江淮丘陵區(qū)石榴園主要食葉類害蟲及其天敵的空間分布

江淮丘陵區(qū)石榴園主要食葉類害蟲及其天敵的空間分布

昆蟲生態(tài)學(xué)在昆蟲管理實(shí)踐中發(fā)揮著非常突出的理論和實(shí)踐意義。近年來,在害蟲綜合管理研究過程中,害蟲暴發(fā)的生態(tài)學(xué)機(jī)理研究始終是一個(gè)較為活躍的領(lǐng)域。天敵和寄主植物是影響害蟲大發(fā)生的主要因子,科技工作者一直探索利用天敵和抗蟲作物來有效控制害蟲暴發(fā)成災(zāi)的機(jī)理和方法。石榴害蟲是影響石榴產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因子之一,天敵是持續(xù)控制害蟲種群消長的重要生態(tài)因子,研究兩者的關(guān)系具有重要的理論和實(shí)踐意義。石榴園害蟲與其天敵關(guān)系的文獻(xiàn)報(bào)道較少,已有報(bào)道主要涉及個(gè)別主產(chǎn)地的害蟲、天敵種類以及空間格局關(guān)系。在我國石榴主產(chǎn)地之一的懷遠(yuǎn),石榴園共調(diào)查到節(jié)肢動(dòng)物55種,分屬47科,其中植食性昆蟲21種,分屬于21科,主要食葉類害蟲為棉蚜(Aphisgossypii)、小綠葉蟬(Cnidocampaflavescens)、黃刺蛾(Empoascaflavescens)、扁刺蛾(Thoseasinensis)和小袋蛾(Cryptotheleaminuscula)等;天敵42種,分屬于38科,主要天敵為龜紋瓢蟲(Propylaeajaponica)、異色瓢蟲(Harmoniaaxyridis)、粽管巢蛛(Clubionajaponicola)和草間小黑蛛(Erigonidiumgraminicolum)等。我國石榴另一產(chǎn)地山東省棗莊秋季石榴園共調(diào)查到害蟲7種,天敵11種,而懷遠(yuǎn)秋季石榴園調(diào)查到害蟲7種,天敵10種,兩者害蟲和天敵種類相近。石榴園節(jié)肢動(dòng)物總?cè)郝渲芯鶆蚨菾與多樣性指數(shù)H’關(guān)系密切。地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表明,石榴園主要害蟲棉蚜與其主要天敵草間小黑蛛分布格局一致。石榴園有多種害蟲,一種害蟲有多種天敵,一種天敵取食多種害蟲。在全年主要害蟲綜合防治中,要盡可能地保護(hù)和利用自然天敵,因此從兩者在數(shù)量、時(shí)間和空間關(guān)系上評(píng)定主要害蟲的主要天敵是一件亟待進(jìn)行的工作,目前尚少見文獻(xiàn)報(bào)道。本研究系統(tǒng)分析了石榴園主要食葉類害蟲及其捕食性天敵的種類和相互關(guān)系,為石榴害蟲綜合防治提供科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1調(diào)查方法及調(diào)查時(shí)間試驗(yàn)在地處江淮地區(qū)的合肥市安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)科技示范園石榴園中進(jìn)行,石榴園面積0.6hm2,石榴品種為“大笨子”,樹齡為7年,株距3m,行距3.1m。石榴園按常規(guī)措施管理,但一直不施用化學(xué)農(nóng)藥。害蟲及其捕食性天敵(以下簡稱“天敵”)的調(diào)查方法均采用平行跳躍法,隨機(jī)取3行,每行10株,共30株,每株定枝系統(tǒng)調(diào)查樹冠東、西、南、北4個(gè)方位1m長枝條葉片及枝干上的食葉類害蟲及天敵種類和個(gè)體數(shù)。調(diào)查時(shí)間為2008年3月27日至11月6日,每14d調(diào)查1次,共調(diào)查17次。