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        定邊荒漠草原蝗蟲群落多樣性研究

        2013-10-22 07:14:02賈立軍
        草原與草坪 2013年3期
        關(guān)鍵詞:多樣性

        賈立軍

        摘要:為查明定邊縣荒漠草原蝗蟲區(qū)系及物種多樣性,采用α和β多樣性方法進(jìn)行研究。結(jié)果表明,該區(qū)域蝗蟲區(qū)系由7 科、17 屬、19 種組成,單種屬和寡種屬多是各蝗蟲群落組成的共同特點;各蝗蟲群落種的豐富度、均勻度及多樣性指數(shù)變化趨勢相同,自大至小排序為:農(nóng)田蝗蟲群落>平沙地荒漠草原蝗蟲群落>半流動半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落,3 個蝗蟲群落的生境差異性比較大。

        關(guān)鍵詞:定邊;荒漠草原;蝗蟲群落;多樣性

        蝗蟲是世界農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn)的一類重要害蟲[1-2],長期以來,科技工作者為探索蝗蟲的生物學(xué)特性,尋求蝗災(zāi)的防治對策,對蝗蟲進(jìn)行了許多深入研究,其中,康樂等[3,4 ]、賀達(dá)漢等[5-7]、黃春梅等[8]、金翠霞等[9]、李亞妮等 [10]和常罡等[11]學(xué)者先后對草原蝗蟲群落及其物種多樣性都作過大量研究,但定邊地區(qū)的同類研究報道很少。

        2011年6月29日,陜西定邊縣植保植檢站進(jìn)行病蟲普查,在紅柳溝鎮(zhèn)王窯村的草地上發(fā)現(xiàn)大面積土蝗(笨蝗、短星翅蝗、黑背蝗、尖翅蝗等),多數(shù)蝗蝻處于1~2 齡期,平均蟲口密度為18 頭/m2,最高密度為45 頭/m2,并且正在向農(nóng)田擴(kuò)散,發(fā)生面積達(dá)2000 hm2。由于發(fā)現(xiàn)及時,采取得力措施,未能釀成更大災(zāi)害。

        2012年7~8 月,在陜西定邊縣海子梁鄉(xiāng)的張羅坑村、十家莊和敖包疙瘩幾個村子對蝗蟲物種多樣性做了調(diào)查,期望加深對該區(qū)域蝗蟲群落的認(rèn)識,為今后防災(zāi)減災(zāi)提供技術(shù)資料。

        1 調(diào)查研究方法

        1.1 研究區(qū)域概況

        定邊縣地處陜西省西北角、榆林市最西端,是黃土高原與內(nèi)蒙古鄂爾多斯荒漠草原過渡地帶[12],地理位置N 36°49′~37°53′,E 107°15′~108°22′。東和東南與陜西省靖邊縣、吳旗縣相連,南和西南與甘肅省華池縣、環(huán)縣相接,西與寧夏回族自治區(qū)鹽池縣毗鄰,北和東北與內(nèi)蒙古鄂托克前旗、烏審旗相鄰,居陜、甘、寧、蒙4省區(qū)交界位置。境內(nèi)土地總面積69.20×104 hm2,有兩大地貌類型即南部丘陵溝壑區(qū),占總面積的52.78%;北部風(fēng)沙灘區(qū),占47.22%。海拔1 303~1 907 m。

        境內(nèi)屬暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候向中溫帶干旱氣候過渡地帶。春多風(fēng)、夏干旱、秋陰雨、冬嚴(yán)寒,日照充足,風(fēng)沙頻繁,雨季遲且雨量年際變化大;年平均氣溫7.9 ℃,1月平均氣溫-8.8 ℃ ,7 月平均氣溫22.4 ℃,年極端最高溫度為37.7 ℃,極端最低溫度-27.7 ℃,年均日照2 743.3 h,年均降水量316.9 mm,平均無霜期141 d,絕對無霜期110 d ;自然災(zāi)害頻繁,以干旱、風(fēng)沙和霜凍影響最大。

