盘锦稻区蜘蛛群落的建立与多样性分析

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  摘要采用吸虫器抽吸法,系统调查了盘锦稻区蜘蛛物种组成及群落的建立过程,并分析了单季稻区蜘蛛群落多样性特点。结果表明,盘锦稻区共采集到10科37种蜘蛛,种类较丰富,其中横纹金蛛Argiope bruennichii、粽管巢蛛Clubiona japonicola和草间钻头蛛Hylyphantes graminicola 3种为优势种蜘蛛。随着水稻插秧,蜘蛛逐渐从非稻田生境向稻田生境迁移,至8月上旬(8月10日前后),种类数达到最大值26种,完成群落建立过程。ShannonWiener指数表明,6月初蜘蛛多样性水平最低,8月下旬蜘蛛多样性水平最高,指数最高值为3.0697,而均匀度指数、丰富度指数与其呈正相关,优势度指数与其呈负相关。
  关键词
  稻田;蜘蛛;群落建立;多样性
  中图分类号:
  S 476
  文献标识码:A
  DOI:10.3969/j.issn.05291542.2017.06.029
  Community establishment of spiders and diversity analysis in
  paddy field of Panjin
  Ma Xiaohui,Sang Haixu,Wang Jingshi,Liu Yu,Xing Yanan,Che Xiqing
  (Liaoning Saline or Alkaline Land Utilization and Research Institute, Panjin124010, China)
  Abstract
  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 were Argiope bruennichii, Clubiona japonicola and Hylyphantes graminicola. 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. ShannonWiener 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 ShannonWiener index, while Simpson’s index was negatively correlated with it.
  Key words
  paddy field;spider;community establishment;diversity
  稻田生态系统包括稻田生境和非稻田生境两部分,未种植水稻期间所有稻田生态系统中的节肢动物以及水稻生长期间非稻田生境中节肢动物构成了稻田节肢动物群落的种库[1]。蜘蛛是稻田内仅次于昆虫的种类多、数量大的节肢动物类群,全部为捕食性,也是水稻害虫的重要天敌之一[2]。盘锦稻区属于典型的盐碱地,长年以水稻栽培为主,是辽宁省水稻主产区,但多年大面积种植单一品种,导致农田系统中植物群落结构简单。农田植被的简单化必然导致农田生物群落的种类组成和结构也趋向单一化[3]。了解并掌握蜘蛛资源的组成及动态情况,对实施稻田生物防治措施具有重要的意义。本文主要针对稻田蜘蛛群落的组成、建立及多样性进行调查研究,以期为稻田害虫生物防治提供基础物种数据。
  1材料与方法
  1.1试验地概况
  试验在辽宁省盐碱地利用研究所试验基地完成,调查田块为连续3年人工投放螟黄赤眼蜂防治水稻害虫的生防田,面积约2 000 m2(南北长38 m,东西长50 m),南侧是上水线,北邻一狭长的杂草区(从未施药),面积约25 m2。水稻品种为盘锦主栽品种‘盐丰47’,每年药剂防治病害3次,全年不施用杀虫药剂。田内主要害虫为二化螟及稻飞虱,二化螟每年发生2代,以7月中下旬发生较严重,为害率达15%;稻飞虱以灰飞虱为主,8月中下旬不同程度迁入白背飞虱与褐飞虱,3種飞虱密度最大时达到80~130头/穴。田内杂草种类以稗Echinochloa crusgalli、水葱Scirpus validus、牛毛毡Eleocharis yokoscensis、扁秆藨草Scirpus planiculmis、水绵Spirogyra communis和苦草 Vallisneria natans 6种为主,插秧前施用除草剂控制,插秧后不施药。
