楊建東，郭莉娜，王自然，郭 俊，李進(jìn)學(xué)，高俊燕

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所，云南 瑞麗 678600）

覆膜種植作為全球廣泛應(yīng)用的農(nóng)作物栽培方式，對(duì)土壤的理化性質(zhì)和生物學(xué)性狀具有積極影響，可以一定程度提高土壤溫度、穩(wěn)定土壤環(huán)境、提高光和熱利用效率及防治氮元素的淋失，能夠有效促進(jìn)農(nóng)作物的早熟和高產(chǎn)［1-3］。近年來(lái)，在干旱和半干旱地區(qū)覆膜被廣泛應(yīng)用于水稻［4］、玉米［5］、馬鈴薯［6］、棉花［7］等農(nóng)作物的栽培中。然而，關(guān)于覆膜在檸檬生產(chǎn)中的應(yīng)用，相關(guān)研究工作仍有待開展。

覆膜可以對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物群落種類及特征產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響生物群落。研究表明，覆膜可以對(duì)田間雜草群落［8-9］、微生物群落［10-11］及病蟲害危害情況［12-13］產(chǎn)生影響，但關(guān)于覆膜種植對(duì)節(jié)肢動(dòng)物群落的研究較少。檸檬（Citrus limon）隸屬于蕓香目（Rutales）蕓香科（Rutaceae）柑橘屬（Citrus），果實(shí)富含多種營(yíng)養(yǎng)元素，在食品、醫(yī)藥及化妝等行業(yè)均有應(yīng)用，檸檬位于世界柑橘產(chǎn)業(yè)第3位，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值［14-15］。近年來(lái)，檸檬被廣泛種植于云南省保山市、普洱市及德宏州等干濕熱區(qū)域。近年來(lái)，覆膜種植也開始在云南省的德宏州和保山市等檸檬產(chǎn)區(qū)開始應(yīng)用。螞蟻群落作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有指示環(huán)境變化、干擾強(qiáng)度及控制病蟲害等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能［16-18］。但關(guān)于覆膜種植對(duì)檸檬園地表螞蟻群落的影響尚無(wú)相關(guān)研究報(bào)道。因此，開展覆膜種植對(duì)檸檬園地表螞蟻群落影響的研究具有必要性。

本研究對(duì)云南省瑞麗市覆膜種植和常規(guī)種植模式下的3種類型檸檬園中地表螞蟻群落多樣性進(jìn)行調(diào)查，比較3種類型檸檬園地表螞蟻的相對(duì)多度、物種豐富度、群落結(jié)構(gòu)及指示物種的差異，以期為檸檬園地表螞蟻群落多樣性的保護(hù)提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

研究地位于云南省德宏州瑞麗市勐秀鄉(xiāng)勐曲村（97°47′E，24°08′N），位于瑞麗市西北17 km處，與隴川縣相距6 km，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，旱雨季分明，晝夜溫差小，年平均氣溫為21℃，年平均降雨量1 394.8 mm，年日照2 281～2 453 h；土壤多為紅壤，肥力不高。該區(qū)域主要種植的作物有咖啡、甘蔗、水稻及檸檬等。近年來(lái)，由于當(dāng)?shù)鬲?dú)特的氣候條件，比較適合檸檬的生長(zhǎng)，檸檬開始被引入并大面積種植。檸檬種植方式主要有常規(guī)種植模式和地表覆膜種植模式。

1.2 樣地設(shè)置

根據(jù)研究地檸檬園的種植模式，選取常規(guī)種植模式和地表覆膜種植模式下3種類型的檸檬園，3種類型檸檬園分別為地表覆膜種植檸檬園RG、常規(guī)種植檸檬園RH及地表覆膜種植檸檬園RI。3種類型檸檬園種植面積基本一致，約為4 hm2。3種類型檸檬園相距約為1 km。種植檸檬品種為云檸1號(hào)，于2012年種植，樹高1.5～2.0 m，檸檬植株的株高、大小及長(zhǎng)勢(shì)基本一致。

樣地植被情況：檸檬園RG雜草種類有9目9科18種，總雜草密度約為347.5株/m2；檸檬園RH雜草種類有8目8科23種，總雜草密度約為646.33株/m2；檸檬園RI雜草種類有9目9科23種，總雜草密度約為387.33株/m2。所選檸檬園坡度、坡向、土壤特點(diǎn)、光照及溫度基本保持一致，周邊生境均為檸檬種植園。施肥次數(shù)基本一致，每年3～5次。3種類型檸檬園的主要區(qū)別是：檸檬園RG和檸檬園RI為地表覆膜種植檸檬園，檸檬園RH為常規(guī)檸檬種植園，檸檬園RG在檸檬生產(chǎn)過(guò)程中不使用任何除草劑；檸檬園RI每年使用草甘膦和百草枯2種除草劑，每年3次；檸檬園RH使用草甘膦和百草枯2種除草劑，每年5次。

