張掖地區不同施藥強度蘋果園節肢動物群落結構及種群動態

摘要 為明確張掖地區蘋果園的節肢動物群落結構及不同施藥管理對主要害蟲與天敵種群發生的影響，采用目測法調查了蘋果樹冠層節肢動物群落，并分析了主要害蟲與天敵的種群動態及生態位。結果表明：張掖地區蘋果園節肢動物物種數量偏少。蚜蟲和葉螨為絕對優勢害蟲，二者發生數量隨蘋果園施藥強度增加而增加；深點食螨瓢蟲Stethorus punctillum為優勢天敵，發生數量隨施藥強度的增加而降低。施藥顯著降低了果園節肢動物的物種數量及植食性亞群落的豐富度，并降低了主要天敵的生態位寬度及其與害蟲的生態位重疊值。施藥等人為干擾嚴重削弱了天敵的生防功能，并刺激了果園小型害蟲蚜蟲和葉螨的種群再猖獗。本研究為張掖地區蘋果園害蟲的科學治理提供了重要依據。

關鍵詞 張掖地區；蘋果園；節肢動物；群落結構；生態位

中圖分類號：S 436.611 文獻標識碼：A DOI：10.16688/j.zwbh. 2024156

中國是世界蘋果生產和消費的第一大國，甘肅是全國主要的蘋果生產大省，2021年全省蘋果綜合產值達453億元。張掖地處甘肅西北部河西走廊腹地，是典型的綠洲農區，水熱資源豐富、晝夜溫差大以及病蟲害種類較少使其具有發展果業得天獨厚的自然氣候條件。

節肢動物群落是果園生態系統的重要組成部分，對其系統研究可為害蟲的綜合治理提供重要科學依據。種植模式、管理方式、景觀組成及外來生物入侵等因素常對果園節肢動物群落組成產生顯著影響。此外，化學藥劑的施用也是影響果園生態系統節肢動物組成的重要因子。我國蘋果園重要害蟲的防治手段仍以化學防治為主，農藥的不合理使用不僅直接影響到靶標害蟲，還會對天敵等非靶標物種產生間接影響，而且，化學藥劑的長期不合理施用促使蘋果園主要害蟲逐漸向個體小、世代多的刺吸式害蟲演替。種間關系可反映不同物種在生態系統中的相互作用和聯系，在維持群落的穩定性以及生物多樣性中具有重要的作用。明確果園主要害蟲與天敵的種間關系，有助于保護和提升天敵的生物控害功能。

基于此，本文對張掖地區蘋果園節肢動物種群開展了系統調查，明確節肢動物群落結構組成，分析不同施藥強度對主要害蟲與天敵發生動態及生態位的影響，以期為張掖地區蘋果園害蟲的科學治理提供重要依據。

1材料與方法

1.1試驗果園概況

調查樣地位于甘肅省張掖市（100.45°E，38.93°N），屬溫帶大陸性干旱氣候，年平均氣溫4.1～8.3℃，年降水量112.3～354mm，年蒸發量1648～2154 mm。節肢動物種群調查于2023年6月-9月在甘州區選取蘋果園開展，各果園面積不小于500m²，樹齡為10～30年，期間果園按常規操作管理。以年化學殺蟲劑施用次數代表不同施藥強度，將蘋果園分為3類：低強度（施藥0～2次）、中等強度（施藥4～5次）和高強度（施藥gt;7次），3種施藥強度果園各4個（重復），共12個試驗園。

1.2蘋果樹冠層節肢動物調查

采用“目測法”在各試驗果園開展果樹冠層節肢動物調查，每個果園五點取樣法，每點選取1棵蘋果樹，每棵樹按東、南、西、北4個方位，每方位選取長約50cm的枝條，先觀察食蚜蠅、草蛉等易飛昆蟲的數量，再調查枝條上其他節肢動物的種類及數量，所有節肢動物至少鑒定到科級水平。每7d調查1次。

1.3數據分析

通過Excel 2019進行數據整理，采用R 4.3.2軟件spaa、vegan包計算節肢動物群落結構特征指數和主要害蟲與天敵生態位寬度、重疊度，利用SPSS 25.0對不同管理強度蘋果園節肢動物群落特征指數進行單因素方差分析（One-way ANOVA），所有作圖均采用Origin 2021軟件。