記載害蟲及其天敵種類和個(gè)體數(shù)。1.2分析方法1.2.1園林主要害蟲數(shù)量將石榴園5種主要食葉類害蟲及其主要天敵看作一個(gè)本征性系統(tǒng),石榴園主要害蟲數(shù)量(Yi)作為該系統(tǒng)的參照序列。不同時(shí)點(diǎn)上的石榴園主要害蟲數(shù)量作為Yi與天敵Xj在第k點(diǎn)上的效果白化值,進(jìn)行雙序列關(guān)系分析:經(jīng)數(shù)據(jù)均值化后得:Yi與Xj在第k點(diǎn)上的關(guān)聯(lián)系數(shù):1.2.2生態(tài)位相似性系數(shù)生態(tài)位寬度指數(shù)采用Levins的公式:式中,B為物種的生態(tài)位寬度,Pi為物種利用第i等級(jí)資源占利用總資源的比例,S為資源系列的等級(jí)數(shù)。生態(tài)位相似性比例采用Morisita相似性系數(shù):式中,Pij、Pik分別表示種j、k在第i個(gè)資源等級(jí)上可占的比例,nik是k物種在i資源序列等級(jí)上的數(shù)量,nij是j物種在i資源序列等級(jí)上的數(shù)量,Nj、Nk分別表示j物種和k物種的個(gè)體數(shù)量之和。生態(tài)位重疊指數(shù)采用Levins的公式:式中,Lij為物種i對(duì)物種j的生態(tài)位重疊,Pih和Pjh為每個(gè)物種在資源序列的第h單位上的比例,Bi為物種i的生態(tài)位寬度。1.2.3石榴園主要食葉類害蟲與天敵空間聚集程度的關(guān)系分別采用Poisson擴(kuò)散系數(shù)C、久野指數(shù)aC、聚塊性指數(shù)M*/M和叢生指數(shù)I共4種聚集強(qiáng)度指數(shù)綜合分析測(cè)定石榴園主要食葉類害蟲與其天敵的空間格局。用David和Moore提出的公式判斷石榴園主要害蟲及其天敵空間聚集程度的差異,分別為兩種種群的方差和均數(shù),若則按5%水平認(rèn)為兩者顯著不同,n為樣本數(shù)。用Arbous和Kerrich提出的種群聚集均數(shù)公式分析石榴園主要食葉類害蟲和主要天敵的聚集原因,其中s2為方差,v為自由度等于2k時(shí)的x02.50值。2inesis和小袋蛛的天敵調(diào)查石榴園節(jié)肢動(dòng)物共發(fā)現(xiàn)害蟲55種,天敵19種,其中數(shù)量比較多的食葉類害蟲為同翅目的棉蚜(A.gossypii)、小綠葉蟬(C.flavescens)以及鱗翅目的黃刺蛾(E.flavescens)、扁刺蛾(T.sinensis)和小袋蛾(C.minuscula)共5種,數(shù)量較多的天敵為異色瓢蟲(H.axyridis)、龜紋瓢蟲(P.japonica)、粽管巢蛛(C.japonicola)、錐腹肖蛸(Tetragnathamaxillosa)、三突花蟹蛛(Misumenopstricuspidatus)、草間小黑蛛(E.graminicolum)、八斑球腹蛛(Theridionoctomaculatum)、中華草蛉(Chrysopasinica)和黑帶食蚜蠅(Epistrophefallaeids)。用灰色關(guān)聯(lián)度分析法、生態(tài)位分析法,對(duì)上述5種害蟲與其多種天敵在數(shù)量、時(shí)間、空間上的關(guān)系進(jìn)行分析,以評(píng)定出5種主要食葉類害蟲的主要天敵種類。2.1與小葉片蛛關(guān)聯(lián)度大的優(yōu)勢(shì)種由DPS軟件計(jì)算石榴園天敵種群數(shù)量與5種主要食葉類害蟲之間的關(guān)系,即關(guān)聯(lián)度(Yi,X),關(guān)聯(lián)度越大,兩者數(shù)量關(guān)系越密切,結(jié)果列于表1。