1.3 調(diào)查方法

于2016年4月和7月，采用陷阱法對(duì)3種類型檸檬園地表螞蟻群群落進(jìn)行調(diào)查。具體調(diào)查方法為：每個(gè)樣地設(shè)置3條樣帶，樣帶間距大于30 m，每個(gè)樣帶設(shè)置10個(gè)陷阱，陷阱間距10 m（陷阱規(guī)格：直徑60 mm，高90 mm）。通過(guò)在陷阱內(nèi)注入50 mL50%乙二醇溶液作為陷阱溶液，并在陷阱上方設(shè)置檔雨板。陷阱在野外放置48 h后，收集陷阱內(nèi)誘集的螞蟻標(biāo)本，并置于裝有75%酒精溶液的離心管中，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行螞蟻種類鑒定，不能確定具體種類的螞蟻以形態(tài)種對(duì)待［19-20］。

1.4 分析方法

將2次調(diào)查的數(shù)據(jù)合并整理得到3種類型檸檬園地表螞蟻群落的物種名錄。為了避免個(gè)別陷阱因靠近某些螞蟻種類蟻巢附近導(dǎo)致個(gè)別樣本中出現(xiàn)大量個(gè)體導(dǎo)致誤差較大，采用6級(jí)評(píng)分對(duì)螞蟻多度進(jìn)行相對(duì)多度轉(zhuǎn)換。6級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：1分：1頭；2分：2～5頭；3分：6～10頭；4分：11～20頭；5分：21～50頭；6分：50 頭以上［21］。

（1）抽樣充分性判斷：通過(guò)R語(yǔ)言的iNEXT軟件包繪制基于地表螞蟻個(gè)體數(shù)的物種稀疏和預(yù)測(cè)曲線，根據(jù)曲線的特征判斷地表螞蟻抽樣是否充分［22］。（2）地表螞蟻群落多樣性比較：以陷阱為重復(fù)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)陷阱種螞蟻的物種數(shù)和相對(duì)多度。使用SPSS 20.0中的單因素One-way ANOVA方法中的LSD多重比較方法，比較3種類型檸檬園地表螞蟻群落多樣性的差異，方差分析前檢驗(yàn)方差齊同。（3）地表螞蟻群落結(jié)構(gòu)比較：通過(guò)PRIMER v7中非度量多維度排序（nMDS, Non-metric Multi-Dimensional Scaling），根據(jù)有無(wú)數(shù)據(jù)（1/0）進(jìn)行3種類型檸檬園地表螞蟻群落結(jié)構(gòu)的非度量多維度排序，使用群落相似性分析方法（ANOSIM，Analysis of Similarities） 明 確 3種類型檸檬園地表螞蟻群落結(jié)構(gòu)差異的顯著性［23］。（4）指示物種分析：通過(guò)R語(yǔ)言中的labdsv軟件包計(jì)算3種類型檸檬園各螞蟻的IndVal值，計(jì)算公式為IndValij=Aij×Bij，其中，Aij表示物種i在樣地j中的特異性，Bij表示物種i在樣地j中的保真度，IndVal值≥0.7則該物種為指示物種［24］。

2 結(jié)果與分析

2.1 抽樣充分性

3種類型檸檬園園地表螞蟻的物種累積曲線經(jīng)過(guò)顯著上升后逐漸趨于平緩，表明檸檬園地表螞蟻抽樣較為充分（圖1）。

圖1 不同調(diào)查樣地地表螞蟻基于個(gè)體數(shù)的物種稀疏和預(yù)測(cè)曲線

2.2 物種組成

通過(guò)2次調(diào)查，在3種類型檸檬園中共采集地表螞蟻1 076頭，隸屬于5亞科18屬31種（表1）。其中，檸檬園RG采集地表螞蟻276頭，隸屬于3亞科9屬17種；檸檬園RH采集地表螞蟻527頭，隸屬于5亞科12屬22種；檸檬園RI共采集地表螞蟻273頭，隸屬于4亞科10屬16種。

2.3 地表螞蟻群落多樣性

3種類型檸檬園中地表螞蟻的相對(duì)多度和物種豐富度差異顯著（F2，85=11.674，P＜0.01；F2，85=10.556，P＜0.01）。其中，檸檬園RH中地表螞蟻的相對(duì)多度和物種豐富度均顯著高于檸檬園RG和檸檬園RI，檸檬園RG和檸檬園RI的地表螞蟻的相對(duì)多度和物種豐富度均無(wú)顯著差異（表2）。

2.4 地表螞蟻群落結(jié)構(gòu)比較

3種類型檸檬園地表螞蟻群落結(jié)構(gòu)差異顯著（ANOSIM GlobalR=0.994，P=0.004），檸檬園RG、檸檬園RH及檸檬園RI間地表螞蟻群落結(jié)構(gòu)互不相似（圖2）。

