不同環(huán)境對(duì)豆娘物種多樣性的影響※

●姚 玉 柏心蕊 張 江 張永梅 李 佳 孫 洋 姜 斌

（安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院重要生物資源保護(hù)與利用安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 安徽 蕪湖 241000）

人口增加﹑人類(lèi)活動(dòng)頻繁在一定程度上加劇了對(duì)生態(tài)環(huán)境的干擾，其中以水生生態(tài)環(huán)境資源退化較為嚴(yán)重。對(duì)于水體質(zhì)量長(zhǎng)期有效的生態(tài)監(jiān)測(cè)是水生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要環(huán)節(jié)，也是治理污染的重要參考。蜻蜓目昆蟲(chóng)對(duì)污染物敏感[1]，可作為其生存環(huán)境的指示生物。本研究應(yīng)用蜻蜓目昆蟲(chóng)豆娘多樣性來(lái)檢測(cè)蕪湖周邊公園和農(nóng)作區(qū)水生生態(tài)環(huán)境的環(huán)境質(zhì)量。

豆娘（Ischnura heterosticta）屬于昆蟲(chóng)綱（Insecta），蜻蜓目（Odonata），束翅亞目（Zygoptera），統(tǒng)稱(chēng)為蟌。豆娘屬不完全變態(tài)昆蟲(chóng)，從卵到成蟲(chóng)均離不開(kāi)其生活的水域。豆娘主要生活在池塘﹑沼澤等水草生長(zhǎng)旺盛的靜水水域中，少部分生活在溪流當(dāng)中，活動(dòng)范圍相對(duì)較小且固定。不同豆娘種類(lèi)對(duì)環(huán)境變化尤其是水體質(zhì)量變化的敏感度不同，如金環(huán)蜻蜓和南方豆娘僅生活在營(yíng)養(yǎng)相對(duì)貧瘠的溪流中，而華麗色蟌和長(zhǎng)葉異痣蟌則通常生活在靜水中，并且對(duì)于水體富營(yíng)養(yǎng)化表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐受能力[2]。環(huán)境的變化也對(duì)豆娘種群產(chǎn)生影響，如附近植被茂密，給豆娘提供了棲息和捕食的場(chǎng)所，豆娘種群數(shù)量便會(huì)增多。

農(nóng)作區(qū)生態(tài)系統(tǒng)受到人類(lèi)農(nóng)業(yè)耕作生產(chǎn)活動(dòng)的影響。過(guò)量使用化肥會(huì)使農(nóng)業(yè)用水中氮素含量升高，導(dǎo)電率隨之上升，影響豆娘等昆蟲(chóng)卵在水中孵化的成功率，影響其繁殖[3]。部分農(nóng)村統(tǒng)一硬化田埂溝渠，破壞了周?chē)脖坏亩鄻有裕蚕拗屏硕鼓锏任锓N的生存和繁殖。農(nóng)藥中的有機(jī)氯會(huì)對(duì)水體和土壤造成影響，降低施用地生物多樣性，除對(duì)病蟲(chóng)害造成殺滅外，也對(duì)豆娘等益蟲(chóng)造成毀滅性打擊[4]。此外，附近居民生活污水和工業(yè)廢水的排放，也可能會(huì)影響農(nóng)作區(qū)引用水源的水質(zhì),從而影響農(nóng)作區(qū)環(huán)境中的生物多樣性。

城市公園生態(tài)系統(tǒng)從設(shè)計(jì)之初就是為了改善城市環(huán)境，提高生物多樣性。公園植被覆蓋率高，植物多樣性豐富。總體公園生境單元類(lèi)型較豐富，公園中面狀﹑現(xiàn)狀要素飽和度指數(shù)都超過(guò)50%，生境多樣性狀況良好[5]。但是城市中公園往往被獨(dú)立分割開(kāi)來(lái)，限制了物種的交流和擴(kuò)散。公園中娛樂(lè)設(shè)施等的存在也加大了人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生物多樣性的影響。部分公園中的水體在一定程度上受到了城市垃圾和生活污水的污染。公園環(huán)境與人類(lèi)活動(dòng)密切相關(guān)，因此，了解公園生態(tài)環(huán)境與生物多樣性的關(guān)系，開(kāi)展公園生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的檢測(cè)十分重要。

