Ⅰ、Ⅱ兩群落間共有6種，共有種占群落Ⅰ總種數的42.86%，占群落Ⅱ總種數的75.0%；Ⅰ、Ⅲ兩群落間有2個共有種，占群落Ⅰ和群落Ⅲ總種數的14.29%和33.3%；Ⅱ、Ⅲ 兩群落有3個共有種，分別占群落Ⅱ和群落Ⅲ總種數的37.5%和50%。據此，可見當地3個蝗蟲群落彼此間差異性較大。

（3）3個群落的優勢種各不相同，其中，群落Ⅰ的優勢種有輪紋異痂蝗和大墊尖翅蝗，群落Ⅱ的優勢種有黃脛小車蝗和黑翅皺蝗，群落Ⅲ的優勢種有中華蚱蜢和短星翅蝗。

（4）以單種屬和寡種屬為主是3個群落組成的共同特征。

（5）斑翅蝗科和網翅蝗科是各群落的優勢類群。

2.2 各群落蝗蟲種的豐富度、均勻度和多樣性分析

2.2.1 α多樣性指數

依據前述α多樣性計算公式計算結果如圖1。

3個蝗蟲群落種的豐富度、均勻度和物種多樣性（含S、D和H′）的排序趨勢完全相同， 即群落Ⅰ>群落Ⅱ>群落Ⅲ（圖1）。試驗表明，在相對意義上，農田蝗蟲群落種類組成最豐富，分布最均勻，多樣性最高；其次是平沙地荒漠草原蝗蟲群落；半流動半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落4項指標最低。

2.2.2 β多樣性指數

依據前述β多樣性計算式計算結果（表3）。

β多樣性測定結果表明，（1）在定邊北部荒漠草原區域的生境被物種隔離的程度較大，這是因為蝗蟲種類組成與寄主植物有緊密的關聯性，蝗蟲種類組成的差異代表了植物種類組成差異，而植物種類組成的差異又反映了各項生境條件綜合影響的差異；（2）β多樣性指數反映該區域生境多樣性較低；（3）β多樣性與α 多樣性一起構成了該區域總體多樣性及荒漠草原地段的生物異質性特點。

3 討論與結論

3.1 討論

對定邊北部荒漠草原蝗蟲群落多樣性調查研究結果表明，α多樣性指數和β多樣性指數都比較高。α多樣性指數比較高說明3個蝗蟲群落的種類組成相對比較豐富，結構、功能和動態變化相對比較穩定；β多樣性比較高說明各蝗蟲群落的生境相似性比較低，尤以農田與半流動半固定沙丘之間差異最大。這是因為這兩個生境是當地兩個極端生境的代表[17-18]。

從種的豐富度、均勻度及多樣性看，農田無疑是當地蝗蟲的最適棲息地，說明農田有可能是某些蝗蟲的儲備地，具有儲存、保留和發源地的作用，當條件適宜時蝗蟲災害突發的機率也比較高[19-20]。因此，為有效預防蝗災發生，在耕作方式上有必要采取一些對應的預防措施。

在Shannon指數中，只有當Pi>1時，種i才可能在大小為n的樣本中出現[21，22]。因此，我們實際觀察到的蝗蟲種數有可能低估了真實的蝗蟲種數S，因為即使抽取相當大的樣本，稀有種也常常不會在其中出現。據此，估計研究區域草地蝗蟲實際種數應不少于19種，因此有必要再作進一步的深入研究。

3.2 結論

（1）定邊縣北部荒漠草原蝗蟲區系由7科、15屬、19種組成，其中，農田蝗蟲群落有7科、13屬、14種，平沙地荒漠草原蝗蟲群落有5科、7屬、8種，半流動半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落有有4科、5屬、6種。斑翅蝗科和網翅蝗科是各群落的優勢類群，單種屬和寡種屬多是各群落組成的共同特點。

（2）α多樣性指數分析結果證明，3個蝗蟲群落種的豐富度、均勻度及多樣性指數變化趨勢相同，即農田蝗蟲群落>平沙地荒漠草原蝗蟲群落>半流動半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落。

（3）β多樣性指數分析結果證明，3個群落生境之間的差異性比較大。

參考文獻：

[1] 柳小妮，蔣文蘭，劉曉靜，等.夏河甘加草原草地蝗蟲優勢種的確定及混合種群密度高峰值模型研究[J].草原與草坪，2007（4）：33-38.

