3 種生境下空心蓮子草入侵對節肢動物群落多樣性的影響

從春蕾，羅 瀟，劉天雷，張玉波，孫月華

（安順學院農學院，貴州省昆蟲信息系統與資源開發利用重點實驗室，貴州 安順 561000）

空心蓮子草（Alternanthera philoxeroides）為莧科蓮子草屬多年生草本植物，原產于南美洲[1]，因其生存能力強，適應范圍廣，生長繁殖快，人為引種更促使其滋生蔓延[2-4]，是世界十大惡性入侵雜草之一，在我國已有廣泛分布，其暴發成災給我國造成巨大的生態和經濟損失[5-6]。隨著空心蓮子草與周圍環境及環境中其他物種長期的適應與競爭，某些自然因素如植食類昆蟲會逐步發揮對空心蓮子草的控制作用。近期關于空心蓮子草的研究主要集中在種間競爭力、與天敵昆蟲互作關系、群落物種結構等方面[7-9]。關于不同生境中空心蓮子草對節肢動物物種組成及其不同生境中的分布特征未見相關報道。

安順市位于貴州省中西部、云貴高原東部，地處東經105°13′～106°34′、北緯25°21′～26°38′之間；全境海拔高度在560～1 694 m 之間，平均海拔高度在 1 102～1 500 m 之間，屬典型的喀斯特地貌。該地氣候屬典型的高原型亞熱帶季風濕潤性山岳氣候，年平均降雨量1 360 mm，年平均相對濕度80%，年平均風速2.4 m/s；夏季平均日照只有4～5 h/d，年平均氣溫14℃，歷史最高氣溫34.3℃，最低氣溫-7.6℃。由于境內海拔差異較大，氣候差異明顯，溫度適宜，雨水充足，水資源豐富，適宜多種動植物生長，也為空心蓮子草的入侵提供了良好的環境條件。

筆者在安順地區選擇空心蓮子草主要入侵地中具有代表性的撂荒地、沼澤地和耕地，對其生態系統中節肢動物群落組成特點和多樣性差異進行了調查和分析，探究3 種生境下空心蓮子入侵后節肢動物的分布規律與特點，以期為安順地區生物多樣性保護提供 依據。

1 材料與方法

1.1 采樣方法

于2015 年7 月10 日至8 月15 日（為期35 d）選 擇安順市區以及周邊縣城（平壩、普定、關嶺、鎮寧） 空心蓮子草主要入侵的撂荒地、沼澤地和耕地3 種不同生境進行調查，樣地信息見表1。在3 種不同生境內選擇典型樣方，樣方大小為2 m×2 m，采用掃網法對節肢動物群落進行調查，每個樣方使用柄長2 m、口徑為40 cm 的捕蟲網來回掃20 下，然后收集網內所有的節肢動物，帶回實驗室進行鑒定。節肢動物的分類鑒定參照昆蟲分目檢索表和相關昆蟲分類書籍[10-11]進行。

表1 樣地信息

1.2 數據處理方法

每個樣方內節肢動物的豐富度指數（dma）采用Margalef 指數計算，優勢度指數（D）采用Simpson指數計算，多樣性指數（H）采用Shannon-Wiener 指數計算，均勻度指數（J）采用Pielou 指數計算，見公式（1）～（4）。

式中，S 為物種數（個），N 為個體總數（個），Ni為第i 個類群個體數（個）。

采用單因素方差t 檢驗及多重比較分析不同生境下節肢動物的物種數、個體數量的差異。用SPSS 19.0 對野外調查數據進行初步的分析和處理，用Excel作圖。

2 結果與分析

2.1 3 種生境中節肢動物群落的總體特征

由表2 可知，在3 種不同生境的空心蓮子草群落內共采集節肢動物5 068 頭，其中優勢種群主要集中在雙翅目和蜘蛛目，占節肢動物總數的56.02%；常見類群主要集中在直翅目、膜翅目和鞘翅目這3 個目，占總數的35.53%；稀有類群主要有半翅目、同翅目和蜻蜓目這3 個目，占總數的8.45%。從表2 中還可以看出，撂荒地的節肢動物數量最多，包含7 個目，共計1 834 頭，占總數的36.19%；沼澤地的節肢動物分屬8 個目，共計1 707 頭，占總數的33.68%；耕地的節肢動物數量最少，分屬8 個目，共計l 527 頭，占總數的30.13%。從不同生境類型中的優勢類群來看，3 種生境下均以雙翅目的個體密度最高，占比為25.95%～39.84%。