表1 不同樣地地表螞蟻群落的物種組成

表2 3種類型檸檬園間地表螞蟻群落多樣性比較

圖2 3種不同類型樣地的地表螞蟻群落結(jié)構(gòu)相似性比較

3 結(jié)論與討論

地表覆膜可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中水資源的重新配，改變地表水熱條件，從而對(duì)生物群落產(chǎn)生影響［25］。本研究結(jié)果表明，覆膜種植檸檬園RG和檸檬園RI間地表螞蟻物種豐富度和相對(duì)多度無(wú)顯著差異，而兩種類型檸檬園的主要差異是檸檬園RI每年使用3次除草劑，由此可見除草劑的使用對(duì)檸檬園地表螞蟻的物種豐富度和相對(duì)多度無(wú)影響；同時(shí)，常規(guī)種植檸檬園RH中地表螞蟻物種豐富度和相對(duì)多度均高于常規(guī)種植檸檬園RG和檸檬園RI，表明覆膜種植降低了檸檬園地表螞蟻群落的物種豐富度和相對(duì)多度，進(jìn)而對(duì)檸檬園地表螞蟻群落組成產(chǎn)生了消極影響。導(dǎo)致上述結(jié)果的原因可能是覆膜種植一定程度減少了地表螞蟻的活動(dòng)、覓食及棲息場(chǎng)所。已有研究表明，地表螞蟻多樣性水平與植物物種豐富度和多度呈顯著相關(guān)［26］。而高赟等［8］研究表明，通過(guò)覆膜馬鈴薯田間雜草總密度顯著低于常規(guī)馬鈴薯田；趙欣等［9］研究表明，覆膜稻田的雜草總密度顯著低于常規(guī)稻田。本研究在實(shí)際調(diào)查過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果，即覆膜種植可以顯著降低檸檬園雜草群落的總密度。而導(dǎo)致覆膜種植顯著降低檸檬園地表螞蟻多樣性水平的另一個(gè)原因可能是覆膜降低了園內(nèi)植物群落的總密度，導(dǎo)致螞蟻的食物來(lái)源和隱蔽場(chǎng)所減少。但本研究還發(fā)現(xiàn)一個(gè)比較有趣的現(xiàn)象，檸檬園RI每年使用3次草甘膦和百草枯除草劑，但覆膜種植檸檬園RG和檸檬園RI間，地表螞蟻的物種豐富度和相對(duì)多度并無(wú)顯著差異，表明除草劑的使用對(duì)檸檬園地表螞蟻的相對(duì)多度和物種豐富度無(wú)影響。百草枯和草甘膦屬高毒類除草劑，但對(duì)地表螞蟻的影響不大，這可能是由于覆膜可以短時(shí)間為地表螞蟻提供避毒場(chǎng)所，導(dǎo)致檸檬園RG和檸檬園RI間地表螞蟻多樣性水平差異不大。

相對(duì)于物種豐富度，物種群落結(jié)構(gòu)更難改變［27］。本研究結(jié)果表明，覆膜種植和常規(guī)種植模式下3種類型檸檬園間地表螞蟻群落結(jié)構(gòu)互不相似。首先，檸檬園RG與檸檬園RI均為覆膜種植模式，其主要區(qū)別是檸檬園RI每年使用3次除草劑，表明除草劑的使用改變了檸檬園地表螞蟻的群落結(jié)構(gòu)；其次，檸檬園RH與檸檬園RI間地表螞蟻群落結(jié)構(gòu)也不相似，兩個(gè)檸檬園間主要區(qū)別是種植模式和使用除草劑的強(qiáng)度不同，表明種植模式差異和除草劑的使用強(qiáng)度共同作用對(duì)檸檬園地表螞蟻群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。從物種組成來(lái)看，3種類型檸檬園地表螞蟻種類和特有種差異較大，檸檬園RG地表螞蟻有17種，特有種3種；檸檬園RH地表螞蟻有22種，特有種7種；檸檬園RI地表螞蟻有16種，特有種3種。螞蟻在生態(tài)系統(tǒng)中具有分解、捕食、傳粉等功能［28］，在檸檬園RH中，螞蟻的物種數(shù)最多，并且捕食性螞蟻的數(shù)量明顯多于其余兩種類型檸檬園，檸檬園RG和檸檬園RI中大部分螞蟻多為雜食性螞蟻或機(jī)會(huì)性螞蟻，從檸檬園害蟲控制的角度來(lái)看，常規(guī)種植檸檬園螞蟻數(shù)量多且功能分化多的樣地更有利于檸檬園害蟲控制及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。但本研究并未開展3種類型檸檬園病蟲害的調(diào)查工作。因此，關(guān)于檸檬園地表螞蟻群落多樣性與病蟲害間的相互關(guān)系仍有待進(jìn)一步研究。