馬曉慧, 桑海旭, 王井士, 劉 郁, 邢亞楠, 車喜慶

(遼寧省鹽堿地利用研究所, 盤錦 124010)

盤錦稻區(qū)蜘蛛群落的建立與多樣性分析

馬曉慧*, 桑海旭, 王井士, 劉 郁, 邢亞楠, 車喜慶

(遼寧省鹽堿地利用研究所, 盤錦 124010)

采用吸蟲器抽吸法,系統(tǒng)調(diào)查了盤錦稻區(qū)蜘蛛物種組成及群落的建立過程,并分析了單季稻區(qū)蜘蛛群落多樣性特點(diǎn)。結(jié)果表明,盤錦稻區(qū)共采集到10科37種蜘蛛,種類較豐富,其中橫紋金蛛Argiopebruennichii、粽管巢蛛Clubionajaponicola和草間鉆頭蛛Hylyphantesgraminicola3種為優(yōu)勢(shì)種蜘蛛。隨著水稻插秧,蜘蛛逐漸從非稻田生境向稻田生境遷移,至8月上旬(8月10日前后),種類數(shù)達(dá)到最大值26種,完成群落建立過程。Shannon-Wiener指數(shù)表明,6月初蜘蛛多樣性水平最低,8月下旬蜘蛛多樣性水平最高,指數(shù)最高值為3.0697,而均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)與其呈正相關(guān),優(yōu)勢(shì)度指數(shù)與其呈負(fù)相關(guān)。

稻田; 蜘蛛; 群落建立; 多樣性

稻田生態(tài)系統(tǒng)包括稻田生境和非稻田生境兩部分,未種植水稻期間所有稻田生態(tài)系統(tǒng)中的節(jié)肢動(dòng)物以及水稻生長(zhǎng)期間非稻田生境中節(jié)肢動(dòng)物構(gòu)成了稻田節(jié)肢動(dòng)物群落的種庫(kù)[1]。蜘蛛是稻田內(nèi)僅次于昆蟲的種類多、數(shù)量大的節(jié)肢動(dòng)物類群,全部為捕食性,也是水稻害蟲的重要天敵之一[2]。盤錦稻區(qū)屬于典型的鹽堿地,長(zhǎng)年以水稻栽培為主,是遼寧省水稻主產(chǎn)區(qū),但多年大面積種植單一品種,導(dǎo)致農(nóng)田系統(tǒng)中植物群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。農(nóng)田植被的簡(jiǎn)單化必然導(dǎo)致農(nóng)田生物群落的種類組成和結(jié)構(gòu)也趨向單一化[3]。了解并掌握蜘蛛資源的組成及動(dòng)態(tài)情況,對(duì)實(shí)施稻田生物防治措施具有重要的意義。本文主要針對(duì)稻田蜘蛛群落的組成、建立及多樣性進(jìn)行調(diào)查研究,以期為稻田害蟲生物防治提供基礎(chǔ)物種數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在遼寧省鹽堿地利用研究所試驗(yàn)基地完成,調(diào)查田塊為連續(xù)3年人工投放螟黃赤眼蜂防治水稻害蟲的生防田,面積約2 000 m2(南北長(zhǎng)38 m,東西長(zhǎng)50 m),南側(cè)是上水線,北鄰一狹長(zhǎng)的雜草區(qū)(從未施藥),面積約25 m2。水稻品種為盤錦主栽品種‘鹽豐47’,每年藥劑防治病害3次,全年不施用殺蟲藥劑。田內(nèi)主要害蟲為二化螟及稻飛虱,二化螟每年發(fā)生2代,以7月中下旬發(fā)生較嚴(yán)重,為害率達(dá)15%;稻飛虱以灰飛虱為主,8月中下旬不同程度遷入白背飛虱與褐飛虱,3種飛虱密度最大時(shí)達(dá)到80～130頭/穴。田內(nèi)雜草種類以稗Echinochloacrusgalli、水蔥Scirpusvalidus、牛毛氈Eleocharisyokoscensis、扁稈藨草Scirpusplaniculmis、水綿Spirogyracommunis和苦草Vallisnerianatans6種為主,插秧前施用除草劑控制,插秧后不施藥。

