内蒙古内蒙古东部高高斯台罕乌拉自然保护区野生芍药访花昆虫资源调查

内蒙古内蒙古东部高高斯台罕乌拉自然保护区野生芍药访花昆虫资源调查

芍药是内蒙古的一种四种保护植物，在蒙古被列入蒙古共和国的红皮书保护植物名单。芍药是具有较高观赏价值的花卉植物也是中医药常用的中草药之一,由于长期的挖掘,特别是近年来旅游活动频繁及严酷的自然条件等各种因素的影响,致使芍药种群数目不断下降,芍药的自然分布区不断破碎化和缩小、种群数量迅速下降,处于濒危状态。因此对芍药的保护性研究是一项具有重要意义的工作。芍药濒危的主要原因之一是开花和结实率较低,产生种子较少。昆虫的传粉作用是影响芍药种子产量的因素之一。对芍药属传粉昆虫生物学研究早在70年代Turpin和Schlising用放射性碘做标记,证明Paeoniecaliforenica花中的金龟子可携带花粉在不同植株花朵之间传播。Schlising进行了更深入地观察和研究,发现共有4科17种蜂类和1种甲虫在其花中出现。罗毅波等对山西省南部矮牡丹(P.suffruticosasubsp.spontanea)3个居群连续2年的野外观察和实验,研究表明,共有5种蜂和4种甲虫参与矮牡丹的传粉;蜂类,特别是地蜂类是矮牡丹的主要传粉者,而金龟子只是一种不稳定的传粉者。为了摸清芍药的传粉昆虫种类,2001~2002年在内蒙古赤峰市高格斯台罕乌拉自然保护区内的野生芍药和内蒙古农校芍药园内栽培品种芍药的访花昆虫种类及其主要传粉昆虫的生物学特性进行了研究,旨在为芍药的保护提供传粉生物学方面的科学依据。1访花昆虫及其携带粉量的测定以网捕或捕捉方式采集正在芍药花中活动的昆虫,将标本带回室内鉴定、统计、保存;测各种传粉昆虫的相对种群密度:双翅目昆虫、膜翅目昆虫是根据双翅目、膜翅目昆虫日活动高峰期(9:00~12:00),在20min内观察5朵花中访花昆虫个体数的平均值;鞘翅目昆虫是以Z字型取样随机统计100朵花中访花昆虫个体数的平均值;跟踪观察其访花行为,访花速率根据每种10头访花昆虫每分钟采访花朵数平均值;不同开花状态在花中滞留时间是根据每种访花昆虫10头在不同开花状态下花中滞留时间的平均值;花中滞留时间是随机观察10头访花昆虫在花中滞留时间的平均值;日活动规律是在晴天,每隔1h,沿着宽10m,长30m的芍药地走20~30min统计访花昆虫个体数目;膜翅目昆虫的携粉量是根据10头昆虫总的携粉量的平均值所测定;用风速仪和温度计观测不同气候条件对主要传粉昆虫访花行为的影响。2结果与分析2.1访花昆虫种类及种类2年内在芍药上采集到的标本经整理鉴定现已初步查明2个实验样地芍药的访花昆虫有29种,分属于4目、13科。其中膜翅目的种类最多,有10种,占34.7%。在自然保护区内芍药的访花昆虫有17种,隶属于3目、10科。其中鞘翅目9种,占58.8%,其次为膜翅目,有8种,占47.6%,双翅目仅有1种,占5.88%;在农校芍药园内的访花昆虫有17种,隶属于4目、10科。其中双翅目的种类最多有8种,占47.6%,其次为膜翅目,有6种,占35.3%,再次为鞘翅目,有2中,占11.7%,鳞翅目,有1种,占5.88%。芍药的主要传粉昆虫有14种,2个试验样地的访花昆虫已知种类具体名录见表1,2。