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        共青林場(chǎng)節(jié)肢動(dòng)物群落分析研究

        2016-02-05 08:07:24朱紹文趙佳麗
        河北林業(yè)科技 2016年4期
        關(guān)鍵詞:物種

        袁 菲,張 雪,朱紹文,李 彬,陳 晨,趙佳麗

        (1.北京市林業(yè)保護(hù)站,北京 100029;2.北京市共青林場(chǎng),北京 101300)

        共青林場(chǎng)節(jié)肢動(dòng)物群落分析研究

        袁 菲1,張 雪1,朱紹文1,李 彬2,陳 晨2,趙佳麗1

        (1.北京市林業(yè)保護(hù)站,北京 100029;2.北京市共青林場(chǎng),北京 101300)

        該文對(duì)共青林場(chǎng)3個(gè)分場(chǎng)的節(jié)肢動(dòng)物群落總數(shù)、種群分布、群落多樣性以及相似性進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明:鱗翅目和鞘翅目是共青林場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)物種,節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體總數(shù)和Simpson指數(shù)均為河南村分場(chǎng)>李遂分場(chǎng)>郝家疃分場(chǎng),郝家疃分場(chǎng)和河南村分場(chǎng)節(jié)肢動(dòng)物群落物種Jaccard相似系數(shù)最低(J=0.0978),郝家疃分場(chǎng)和李遂分場(chǎng)的節(jié)肢動(dòng)物群落物種Jaccard相似系數(shù)較低(J=0.1163),李遂分場(chǎng)和河南村分場(chǎng)的節(jié)肢動(dòng)物群落物種Jaccard相似系數(shù)較高(J=0.5057),說(shuō)明郝家疃分場(chǎng)和李遂分場(chǎng)、河南村分場(chǎng)的節(jié)肢動(dòng)物群落物種極不相似,而李遂分場(chǎng)和河南村分場(chǎng)的節(jié)肢動(dòng)物群落物種為中等相似。

        共青林場(chǎng);節(jié)肢動(dòng)物;多樣性;相似性

        共青林場(chǎng)位于北京市順義區(qū)潮白河兩岸,有森林面積980hm2,是北京最大的平原生態(tài)林場(chǎng),林場(chǎng)下設(shè)河南村、李遂、郝家瞳等5個(gè)林業(yè)分場(chǎng)。建場(chǎng)初期,造林樹(shù)種主要以楊樹(shù)、刺槐、柳樹(shù)、紫穗槐為主,灌木和地被較少。經(jīng)過(guò)幾十年的更新造林和公園建設(shè),喬木增加了品種楊、油松、白皮松、國(guó)槐、欒樹(shù)、白蠟等,灌木增加了丁香、連翹、迎春、金銀木等,地被增加了二月蘭、沙地柏、玉簪、萱草、鳶尾等,現(xiàn)在植物品種已達(dá)150多個(gè)品種,基本建成了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、林相豐富的生態(tài)林場(chǎng)。本文對(duì)共青林場(chǎng)的節(jié)肢動(dòng)物群落進(jìn)行分析,為林場(chǎng)的生物多樣性保護(hù)和森林健康經(jīng)營(yíng)管理提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 樣地概況

        共青林場(chǎng)屬暖溫帶大陸性氣候,春季干旱多風(fēng),夏季炎熱多雨,年均氣溫11.4℃,年平均積溫5400℃,年均降水量630mm,主要集中在7、8月份,年均蒸發(fā)量為2000mm,無(wú)霜期180~200d。根據(jù)共青林場(chǎng)植被分布狀況,我們將樣地調(diào)查地點(diǎn)主要設(shè)定在李遂、河南村和郝家瞳3個(gè)工區(qū)。李遂分場(chǎng)管護(hù)林面積373.2hm2,河南村分場(chǎng)管護(hù)林面積324.8hm2,兩個(gè)分場(chǎng)林分類型相似,喬木由楊樹(shù)、刺槐、油松、元寶楓、柳樹(shù)、側(cè)柏、欒樹(shù)、白臘、山杏、國(guó)槐、檜柏、白皮松、山桃、合歡、法桐、銀杏等組成,灌木由丁香、紅瑞木、金銀木、木槿、連翹、碧桃、棣棠、黃櫨、叢生紫薇、太平花、珍珠梅、黃刺玫等組成,草本由二月蘭、甘野菊、鳶尾、沙地柏、冷季型草坪、玉簪、大花萱草、金娃娃萱草、丹麥草、菖蒲千屈菜、月季等組成。郝家瞳分場(chǎng)管護(hù)林面積305.1hm2,喬木樹(shù)種有楊樹(shù)、刺槐、白臘和油松,草本植物有沙地柏。

