冯立超,王忠武
1.吉林农业科技学院,吉林吉林132101 2.吉林大学,吉林长春130061
吉林市周边主要传粉昆虫类群构成调查
冯立超1,2,王忠武1
1.吉林农业科技学院,吉林吉林132101 2.吉林大学,吉林长春130061
通过2011~2012年对吉林市周边传粉昆虫资源进行的调查,共发现本地常见的传粉昆虫128种其中5月27种,6月36种,7月53种,8月份47种。在4个月份中公有3种,5~6月公有13种,6~7月公有9种,7~8月有13种。从整个昆虫类群种类构成上看,膜翅目占27%、双翅目占27%、鞘翅目占21%、鳞翅目占20%、半翅目和蜻蜓目共占5%。不同月份传粉昆虫多样性均较高,5月份丰富度最低,7月份最高。显花植物与传粉昆虫物候期重叠程度较高,表明二者之间发生联系的几率也越大。
吉林市;传粉昆虫;种类组成
昆虫在自然界中存在和生存的需要有植物的参与,这不仅是昆虫的一个习性,也是二者之间长期进化的结果[1-3]。在生物的长期进化繁衍过程中二者建立了互惠共生、相互依存的关系,组成了紧密联系的网络结构[4-8]。研究区域内、地区内传粉昆虫类群组对研究该地区濒危植物种类的保护及保护生物多样性具有重要生态意义[9,10]。同样传粉昆虫在陆地大田的或保护地的农业生产中具有潜在的价值[11,12],在后续开发当地优势、高效率传粉昆虫资源具有一定经济参考价值。
采用野外调查、实验室内实验和数据整理分析结合方法。
1.1野外调查
调查地点,重点在吉林市周边地区选择昆虫分布较为具有代表性的地区,(1)吉林农业科技学院左家校区——保护地周围空旷地(2)吉林市九站猴石山——山脚草甸(3)松花湖自然保护区——河岸草地及林区空旷地
调查方法,在显花植物显花期5、6、7、8、9、10月进行对到访花的昆虫进行记录、捕捉收集,保存标本共鉴定。
具体操作:
①在各小区内样地内,选取显花植物较为集中、分布相对均匀的地块,设置10条(15 m×2 m)相互平行的固定样带,样带间隔5 m左右,每条样带四角以PVC管固定,用塑料绳标记边界[13]。
②显花植物调查:显花植物物种类的调查,在样带内,记录所有的显花植物种,不能识别的将植物标本采集带回实验室进行鉴定。
③传粉昆虫的调查:沿着样带记录进入样带内所以的到访显花植物的昆虫种类,各个种类到访的个体数量,并照相记录访花昆虫对显花植物的到访情况。在野外能鉴定到具体种的,记录;不能鉴定的,鉴定到科或属,按形态种编号记录。在记录每种显花植物上各种昆虫到访个体数量同时,采集昆虫标本,按照样地号——样带号——植物名称——采集日期——采集时间进行编号[14],保存,待实验室鉴定。
1.2实验室内分析
昆虫标本鉴定:参照昆虫图谱,昆虫分类检索表及相关昆虫方面的文献,吉林农业科技学院标本室内现存已定名的昆虫标本对未鉴定定名的昆虫进行鉴定。不能够鉴定到具体种的按原有的形态种编号进行统计。
植物标本鉴定:利用东北植物检索表,吉林农业科技学院图书馆相关植物鉴定书籍对植物种进行鉴定。
1.3数据分析
1.3.3 相似性指数Jaccard Index相似性指数计算公式,其中c为两个时间断面共有的相互作用数量,a、b分别为两个时间断面各自的物种间相互作用数量。
1.3.4 物候重叠分析在物种的物候学上,重叠overlap程度越大,即:匹配程度match degree越大,昆虫与显花植物的关联程度越大,即存在发生访问关系的可能性。
采用SigmaPlot及Biodap分析软件计算物种组成及多样性指数;运用R统计分析软件分析显花植物与传粉昆虫物候重叠情况。通过物种链接度表述传粉昆虫与显花植物联系情况。
2.1传粉昆虫与显花植物物种结构组成
调查中共采集到访显花植物昆虫128种,隶属6目34科,见表1;观察到显花植物种共97种,隶属26科,见表2。访花昆虫与显花植物种类不同月份组成情况如图1所示。
图1 不同月份显花植物与传粉昆虫种类变化Fig.1 The variation of flowering plant and insect pollinator in different month
表1 传份昆虫在5~8月造访的显花植物种类和次序Table 1 Species and order of flowering plants foraged by pollinating insects from May to August
表2 5~8月造访显花植物的传粉昆虫种类和次序Table 2 Species and order of pollinating insects foraged flowering plants from May to August