根据表1、表2可以看出,自然保护区及农校芍药园内的主要访花昆虫种类不同。在自然保护区内的访花昆虫,是以鞘翅目昆虫为主,而在农校芍药园内的主要访花昆虫,是以膜翅目和双翅目昆虫为主。膜翅目的大淡脉隧蜂,鞘翅目的白星花金龟、丽斑芫菁是自然保护区和农校两地的共有访花昆虫。芍药的主要传粉昆虫为隶属于膜翅目、双翅目、鞘翅目的种类。膜翅目一般都具有飞行速度快、访花速率高、携粉量大的特点;双翅目昆虫访花速率很高,种类数量及个体数量相对较大,但其体毛上黏附的花粉相对较少,但也能够有效传粉;鞘翅目的金龟子、天牛、芫菁虽然访花速率低,在花朵之间迁移相对较少,但在野生居群中其个体数量占有绝对优势,其体表可附着大量花粉,所以也起到一定的传粉作用。据上述对赤峰市高格斯台罕乌拉自然保护区内的访花昆虫种群数量及传粉行为进行分析,认为主要传粉昆虫为丽斑芫菁、黄胫宽花天牛、黑胫宽花天牛、短毛斑金龟、饥星花金龟、白星花金龟和大淡脉隧蜂;对农校芍药园内的访花昆虫种群数量及传粉行为进行分析,认为主要传粉昆虫为意大利蜜蜂、棕边管食蚜蝇、长尾管食蚜蝇、大淡脉隧蜂、灰带管食蚜蝇、小淡脉隧蜂。2.2主要传粉者昆虫传粉行为2.2.1花粉的采集、分离和保存又名为西方蜜蜂,意大利蜜蜂是农校栽培品种芍药花中活动的主要传粉昆虫。种群数量大,20min内每朵花上平均出现21次。意大利蜜蜂访花时直接落到花瓣或雄蕊群中,在雄蕊群上采集花粉或用前足抱握花药中足和后足迅速收集花粉,在采集花粉时经常爬过雌蕊群。意大利蜜蜂在雄蕊群中采集花粉一段时间后,要飞离花朵在空中飞行整理花粉,落时有时在柱头上,然后爬过雌蕊群。在雌蕊群中活动时间都很短,一般不超过1min。整理完花粉后在花被片上停留片刻或直接离去。携带的花粉量平均为12~29mg。2.2.2验地液压花的主要传粉昆虫及活动特征sp1体长12~13mm。头长大于宽。唇基微隆起,刻点粗、密。胸部背面毛棕黄色。腹部背板第2~3节被有较宽的白色毛带,约占第2~3腹节的2/5宽。是2个实验地芍药花中活动的主要传粉昆虫。在农校芍药园内种群数量较大,20min内每朵花上平均出现7次,而在自然保护区芍药居群内,其个体数量只占传粉昆虫的1/10左右。该蜂的采粉毛位于转节、腿节、胫节、基跗节上,腹部腹面粘有大量花粉,访花时直接落到花瓣或雄蕊群中采集花粉,前足抱握花药取食花粉的同时用后足快速收集花粉。在收集花粉过程中,在雄蕊群内轮活动时,身体会经常接触到柱头或有时爬过柱头。在雄蕊群中活动一段时间后,要飞离花朵在空中飞行整理花粉,落时没有观察到直接落在柱头上。2.2.3传粉昆虫分布sp2体长:6~7mm。头长等于宽。唇基较平,基部刻点密。胸部背面毛白色。腹部背板各节间无明显毛带。是农校栽培品种芍药花中活动的主要传粉昆虫。种群数量较大,20min内每朵花上平均出现5次。该蜂的采粉毛位于转节、腿节、胫节、基跗节上,雌性腹部腹面粘有大量花粉,访花时直接落到花瓣或雄蕊群中采集花粉,前足抱握花药取食花粉的同时用后足快速收集花粉。偶尔用中足和后足包握花粉用前足刷头部的花粉送入口器中。在收集花粉过程中,在雄蕊群内轮活动时,偶尔身体接触到柱头或爬过雌蕊群。2.2.4植物花粉的清理又名为食尾管食蚜蝇。长尾管食蚜蝇是农校栽培品种芍药花中活动的主要传粉昆虫。