  1.2调查时间与方法
  调查时间为2016年6-9月。盘锦稻区为单季稻,每年5月底插秧,2016年插秧时间为5月29日,试验区全部人工插秧。稻田上水后,田间没有蜘蛛,全部蜘蛛来源于稻田周边的埝埂和杂草区,杂草种类主要为稗Echinochloa crusgalli、柳叶刺蓼Polygonum bungeanum、苍耳Xanthium sibiricum、反枝苋Amaranthus retroflexus、金狗尾草Setaria glauca、藜Chenopodium album等,多数为一年生,发生频率最高为稗草,100%发生,其他种类发生频率也在50%以上。优势动物仍为捕食性蜘蛛。待水稻插秧后,蜘蛛逐渐转移至稻田活动,故采集从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日结束,水稻在10月1日前后收割,调查期间共36次采集。   蜘蛛采集采用手提式干湿两用吸虫器,于调查日早7:00或晚5:00,在稻株的上、中、下部分别抽吸。采取5点法取样,每样方1 m2,约22穴(成熟期约350株水稻),采集的蜘蛛样本用75%乙醇(个体大者用95%乙醇)保存,参照陈孝恩等的鉴定方法清样及鉴定,统计蜘蛛种类数与个体数[49],分别记录采集日期,并将各月调查结果按上旬、中旬、下旬进行物种数和个体数统计。
  1.3数据统计与分析
  群落多样性分析以优势度指数D、多样性指数H′、均匀度指数J和物种丰富度指数DMa表述,各指数的计算利用Excel 2010完成。具体公式为:
  (1)优势度分析采用Simpson优势度指数:
  D=1-∑si=1ni(ni-1)N(N-1)(ni为第i个物种的个体数,N为所有物种个体数,S为物种数。)
  (2)物种多样性分析采用ShannonWiener(香农威纳)多样性指数:
  H′=-∑si=1PilnPi,Pi=niN(Pi为第i种个体数占总个体数的比率,N为全部物种的个体总数,S为物种数。)
  (3)均匀度分析采用Pielou指数:
  J=H′/Hmax(Hmax=lnS,S为群落中总物种数。H′为ShannonWiener指数,J为均匀度指数。)
  (4)物种丰富度分析采用Margalef指数:
  DMa=(S-1)/lnN(S为物种数,N为全部物种的个体总数。)
  2结果与分析
  2.1蜘蛛群落的组成
  调查历时4个月,共采集蜘蛛个体样本12 823头,隶属于10科,共37种,详见表1。其中,园蛛科是物种数量和个体总数量最多的类群,物种数为7种,个体总数为4 564头,多于样本个体总数的1/3。各物种中,数量最多的是横纹金蛛Argiope bruennichi,比例为26.41%,其次为粽管巢蛛Clubiona japonicola,比例为25.82%,第三是草间钻头蛛Hylyphantes graminicola,比例为17.45%,这3种蜘蛛总比例为69.68%,是盘锦稻区的优势蜘蛛;斜纹猫蛛Oxyopes sertatus和三突花蛛Ebrechtella tricuspidatus的比例分别为7.20%和6.52%,数量也较多;黄褐新园蛛Neoscona adianta、黑斑亮腹蛛Singa hamata等5种,个体数量比例介于5%至1%之间,也是稻田常见种;其余27种稻田蜘蛛,比例小于1%,是稻田少见或偶见的物种。
  2.2蜘蛛群落的重建