        全縣天然草地29.23×104 hm2,人工草地6.33×104 hm2。天然草地和人工草地占全縣總面積51.40%。草地主要為荒漠草原、草原化荒漠,間有少量沙地、荒灘地。除少數(shù)荒灘地植被較茂密外,大部分草地植被蓋度<50,高度<10 cm。優(yōu)勢種牧草為短花針茅(Stipa brexiflora)、克氏針茅(S.capillata)、羊草(Leymus chinensis)、糙隱子草(Cleistogenes squarrosa)、賴草(Leymus secalinus)、牛枝子(Lespedeza potaninii)、銀白旋花(Convolvulus arnmanii)、貓頭刺(Oxyiropis aciphylla)、錦雞兒(Caragana microphylla)、芪狀亞菊(Ajuanis aotulleoides)、灌木亞菊(Ajania fruticulosa)、白刺(Nitraria sibirica)、沙蒿(Artemisia oxycephala)、豬毛菜(Salsola collina)、檸條(C.korshinskii)、沙米(S.ruthenica)、冷蒿(A.frigida)等。

        1.2 方法

        分別以農(nóng)田、平沙地荒漠草原和半流動半固定沙丘荒漠草原為調(diào)查樣地(即棲息地類型或蝗蟲群落),用羅馬數(shù)字依次編號為群落Ⅰ、群落Ⅱ和群落Ⅲ,每一樣地面積不小于100 hm2。

        自2009年7月5日~7月30日,每間隔5 d進(jìn)行調(diào)查1 次,共調(diào)查6 次,每次調(diào)查1 d,每天早晨8∶00~11∶00、下午3∶00~6∶00各調(diào)查1次。每次調(diào)查分3 組各樣地同時進(jìn)行 [12-14] 。

        用昆蟲取樣框100 cm×100 cm×30 cm抽樣15 次,逐樣方收集蝗蟲標(biāo)本,并帶回室內(nèi)檢索,按樣地(群落)統(tǒng)計樣方數(shù)、種類和數(shù)量。統(tǒng)計過程中剔除個體數(shù)為零的樣本。

        調(diào)查蝗蟲種類和數(shù)量組成,通過數(shù)理統(tǒng)計與分析,測算各蝗蟲群落種的豐富度、均勻度和多樣性指數(shù),對調(diào)查區(qū)域蝗蟲的生物多樣性作出綜合評價。

        用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與計算。

        1.3 采用的生物多樣性指數(shù)及數(shù)據(jù)處理

        1.3.1 a多樣性計算方法[15]

        2.1 區(qū)系組成

        海子梁鄉(xiāng)蝗蟲由3個基本群落組成,農(nóng)田蝗蟲群落(Ⅰ)、平沙地荒漠草原蝗蟲群落(Ⅱ)和半流動半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落(Ⅲ)。比較3個蝗蟲群落的種類組成可以看出區(qū)系組成的主要特點(表2)。

        (1)群落I比群落Ⅱ和群落Ⅲ的科、屬、種數(shù)都多,而群落Ⅱ又比群落Ⅲ的科、屬、種數(shù)多,說明該縣荒漠區(qū)域的農(nóng)田是蝗蟲的棲息地。

        (2)3個群落中蝗蟲共有種比例比較小,其中,Ⅰ、Ⅱ兩群落間共有6種,共有種占群落Ⅰ總種數(shù)的42.86%,占群落Ⅱ總種數(shù)的75.0%;Ⅰ、Ⅲ兩群落間有2個共有種,占群落Ⅰ和群落Ⅲ總種數(shù)的14.29%和33.3%;Ⅱ、Ⅲ 兩群落有3個共有種,分別占群落Ⅱ和群落Ⅲ總種數(shù)的37.5%和50%。據(jù)此,可見當(dāng)?shù)?個蝗蟲群落彼此間差異性較大。

        (3)3個群落的優(yōu)勢種各不相同,其中,群落Ⅰ的優(yōu)勢種有輪紋異痂蝗和大墊尖翅蝗,群落Ⅱ的優(yōu)勢種有黃脛小車蝗和黑翅皺蝗,群落Ⅲ的優(yōu)勢種有中華蚱蜢和短星翅蝗。