种群密度大,20min内每朵花上平均出现8次。访花时直接落到花瓣或雄蕊群中,主要用中足及后足支撑身体站在雄蕊群中转圈或爬过雌蕊群舐食花粉,同时用两前足来回搓动花粉。在雄蕊群中活动时头部在花药之间伸入,直接伸出喙舐食花粉,偶尔2前足相互刷一下或用2前足刷头部,将头部粘有的花粉送到口器;长尾管食蚜蝇无专门的采粉器,靠体毛上黏附的花粉来进行异花传粉,传粉效率不如蜂类。长尾管食蚜蝇在雄蕊群中活动一段时间后,在花被片上停留片刻清理花粉或直接离去。站在花被片或雄蕊群上清理花粉的步骤可以分为6步:(1)2前足相互刷,将前足上粘有的花粉整理后送到口器中;(2)用2前足刷头部,将头部上粘有的花粉刷下整理后送到口器;(3)用2后足刷掉翅膀上粘有的花粉后两后足相互刷将花粉刷掉;(4)用2后足刷掉腹部背面上粘有的花粉后2后足相互刷将花粉刷掉;(5)用2后足刷掉腹部腹面上粘有的花粉后2后足相互刷将花粉刷掉;(6)用2后足从胸部背板的前端刷至后端,刷掉胸部背板上粘有的花粉后2后足相互刷将花粉刷掉。整个清理花粉的工作在同一个位置上不动,一般是头部朝外,腹部朝里;偶尔也有腹部朝外,头部朝里的现象。整个清理工作大约需要2min。但不是每次访花都有清理花粉的过程,有时不清理花粉直接离去,有时只做第1步或第2步。根据观察发现在花中滞留的时间越长,离去前清理花粉的过程越长,并且整个过程也比较完整;反之则清理工作越简单。2.2.5传粉昆虫的数量又名为短腹管食蚜蝇,棕边管食蚜蝇是农校栽培品种芍药花中活动的主要传粉昆虫。种群数量大,20min内每朵花上平均出现11次。棕边管食蚜蝇的访花行为、传粉效率及清理花粉的行为、步骤等与长尾管食蚜蝇相似。2.2.6传粉昆虫种群灰带管食蚜蝇是农校栽培品种芍药花中活动的主要传粉昆虫。种群数量较大,20min内每朵花上平均出现6次。灰带管食蚜蝇的访花行为、传粉效率及清理花粉的行为、步骤等与长尾管食蚜蝇相似。2.2.7花中食性花粉短毛斑金龟是自然保护区芍药花中活动的主要传粉昆虫。其成虫盛期在5月底至6月上中旬,6月下旬为卵孵化盛期。在芍药花期,2个实验样地内种群密度较大,平均每朵花上有0.33头。花瓣未完全展开时就进入花内,在雄蕊群中取食花药,对幼嫩的心皮也有一定的伤害。成虫白天活动,飞翔力不强。在花中活动缓慢,但在花朵之间经常迁移,在花中滞留时间为10min至数个小时。在解剖镜下观察其体表附着大量花粉,在花中活动取食时身体经常与柱头接触有时爬过雌蕊群,当身体与柱头接触或爬过雌蕊群时柱头表面就粘有大量花粉。虽然这类金龟子对花器有一定的危害,但因体表密被短毛,可携带大量花粉并且经常在花朵之间迁移,所以可以认为是一种传粉强度大、传粉效率高的昆虫。2.2.8花的含花粉的花粉又名为多纹星花金龟,是自然保护区芍药花中主要的传粉昆虫。种群密度较大,平均每朵花上有0.28头。这种金龟子体型大,在花瓣松动时就进入花朵内取食花药,有时对幼嫩的心皮也有一定的伤害。在花中活动缓慢,活动时绝大部分时间在雄蕊群中或雌蕊群及雄蕊群之间。在解剖镜下观察其体表附着花粉,尤其是腹部黏附大量花粉。当爬过或腹部接触到柱头时柱头表面粘有大量花粉。这种金龟子活动范围长时间局限于1朵花上,所以从传粉的角度看,他们对自花授粉起到的作用可能大于对异花授粉。