湖北荆州大白菜田时空生态位特征

湖北荆州大白菜田时空生态位特征

大革命在中国南北各省种植，深受城市居民喜爱。但种类繁多的害虫对大白菜的优质高产造成很大威胁。为了适应大白菜生产无害化和生态化的要求,需要进行以生态控制为主的害虫综合治理。生态位研究是探讨生物群落物种之间相互关系的一种重要研究方法,可以明确大白菜田节肢动物群落中害虫与害虫、害虫与天敌、天敌与天敌之间的种间竞争关系,对评价天敌对害虫的时空跟随作用和控制效果,对保护利用天敌和综合治理害虫具有重要意义。而目前有关大白菜田节肢动物群落物种生态位的研究较少。以适当划分的群落功能团的研究代替对物种的研究可使群落中不同类群间的复杂关系更加清晰,同时也使研究工作尤其是田间调查和物种鉴定工作得到简化,有其合理性,可以功能团代替物种来研究群落多样性和生态位,但针对大白菜田节肢动物功能团的生态位研究较少。因此,笔者对湖北荆州秋冬季田间种植生长的主要蔬菜——大白菜田节肢动物群落物种和功能团的时间生态位进行了研究。1材料和方法1.1地面上安物量测定系统调查在湖北荆州西郊常规大白菜田进行。秋季大白菜移栽后,选择4块有代表性的田,五点取样,每点5株,记载白菜及地面上节肢动物的数量。调查从2006年10月13日开始,至11月24日白菜开始采收时结束,每8~10d进行1次,共6次。1.2害虫及天敌划分综合系统分类上的科和空间分布、食性等特征划分功能团,将大白菜田害虫划分为蚜虫类、蝶蛾类、甲虫类、植食蝽类、叶蝉类、直翅类、潜叶蝇类、其他害虫等,天敌划分为蜘蛛类、隐翅甲、瓢虫类、草蛉类、和食虫蝽。中性昆虫统归为中性昆虫类。1.3生态位分析(1)资源单元及其分配biBi=1nn∑k=1Ρ2ik(1)Bi=1n∑k=1nP2ik(1)式中,Bi为生态位宽度指数(Bmax=1,Bmin=1/n),n为资源单位数,Pik为i物种(功能团)在第k资源所占比例。为了使Bi的取值落在(0,1)区间,将(1)式变形为(2):B′i=nBi-1n-1(2)B′i=nBi−1n−1(2)如果第i种群只利用1种资源单元,则Bi′=0,该种有最小的生态位宽度。如果第i种(功能团)以相同的比率利用所有的资源单元,则Bi′=1,该种(功能团)有最宽广的生态位宽度。该生态位参数(Bi′)代表所占据的资源单元数以及在这些资源内分布的均匀度。(2)pik及pjk/pk的关系Lij=n∑k=1Ρik⋅Ρjk/Ρk(i≠j)(3)Lij=∑k=1nPik⋅Pjk/Pk(i≠j)(3)式中,Pik及Pjk为第i和第j种(功能团)的个体在第k资源上分布的比例。因以6次调查时间间隔作为单元,所有资源单元的丰富度相等,即Pk=1/n,因此(3)式可表达为(4):Lij=nn∑k=1Ρik⋅Ρjk(4)2结果与分析2.1各害虫与天敌的生态位分布田间调查共记录害虫及天敌38种,其中优势种害虫为菜缢管蚜[Lipaphiserysimi(Kaltenbach)],其他主要为斜纹夜蛾[Prodenialitura(Fabricius)]、小菜蛾[Plutellaxylostella(L.)]、大猿叶虫(ColaphellusbowringiiBaly)、甜菜夜蛾(LaphygmaexiguaHubner);优势天敌主要为八斑球腹蛛(TheridionoctomaculatumBoes.etStr.)、草间小黑蛛[Erigonidiumgraminicolum(Sundevall)],其他主要为青翅蚁形隐翅虫(PaederusfuscipesCurtis)和三突花蛛(MisumenopstricuspidatusFabricius)。分别计算各主要害虫和天敌在各时间单元内的分布比例(表1),代入公式(1)、(2)、(4),求出大白菜田主要害虫和天敌的生态位宽度和重叠值。由表2可知,主要害虫中以小菜蛾的时间生态位最宽,大猿叶虫和菜缢管蚜的较宽,斜纹夜蛾的最窄;天敌中三突花蛛的最宽,其次为青翅蚁形隐翅虫,草间小黑蛛的最窄。说明害虫中的小菜蛾、大猿叶虫及菜缢管蚜,天敌中的三突花蛛和青翅蚁形隐翅虫在时间序列上的分布较均匀,而害虫斜纹夜蛾和天敌草间小黑蛛的发生高峰较为突出。由表2可看出,害虫间菜缢管蚜与甜菜夜蛾的时间生态位重叠值最大为1.4781,菜缢管蚜、小菜蛾、甜菜夜蛾与大猿叶虫的时间生态位重叠值也大于1,说明菜缢管蚜与甜菜夜蛾,菜缢管蚜、小菜蛾、甜菜夜蛾与大猿叶虫的发生高峰一致,竞争激烈。