  水稻移植后,稻田内节肢动物群落的重建过程随之开始,当其种类数或密度达到最大时,重建过程结束[10]。研究发现,在物种数达到最大值后,物种数变化相对稳定,群落一旦稳定,可视为重建过程结束。蜘蛛物种数随调查日期变化情况见图1,可以看出,6月1日水稻插秧后,蜘蛛物种数逐渐增多,呈波动式递增,至8月10日前后,物种数达到最大值26种,随后进入波动式的维持阶段。随后进入稳定的维持阶段,可见,盘锦稻区8月10日前后(8月上旬)蜘蛛群落的重建过程结束,历时70 d左右。
  2.3稻田蜘蛛群落多样性指数分析
  各调查阶段蜘蛛群落多样性参数见表2。由表可知,香农威纳指数从调查开始的最小值1.559 7,逐渐增加至7月上旬2.417 0,出现第一个小高峰,随后递减至8月上旬,8月中旬开始再次上升,到8月下旬达到最高值3.069 7,之后递减至调查结束。这表明,6月蜘蛛多样性水平最低,群落组成较为单一,7月上旬和8月下旬多样性水平较高,物种较丰富。
  优势度指数变化较为明显,6月上中旬优势度指数最高,6月下旬开始至调查结束,优势度指数基本在0.2上下波动,这表明,優势种蜘蛛仅在水稻插秧后的一段时间内,优势地位突出,随着不同蜘蛛种类逐渐向稻田迁入后,优势种的突出地位下降。
  均匀度指数变化趋势同ShannonWiener指数变化趋势一致(是ShannonWiener指数的函数),6月初均匀度指数较低,最低值为0.431 9,8月下旬出现最高值0.850 1,均匀度指数间接反映了蜘蛛群落中优势种的突出程度,即6月初优势种突出地位明显,至8月下旬,其突出地位降至最低。
  丰富度指数变化趋势同ShannonWiener指数一致,最低值1.125 1出现在6月上旬,最高值出现在8月上旬,为4.853 8,之后直到9月上旬物种丰富度指数均高于4.000,9月下旬丰富度指数也达到3.244,可见,8、9月是稻田蜘蛛物种较为丰富的时期,此时期,稻田水层较浅或无水,稻株密度较前期高,稻飞虱等食物充足,更适宜多种农田蜘蛛迁入稻田生境中,因而增加了蜘蛛的物种数量。
  盘锦稻区蜘蛛多样性随时间变化的规律见图2,香农威纳指数随时间的变动规律,反映出蜘蛛种群从迁入稻田至水稻近收割期间群落多样性水平整体的变动趋势。当蜘蛛群落多样性程度较高的阶段,均匀度和物种丰富度程度相应地也较高,而优势度指数则较低,即优势种在群落中突出地位越不明显。
  3结论与讨论
  研究结果表明,盘锦稻区蜘蛛种类较丰富,调查期共采集到11科37种蜘蛛,优势种为横纹金蛛、粽管巢蛛和草间钻头蛛,斜纹猫蛛、三突花蛛、黄褐新园蛛等近10种蜘蛛也是稻田常见种类,这与王井士等[11]的调查结果一致。蜘蛛迁入稻田即开始群落重建,当种类数或密度达到最大时,群落重建结束,在北方单季稻区,重建持续时间较长,从插秧起,2个月后种类数达到最大,这可能由于前期稻田水层较深,稻苗相对稀疏矮小,不适宜蜘蛛结网或在稻株间游猎,而8月份稻田内水层较浅或处于晒田模式,湿润的土壤裸露,且稻飞虱等蜘蛛猎物的数量激增,使得更多的农田蜘蛛迁入稻田生境,优势种蜘蛛的突出地位随之下降。毛润乾等[12]研究认为,稻田中害虫种类和数量、种库距稻田的远近也影响群落的重建和维持。如果能利用生态调控技术[13],在天敌重建期间,充分保护和利用稻田周围生境中的天敌,使天敌进田时间提早,重建速度加快,重建完成时间缩短,那么,天敌的自然控制作用便会进一步加强。   蜘蛛群落多样性研究结果表明,8月下旬多样性指数最高,香农威纳指数、均匀度指数、丰富度指数及优势度指数依次为3.069 7、0.850 1、4.417 2、0.195 3,多样性水平随时间呈不规律的变化,6月初,水稻插秧不久,需要经历一段时间缓苗,多样性水平最低。而由于盘锦稻区特有的盐碱地特性,水质pH较其他地区偏高,尤其在后期晒田阶段,这对田间杂草种类及害虫种类的分布有一定影响,从而在一定程度上间接影响蜘蛛群落的结构组成、多样性及动态变化。
  参考文献
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  (责任编辑:杨明丽)
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