山東省植煙楊樹林內(nèi)的地表性昆蟲種群結(jié)構(gòu)及種群動(dòng)態(tài)

山東省植煙楊樹林內(nèi)的地表性昆蟲種群結(jié)構(gòu)及種群動(dòng)態(tài)

蜘蛛是節(jié)肢動(dòng)物門的主要群體，分布在農(nóng)田、森林、果園和其他棲息地，并以昆蟲和森林害蟲為主要捕食對象，對預(yù)防和控制人類疾病發(fā)揮著重要作用。據(jù)報(bào)道，我國對采樣和森林蝗蟲區(qū)系的研究始于20世紀(jì)70年代。宋大祥等人對中國蜘蛛資源和區(qū)域系統(tǒng)進(jìn)行了分類，總結(jié)了56個(gè)蜘蛛科的450門濫殺濫殺。山東省的蜘蛛研究主要發(fā)表在中華人民共和國成立初期以及董慈慈等科學(xué)家的報(bào)告中。山東省明田市13個(gè)蜘蛛科21個(gè)、30個(gè)。田蜘蛛15科，40科，70種；棉田蜘蛛14科，32科，52種；田田蜘蛛15科，38科，58種。然而，以往的研究重點(diǎn)是玉米田、稻田、棉田和麥田等農(nóng)田的棲息地，很少有種植林，尤其是楊樹林的研究記錄。為了進(jìn)一步了解山東東部蜘蛛的結(jié)構(gòu)特征和分布特點(diǎn)，本研究在2007年秋季和2008年夏天對山東省曲阜市周邊人工楊樹林的蜘蛛資源和群落進(jìn)行了初步研究，并對該地區(qū)蜘蛛資源和優(yōu)勢種群進(jìn)行了合理評價(jià)。該地區(qū)蜘蛛資源和優(yōu)勢種群的開發(fā)和使用提供了重要依據(jù)。1學(xué)習(xí)方法1.1采樣方法和樣品采集在曲阜市選取3塊較大的人工楊樹林面積大約為120,000平方米,每塊楊樹林選取3個(gè)采集點(diǎn),每個(gè)采集點(diǎn)采用五點(diǎn)樣方法采集,采集點(diǎn)范圍大小為100m×100m.對每個(gè)樣方采集時(shí)使用扣網(wǎng)(440mm×355mm×210mm)法,對里面的蜘蛛進(jìn)行全面捕捉.冬季采樣時(shí)挖取每個(gè)扣網(wǎng)樣方10cm深泥土,帶回實(shí)驗(yàn)室分離蜘蛛.采集的蜘蛛樣本用70%的酒精固定保存,并帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分類鑒定.分別于2007年10月、2008年1月、4月、7月,每個(gè)季節(jié)調(diào)查采集一次.采樣地為曲阜市人工楊樹林,地面植被除楊樹林為大多為一年生草本植物,地面植被覆蓋率除冬季較低外,都在80%以上.采樣地海拔大約為60.5m,常年平均氣溫15.2℃,常年降雨量約為894.2mm.扣網(wǎng)中蜘蛛個(gè)體的采集:將扣網(wǎng)四邊固定于地面,在扣網(wǎng)周圍堆土,防止個(gè)體小的蜘蛛從網(wǎng)箱與地表縫隙逃出,然后采集網(wǎng)箱內(nèi)部的蜘蛛個(gè)體.用毛筆蘸酒精采捕:先用蘸取酒精的毛筆使蜘蛛麻醉,然后將標(biāo)本移入標(biāo)本瓶中.采集過程中要注意蜘蛛標(biāo)本的完整性.每個(gè)樣方里的蜘蛛分裝在一個(gè)標(biāo)本瓶內(nèi),標(biāo)明采集日期及采集地點(diǎn).1.2物種豐富度t香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)(Shannon-Wienerdiversityindex),即Η=-s∑i=1pilnpiH=?∑i=1spilnpi;均勻性(Evenness)指數(shù),E=H/Hmax=H/lnS;群落優(yōu)勢度指數(shù)C=s∑i=1p2iC=∑i=1sp2i;Berger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)I=nmax/nt.上式中的S為物種豐富度,即物種數(shù);Pi為第i種個(gè)體占總個(gè)體數(shù)的比例;nmax為優(yōu)勢種群數(shù)量;nt為全部種的種群數(shù)量.