2.2 3 種生境中節肢動物的優勢類群

調查發現，3 種生境下雙翅目和蜘蛛目均為優勢類群。由表3可知，雙翅目在沼澤地中的個體數量最多，耕地中的雙翅目數量也較多，二者差異不大，均顯著高于撂荒地的雙翅目數量（P ＜0.05）；蜘蛛目在撂荒地中的個體數量最多，其次是沼澤地，二者差異不顯著，但均顯著高于耕地的蜘蛛目數量（P ＜0.05）。這可能與耕地中人類活動最多有關。

表2 3 種生境下節肢動物的群落組成

表3 3 種生境下節肢動物優勢類群比較

2.3 3 種生境中節肢動物的多樣性特征

如圖1 所示，3 種生境下節肢動物以撂荒地個體數量最多，其次是沼澤地，二者差異不顯著，耕地中的節肢動物個體數量最少，顯著低于撂荒地和沼澤地的（P ＜0.05）。

圖1 3 種生境下節肢動物群落個體總數

如圖2 所示，對3 種生境中節肢動物多樣性特征進行分析，發現物種豐富度指數以耕地最高，耕地、撂荒地的物種豐富度指數顯著高于沼澤地的（P ＜ 0.05）；沼澤地的優勢度指數最高，與撂荒地、耕地的差異顯著（P ＜0.05）；撂荒地的節肢動物多樣性指數最高，沼澤地的最低，撂荒地與耕地之間的差異不顯著，但二者顯著高于沼澤地（P ＜0.05）；均勻度指數以耕地最高，沼澤地最低，耕地與撂荒地之間差異不顯著，但二者顯著高于沼澤地（P ＜0.05）。

圖2 3 種生境下節肢動物群落多樣性指數

3 討 論

調查過程中發現，安順市空心蓮子草入侵的3 種生境中，撂荒地和沼澤地2 類生境下的空心蓮子草入侵程度高，相比之下耕地中的空心蓮子草較少。在3種生境的空心蓮子草群落內共采集節肢動物5 068 頭，無論是個體數量上還是種類組成上，3 種生境中空心蓮子草入侵地表的節肢動物群落結構組成都存在一定程度的差異。但將沼澤地（水生空心蓮子草）和撂荒地、耕地（陸生空心蓮子草）這2 類生境中的節肢動物進行對比發現，水生空心蓮子草與陸生空心蓮子草生態群落中的節肢動物種類和個體數量無明顯差異。李倬鍇等[12]對水、陸空心蓮子草中的昆蟲種類進行研究，發現水、陸空心蓮子草中的昆蟲種類無明顯差異。這與筆者的研究結果相似。

生物多樣性指數不但可以反映生物群落中物種的富集程度、變異程度和均勻度，還可以從不同程度反映生物群落發展情況以及地理和自然環境條件的差 異[13]。節肢動物群落結構組成會隨著空心蓮子草入侵生境的不同而發生改變，節肢動物在不同生境中的生物多樣性也會存在差異。此次調查發現，物種豐富度指數：耕地＞撂荒地＞沼澤地；物種優勢度指數：沼澤地＞耕地＞撂荒地；物種多樣性指數：撂荒地＞耕地＞沼澤地；物種均勻度指數：耕地＞撂荒地＞沼澤地。沼澤地中其他植物類群稀少，空心蓮子草在生態群落中占絕對優勢，這導致植食類昆蟲的食物來源不足，使得其他植食類昆蟲的種類和數量減少，因此沼澤地中節肢動物的個體數量、多樣性及豐富度也會隨之降低。耕地中的節肢動物，有周邊林木、果園、農作物等其他植物類群為其提供必須的食物和棲息場所，因此該類生境中節肢動物的豐富度和均勻度相對高于沼澤地；但耕地中空心蓮子草群落作為一個臨時棲息場所并不是節肢動物長期賴以生活的環境，因此該類生境中節肢動物的個體數量也相對較低。撂荒地中雖然空心蓮子草也占據優勢，但由于撂荒地中植物的光照時間相對較長，光照面積相對較大，所以植物數量和種類比另外2 類生境多，為節肢動物的生存提供了良好的生存條件，因此撂荒地這類生境中節肢動物的數量最多。綜上所述，空心蓮子草的分布對3 種生境類型節肢動物的多樣性有著明顯的抑制作用。這與亓東明[14]關于紫莖澤蘭的分布對不同林分類型下節肢動物的多樣性有著明顯的抑制作用的研究結果 一致。

物種群落的多樣性指數和均勻度指數在一定程度上還可以反映群落的相對穩定性[15]。撂荒地和耕地中節肢動物多樣性指數和均勻度指數均高于沼澤地，說明撂荒地和耕地這2 種生境中物種數量多，而且分布比較均勻。經過物種之間長期的競爭和適應，撂荒地和耕地中節肢動物群落的穩定性也相對高于沼澤地。因此，當發生空心蓮子草入侵事件時，沼澤地中生態群落的穩定性在一定程度上要差于撂荒地和耕地。