其他害虫间生态位重叠值较小,Lij<0.9,竞争较弱。天敌间,三突花蛛与八斑球腹蛛、青翅蚁形隐翅虫与草间小黑蛛的生态位重叠值大于1,竞争严重。其他天敌间的Lij均界于0.9~1间,说明其生态位存在一定程度的重叠,种间有一定程度的竞争。天敌与害虫间,除八斑球腹蛛与斜纹夜蛾、草间小黑蛛与小菜蛾外,这2种蜘蛛与其他害虫的生态位重叠值均大于1,说明八斑球腹蛛对菜缢管蚜、小菜蛾、大猿叶虫和甜菜夜蛾的时间跟随作用明显(尤其对大猿叶虫);草间小黑蛛的发生与菜缢管蚜、斜纹夜蛾、大猿叶虫和甜菜夜蛾的同步性良好(尤其与甜菜夜蛾)。青翅蚁形隐翅虫与菜缢管蚜、大猿叶虫和甜菜夜蛾的生态位重叠值也大于1,其与这几种害虫跟随紧密(尤其与菜缢管蚜),而三突花蛛只与斜纹夜蛾有较强同步性。针对优势害虫菜缢管蚜来说,2种优势种天敌八斑球腹蛛、草间小黑蛛以及非优势种天敌青翅蚁形隐翅虫对其跟随作用都较强。2.2时间生态位特征田间调查到的节肢动物共划分为7个害虫功能团、4个天敌功能团及1个中性昆虫功能团。其中害虫的优势功能团为蚜虫类,依次为甲虫类、蝶蛾类、蝽类、叶蝉类、潜叶蝇类、直翅类及其他害虫,天敌的优势功能团为蜘蛛类,依次为隐翅甲、瓢虫类和草蛉类。各功能团在各时间单元内的分布比例如表3。将各功能团在各时间单元内的分布比例(表1),代入公式(1)、(2)、(4),求出大白菜田害虫功能团、天敌功能团的生态位宽度和重叠值如表4、表5和表6。由表4可知,从害虫功能团的时间生态位宽度来看,蝶蛾类的最宽,达到了0.8748,然后依次为蝽类、甲虫类和蚜虫类,其生态位宽度大于0.6;说明蝶蛾类在各时间单元分布均匀,发生高峰不明显;蝽类、甲虫类和蚜虫类的发生高峰逐渐突出。而叶蝉类、直翅类、潜叶蝇类的生态位宽度较窄,均小于0.2,说明其在各时间单元上分布很不均匀,发生高峰十分突出。从害虫功能团的时间生态位重叠来看,大于1的有蚜虫类与蝽类、潜叶蝇类、直翅类及叶蝉类,蝶蛾类与直翅类,甲虫类与潜叶蝇类和叶蝉类,蝽类与潜叶蝇类和直翅类,其在各时间单元分布类似,功能团间竞争激烈。界于0.9~1之间的有蚜虫类与蝶蛾类、蝶蛾类与甲虫类和蝽类及甲虫类与蝽类,其生态位有一定程度的重叠,功能团间存在一定程度的竞争。其他害虫间生态位重叠值小于0.9,功能团间竞争小。由表5可知,天敌功能团中时间生态位最宽的为蜘蛛类,达到0.9066,其次为隐翅甲,草蛉类较低,瓢虫类最低。可见蜘蛛类和隐翅甲在各时间单元上分布均匀,而草蛉类和瓢虫类在各时间单元上分布较不均匀。蜘蛛与瓢虫类及隐翅甲、瓢虫类与隐翅甲及草蛉类的竞争均较为激烈,其时间生态位重叠值均大于1。草蛉类与蜘蛛类也有一定程度的竞争,其重叠值界于0.9~1之间,仅草蛉类与隐翅甲的竞争较小,其生态位重叠值小于0.9。从天敌功能团与害虫功能团的时间生态位重叠来看,蜘蛛类与蚜虫类、蝶蛾类、植食蝽类、潜叶蝇类、直翅类,瓢虫类与蚜虫类、甲虫类、植食蝽类、潜叶蝇类,隐翅甲与蚜虫类、植食蝽类、潜叶蝇类、直翅类,草蛉类与蝶蛾类、甲虫类、潜叶蝇类、叶蝉类的生态位重叠值均大于1,说明这些天敌功能团对相应的害虫功能团有明显的时间跟随作用。蜘蛛类与甲虫类、草蛉类与蚜虫类的生态位重叠值界于0.9~1之间,说明这2个天敌功能团对相应的害虫功能团有一定程度的时间跟随作用。天敌功能团与其他害虫功能团的生态位重叠值小于0.9,时间跟随作用不强。针对优势害虫功能团蚜虫类来说,优势天敌功能团蜘蛛类和非优势的瓢虫类、隐翅甲均对其有明显跟随作用。3优势天敌功能团对主要有害生物的控制作用五种主要害虫中,优势害虫菜缢管蚜的生态位宽度居中。2种优势天敌八斑球腹蛛和草间小黑蛛的生态位宽度小于2种非优势天敌。优势天敌及青翅蚁形隐翅虫与优势害虫菜缢管蚜的时间跟随作用明显,但由于青翅蚁形隐翅虫发生数量小,因此,自然控制效果应不明显。八斑球腹蛛和草间小黑蛛田间发生数量较大,对大白菜菜缢管蚜的自然控制作用较强。优势害虫功能团蚜虫类的时间生态位宽度(0.6389)小于山东春季大白菜田(0.8408),而优势天敌功能团的生态位宽度大于山东春季大白菜田(0.7906),这是因为季节、地域的不同导致了功能团内物种组成及各种的发生数量、发生期的不同。优势害虫功能团蚜虫类与植食蝽类、潜叶蝇类、直翅类、叶蝉类、蝶蛾类的发生具有同步性,在运用天敌时可