表1表明,與棉蚜關(guān)聯(lián)度較大的前5位天敵依次為異色瓢蟲(0.9103)、中華草蛉(0.8995)、八斑球腹蛛(0.8849)、龜紋瓢蟲(0.8809)和三突花蟹蛛(0.8759),與小綠葉蟬關(guān)聯(lián)度較大的前5位天敵依次為三突花蟹蛛(0.9038)、粽管巢蛛(0.8910)、八斑球腹蛛(0.8770)、錐腹肖蛸(0.8730)和中華草蛉(0.8722),與黃刺蛾關(guān)聯(lián)度較大的前5位天敵依次為錐腹肖蛸(0.9189)、粽管巢蛛(0.9185)、三突花蟹蛛(0.9101)、草間小黑蛛(0.8933)和八斑球腹蛛(0.8921),與扁刺蛾關(guān)聯(lián)度較大的前5位天敵依次為三突花蟹蛛(0.9127)、錐腹肖蛸(0.9097)、粽管巢蛛(0.9044)、草間小黑蛛(0.8813)和八斑球腹蛛(0.8804),與小袋蛾關(guān)聯(lián)度較大的前5位天敵依次為粽管巢蛛(0.8674)、三突花蟹蛛(0.8654)、錐腹肖蛸(0.8582)、八斑球腹蛛(0.8562)和草間小黑蛛(0.8546)。2.2與黃刺蛛、螺腹蛛、小袋蛛的時(shí)間生態(tài)位重疊指數(shù)比較害蟲與天敵之間的時(shí)間生態(tài)位重疊度越大,表明兩者發(fā)生時(shí)間的同步性越高,相似性比例越大,發(fā)生時(shí)間越一致,時(shí)間關(guān)系越密切。石榴園5種主要食葉類害蟲與其天敵的時(shí)間生態(tài)位重疊指數(shù)和相似性比例見表2。表2表明,與棉蚜?xí)r間生態(tài)位重疊指數(shù)較大的前5位天敵依次為異色瓢蟲(0.6533)、八斑球腹蛛(0.2959)、錐腹肖蛸(0.2777)、黑帶食蚜蠅(0.2272)和中華草蛉(0.2177),與小綠葉蟬時(shí)間生態(tài)位重疊指數(shù)較大的前5位天敵依次為粽管巢蛛(0.3629)、八斑球腹蛛(0.3589)、三突花蟹蛛(0.3546)、中華草蛉(0.2826)和錐腹肖蛸(0.2404),與黃刺蛾時(shí)間生態(tài)位重疊指數(shù)較大的前5位天敵依次為粽管巢蛛(0.7810)、三突花蟹蛛(0.7338)、錐腹肖蛸(0.6949)、草間小黑蛛(0.5301)和八斑球腹蛛(0.4508),與扁刺蛾時(shí)間生態(tài)位重疊指數(shù)較大的前5位天敵依次為錐腹肖蛸(0.7367)、三突花蟹蛛(0.6434)、粽管巢蛛(0.6317)、八斑球腹蛛(0.3976)和草間小黑蛛(0.3232),與小袋蛾時(shí)間生態(tài)位重疊指數(shù)較大的前5位天敵依次為粽管巢蛛(0.3778)、三突花蟹蛛(0.3190)、八斑球腹蛛(0.2528)、錐腹肖蛸(0.2269)和草間小黑蛛(0.0830)。與棉蚜?xí)r間生態(tài)位相似性比例較大的前5位天敵依次為異色瓢蟲(0.5502)、八斑球腹蛛(0.2210)、錐腹肖蛸(0.2087)、黑帶食蚜蠅(0.2003)和中華草蛉(0.1818),與小綠葉蟬時(shí)間生態(tài)位相似性比例較大的前5位天敵依次為粽管巢蛛(0.3545)、三突花蟹蛛(0.3494)、八斑球腹蛛(0.3399)、中華草蛉(0.2894)和錐腹肖蛸(0.2286),與黃刺蛾時(shí)間生態(tài)位相似性比例較大的前5位天敵依次為粽管巢蛛(0.7995)、三突花蟹蛛(0.7503)、錐腹肖蛸(0.6922)、草間小黑蛛(0.5431)和八斑球腹蛛(0.4476),與扁刺蛾時(shí)間生態(tài)位相似性比例較大的前5位天敵依次為錐腹肖蛸(0.7411)、三突花蟹蛛(0.6638)、粽管巢蛛(0.6530)、八斑球腹蛛(0.3987)和草間小黑蛛(0.3334),與小袋蛾時(shí)間生態(tài)位相似性比例較大的前5位天敵依次為粽管巢蛛(0.3801)、三突花蟹蛛(0.3223)、八斑球腹蛛(0.2466)、錐腹肖蛸(0.2222)和草間小黑蛛(0.0852)。