2.2.9种群密度较白星花金龟是自然保护区芍药花中活动的主要传粉昆虫,2个样地内种群密度相对较大,平均每朵花上有0.1头。在农校芍药园内也出现过,数量不多。白星花金龟尤其更喜欢钻在花蕾松动期的栽培重瓣花的雄蕊群内活动,其传粉行为与饥星花金龟极为相似。2.2.1蜂类及食蚤蝇类黄胫宽花天牛是自然保护区芍药花中活动的主要传粉昆虫。种群密度大,平均每朵花上1.24头。访花速率不如蜂类及食蚜蝇类。在花瓣松动时就进入花朵内取食雄蕊,之后取食花瓣,未发现取食幼嫩心皮的现象。在解剖镜下观察其头胸部黏附大量花粉,在取食时经常爬过雌蕊群,当爬过雌蕊群时柱头表面就粘有大量花粉。这种昆虫对芍药的传粉作用是有效的但对花器也有危害。2.2.11黑胫骨、宽叶花、油松l.黑胫宽花天牛是自然保护区芍药花中活动的主要传粉昆虫。种群密度较大,平均每朵花上0.62头。其传粉行为与黄胫宽花天牛相似。2.2.1花上有虫草及一般情况又名为红斑芫菁,是自然保护区芍药花中活动的主要传粉昆虫,5月下旬6月间盛发。在芍药花期,宝力高、后沟两地种群密度大,平均每朵花上有2.52头。每朵花上有虫数几只近数10只,在农校芍药园内偶尔也出现,数量极少。成虫有群聚迁飞习性,但飞翔能力不强,高仅1m,远及10余m,有假死性,早上较为明显,中午被触动时即飞走。访花速率不如蜂类和食蚜蝇类,在花瓣松动时就进入花朵内取食雄蕊,未发现取食幼嫩心皮的现象、有时对花朵的雄蕊及花瓣啃食精光后才离开花朵。在解剖镜下观察其体表附着大量花粉,当取食时经常从雌蕊群上爬过,当爬过雌蕊群时柱头表面就粘有大量花粉。这类昆虫对芍药的传粉是有效的,但对花器也有危害。2.3暴雨天气的影响传粉昆虫的活动能力直接关系到其传粉效率。光照、温度、风速、湿度或降雨等气候因素对昆虫的活动能力有明显的影响。大约在早7:00~9:30蜂类和食蚜蝇类开始访花,随着气温的升高,时间的推移访花者数量逐渐增高,不过温度过高对访花蜂类、食蚜蝇类的访花活动也有影响。在炎热的日子,每日的高温时段内(13:00~16:00;平均气温在32~33℃以上),其访花频率有所降底,但是大型金龟子、天牛及丽斑芫菁的活动似乎不受影响。在暴雨前的阴天很少见昆虫访花。在暴雨过后即将放晴时,访花者便大量出动,其活动规律和晴天时相似。在大风天气,风速7m/s以上时访花的意大利蜜蜂、长尾管食蚜蝇、棕边管食蚜蝇、灰带管食蚜蝇、隧蜂类基本停止活动。3可利用昆虫的单种传粉技术两地芍药的传粉昆虫种类及数量有较大的差异。生境的差异是导致两地间传粉昆虫种类不同的根本原因。甲虫传粉花的综合特征通常主要表现为花较大,不特化,无蜜腺,具强烈的气味,花粉所处位置易于传粉者采食等,如木兰科(Magnoliaceae)木兰属(Magnolia)(Heiser,1962)、毛茛科Ranunculaceae的芍药Paeonia等植物常有甲虫传粉;农校地处城乡交界处,其附近可能有养蜂人家或被遗弃的蜂箱并且有较多的室外公厕,所以导致农校芍药园内的意大利蜜蜂及食蚜蝇类数量上的优势。芍药花没有蜜液,但可散发气味,提供给膜翅目、双翅目昆虫的惟一报酬物是花粉;提供给鞘翅目昆虫的主要报酬物是花粉和花瓣。意大利蜜蜂、大淡脉隧蜂和小淡脉隧蜂访花速率高、携粉量大,