[2] 鄭哲民，許文賢.陜西蝗蟲[M].西安：陜西師范大學出版社，1991：120-340.

[3] 康樂.放牧干擾下的蝗蟲植物相互作用關系[J].生態學報，1995，15（3）：182-189.

[4] 康樂，張愛國，毛文華，等.內蒙古錫林河灘地蝗蟲群落變化的梯度分析[C].青年生態學者論叢， 1991：231-239.

[5] 賀達漢，鄭哲民.不同沙化地段蝗蟲與植物群落多樣性的變化及相互關系的數值分析[J].應用與環境生物學報，1997，3（1）：6-12.

[6] 賀達漢.荒漠草原蝗蟲群落特征研究[M].銀川：寧夏人民出版社，1998：1-142.

[7] 賀達漢，鄭哲民，顧棟.荒漠草原蝗蟲群落空間格局的研究[J].生態學報，1997，17（6）：660-665.

[8] 黃春梅，楊龍龍.西雙版納熱帶雨林環境變化對蝗蟲區系成分和物種多樣性的影響[J].生物多樣性，1998，6（2）：122-131.

[9] 金翠霞，吳亞.群落多樣性測定及其應用的探討[J].昆蟲學報，1981，24（1）：28-33.

[10] 李亞妮，王文強，廉振民，等.陜西延安北洛河流域蝗蟲群落多樣性研究[J].四川動物，2008，27（6）：1027-1034.

[11] 常罡，廉振民，蔣國芳，等.黃土高原洛河流域蝗蟲群落排序及環境因素分析[J].昆蟲知識，2006，43（1）：41-46.

[12] 焦婷，趙生國，祁娟，等.放牧強度對溫性荒漠草原土壤全氮和有機質的影響[J].草原與草坪，2012（5）：22-25.

[13] 武曉梅，張夏剛，蘇軍虎，等.山西省晉西7～8月草地蝗蟲種的多樣性及豐富度研究[J].草原與草坪，2013，33（1）：34-39.

[14] 王俊梅，豆衛，馮今，等.草原蝗蟲為害對高寒草原生物量影響的研究[J].草原與草坪，2010，30（5）：59-62.

[15] 馬克平.生物多樣性的測度方法 Ⅰα多樣性的測度方法（下）[J].生物多樣性，1994，2（4）：231-239.

[16] 馬克平.生物多樣性的測度方法 Ⅱβ多樣性的測度方法（上）[J].生物多樣性，1995，3（1）：38-43.

[17] 劉纏民.陜西北部蝗蟲群落多樣性及生境片斷化對其的影響研究[D].西安：陜西師范大學，2000：44-68.

[18] 王文強，張道川，李新江，等.陜北高原蝗蟲資源調查及區系分析[J].延安大學學報（自然科學版） ，2003（3）：54-59.

[19] 白義，周自翔，許升全.基于GIS的陜西蝗蟲地理分布及區劃分析[J].動物學研究，2005（5）：145-149.

[20] 邢飛，高文財，于艷萍，等.東北地區蝗蟲多樣性研究[D].長春：吉林師范大學學報（自然科學版），2005（1）：66-72.

[21] 張宏杰，廉振民，霍科科.中國蝗蟲生物多樣性研究進展[J].漢中師范學院學報（自然科學），2002，（06）：49-54.

[22] 廉振民.秦巴山區蝗蟲群落多樣性研究[J].生物多樣性，1999（2）：67-73.