2.3與小袋蛛、黃刺蛛種大小比例的優(yōu)勢(shì)種害蟲與其天敵的空間生態(tài)位重疊度越大,表明兩者的同域性越大,相似性比例越大,兩者的空間分布越一致,空間關(guān)系越密切。石榴園5種主要害蟲與其天敵的空間生態(tài)位重疊指數(shù)和相似性比例見表3。表3表明,與棉蚜空間生態(tài)位重疊指數(shù)較大的前5位天敵依次為中華草蛉(0.9546)、異色瓢蟲(0.9539)、龜紋瓢蟲(0.9397)、粽管巢蛛(0.9347)和三突花蟹蛛(0.9316),與小綠葉蟬空間生態(tài)位重疊指數(shù)較大的前5位天敵依次為草間小黑蛛(0.9868)、異色瓢蟲(0.9866)、龜紋瓢蟲(0.9853)、三突花蟹蛛(0.9667)和粽管巢蛛(0.9580),與黃刺蛾空間生態(tài)位重疊指數(shù)較大的前5位天敵依次為八斑球腹蛛(0.9957)、粽管巢蛛(0.9884)、龜紋瓢蟲(0.9834)、草間小黑蛛(0.9812)和錐腹肖蛸(0.9752),與扁刺蛾空間生態(tài)位重疊指數(shù)較大的前5位天敵依次為八斑球腹蛛(0.9674)、錐腹肖蛸(0.9636)、草間小黑蛛(0.9165)、粽管巢蛛(0.9137)和龜紋瓢蟲(0.9052),與小袋蛾空間生態(tài)位重疊指數(shù)較大的前5位天敵依次為異色瓢蟲(0.9936)、草間小黑蛛(0.9833)、三突花蟹蛛(0.9817)、龜紋瓢蟲(0.9791)和粽管巢蛛(0.9558)。與棉蚜空間生態(tài)位相似性比例較大的前5位天敵依次為中華草蛉(0.9748)、異色瓢蟲(0.9577)、龜紋瓢蟲(0.9522)、粽管巢蛛(0.9463)和三突花蟹蛛(0.9374),與小綠葉蟬空間生態(tài)位相似性比例較大的前5位天敵依次為龜紋瓢蟲(1.0067)、異色瓢蟲(0.9976)、草間小黑蛛(0.9952)、中華草蛉(0.9861)和三突花蟹蛛(0.9803),與黃刺蛾空間生態(tài)位相似性比例較大的前5位天敵依次為粽管巢蛛(1.0168)、八斑球腹蛛(1.0144)、龜紋瓢蟲(1.0124)、草間小黑蛛(0.9965)和錐腹肖蛸(0.9934),與扁刺蛾空間生態(tài)位相似性比例較大的前5位天敵依次為八斑球腹蛛(0.9866)、錐腹肖蛸(0.9834)、粽管巢蛛(0.9405)、龜紋瓢蟲(0.9325)和草間小黑蛛(0.9320),與小袋蛾空間生態(tài)位相似性比例較大的前5位天敵依次為異色瓢蟲(1.0131)、龜紋瓢蟲(1.0089)、三突花蟹蛛(1.0038)、草間小黑蛛(1.0000)和粽管巢蛛(0.9840)。對(duì)5種害蟲與天敵在數(shù)量、發(fā)生時(shí)間和空間上關(guān)系的關(guān)聯(lián)度、時(shí)間生態(tài)位和空間生態(tài)位各自的排序序號(hào)積加再進(jìn)行綜合排序得出:棉蚜的主要天敵是異色瓢蟲、中華草蛉和八斑球腹蛛,小綠葉蟬的主要天敵是粽管巢蛛、三突花蟹蛛和草間小黑蛛,黃刺蛾的主要天敵是粽管巢蛛、錐腹肖蛸和八斑球腹蛛,扁刺蛾的主要天敵是錐腹肖蛸、八斑球腹蛛和粽管巢蛛,小袋蛾的主要天敵是三突花蟹蛛、粽管巢蛛和異色瓢蟲。3月27日至11月6日的調(diào)查顯示,棉蚜天敵異色瓢蟲數(shù)量多且發(fā)生高峰期和棉蚜高峰期一致,4月24日峰值棉蚜為2645只,異色瓢蟲為40只;八斑球腹蛛和中華草蛉的高峰期也與棉蚜同步,這和本文研究結(jié)果完全一致。