棉田昆虫群落及时间生态位研究

近年来, 棉花的种植面积越来越大, 但由于棉田管理粗放, 施肥和农药的不合理利用, 使得棉花极易遭受害虫危害, 导致害虫频繁发生, 严重影响了棉花的生产和经济价值。生态位(ecological niche)理论是现代生态学中的一个重要内容, 是反映生物在环境中的地位及其与食物和天敌的关系, 也是用来评价天敌对害虫控制作用的效能指标之一。关于昆虫生态位研究国内外已经有很多报道, 但多集中于菜田、经济林、果园、茶园、稻田等, 而对棉田研究较少。为此, 笔者从时间生态位的角度出发, 对棉田主要害虫及天敌的时间生态位进行了研究, 确定了防治的主要害虫, 探讨棉田昆虫群落及时间生态位的竞争共存机制, 对指导害虫综合防治提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 调查地点与方法
调查于2007 年6～8 月进行, 调查地点设在新乡市郊区洪门镇一块棉田内进行, 棉花品种为百棉1 号。每5 d 调查一次, 采用大五点取样, 每次每点固定调查20 株, 共100 株, 调查取样范围内地面和植株上所有昆虫( 包括螨类) 的种类和数量, 并作详细记载。
1.2 生态位评价方法
生态位宽度是表示物种对资源利用程度的大小,它反映物种对特定小生境的占据程度。用Levins(1968)的公式求得:生态位宽度指数：

式中: Bi 为物种的生态位宽度指数; S 为资源序列的等级数; Pih 为i 物种在h 等级资源数量占总资源量的比例。
生态位重叠指数表示物种对资源的共同利用程度, 在一定程度上反映了物种间竞争的激烈程度。Lij=0, 不共享; Lij=1, 平均利用; Lij 大于1, 共同偏嗜利用某些资源。本文利用Hurlbert( 1978) 的公式:生态位重叠指数

式中: Lij 为i 物种对j 物种的生态位重叠指数;Lji 为j 物种对i 物种的生态位重叠指数; S 为资源序列的等级数; Pih,Pjh 分别为i 物种和j 物种在h 等级资源数量占总资源量的比例。
2 结果分析
2.1 昆虫群落的结构与组成
2.1.1 昆虫群落的结构通过12 次系统调查, 昆虫群落组成见表1。由表1 可知: 春棉田昆虫群落为9目, 30 科, 39 种, 主要类群为鞘翅目( Coleptera) 、双翅目( Diptera) 、膜翅目( Hymenoptera) 、半翅目( Hemiptera) 、同翅目( Homoptera) 、鳞翅目( Lepidoptera)、缨翅目( Thysanoptera) 、脉翅目( Neuroptera)和蜱螨目( Acarina) 共9 个目。


2.1.2 主要害虫及天敌种类春棉田6～8 月份的系统调查结果见表2。由表2 可以看出: 主要害虫有: 朱砂叶螨[Tetranychus cinnabarinus (Boisduva1)]、烟蓟马( Thrips tabaci) 、棉蚜( Aphis gossypiiGlover) 、棉粉虱( Bemisia tabaci) 、大青叶蝉[Cicadellaviridis( L.) ]、棉叶蝉( Empoasca biguttula Shiraki) 、棉铃虫( Helicover armigera) ; 主要天敌有: 龟纹瓢虫[Propylaea japonica ( Thunberg) ]、异色瓢虫[Leisaxyridis( Pallas) ]、中华草蛉( Chrysopa sinica Tjeder)、棉蚜茧蜂[Lysiphlebia japonica (Ashmead)]。


2.2 主要害虫时间生态位格局
时间虽然不是物种竞争的直接对象, 但它却是竞争或共存得以实现的条件。根据表2 计算出春棉田主要害虫在时间维度上生态位的各项指数( 见表3) 。由表3 看出: 棉叶蝉的生态位宽度较窄( 为0.103 4) , 说明其在调查时间内发生危害的时间短,且在不同调查时期种群密度差异较大; 棉蚜的生态位宽度最大(为0.519 2), 说明棉蚜在调查时间内发生危害的时间长, 在不同的调查时期种群密度差异较小; 大青叶蝉与棉叶蝉的重叠最大( 3.462 9) , 说明这两种害虫在对时间资源的利用上竞争最为激烈, 在发生危害时间上较为一致。朱砂叶螨与棉叶蝉的重叠较小( 0.003 0) , 说明这两种害虫的竞争作用弱。而棉叶蝉与棉铃虫的生态位重叠为0, 说明它们在发生时间上不一致, 资源不共享。