        1.2 樣地設(shè)置

        分別在李遂、河南村和郝家瞳分場(chǎng)設(shè)置3個(gè)臨時(shí)樣地進(jìn)行調(diào)查,即一共選取了9塊臨時(shí)樣地進(jìn)行各項(xiàng)生態(tài)指標(biāo)的調(diào)查(樣地編號(hào)分別為1、2、3、4、5、6、7、8、9號(hào)樣地)。其中標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)要包括絕大多數(shù)的植物種類,胸高直徑10cm以上的樹(shù)木至少30株,標(biāo)準(zhǔn)地的面積不少于400m2(20m×20m)。

        1.3 節(jié)肢動(dòng)物群落調(diào)查

        1.3.1 喬木層節(jié)肢動(dòng)物群落的系統(tǒng)調(diào)查

        (1)掃網(wǎng)法。在樹(shù)冠層的東、南、西、北4個(gè)方位各掃網(wǎng)10次,盡量捕捉在冠層周?chē)w行的各種昆蟲(chóng),包括細(xì)微的小昆蟲(chóng),將捕捉到的昆蟲(chóng)放入準(zhǔn)備好的毒瓶?jī)?nèi)。

        (2)目測(cè)法。在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)調(diào)查時(shí),可仔細(xì)觀察在樹(shù)干上活動(dòng)的昆蟲(chóng),并將其采集裝入準(zhǔn)備好的毒瓶中,帶回室內(nèi)分類統(tǒng)計(jì)昆蟲(chóng)的種類和數(shù)量。

        1.3.2 灌木草本層節(jié)肢動(dòng)物群落的系統(tǒng)調(diào)查

        掃網(wǎng)法。在每個(gè)樣地內(nèi)以雙對(duì)角線法取1m寬地帶調(diào)查,隨機(jī)掃網(wǎng)20次,將捕捉到的昆蟲(chóng)放入準(zhǔn)備好的毒瓶?jī)?nèi),帶回室內(nèi)分類統(tǒng)計(jì)昆蟲(chóng)的種類和數(shù)量。

        1.3.3 枯枝落葉層節(jié)肢動(dòng)物群落的系統(tǒng)調(diào)查

        誘捕器法。在每個(gè)樣地選擇幾株喬木,距樹(shù)干基部挖2個(gè)土坑,隨即把直徑20cm的塑料杯誘捕器埋放坑中,使誘捕器埋入土層,誘捕器口與地面相平。誘捕器內(nèi)存放糖醋溶液,即糖:食醋:酒精:水= 1:2:2:20。每周收集誘捕器內(nèi)的節(jié)肢動(dòng)物,并及時(shí)更新溶液。連續(xù)收集2個(gè)月。

        1.3.4 夜間燈光誘集輔助調(diào)查

        在標(biāo)準(zhǔn)地中央位置,懸掛誘蟲(chóng)幕帳,將黑光燈吊在居中偏上的位置。在天黑時(shí)拉亮黑光燈,每0.5h取蟲(chóng)1次。將捕捉到的昆蟲(chóng)放入準(zhǔn)備好的毒瓶?jī)?nèi),帶回室內(nèi)分類統(tǒng)計(jì)昆蟲(chóng)的種類和數(shù)量。

        1.4 數(shù)據(jù)分析

        (1)通過(guò)Excel軟件對(duì)樣地節(jié)肢動(dòng)物的多樣性進(jìn)行分析,所用公式為:

        其中Pi=Ni/N;Ni為物種的個(gè)體數(shù);N為樣方中所有物種數(shù)總和。

        (2)對(duì)不同分場(chǎng)的昆蟲(chóng)群落相似性進(jìn)行分析。采用元變量距離系數(shù)測(cè)定不同健康狀況森林昆蟲(chóng)群落的相似性和相異性Jaccard指數(shù)進(jìn)行分析[4-6]。

        其中a、b為兩群落的物種數(shù),c為兩群落共有的物種數(shù),d為兩群落沒(méi)有的物種數(shù)。根據(jù)Jaccard的相似性系數(shù)原理,當(dāng)J為0~0.25時(shí),為極不相似;J為0.25~0.50時(shí),為中等不相似;J為0.50~0.75時(shí),為中等相似;J為0.75~1.00時(shí),為極相似。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體總數(shù)