方差/平均數(shù)(S2/ˉmmˉˉˉ)比率檢測分布型:ˉm=∑fxΝ,S2=∑(fx)2-[(∑fx)2/Ν]Ν-1mˉˉˉ=∑fxN,S2=∑(fx)2?[(∑fx)2/N]N?1.式中x為樣方中某種個(gè)體數(shù);f為含x個(gè)體樣方的出現(xiàn)頻率;N為樣本總數(shù);ˉmmˉˉˉ為物種個(gè)體平均數(shù);S2為方差.根據(jù)S2/ˉm=1S2/mˉˉˉ=1,種群隨機(jī)分布;S2/ˉm=0S2/mˉˉˉ=0,種群均勻分布;S2/ˉmS2/mˉˉˉ明顯的>1,種群集群分布.2結(jié)果分析2.1天敵的采集和初步鑒定蜘蛛是楊樹林重要的生物類群之一,其種類之多,數(shù)量之大,是其他任何捕食性天敵所不能比擬的.本研究經(jīng)過近1年的采集和系統(tǒng)調(diào)查,共采集蜘蛛2229頭.經(jīng)初步鑒定,它們隸屬于12科,26屬,41種,具體見表1.2.2楊樹林蜘蛛群落動(dòng)態(tài)2.2.1不同季節(jié)風(fēng)物群落的優(yōu)勢種群不同季節(jié)楊樹林蜘蛛群落的數(shù)量表現(xiàn)出明顯的差異.在春季蜘蛛數(shù)量最多,夏季、秋季次之,而冬季蜘蛛數(shù)量最少,具體見表2.在不同季節(jié)其優(yōu)勢種群卻大體相同,基本為:皿蛛科、狼蛛科、球蛛科和管巢蛛科,具體變化可見圖1.2.2.2楊樹林群落結(jié)構(gòu)組織特征群落結(jié)構(gòu)物種多樣性是采用數(shù)學(xué)方法度量組成群落的種群數(shù)、個(gè)體數(shù)以及各種群均勻程度的數(shù)量指標(biāo),以便揭示群落結(jié)構(gòu)組織水平及其生態(tài)學(xué)特征.應(yīng)用多樣性指標(biāo)等對楊樹林各蜘蛛群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,結(jié)果見表3.2.2.3不同優(yōu)勢種的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化用Berger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)測定楊樹林優(yōu)勢種,結(jié)果見表4.在2007年秋季、冬季草間鉆頭蛛具有較大的優(yōu)勢度,而在2008年春季擬水狼蛛具有較大優(yōu)勢度,在夏季仍是草間鉆頭蛛具有較大優(yōu)勢度.從發(fā)生頻率上來看,草間鉆頭蛛占采集蜘蛛總數(shù)的27.41%,而擬水狼蛛、溝瘤蛛和黑侏儒蛛分別占總數(shù)的22.12%、7.40%和6.68%.因此,楊樹林地區(qū)的一級優(yōu)勢種是草間鉆頭蛛,二級優(yōu)勢種是擬水狼蛛、溝瘤蛛和黑侏儒蛛.具體優(yōu)勢種季節(jié)動(dòng)態(tài)變化可見圖1.2.3優(yōu)勢種的空間分布格局組成種群的個(gè)體在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局,稱為種群空間格局或內(nèi)分布型.種群的空間分布格局可大致分為均勻型、隨機(jī)型和集群型.應(yīng)用方差/平均數(shù)比率指標(biāo)對楊樹林蜘蛛優(yōu)勢種進(jìn)行分析,結(jié)果見表5.3討論3.1不同科蛛群落組成群落物種豐富度是群落中物種數(shù)量的函數(shù),它的大小反映群落富含物種的多少.由表1可知:在調(diào)查的四個(gè)季節(jié)共發(fā)現(xiàn)蜘蛛隸屬于12科,26屬,41種.其中皿蛛科、狼蛛科、球蛛科的蜘蛛較常見,管巢蛛科、蟹蛛科、跳蛛科的蜘蛛相對較少,而肖蛸科、幽靈蛛科、柵紡器蛛科僅是零星出現(xiàn).種類以微蛛科最多,其它依次為球蛛科、蟹蛛科、跳蛛科、圓蛛科、管巢蛛科、平腹蛛科等.調(diào)查還發(fā)現(xiàn)某些科蜘蛛種類多,但其種群數(shù)量相對較少,如蟹蛛科和跳蛛科.而某些科蜘蛛種類較少,但其數(shù)量相對較多,如狼蛛科.