1.2 調(diào)查時(shí)間與方法

調(diào)查時(shí)間為2016年6-9月。盤錦稻區(qū)為單季稻,每年5月底插秧,2016年插秧時(shí)間為5月29日,試驗(yàn)區(qū)全部人工插秧。稻田上水后,田間沒有蜘蛛,全部蜘蛛來(lái)源于稻田周邊的埝埂和雜草區(qū),雜草種類主要為稗Echinochloacrusgalli、柳葉刺蓼Polygonumbungeanum、蒼耳Xanthiumsibiricum、反枝莧Amaranthusretroflexus、金狗尾草Setariaglauca、藜Chenopodiumalbum等,多數(shù)為一年生,發(fā)生頻率最高為稗草,100%發(fā)生,其他種類發(fā)生頻率也在50%以上。優(yōu)勢(shì)動(dòng)物仍為捕食性蜘蛛。待水稻插秧后,蜘蛛逐漸轉(zhuǎn)移至稻田活動(dòng),故采集從6月1日起,每月1、4、7、11、14、17、21、24、27日共9次采集,至9月27日結(jié)束,水稻在10月1日前后收割,調(diào)查期間共36次采集。

蜘蛛采集采用手提式干濕兩用吸蟲器,于調(diào)查日早7:00或晚5:00,在稻株的上、中、下部分別抽吸。采取5點(diǎn)法取樣,每樣方1 m2,約22穴(成熟期約350株水稻),采集的蜘蛛樣本用75%乙醇(個(gè)體大者用95%乙醇)保存,參照陳孝恩等的鑒定方法清樣及鑒定,統(tǒng)計(jì)蜘蛛種類數(shù)與個(gè)體數(shù)[4-9],分別記錄采集日期,并將各月調(diào)查結(jié)果按上旬、中旬、下旬進(jìn)行物種數(shù)和個(gè)體數(shù)統(tǒng)計(jì)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

群落多樣性分析以優(yōu)勢(shì)度指數(shù)D、多樣性指數(shù)H′、均勻度指數(shù)J和物種豐富度指數(shù)DMa表述,各指數(shù)的計(jì)算利用Excel 2010完成。具體公式為:

(1)優(yōu)勢(shì)度分析采用Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù):

(2)物種多樣性分析采用Shannon-Wiener(香農(nóng)-威納)多樣性指數(shù):

(3)均勻度分析采用Pielou指數(shù):

J=H′/Hmax(Hmax=lnS,S為群落中總物種數(shù)。H′為Shannon-Wiener指數(shù),J為均勻度指數(shù)。)

(4)物種豐富度分析采用Margalef指數(shù):

DMa=(S-1)/lnN(S為物種數(shù),N為全部物種的個(gè)體總數(shù)。)

2 結(jié)果與分析

2.1 蜘蛛群落的組成

調(diào)查歷時(shí)4個(gè)月,共采集蜘蛛個(gè)體樣本12 823頭,隸屬于10科,共37種,詳見表1。其中,園蛛科是物種數(shù)量和個(gè)體總數(shù)量最多的類群,物種數(shù)為7種,個(gè)體總數(shù)為4 564頭,多于樣本個(gè)體總數(shù)的1/3。各物種中,數(shù)量最多的是橫紋金蛛Argiopebruennichi,比例為26.41%,其次為粽管巢蛛Clubionajaponicola,比例為25.82%,第三是草間鉆頭蛛Hylyphantesgraminicola,比例為17.45%,這3種蜘蛛總比例為69.68%,是盤錦稻區(qū)的優(yōu)勢(shì)蜘蛛;斜紋貓蛛Oxyopessertatus和三突花蛛Ebrechtellatricuspidatus的比例分別為7.20%和6.52%,數(shù)量也較多;黃褐新園蛛Neosconaadianta、黑斑亮腹蛛Singahamata等5種,個(gè)體數(shù)量比例介于5%至1%之間,也是稻田常見種;其余27種稻田蜘蛛,比例小于1%,是稻田少見或偶見的物種。