        (4)以單種屬和寡種屬為主是3個群落組成的共同特征。

        (5)斑翅蝗科和網(wǎng)翅蝗科是各群落的優(yōu)勢類群。

        2.2 各群落蝗蟲種的豐富度、均勻度和多樣性分析

        2.2.1 α多樣性指數(shù)

        依據(jù)前述α多樣性計算公式計算結(jié)果如圖1。

        3個蝗蟲群落種的豐富度、均勻度和物種多樣性(含S、D和H′)的排序趨勢完全相同, 即群落Ⅰ>群落Ⅱ>群落Ⅲ(圖1)。試驗表明,在相對意義上,農(nóng)田蝗蟲群落種類組成最豐富,分布最均勻,多樣性最高;其次是平沙地荒漠草原蝗蟲群落;半流動半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落4項指標(biāo)最低。

        2.2.2 β多樣性指數(shù)

        依據(jù)前述β多樣性計算式計算結(jié)果(表3)。

        β多樣性測定結(jié)果表明,(1)在定邊北部荒漠草原區(qū)域的生境被物種隔離的程度較大,這是因為蝗蟲種類組成與寄主植物有緊密的關(guān)聯(lián)性,蝗蟲種類組成的差異代表了植物種類組成差異,而植物種類組成的差異又反映了各項生境條件綜合影響的差異;(2)β多樣性指數(shù)反映該區(qū)域生境多樣性較低;(3)β多樣性與α 多樣性一起構(gòu)成了該區(qū)域總體多樣性及荒漠草原地段的生物異質(zhì)性特點。

        3 討論與結(jié)論

        3.1 討論

        對定邊北部荒漠草原蝗蟲群落多樣性調(diào)查研究結(jié)果表明,α多樣性指數(shù)和β多樣性指數(shù)都比較高。α多樣性指數(shù)比較高說明3個蝗蟲群落的種類組成相對比較豐富,結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)變化相對比較穩(wěn)定;β多樣性比較高說明各蝗蟲群落的生境相似性比較低,尤以農(nóng)田與半流動半固定沙丘之間差異最大。這是因為這兩個生境是當(dāng)?shù)貎蓚€極端生境的代表[17-18]。

        從種的豐富度、均勻度及多樣性看,農(nóng)田無疑是當(dāng)?shù)鼗认x的最適棲息地,說明農(nóng)田有可能是某些蝗蟲的儲備地,具有儲存、保留和發(fā)源地的作用,當(dāng)條件適宜時蝗蟲災(zāi)害突發(fā)的機(jī)率也比較高[19-20]。因此,為有效預(yù)防蝗災(zāi)發(fā)生,在耕作方式上有必要采取一些對應(yīng)的預(yù)防措施。

        在Shannon指數(shù)中,只有當(dāng)Pi>1時,種i才可能在大小為n的樣本中出現(xiàn)[21,22]。因此,我們實際觀察到的蝗蟲種數(shù)有可能低估了真實的蝗蟲種數(shù)S,因為即使抽取相當(dāng)大的樣本,稀有種也常常不會在其中出現(xiàn)。據(jù)此,估計研究區(qū)域草地蝗蟲實際種數(shù)應(yīng)不少于19種,因此有必要再作進(jìn)一步的深入研究。

        3.2 結(jié)論

        (1)定邊縣北部荒漠草原蝗蟲區(qū)系由7科、15屬、19種組成,其中,農(nóng)田蝗蟲群落有7科、13屬、14種,平沙地荒漠草原蝗蟲群落有5科、7屬、8種,半流動半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落有有4科、5屬、6種。斑翅蝗科和網(wǎng)翅蝗科是各群落的優(yōu)勢類群,單種屬和寡種屬多是各群落組成的共同特點。

        (2)α多樣性指數(shù)分析結(jié)果證明,3個蝗蟲群落種的豐富度、均勻度及多樣性指數(shù)變化趨勢相同,即農(nóng)田蝗蟲群落>平沙地荒漠草原蝗蟲群落>半流動半固定沙丘荒漠草原蝗蟲群落。

        (3)β多樣性指數(shù)分析結(jié)果證明,3個群落生境之間的差異性比較大。

        參考文獻(xiàn):

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