2結果與分析

2.1河西地區蘋果園節肢動物群落結構特征

2.1.1節肢動物群落組成

通過對張掖地區蘋果園節肢動物群落的系統調查，共收集到節肢動物67392頭，隸屬2綱10目22科30種。其中，植食性亞群落18種，占總物種數的60%，半翅目為優勢類群，占總物種數的44.44%。從個體數量來看，蚜蟲和葉螨在不同施藥強度的蘋果園均有較高發生，分別占植食性亞群落總個體數的32.41%和66.7%。繡線菊蚜Aphis citricolao-ander、蘋果瘤蚜Myzus malisuctus山楂葉螨Tet-ranychus viennensis和二斑葉螨Tetranychus cin-nabarinus為張掖蘋果園優勢害蟲。低施藥強度果園中其他植食性昆蟲的發生種類及占比均明顯高于中、高施藥強度果園。隨著施藥強度的增加，金紋細蛾Lithocolletis ringoniella種群占比呈下降趨勢，而朝鮮球堅蚧Didesmococcus koreanus種群占比呈上升趨勢（圖1）。

張掖地區蘋果園果樹冠層捕食性天敵有12種，占節肢動物物種總數的40%，鞘翅目是捕食性天敵優勢類群。從個體數量來看，瓢甲科在不同施藥強度的蘋果園均有較高發生，占捕食性亞群落總個體數的64.15%，優勢天敵為深點食螨瓢蟲Stethorus punctillum，但隨著果園施藥強度的上升，其發生密度及占比明顯下降（圖2）。

2.1.2節肢動物群落結構特征指數

不同施藥強度蘋果園中節肢動物群落物種豐富度指數存在差異，低施藥強度果園節肢動物總群落與植食性亞群落物種豐富度指數分別為7.56和5.17，顯著高于其他2種施藥強度的蘋果園（節肢動物總群落：F_2，9=5.060，P=0.034；植食性亞群落：F_2，9=6.887，P=0.015），但捕食性亞群落物種豐富度在不同施藥強度蘋果園無顯著差異（F_2，9=0.965，P=0.417）（圖3a）。不同施藥強度果園中節肢動物群落多樣性指數無顯著差異（節肢動物總群落：F_2，9=2.734，P=0.118；植食性亞群落：F_2，9=2.308，P=0.155；捕食性亞群落：F_2，9=0.233，P=0.797）（圖3b）。

2.1.3主要害蟲與天敵種群動態

張掖地區蘋果園植食性害蟲盛發期主要集中在6月-8月。其中蚜蟲在6月下旬開始少量發生，在低施藥強度果園的發生數量少且波動小，中、高施藥強度園7月中旬以后發生量急劇上升并維持在較高水平，8月中旬后種群數量顯著下降（圖4a）。葉螨在7月下旬以前零星發生，隨后發生量逐漸上升，8月下旬達到峰值后隨著溫度的降低發生數量逐漸下降，葉螨在高強度蘋果園整個調查期間處于較高發生水平（圖4b）。

張掖地區蘋果園捕食性天敵盛發期主要在8月，在蚜蟲、葉螨發生初期及發生盛期，低施藥強度果園捕食性天敵種群密度最高（圖4c）。在3類型果園中深點食螨瓢蟲發生呈現波浪上升的變化趨勢，與葉螨呈現出一定的跟隨關系，低施藥強度果園深點食螨瓢蟲的種群密度最高，高施藥強度園種群密度最低。8月底中、高強度園捕食性天敵的發生有反彈的趨勢（圖4d）。

2.2不同施藥強度蘋果園害蟲與天敵生態位寬度與生態位重疊值

在低施藥強度蘋果園中，捕食性天敵蜘蛛的生態位最寬（2.54），其次是金紋細蛾（2.45）和草蛉（2.31）。蘋果園害蟲與天敵的生態位重疊值平均值為0.37。其中，蚜蟲與多異瓢蟲Hippodarnia oariegata的生態位重疊值較高，葉螨與深點食螨瓢蟲的生態位重疊值最高，表明蚜蟲與多異瓢蟲、葉螨與深點食螨瓢蟲在低施藥強度蘋果園中存在較強的跟隨效應（表1）。

在中等施藥強度果園中，蚜蟲的生態位寬度（3.06）最大，蘋果園害蟲與天敵的生態重疊值平均值為0.41。蚜蟲與異色瓢蟲的生態位重疊值最高（0.85），葉螨與草蛉的生態位重疊值最高（0.94）。與低施藥強度果園相比，蚜蟲與捕食性天敵的生態位重疊值有所下降，葉螨與深點食螨瓢蟲的生態位重疊值也大幅下降（表2）。