2.3 主要天敌时间生态位格局
根据表2 计算得出主要天敌时间生态位宽度和重叠指数(见表4)。由表4 可以看出: 龟纹瓢虫生态位宽度最大( 为0.633 5) , 说明它们在调查时间内, 发生时间长, 在不同的调查时期种群密度变化较小, 它们的生境和食料极为充足, 种内竞争十分缓和, 有很大的生物发展潜能, 可以最大限度地发挥它们对害虫的控制作用; 棉蚜茧蜂、异色瓢虫的生态位宽度较小, 说明其数量在时间序列上具有不均匀性, 且在不同调查时期种群密度差异较大, 在7 月上旬发生数量最多; 龟纹瓢虫与异色瓢虫的生态位重叠最大( 1.206 2) , 说明这两种天敌的种间竞争作用相对较强, 在发生时间上较为一致, 但龟纹瓢虫和异色瓢虫在天敌种群中所占的比例较少, 实际上它们的竞争作用不是太强, 所以说理论上这个数值是个期望值。如果条件适宜和种间竞争发生变化, 它们就有可能成为害虫的主要控制力量。异色瓢虫与棉蚜茧蜂的重叠最小( 0.023 7) , 说明它们的竞争作用弱, 在发生时间上不一致。从表4 还可看出, 天敌之间的重叠都较小, 表明天敌之间在时间维度上的竞争都不是太激烈。


2.4 害虫及天敌生态位重叠指数
春棉田主要害虫及天敌时间生态位重叠指数见表5。由表5 可以看出, 棉蚜茧蜂与朱砂叶螨的重叠最大( 为2.076 6) , 其次为龟纹瓢虫与烟蓟马( 1.572 9) ; 龟纹瓢虫与朱砂叶螨和棉铃虫的重叠较小外, 与其它害虫的重叠较大, 中华草蛉与朱砂叶螨和棉叶蝉重叠较小外, 与其它害虫的重叠较大,说明龟纹瓢虫和中华草蛉对棉田主要害虫的跟随和控制作用较强。


3 小结与讨论
春棉田昆虫群落较为丰富, 由9 个目、30 个科、39 个种昆虫组成。主要类群为鞘翅目、双翅目、膜翅目、半翅目、同翅目、鳞翅目、缨翅目、脉翅目和蜱螨目9 个目。主要害虫和天敌有朱砂叶螨、烟蓟马、棉蚜、棉粉虱、大青叶蝉、棉叶蝉、棉铃虫、龟纹瓢虫、异色瓢虫、中华草蛉、棉蚜茧蜂。生态位理论主要强调种内和种间的竞争。本文主要讨论了春棉田主要害虫及天敌在时间生态位上的竞争关系, 并由此初步探讨了害虫之间、天敌之间、昆虫天敌之间对害虫的抑制作用。结果表明:在害虫种群中, 棉叶蝉生态位宽度最小, 种内竞争最为激烈, 棉蚜的生态位宽度最大, 竞争最为缓和;在天敌种群中, 异色瓢虫种内竞争最激烈, 龟纹瓢虫最为缓和; 龟纹瓢虫与异色瓢虫的生态位重叠最大, 异色瓢虫与棉蚜茧蜂的生态位重叠最小。龟纹瓢虫、中华草蛉与棉田主要害虫的重叠较大, 说明龟纹瓢虫和中华草蛉对棉田主要害虫的跟随和控制作用较强。
生态位是个复杂的问题, 时间生态位也只是反映它的一个侧面, 由此分析种内和种间关系是初步的。若在此基础上进行深入的研究, 将能进一步探讨种内、种间的竞争以及生态位对它们种群数量的调节, 为棉田的综合治理奠定理论基础。