豆娘等蜻蜓目昆蟲(chóng)可以作為理想的環(huán)境監(jiān)測(cè)指示生物[6]。豆娘物種種類(lèi)和種群數(shù)量的變化能夠反映人類(lèi)對(duì)環(huán)境的干擾程度﹑生態(tài)環(huán)境的改變﹑水質(zhì)的改變等[7-9]。因此，不同類(lèi)型生境及生境環(huán)境質(zhì)量的變化可能引起豆娘種群的群落結(jié)構(gòu)發(fā)生重大改變[10]。本研究對(duì)安徽蕪湖周邊地區(qū)的不同生態(tài)類(lèi)型（農(nóng)作區(qū)和公園）進(jìn)行調(diào)查，選用豆娘物種多樣性作為環(huán)境評(píng)價(jià)的指標(biāo)，探索豆娘多樣性與不同生態(tài)類(lèi)型的關(guān)系，同時(shí)了解不同水質(zhì)參數(shù)對(duì)豆娘物種多樣性的影響。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集與水質(zhì)測(cè)量

采樣時(shí)間為2019年4～8月。地點(diǎn)為安徽蕪湖市的各大城市公園與農(nóng)作區(qū)（表1）。其中，公園環(huán)境包含城市公園和市郊不在農(nóng)作區(qū)的池塘河流區(qū)域，農(nóng)作區(qū)是主要用于水稻和蔬菜種植的區(qū)域及附近的池塘等。

豆娘成蟲(chóng)采用掃網(wǎng)采集，沿一定的線(xiàn)路進(jìn)行踏查，記錄所捕獲的物種類(lèi)型和個(gè)體數(shù)。采集后將豆娘標(biāo)本儲(chǔ)存于90%乙醇中，或者制作為干標(biāo)本，便于后期的物種鑒定。同時(shí)，采用便攜式水質(zhì)測(cè)量?jī)x（水質(zhì)檢測(cè)儀AZ-86031）對(duì)豆娘生活水域的水質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，主要指標(biāo)有溶解氧含量﹑pH值﹑電導(dǎo)率。

1.2 物種的鑒定與數(shù)量統(tǒng)計(jì)

豆娘不同物種間形態(tài)顏色有較大差異且遺傳穩(wěn)定，因此結(jié)合安徽地區(qū)常見(jiàn)的蜻蜓物種和《中國(guó)蜻蜓大圖鑒》，對(duì)豆娘進(jìn)行物種鑒定，并對(duì)各物種的個(gè)體進(jìn)行計(jì)數(shù)。

1.3 多樣性的計(jì)算與影響因素

分別比較農(nóng)作區(qū)與公園環(huán)境中的豆娘物種數(shù)及每種豆娘的個(gè)體數(shù)，分析豆娘多樣性在農(nóng)作區(qū)與公園生態(tài)環(huán)境下的差異。采用t檢驗(yàn)檢測(cè)農(nóng)作區(qū)水環(huán)境和公園水塘環(huán)境的豆娘物種多樣性差異。探究電導(dǎo)率﹑pH值及含氧量等指標(biāo)與豆娘多樣性的相關(guān)性。計(jì)算不同水質(zhì)指標(biāo)與豆娘多樣性的線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)，系數(shù)在0～0?3視作無(wú)相關(guān)；在0?3～0?8視作弱相關(guān)；0?8～1視作強(qiáng)相關(guān)；指數(shù)為正，視作正相關(guān)；指數(shù)為負(fù)，視作負(fù)相關(guān)。