2.2 蜘蛛群落的重建

水稻移植后,稻田內(nèi)節(jié)肢動(dòng)物群落的重建過程隨之開始,當(dāng)其種類數(shù)或密度達(dá)到最大時(shí),重建過程結(jié)束[10]。研究發(fā)現(xiàn),在物種數(shù)達(dá)到最大值后,物種數(shù)變化相對(duì)穩(wěn)定,群落一旦穩(wěn)定,可視為重建過程結(jié)束。蜘蛛物種數(shù)隨調(diào)查日期變化情況見圖1,可以看出,6月1日水稻插秧后,蜘蛛物種數(shù)逐漸增多,呈波動(dòng)式遞增,至8月10日前后,物種數(shù)達(dá)到最大值26種,隨后進(jìn)入波動(dòng)式的維持階段。隨后進(jìn)入穩(wěn)定的維持階段,可見,盤錦稻區(qū)8月10日前后(8月上旬)蜘蛛群落的重建過程結(jié)束,歷時(shí)70 d左右。

表1盤錦稻田蜘蛛物種組成1)

Table1CompositionofspiderspeciesinpaddyfieldinPanjin

科名Family種名Species個(gè)體數(shù)量/頭Individualnumber比例/%Percentage卷葉蛛科Dictynidae蘆葦卷葉蛛DictynaarundinaceaLinnaeus360．28黑斑卷葉蛛DictynafelisB?senberg&Strand130．10園蛛科Araneidae大腹園蛛Araneusventricosus(L．Koch)2-橫紋金蛛Argiopebruennichi(Scopoli)338626．41八瘤艾蛛CyclosaoctotuberculataKarsch5-角類肥蛛Larinioidescornutus(Clerck)10-黃褐新園蛛Neosconaadianta(Walckenaer)3772．94黑斑亮腹蛛Singahamata(Clerck)5033．92四點(diǎn)高亮腹蛛HypsosingapygmaeaSundevall2812．19肖蛸科Tetragnathidae四斑鋸螯蛛Dyschiriognathaquadrimaculata(B?senberg&Strand)10-柔弱鋸螯蛛DyschiriognathateneraKarsch160．13克氏粗厚螯蛛PachygnathaclerckiSundevall130．10錐腹肖蛸TetragnathamaxillosaThorell10-直伸肖蛸TetragnathaextensaLinnaeus130．10前齒肖蛸TetragnathapraedoniaL．Koch3-球蛛科Theridiidae橫帶希蛛Achaearaneaangulithorax(B?senberg&Strand)1871．46八斑鞘腹蛛Coleosomaoctomaculatum(B?senberg&Strand)6-皿蛛科Linyphiidae花腹蓋蛛Nerieneradiata(Walckenaer)9-日本蓋蛛Nerienejaponica(Oi)5-草間鉆頭蛛Hylyphantesgraminicola(Sundevall)223817．45齒螯額角蛛GnathonariumdentatumWider210．16食蟲溝瘤蛛U(xiǎn)mmeliatainsecticepsB?senberg&Strand4103．20漏斗網(wǎng)蛛科Agelenidae機(jī)敏異漏斗蛛Allagelenadifficilis(Fox)10-迷宮漏斗蛛Agelenalabyrinthica(Clerck)11-狼蛛科Lycosidae中華狼蛛Lycosasinensis(Schenkel)6-擬環(huán)紋豹蛛Pardosapseudoannulata(B?senberg&Strand)7-星豹蛛PardosaastrigeraL．Koch3-溝渠豹蛛PardosalauraKarsch4-真水狼蛛Piratapiraticus(Clerck)12-擬水狼蛛Piratasubpiraticus(B?senberg&Strand)6-貓蛛科Oxyopidae斜紋貓蛛OxyopessertatusL．Koch9237．20管巢蛛科Clubionidae粽管巢蛛Clubionajaponicola(B?senberg&Strand)331125．82近鄰管巢蛛ClubionapropinquaL．Koch1000．78蟹蛛科Thomisidae三突花蛛Ebrechtellatricuspidatus(Fabricius)8366．52刺跗逍遙蛛PhilodromusspinitarsisSimon150．12紅棕逍遙蛛PhilodromusrufusWalckenaer150．12圓花葉蛛Synemaglobosum(Fabricius)10-

1) “-”表示該物種個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例小于0.1%。

“-” The proportion of species accounted for less than 0.1%.