小綠葉蟬的發(fā)生高峰期為7月31日至10月9日,天敵粽管巢蛛的第1高峰期為6月19日至7月31日,但在小綠葉蟬高峰期時(shí)粽管巢蛛仍維持較高數(shù)量水平,三突花蟹蛛和草間小黑蛛也表現(xiàn)出同樣趨勢(shì),本文研究結(jié)果與實(shí)際情況基本一致。黃刺蛾的第1高峰期為6月19日至7月17日,數(shù)量為16~41只,天敵粽管巢蛛的第1高峰期為6月19日至7月31日,數(shù)量為8~15只,兩者的第1高峰期重疊;黃刺蛾的第2高峰期為8月28日至9月11日,數(shù)量為15~31只,而粽管巢蛛也維持較高的數(shù)量,錐腹肖蛸和八斑球腹蛛也表現(xiàn)出同樣趨勢(shì),本文分析結(jié)果與實(shí)際情況基本一致。扁刺蛾的天敵錐腹肖蛸數(shù)量多,發(fā)生高峰期與扁刺蛾一致,即7月3日為25只,扁刺蛾為21只;八斑球腹蛛數(shù)量較多,扁刺蛾第1高峰期為7月3~11日,數(shù)量為11~20只,八斑球腹蛛第1高峰期為6月5日至7月31日,數(shù)量為19~23只,和扁刺蛾高峰期重疊,粽管巢蛛也有同樣趨勢(shì),表明這3種天敵為扁刺蛾的主要天敵。小袋蛾天敵中三突花蟹蛛數(shù)量較多,8月28日至10月9日為小袋蛾的高峰期,數(shù)量為14~31只,此時(shí)三突花蟹蛛的數(shù)量仍較多,粽管巢蛛和異色瓢蟲也維持在較高水平,其他天敵的數(shù)量急劇下降,本文分析結(jié)果與實(shí)際情況基本一致。2.4種害蟲的聚集格局和聚集原因害蟲與其天敵在長期協(xié)同進(jìn)化過程中,聚集分布的天敵獲得能有效攻擊聚集分布害蟲的本領(lǐng),為分析5種害蟲與其天敵的空間格局聚集情況及其差異,將5種食葉類害蟲以及其天敵出現(xiàn)較多的2次數(shù)據(jù)做聚集強(qiáng)度分析,結(jié)果見表4?？梢钥闯?種害蟲均為聚集格局,其中10月9日棉蚜和小綠葉蟬的天敵三突花蟹蛛、八斑球腹蛛和黑帶食蚜蠅為聚集格局,8月28日3種鱗翅目害蟲的天敵中異色瓢蟲為聚集格局。用檢驗(yàn)害蟲與其主要天敵空間格局聚集程度的差異(表5),求得的w值均小于表明5種害蟲與其天敵空間格局的聚集程度差異不顯著。Blackith曾提出根據(jù)種群聚集均數(shù)λ判斷分析聚集的原因:當(dāng)λ小于2時(shí),聚集是由于某種環(huán)境的影響而不是活動(dòng)過程所造成的;當(dāng)λ大于2時(shí),其聚集是由昆蟲主動(dòng)聚集引起的。棉蚜的λ值為9.1488,大于2,表明棉蚜的聚集原因是本身的生物學(xué)特性所致;而其余4種害蟲λ值均小于2,表明其聚集是由于環(huán)境中某些因子造成的。天敵的λ值均小于2,表明天敵的聚集是環(huán)境中某一因子引起的。3石榴園主要天敵分布及保護(hù)與利用技術(shù)對(duì)石榴園害蟲種群調(diào)查表明,調(diào)查區(qū)石榴園主要食葉類害蟲為棉蚜、小綠葉蟬、黃刺蛾、扁刺蛾和小袋蛾。對(duì)石榴園主要食葉類害蟲與其天敵進(jìn)行了數(shù)量上的關(guān)聯(lián)度分析、時(shí)間和空間生態(tài)位分析和排序,并進(jìn)行積加綜合排序得出:棉蚜的主要天敵是異色瓢蟲、中華草蛉和八斑球腹蛛,小綠葉蟬的主要天敵是粽管巢蛛、三突花蟹蛛和草間小黑蛛,黃刺蛾的主要天敵是粽管巢蛛、錐腹肖蛸和八斑球腹蛛,扁刺蛾的主要天敵是錐腹肖蛸、八斑球腹蛛和粽管巢蛛,小袋蛾的主要天敵是三突花蟹蛛、粽管巢蛛和異色瓢蟲。8月28日黃刺蛾、扁刺蛾、小袋蛾和10月9日棉蚜和小綠葉蟬均為聚集分布,其中棉蚜的聚集均數(shù)λ值大于2,表明其聚集是本身原因所引起,其余4種害蟲和所有天敵的種群聚集均數(shù)λ值均小于2,表明其聚集是環(huán)境中某些因子造成的。同翅目的兩種害蟲棉蚜和小綠葉蟬由于發(fā)生高峰的時(shí)間不同,其主要天敵種類也不同;鱗翅目的3種害蟲的天敵也