2 結(jié)果與分析

2.1 調(diào)研點(diǎn)水質(zhì)狀況

由表1可知，農(nóng)作區(qū)的溶解氧與公園的溶解 氧（t=1?03，df=14?60，P=0?319） 和 電 導(dǎo) 率（t=0?53，df=14?99，P=0?6106）均無(wú)顯著性差異；公園的 pH 值顯著高于農(nóng)作區(qū)（t=2?46，df=12?97，P=0?029）。

表1 水質(zhì)檢測(cè)參數(shù)及生物多樣性指數(shù)

續(xù)表1

2.2 豆娘物種多樣性比較

對(duì)蕪湖市幾個(gè)調(diào)查點(diǎn)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，公園環(huán)境中豆娘的物種多樣性偏高于農(nóng)作區(qū)稻田環(huán)境（t=3?45，df=14?92，P=0?004），見(jiàn)表 1。

分析比較發(fā)現(xiàn)農(nóng)作區(qū)和公園環(huán)境中的物種大部分相似，所調(diào)查的環(huán)境中，僅在農(nóng)作區(qū)發(fā)現(xiàn)了東亞異痣蟌，僅在公園環(huán)境中發(fā)現(xiàn)黑狹扇蟌和黑背尾蟌（圖1）。在調(diào)查的農(nóng)作區(qū)中，褐斑異痣蟌和翠胸黃蟌最為常見(jiàn)，其中翠胸黃蟌廣泛分布于水稻種植區(qū)域。黑狹扇蟌和葉足扇蟌主要分布于公園環(huán)境中，可以進(jìn)一步作為環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)的標(biāo)志性物種。

圖1 農(nóng)作區(qū)和公園生境中豆娘物種比較

表2 不同采樣點(diǎn)的主要豆娘物種及數(shù)量分布情況

續(xù)表2

2.3 豆娘豐富度與水質(zhì)數(shù)據(jù)的相關(guān)性

豆娘的多樣性與水質(zhì)數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析表明，豆娘的多樣性與溶解氧（R=0?078，P=0?76）﹑電導(dǎo)率（R=0?048，P=0?85）和酸堿度（R=0?33，P=0?19）均沒(méi)有顯著的相關(guān)性（圖2）。

圖2 水質(zhì)與豆娘多樣性的相關(guān)性檢測(cè)

3 討論與結(jié)論

昆蟲(chóng)是生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的指示生物，環(huán)境條件的變化會(huì)對(duì)生活在該環(huán)境條件下的生物產(chǎn)生重要影響，進(jìn)而改變生物群體的構(gòu)成[13-14]。本研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)作區(qū)豆娘物種多樣性明顯低于公園環(huán)境，這表明豆娘可以作為環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)志物，并指示生態(tài)環(huán)境的健康程度。

在探索影響豆娘多樣性的原因中發(fā)現(xiàn)，調(diào)查區(qū)域豆娘的多樣性可能與水質(zhì)的相關(guān)參數(shù)無(wú)關(guān)。調(diào)查區(qū)域均存在豆娘，證明其水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到豆娘稚蟲(chóng)存活的條件，且2種生境位于城市內(nèi)部或郊區(qū)，均在很大程度上受到人類(lèi)活動(dòng)的影響。而比較2種環(huán)境發(fā)現(xiàn)，農(nóng)作區(qū)中生物種類(lèi)單一﹑營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，植被主要是農(nóng)作物（以水稻為主）；公園環(huán)境的生物多樣性較為豐富，有較多的挺水植物和淺水區(qū)域，這些均有利于豆娘物種的增加。因此，環(huán)境的異質(zhì)性和生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜程度對(duì)豆娘物種多樣性可能產(chǎn)生較大影響。此外，對(duì)比不同生境中的豆娘物種發(fā)現(xiàn)，黑狹扇蟌和葉足扇蟌對(duì)生境的要求相對(duì)較高，可以用于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。褐斑異痣蟌和翠胸黃蟌能廣泛適應(yīng)稻田環(huán)境，作為一種重要的捕食性昆蟲(chóng)，可能具有生物防控稻田二化螟等害蟲(chóng)的潛力。