13336不同景观结构下麦田地面甲虫和蜘蛛物种多样性及优势种分布的时空动态英文已替返修返修稿.docx

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13336不同景观结构下麦田地面甲虫和蜘蛛物种多样性及优势种分布的时空动态英文已替返修返修稿

不同景观结构下麦田地面甲虫和蜘蛛物种多样性及优势种分布的时空动态*

刘文惠**洪波胡懿君贺达汉***

（宁夏大学农学院，银川750021）

摘要【目的】揭示在不同景观结构下，麦田地面甲虫和蜘蛛物种多样性及优势种分布的时空动态，为实际小麦生产过程和害虫种群控制提供理论上的依据和方法。

【方法】采用地面陷阱法调查，对不同景观结构下地表甲虫和蜘蛛物种多样性的田间分布和时间动态进行分析与模拟。

【结果】所得银川平原4种不同景观结构下麦田生境中地表甲虫和蜘蛛17科，92种，计5683头。

蜘蛛和步甲分别占总个体数的15.61%、31.15%。

对不同景观结构下地表甲虫和蜘蛛物种多样性的田间分布和时间动态进行分析与模拟，得出：

复杂景观结构较简单景观结构的调查区，表现出明显较高的物种多样性。

步甲在5月上旬多样性指数最大，随后出现先降后升的趋势；蜘蛛在6月下旬多样性指数最大，之后一直呈现下降趋势。

其原因主要是灌水影响了部分地表甲虫和蜘蛛活动所致。

【结论】通过绘制了毛青步甲Chlaeniuspallipes和星豹蛛Pardosaastrigera种群密度的田间分布图，可看出复杂景观结构调查区较简单景观结构调查区二者种群数量明显较高。

关键词地面甲虫，蜘蛛，物种多样性，种群时空动态

Space-timedynamicdistributionofspeciesdiversityanddominantspeciesofground-dwellingbeetleandspiderpopulationsonwheatcropsindifferentagriculturallandscapestructures

LIUWen-Hui**HONGBoHUYi-JunHEDa-Han***

（AgriculturalSchool,NingxiaUniversity,Yinchuan750021,China）

Abstract【Objectives】Todeterminethespace-timedynamicdistributionofspeciesdiversityanddominantspeciesoftheground-dwellingbeetleandspiderpopulationsofwheatcropsindifferentagriculturallandscapestructuresandtoprovideatheoreticalbasisandmethodforimprovingwheatproductionandwheat-pestcontrol.【Methods】Basedonasurvey,wesimulatedthespatialandtemporaldynamicdistributionofcarabidbeetlesandspidersinwheatfieldsunderdifferentlandscapestructuresusingthespeciesdiversityindex.【Results】Atotalof5683beetlesandspiderscomprisedof17familiesand92specieswerecollectedinwheatfieldsatYinchuanwithdifferentlandscapestructures.Spidersandcarabidbeetlesrespectivelycomprised15.61%and31.15%ofthistotal.Morecomplicatedlandscapestructureshadgreaterspeciesdiversitythansimplerlandscapes.Theindexofthecarabidbeetle’sdiversitywashighinearlyMay,thenfellbeforerisingagain.Spiders’diversityindexwashighinlateJuneafterwhichitremainedconsistentlylow.Thesetrendsweremainlycausedbytheeffectsofirrigationonground-dwellingspidersandbeetles.【Conclusion】NumbersofChlaeniuspallipesandPardosaastrigeraweremuchhigherincomplexlandscapestructuresthaninsimplelandscapestructures.

Keywordsground-dwellingbeetleandspider,speciesdiversity,temporalandspatialdynamics

农作物单一品种的长期大面积种植使农田遗传多样性和农田生态系统稳定性降低，导致害虫天敌大量减少，农作物虫害时有暴发（董文霞等，2013）。

应用生物多样性与生态平衡的原理，进行农作物遗传多样性、物种多样性及农田生态系统多样性的优化布局，增加农田的物种多样性和农田生态系统的稳定性，有效减轻作物虫害的危害，已成为农业害虫防治的发展趋势（赵紫华等，2013）。

大量的研究表明采用合理的间作、套作、混体等多样性种植模式可以有效控制植食性昆虫的种群，减轻作物的受害程度（董文霞等，2013），针对麦田昆虫与天敌群落多样性与种群动态的研究亦不少（蒋樟法等，1996；牟少敏等，2001；高书晶等，2006；王万磊等，2008）。

但这些研究其调查样点较少，范围较小，尚不足反应昆虫与天敌大大尺度空间分布动态，

从大尺度景观结构的基础上研究麦田昆虫与天敌群落多样性与种群动态的报道则很少。

步甲和蜘蛛是农田生态系统中对大尺度景观因子影响较为敏感的类群之一，是最好的环境变化指示种之一（Burel，1989）。

为此，本文通过对不同大区域景观结构下麦田步甲与蜘蛛的调查，进行大尺度环境特征对麦田步甲与蜘蛛多样性影响作用的研究，旨在探讨景观基础上的环境特征和作物多样性对害虫和天敌的作用机理及其调控机制，维护农田生态系统的可持续发展。