        試驗(yàn)共采集到8目4988頭昆蟲(chóng),其中鞘翅目昆蟲(chóng)共采集1810頭,占總數(shù)36.29%;鱗翅目昆蟲(chóng)共采集2450頭,占總數(shù)49.12%;膜翅目共采集昆蟲(chóng)70頭,占總數(shù)1.40%;雙翅目共采集昆蟲(chóng)294頭,占總數(shù)5.89%;半翅目共采集昆蟲(chóng)170頭,占總數(shù)3.41%;同翅目昆蟲(chóng)共采集120頭,占總數(shù)2.41%;直翅目共采集昆蟲(chóng)67頭,占總數(shù)1.34%;另外還采集螳螂目昆蟲(chóng)7頭,占總數(shù)0.14%。各分場(chǎng)不同樣地收集的各目昆蟲(chóng)個(gè)體總數(shù)如表1所示。從表1可以看到:在李遂分場(chǎng),采集的昆蟲(chóng)個(gè)體總數(shù)為1814頭,占總數(shù)36.37%;在河南村分場(chǎng),采集的昆蟲(chóng)個(gè)體總數(shù)為2204頭,占總數(shù)44.19%;在郝家疃分場(chǎng),采集的昆蟲(chóng)個(gè)體總數(shù)最少,為970頭,占總數(shù)19.45%。

        表1 不同樣地的節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體總數(shù)單位:頭

        2.2 不同種類節(jié)肢動(dòng)物在不同分場(chǎng)的數(shù)量分布

        從圖1可以看出:在李遂、河南村和郝家疃分場(chǎng)中,鱗翅目所占比例最大,其次是鞘翅目、雙翅目和半翅目。在優(yōu)勢(shì)種群鱗翅目和鞘翅目中,個(gè)體總數(shù)都是郝家疃分場(chǎng)<李遂分場(chǎng)<河南村分場(chǎng)。這與不同分場(chǎng)喬木樹(shù)種、灌木以及草本植物種類數(shù)量有直接關(guān)系,郝家疃分場(chǎng)植物多樣性小,主要以喬木為主,林下植被稀少,因此以植物為生存基礎(chǔ)的一些節(jié)肢動(dòng)物的數(shù)量比較少;李遂分場(chǎng)和河南村分場(chǎng)中喬木種類比郝家疃分場(chǎng)多,且林下植被多,林分層次明顯,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,整個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)的資源很豐富,因此依賴森林生態(tài)系統(tǒng)生存的節(jié)肢動(dòng)物數(shù)量明顯增多。

        圖1 不同種類節(jié)肢動(dòng)物在不同分場(chǎng)的數(shù)量分布

        2.3 不同樣地的節(jié)肢動(dòng)物多樣性分析

        由圖2可以看出:多樣性Simpson指數(shù)變化規(guī)律比較明顯,即河南村分場(chǎng)(4、5、6號(hào)樣地)>李遂分場(chǎng)(1、2、3號(hào)樣地)>郝家疃分場(chǎng)(7、8、9號(hào)樣地);在河南村分場(chǎng)和李遂分場(chǎng),Simpson指數(shù)差別不明顯,但是在郝家疃分場(chǎng),Simpson指數(shù)普遍偏低??偟膩?lái)說(shuō),多樣性指數(shù)表明河南村分場(chǎng)和李遂分場(chǎng)的節(jié)肢動(dòng)物種類最多,郝家疃分場(chǎng)的節(jié)肢動(dòng)物種類少。這說(shuō)明在河南村分場(chǎng)和李遂分場(chǎng)中,節(jié)肢動(dòng)物的多樣性使得森林食物鏈呈現(xiàn)多元化,當(dāng)某一類種群急劇增加或者減少時(shí),多元的食物鏈能夠迅速對(duì)這種變化作出反應(yīng)。也就是說(shuō),當(dāng)森林生態(tài)系統(tǒng)受到有害干擾時(shí),森林自身的生態(tài)系統(tǒng)能夠維持穩(wěn)定和平衡。而郝家疃分場(chǎng)中節(jié)肢動(dòng)物多樣性指數(shù)偏低,這說(shuō)明郝家疃分場(chǎng)中的食物鏈簡(jiǎn)單,當(dāng)某一類種群急劇增加或者減少時(shí),食物鏈不能夠迅速對(duì)這種變化作出反應(yīng)。