圖1 稻田蜘蛛物種數(shù)隨時(shí)間的變化Fig.1 Change of spider species number with time in paddy field

2.3 稻田蜘蛛群落多樣性指數(shù)分析

各調(diào)查階段蜘蛛群落多樣性參數(shù)見表2。由表可知,香農(nóng)-威納指數(shù)從調(diào)查開始的最小值1.559 7,逐漸增加至7月上旬2.417 0,出現(xiàn)第一個(gè)小高峰,隨后遞減至8月上旬,8月中旬開始再次上升,到8月下旬達(dá)到最高值3.069 7,之后遞減至調(diào)查結(jié)束。這表明,6月蜘蛛多樣性水平最低,群落組成較為單一,7月上旬和8月下旬多樣性水平較高,物種較豐富。

優(yōu)勢(shì)度指數(shù)變化較為明顯,6月上中旬優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最高,6月下旬開始至調(diào)查結(jié)束,優(yōu)勢(shì)度指數(shù)基本在0.2上下波動(dòng),這表明,優(yōu)勢(shì)種蜘蛛僅在水稻插秧后的一段時(shí)間內(nèi),優(yōu)勢(shì)地位突出,隨著不同蜘蛛種類逐漸向稻田遷入后,優(yōu)勢(shì)種的突出地位下降。

均勻度指數(shù)變化趨勢(shì)同Shannon-Wiener指數(shù)變化趨勢(shì)一致(是Shannon-Wiener指數(shù)的函數(shù)),6月初均勻度指數(shù)較低,最低值為0.431 9,8月下旬出現(xiàn)最高值0.850 1,均勻度指數(shù)間接反映了蜘蛛群落中優(yōu)勢(shì)種的突出程度,即6月初優(yōu)勢(shì)種突出地位明顯,至8月下旬,其突出地位降至最低。

豐富度指數(shù)變化趨勢(shì)同Shannon-Wiener指數(shù)一致,最低值1.125 1出現(xiàn)在6月上旬,最高值出現(xiàn)在8月上旬,為4.853 8,之后直到9月上旬物種豐富度指數(shù)均高于4.000,9月下旬豐富度指數(shù)也達(dá)到3.244,可見,8、9月是稻田蜘蛛物種較為豐富的時(shí)期,此時(shí)期,稻田水層較淺或無(wú)水,稻株密度較前期高,稻飛虱等食物充足,更適宜多種農(nóng)田蜘蛛遷入稻田生境中,因而增加了蜘蛛的物種數(shù)量。

表2稻田蜘蛛群落多樣性指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)

Table2Shannon-Wienerindex,Simpson’sindex,Pielou’sindexandMargalef’sindexofspiderinpaddyfield

調(diào)查時(shí)間Surveytime香農(nóng)?威納指數(shù)H′Shannon?Wienerindex優(yōu)勢(shì)度指數(shù)DSimpson’sindex均勻度指數(shù)JPielou’sindex物種豐富度DMaMargalef’sindex6月上旬1．55970．87900．43191．12516月中旬1．77330．82560．49111．15796月下旬1．83090．17420．50711．19617月上旬2．41700．14310．66941．62807月中旬2．08010．17010．57612．61817月下旬1．94820．20000．53952．85048月上旬1．91650．22680．53084．85388月中旬2．03180．18660．56274．19978月下旬3．06970．19530．85014．41729月上旬2．46670．19320．68314．03869月中旬2．29370．17920．63522．95309月下旬1．77220．18920．49083．2440