1材料与方法

1.1研究区域

研究区域设在宁夏银川平原，属于温带干旱地区，日照充足，日照时数3000h左右，无霜期约160d.10℃以上有效积温约3300℃。

气温日较差大，平均达13℃，降水量200mm左右，小麦种植历史较长，是小麦的优质生产基地。

调查选4个研究区域（图1）：

（1）平吉堡农场，为复杂景观区，种植区高度异质化，大量种植有小麦、玉米、大豆等粮食作物，也有着大面积的人工苜蓿草地，都呈条带状种植。

小麦占地面积近200hm2。

（2）贺兰山军马场，为简单景观类型，小麦种植很规则，有大多数设施温室和农舍当设施。

麦田占地面积40hm2左右。

（3）贺兰红星一队，这里种植着大量的粮食作物小麦、大豆、玉米等，也有着大量的人工草地，粮食作物和牧草地分散种植，呈不成规则的分布。

样区小麦面积30hm2左右，景观结构较上述2种更为复杂。

（4）宁夏大学农学院实验农场,面积150hm2，主要种植大量的小麦、玉米及大豆等粮食作物。

春小麦是主要的栽培作物,大约占种植面积的68%。

基本为简单农业景观结构。

图1研究区域景观结构示意图

Fig.1Thediagramoflandscapestructureinstudyarea

A.平吉堡农场；B.军马场；C.贺兰红星一队；D.宁夏大学农学院实验农场。

A.PingJiBaofarm;B.JunMaChang;C.Helanredstarteam;D.TheexperimentalfarmofAgriculturalSchoolinNingxiaUniversity.

公路Road;其他作物和村庄Othercropsandvillages;小麦Wheat;苜蓿Alfalfa;田埂Rand;荒草地Grasslands;田间小路Path.

1.2研究方法

在上述4个地区，每个地区取半径r=500m的圆为调查样区，构成4种景观结构（图1），在每个景观中由不同的斑块组成。

每个景观中调查样区按小麦田块特征在东、南、西、北、中5个方位，以棋盘式五点式取样法进行调查。

样地设计：

一共4种景观，每种景观中5个样地，共20个样地，每个样地设5个样点（10m×10m的样点），每样点设3个陷集杯，共计300陷阱杯。

引诱剂是糖、醋、医用酒精和水的混合物，重量比为1︰2︰1︰20，每个诱杯放引诱剂40~60mL。

诱杯为250mL一次性塑料口杯，引诱剂放入后在液面上方打孔，防止下雨和灌水时满杯和溢水。

每区域选5~6调查样区（赵紫华等，2010；赵紫华等，2011）。

2013年4月下旬—7月上旬期，每隔10d，收集诱导杯中的地表甲虫和蜘蛛标本，更换诱液，标本带回实验室，清洗、鉴定、统计数量和种类，标本鉴定到种，不能确定种名的，按不同种统计种类和个体数量。

1.3数据分析方法

甲虫和蜘蛛多样性采用物种多样性指数和优势种个体数量表示，分析其时间和空间动态。

物种多样性指数为Shannon-Wiener多样性指数公式H′=-∑（Pi/lnPi）,式中H′为多样性指数，Pi为属于第i种的个体比例，ln为自然对数。

景观多样性指数主要采用Shannon-Wiener多样性指数公式H′=-∑（Pk/lnPk）,式中式中Pk表示景观中斑块类型k在景观中出现的概率，n为景观中斑块类型的总数。

景观优势度指数（余新晓等，2006）；Di=ln（n）+∑PilnPi。

其中n是土地利用类型的斑块总数量，Pi是i类斑块在总的利用土地类型斑块中的比例。

显著性检验方法：

采用多重比较方法中的Duncan新复极差法进行显著性检验。

空间动态分布模拟采用普通克里金法（CoKriging）。

以空间自相关性为基础，利用原始数据和半方差函数的结构性，对区域化变量的未知采样点进行无偏估值的插值方法，当属性值的期望值是未知的，选用普通克里金插值。

通过普通克里金的空间插值，对种群动态和发生趋势从宏观上进行分析和把握，准确的模拟种群的分布，将分散间断的调查数据合成连续的分布图（赵紫华等，2012）。

本文以观测点为单位（10m×10m）,统计种类和个体数，计算单位面积物种多样性和种群密度指数，用克里金插值法模拟4个研究区域中优势种的空间分布，整个模拟过程以ArcGis10.0软件包完成。

2结果与分析

2.1不同农业景观结构分析

针对4个区域，选取20块麦田斑块，其中相对复杂农业景观（图1：

C，D）各5块，相对简单农业景观（图1：

A，B）10块，平均面积为1032.81m2。

平吉堡农场和贺兰红星一队调查区的景观结构相对复杂，景观多样性指数分别为2.218736和2.170776，贺兰山军马场和宁夏大学实验农场，景观结构相对较简单，景观多样性指数分别为2.07795和1.906672。

景观多样性指数正好与景观优势度指数呈负相关（表1）。

相反，景观多样性指数与物种多样性指数呈正相关。

通过对物种多样性指数统计检