在高施藥強度蘋果園中，草蛉的生態位寬度最大（3.53），蘋果園害蟲與天敵的生態重疊值平均值為0.50。蚜蟲與多異瓢蟲、龜紋瓢蟲Propylaea japonica和黑帶食蚜蠅Episyrphus balteatus的生態位重疊值（0.99）較大，葉螨與蜘蛛的生態位重疊值最高（0.65）。相較低、中施藥強度果園，深點食螨瓢蟲的生態位寬度、葉螨與深點食螨瓢蟲的生態位重疊值進一步縮減（表3）。

3結論與討論

本研究對張掖地區蘋果園果樹冠層節肢動物種群進行了系統調查，共調查到67392頭，隸屬2綱10目22科30種。張林林等在河北昌黎地區蘋果園調查到節肢動物13目71科115種，果園害蟲發生種類的巨大差異可能與調查方法及兩地截然不同的生態環境有關。此外，張掖為典型的綠洲農區，氣候干燥、病蟲害發生種類少且數量低也是這里成為全國優質制種基地的重要原因之一。

研究發現，張掖地區低施藥強度果園中植食性害蟲的發生種類及占比均高于中、高施藥強度果園。果園施藥次數的增加顯著降低了果園節肢動物總群落與植食性亞群落的豐富度指數。張掖地區蘋果園蚜蟲和葉螨為絕對優勢害蟲，隨著施藥強度的上升，二者的發生數量均顯著增加。與低施藥強度蘋果園相比，中、高施藥強度蘋果園蚜蟲的發生數量分別增加了5.27倍和2.53倍，葉螨的發生數量則分別增加了1.28和3.22倍。整個調查期間，低施藥強度果園蚜蟲的發生密度波動較小，中、高施藥強度果園蚜蟲的種群數量初期較低，7月中旬開始激增并維持在較高的種群密度。高施藥強度果園中葉螨的發生始終處在高位水平，但低、中施藥強度果園的葉螨發生趨勢基本一致，發生時間晚且發生密度顯著低于高施藥強度果園。此外，中、高強度施藥管理對蜘蛛及深點食螨瓢蟲等捕食性天敵的種群密度產生了顯著影響。深點食螨瓢蟲是張掖蘋果園的優勢捕食性天敵，與葉螨存在明顯的跟隨效應，施藥顯著降低了害蟲發生初期及發生盛期捕食性天敵的數量，高施藥強度果園中深點食螨瓢蟲的發生密度始終較低，基本喪失了控害能力。可見，殺蟲劑的頻繁施用，不僅大量殺傷捕食性天敵削弱生防控害功能，也造成蚜蟲、葉螨等微小害蟲的抗性增加及再猖獗發生。

在低施藥強度果園內，蜘蛛的生態位最寬，蚜蟲與多異瓢蟲、葉螨與深點食螨瓢蟲的生態位重疊值最大，表明在人為干擾較少的條件下，自然天敵與害蟲的跟隨效應較明顯，可以更好地發揮自然生態控害功能。隨著農藥施用次數的增加，天敵的生態位寬度以及蚜蟲、葉螨與捕食性天敵間的生態位重疊值均下降，進一步表明頻繁使用化學殺蟲劑顯著削弱了果園捕食性天敵的自然控害效應。

本研究發現，張掖地區蘋果園果樹冠層節肢動物物種數量明顯偏少，除蚜蟲和葉螨外，其他節肢動物的發生數量和占比均較少，生物多樣性較低。當地蘋果為不套袋生產模式，部分蘋果園長期高頻次施用殺蟲劑防治食心蟲，雖然顯著降低了食心蟲的發生密度，但也對果園生態系統的多樣性和穩定性產生了不利影響，大量殺傷捕食性天敵。例如以瓢蟲為優勢類群的捕食性天敵隨著果園施藥強度的上升，其發生密度及占比顯著下降（圖2），即削弱了其生防控害能力，同時也造成了蚜蟲、葉螨等害蟲的抗藥性增加和再猖獗。因此，不同施藥強度對果園主要害蟲抗藥性的影響監測是當地植保工作者今后的一項重要工作。張掖生態脆弱區蘋果園害蟲治理應合理減少廣譜化學藥劑使用，最大限度減少農藥對果園生態系統的擾動，同時利用當地果園主要間作功能植物開展害蟲的生態調控，保障張掖地區的蘋果生產安全、果品安全及生態安全。