盤錦稻區(qū)蜘蛛多樣性隨時(shí)間變化的規(guī)律見圖2,香農(nóng)威納指數(shù)隨時(shí)間的變動(dòng)規(guī)律,反映出蜘蛛種群從遷入稻田至水稻近收割期間群落多樣性水平整體的變動(dòng)趨勢(shì)。當(dāng)蜘蛛群落多樣性程度較高的階段,均勻度和物種豐富度程度相應(yīng)地也較高,而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)則較低,即優(yōu)勢(shì)種在群落中突出地位越不明顯。

圖2 蜘蛛多樣性隨時(shí)間的變化規(guī)律Fig.2 Time distribution of spider diversity

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明,盤錦稻區(qū)蜘蛛種類較豐富,調(diào)查期共采集到11科37種蜘蛛,優(yōu)勢(shì)種為橫紋金蛛、粽管巢蛛和草間鉆頭蛛,斜紋貓蛛、三突花蛛、黃褐新園蛛等近10種蜘蛛也是稻田常見種類,這與王井士等[11]的調(diào)查結(jié)果一致。蜘蛛遷入稻田即開始群落重建,當(dāng)種類數(shù)或密度達(dá)到最大時(shí),群落重建結(jié)束,在北方單季稻區(qū),重建持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),從插秧起,2個(gè)月后種類數(shù)達(dá)到最大,這可能由于前期稻田水層較深,稻苗相對(duì)稀疏矮小,不適宜蜘蛛結(jié)網(wǎng)或在稻株間游獵,而8月份稻田內(nèi)水層較淺或處于曬田模式,濕潤(rùn)的土壤裸露,且稻飛虱等蜘蛛獵物的數(shù)量激增,使得更多的農(nóng)田蜘蛛遷入稻田生境,優(yōu)勢(shì)種蜘蛛的突出地位隨之下降。毛潤(rùn)乾等[12]研究認(rèn)為,稻田中害蟲種類和數(shù)量、種庫(kù)距稻田的遠(yuǎn)近也影響群落的重建和維持。如果能利用生態(tài)調(diào)控技術(shù)[13],在天敵重建期間,充分保護(hù)和利用稻田周圍生境中的天敵,使天敵進(jìn)田時(shí)間提早,重建速度加快,重建完成時(shí)間縮短,那么,天敵的自然控制作用便會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。

蜘蛛群落多樣性研究結(jié)果表明,8月下旬多樣性指數(shù)最高,香農(nóng)-威納指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)及優(yōu)勢(shì)度指數(shù)依次為3.069 7、0.850 1、4.417 2、0.195 3,多樣性水平隨時(shí)間呈不規(guī)律的變化,6月初,水稻插秧不久,需要經(jīng)歷一段時(shí)間緩苗,多樣性水平最低。而由于盤錦稻區(qū)特有的鹽堿地特性,水質(zhì)pH較其他地區(qū)偏高,尤其在后期曬田階段,這對(duì)田間雜草種類及害蟲種類的分布有一定影響,從而在一定程度上間接影響蜘蛛群落的結(jié)構(gòu)組成、多樣性及動(dòng)態(tài)變化。

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(責(zé)任編輯： 楊明麗)

CommunityestablishmentofspidersanddiversityanalysisinpaddyfieldofPanjin

Ma Xiaohui, Sang Haixu, Wang Jingshi, Liu Yu, Xing Yanan, Che Xiqing

(LiaoningSalineorAlkalineLandUtilizationandResearchInstitute,Panjin124010,China)

Species composition and community establishment of spiders were investigated with the suction sampler and the community diversity of spider was analyzed in single harvesting area. The results showed that there were 37 species belong to 10 families. The dominant species wereArgiopebruennichii,ClubionajaponicolaandHylyphantesgraminicola. The number of spider species was increasing gradually since rice was planted. The number of spider species reached 26 in early August, then community establishment finished. Shannon-Wiener index indicated the level of diversity was the highest in late August with the index number of 3.069 7. Pielou’s index and Margalef’s index were positively correlated with Shannon-Wiener index, while Simpson’s index was negatively correlated with it.

paddy field; spider; community establishment; diversity

2017-03-31

2017-04-23

遼寧省科學(xué)事業(yè)公益研究基金(2011005010)

* 通信作者 E-mail:jodiexiaohui@163.com

S 476

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.06.029