與其它天然林地相比,楊樹林蜘蛛群落結(jié)構(gòu)多樣性較低.主要是由于楊樹林植被單一,穩(wěn)定性較差,致使蜘蛛種類較少,需對其進(jìn)行適當(dāng)保護(hù).3.2不同季節(jié)和季節(jié)分布由表2可知,各季節(jié)蜘蛛采集個(gè)體數(shù)量春季>夏季>秋季>冬季.春季氣候條件溫和,為蜘蛛最適生活條件.而夏季采集蜘蛛數(shù)量偏少,可能是因?yàn)樵诓蓸悠陂g曲阜地區(qū)一直有大量降水,使地面比較潮濕,對底棲蜘蛛影響較大.而秋季氣溫偏低,使蜘蛛數(shù)量減少.另外,冬季采集蜘蛛標(biāo)本數(shù)量極少,僅45只,可能與冬季平均氣溫低,不適于蜘蛛活動(dòng)有關(guān),蜘蛛在此季節(jié)大多冬眠或者以受精卵的方式越冬.并且在冬季蜘蛛采集過程中,蜘蛛的分離方法存在較大誤差,也可能是導(dǎo)致采集量減少的原因之一.另外不同季節(jié)種群數(shù)量的變化與種群繁殖和種內(nèi)個(gè)體的遷徙也有很大關(guān)系.由圖1可知:在一年內(nèi)的不同季節(jié)皿蛛科占有明顯的優(yōu)勢,其優(yōu)勢度始終維持在50%以上;其次為狼蛛科,其優(yōu)勢度在春季達(dá)到最大并且在春夏季節(jié)維持穩(wěn)定;而對于球蛛科和管巢蛛科,因其優(yōu)勢度較小故變化不是太明顯,但可以看出其在春季優(yōu)勢度趨于最小.這可能是由于春季蜘蛛種類較多而皿蛛科、狼蛛科優(yōu)勢度偏大,故使其它三級優(yōu)勢度相對偏小.3.3春夏季節(jié)和春季生長集中相對穩(wěn)定的優(yōu)勢種與豐富度蜘蛛群落結(jié)構(gòu)多樣性受多種因素的影響,主要表現(xiàn)為氣候因子、植被類型及食物供應(yīng)等方面.由表3可知:楊樹林蜘蛛群落的多樣性及均勻性指數(shù)秋季都要高于春夏季節(jié).這可能是由于秋季植被豐富,物種種類偏多,蜘蛛通過春夏兩季的競爭,各種之間相互制約,無論是在種群數(shù)量還是在多樣性、均勻性上都達(dá)到相對穩(wěn)定水平,故有利于多種蜘蛛生存.而在群落優(yōu)勢度方面,春夏季節(jié)卻又明顯高于秋季,這也有可能是因?yàn)榍锛救郝漭^穩(wěn)定,各物種之間優(yōu)勢種相對不太明顯.而在豐富度方面,因?yàn)榇杭局┲胼^多,資源豐富,故種類最多,豐富度最大;而秋季次之;而在冬季氣溫較低且有積雪覆蓋,因而不能為蜘蛛提供適宜的生境和食物來源,故大多數(shù)蜘蛛多通過冬眠來過冬,數(shù)量相對較少.3.4不同季節(jié)楊樹林蛛群落結(jié)構(gòu)由分析可知,擬水狼蛛、溝瘤蛛、草間鉆頭蛛和黑侏儒蛛分別為不同季節(jié)的共同優(yōu)勢種,其季節(jié)動(dòng)態(tài)變化可見圖1.草間鉆頭蛛作為一級優(yōu)勢種,在一年內(nèi)的不同季節(jié)優(yōu)勢度都較大,擬水狼蛛在春季優(yōu)勢度較大,并在春夏季節(jié)基本維持穩(wěn)定.而對于溝瘤蛛和黑侏儒蛛,因其優(yōu)勢度在不同季節(jié)相對于前兩種蜘蛛都較小,其變化不是特別明顯,但可以看出其在春季優(yōu)勢度最小.這可能是由于春季蜘蛛種類偏多,而草間鉆頭蛛、擬水狼蛛優(yōu)勢度偏大而造成的.而從優(yōu)勢種的空間分布型來看,由表5可知楊樹林蜘蛛優(yōu)勢種在不同季節(jié)大致都是呈集群分布的(明顯的>1).社會行為、環(huán)境因子及天氣變化對蜘蛛分布型都有較大影響.蜘蛛個(gè)體較小,易受其它天敵的攻擊,楊樹林植被較為單一,易受環(huán)境等因素的影響,這些都使蜘蛛集群分布更有利于蜘蛛的生存,其中表現(xiàn)最為明顯的為草間鉆頭蛛.而擬水狼蛛由于其個(gè)體較大,行動(dòng)迅速,分布較廣,故其集群分布并不是特別明顯.在不同季節(jié),因春季(4月)植被豐富,覆蓋率高,蜘蛛種類、數(shù)量也最多,故集群分布也最明顯.而夏季溫度相對較高,植被覆蓋度高,食物供應(yīng)豐富,應(yīng)該適于蜘蛛集群分布,但由于雨水的限制,使其不如春季明顯.冬季因氣溫偏低,蜘蛛發(fā)生