        圖2 樣地節(jié)肢動(dòng)物多樣性指數(shù)變化水平

        2.4 不同分場(chǎng)節(jié)肢動(dòng)物群落組成的相似性

        3個(gè)分場(chǎng)的節(jié)肢動(dòng)物群落共有種組成如圖3所示。有6種為3種類型的共有種,占總物種數(shù)的3.66%。其中,郝家疃分場(chǎng)和李遂分場(chǎng)的共有種10個(gè),占總物種數(shù)的6.10%;郝家疃分場(chǎng)和河南村分場(chǎng)的共有種9個(gè),占總物種數(shù)的5.49%;李遂分場(chǎng)和河南村分場(chǎng)的共有種44個(gè),占總物種數(shù)的26.83%。各類型中特有物種數(shù)分別為:河南村分場(chǎng)68種,占總物種數(shù)的41.46%;李遂分場(chǎng)63種,占總物種數(shù)的38.41%,郝家疃分場(chǎng)33種,占總物種數(shù)的20.12%。

        圖3 不同分場(chǎng)節(jié)肢動(dòng)物群落共有種數(shù)

        采用元變量距離系數(shù)測(cè)定不同林分森林昆蟲(chóng)群落的相似性和相異性。表2表明:郝家疃分場(chǎng)和河南村分場(chǎng)節(jié)肢動(dòng)物群落物種Jaccard相似系數(shù)最低(J=0.0978);郝家疃分場(chǎng)和李遂分場(chǎng)的節(jié)肢動(dòng)物群落物種Jaccard相似系數(shù)低(J=0.1163);李遂分場(chǎng)和河南村分場(chǎng)的森節(jié)肢動(dòng)物群落物種Jaccard相似系數(shù)較高(J=0.5057)。因此,根據(jù)Jaccard的相似性系數(shù)原理,當(dāng)J為0~0.25時(shí),為極不相似,J為0.50~ 0.75時(shí),為中等相似,可以得出:郝家疃分場(chǎng)和李遂分場(chǎng)、河南村分場(chǎng)的森林昆蟲(chóng)群落物種Jaccard相似系數(shù)均處于0~0.25之間,昆蟲(chóng)群落物種極不相似,李遂分場(chǎng)和河南村分場(chǎng)的森林昆蟲(chóng)群落物種Jaccard相似系數(shù)處于0.50~0.75(J=0.5057),昆蟲(chóng)群落物種為中等相似。這是由于在郝家疃分場(chǎng)物種的多樣性指數(shù)差,喬木、灌木和草本稀少,群落結(jié)構(gòu)單一,與李遂分場(chǎng)和河南村分場(chǎng)植被種群差異大。而在李遂分場(chǎng)和河南村分場(chǎng),隨著植被的增加,各種類群的節(jié)肢動(dòng)物逐漸增多,物種多樣性指數(shù)增加,因此郝家疃分場(chǎng)和李遂分場(chǎng)、河南村分場(chǎng)的節(jié)肢動(dòng)物群落物種極不相似,而李遂分場(chǎng)和河南村分場(chǎng)的喬木、灌木以及草本相似度較高,因此棲息的節(jié)肢動(dòng)物群落物種為中等相似。

        Study on The Arthropod Community in Gingqing Forestry Center

        YUAN Fei1,ZHANG Xue1,ZHU Shao-wen1,LI Bin2,CHEN Chen2,ZHAO Jia-li1
        (1.Beijing Forestry Profection Station,Beijing 100029;2.Beijing Gingqing Forestry Center,Beijing 101300)

        In this research,the number,population distribution,diversity and similarity of arthropod community were inves-tigated,as the conclusion showed as follows:Lepidoptera and Coleoptera were dominant species in Gongqing forestry center,both of the total individual number and the simpson index were Henan cun sub-forestry>Lisui sub-forestry>Haojia tuan subforestry.Jaccard similar coefficient were low(J=0.0978,0.1163)in Haojia tuan sub-forestry and Henan cun sub-forestry,Haoji-a tuan sub-forestry and Lisui sub-forestry respectively,which showed that arthropod community species in significant differ-ence.Jaccard similar coefficient was high(J=0.5057)in Henan cun sub-forestry and Lisui sub-forestry,which showed that arthropod community species in medium similarity.

        Gingqing forestry center;Arthropod;Diversity;Similarity

        S186

        A

        1002-3356(2016)04-0038-03

        2016-07-30

        袁菲(1984-),女,高級(jí)工程師,研究方向?yàn)榱謽I(yè)有害生物防治檢疫工作。E-mail:feier_yuan@126.com。

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