34黑绒金龟Maladera orientalis苹毛丽金龟Proagopertha lucidula小青花金龟Oxycetonia jucunda35铜绿丽金龟Anomala corpulenta褐白金龟Cyphochilus unidentatus36黄胡蜂属Vespula sp.龙女宝蛱蝶Boloria pales叶蜂科2 Tenthredinidae 2 37弓形拟木蚜蝇黑色斑目蚜Eristalinus aeneusTemnostoma arciforma赤条蝽Graphosoma rubrolineata38斑青花金龟Oxycetonia bealiae龟纹瓢虫Propylea japonica39白斑赭弄蝶Ochlodes subhyalina叶蜂科3 Tenthredinidae 3 40铜绿丽金龟Anomala corpulenta中国双七瓢虫Coccinulasinensis41细齿同蝽Acanthosoma denticauda豆蓝丽金龟Popillia mutans42黄斑船象Baris dispilota挪威长黄胡蜂Dolichovespula norwegica43黑色指突水虻Ptecticus tenebrifer茶翅蝽Halyomorpha Picus44三角菊花象Larinus formosus异色瓢虫Leis axyridis45四星栉芫菁Megatrachelus politus胡蜂科Vespidae 46丽蝽Antestia anchora杨透翅蛾Parathrene tabaniformis47马蜂属Polistes sp.斑螟亚科Phycitinae 48黑背喙红萤Lycostmus aequalis49茶翅蝽Halyomorpha Picus50甜菜筒喙象Lixus subtilis51丽色蟌Calopteryx virgo52杨透翅蛾Parathrene tabaniformis53中华豆芫菁Epicauta chinensis
吉林市周边地区传粉昆虫主要包括膜翅目共8科分别是熊蜂科、蜜蜂总科、叶蜂科、土蜂科、泥蜂科、地蜂科、胡蜂科、蜾蠃科;双翅目5科分别是食蚜蝇科、麻蝇科、蜂虻科、水虻科;鞘翅目共9科分别为金龟科、天牛科、象甲科、叩甲科、叶甲科、瓢甲科、芫菁科、花蚤科、萤科;鳞翅目共8科分别是粉蝶科、蛱蝶科、灰蝶科、弄蝶科、绢蝶科、凤蝶科、透翅蛾科、斑螟亚科;半翅目共3科分别为蝽科、同蝽科、花蝽科;蜻蜓目1科为色蟌科。各目昆虫所占比例依大小依次为鞘翅目占25%、膜翅目占26%、鳞翅目占17%、双翅目占27%、半翅目和蜻蜓目占5%。其中5月份传粉昆虫占总传粉昆虫种类的18%、6月份占24%、7月份占36%、8月份占32%。相对而言,97种显花植物中,5月出现的占全部显花植物物种的27%,6月出现的占全部显花植物物种的36%,7月份出现的占全部显花植物物种的32%,8月份出现的占全部显花植物物种的29%。
随着植显花植物种数量的增加传粉昆虫种类也在增多,在6、7月份达到最高,8月份又有种类减少趋势,这与显花植物种类减少呈正先关[15]。
2.2传粉昆虫与显花植物联系情况分析
2.2.1 传粉昆虫到访情况分析通过对传粉昆虫与显花植物不同指标分析,传粉昆虫的到访情况与显花植物种出现二者所表现的互作情况,见表3。
由表3可知,显花植物和传粉昆虫的物种数随时间发生了明显的变化。全年在内,传粉昆虫各月份的多样性指数均较高,而其丰富度指数却有较大差异,传粉昆虫5月份物种数最低,6月份增长较快,7月份物种数最高,8月份物种数又有较大的下降趋势。这与物候因素影响下的气候环境、植物花期及传粉昆虫活跃期的变化有关。6~8月份,显花植物盛期,亦为传粉昆虫成虫活跃期,植物与传粉昆虫间发生访问与被访问的几率大,物种链接度高。
表3 不同时间显花植物与传粉昆虫各项联系指标Table 3 The connection indexes between the flowering plant and insect pollinator in different time
相邻月份物种周转率,6、7月份最高,表明昆虫到访不同显花植物种类数量越多。但从相似性指数方面分析,不同两个时间断面上5、6月及7、8月相似程度较其它高,表明传粉昆虫能够持续的到访更多的显花植物外,更能说明此时间断面物种间发生联系的强度情况,其值越大,优势联系物种及传粉昆虫种越多。
2.2.2 传粉昆虫与显花植物物候匹配情况分析显花植物物候期与传粉昆虫的物候期发生重叠后,二者发生联系才成为可能,吉林地区常见显花植物与传粉昆虫物候图见图4、图5。
由显花植物与传粉昆虫的物候图可见,在显花植物大量开放的时候植物其忠诚的到访者也会同时进行持续的进行访问[16],且在不同月份出现的各传粉昆虫中,出现次数较多和时间间隔较长的昆虫其到访更多显花植物几率越大,即物候期越长的昆虫其到访显花植物种类越丰富。对比发现,虽然现实观察中所发现的联系并不如同物候重叠同样,但物候期重叠越大的显花植物种与传粉昆虫种其发生联系的可能性越大,这也证明二者的物候期对于发生到访联系是起着决定性作用的一个因素。
图4 显花植物植物物候图Fig.4 The phenology of flowering plant
图5 传粉昆虫物候图Fig.5 The phenology of insect pollinator
从数据分析的结果来看,吉林市周边主要传粉昆虫的组成中,双翅目、膜翅目、鞘翅目、鳞翅目为主,偶见半翅目、蜻蜓目[17]。各不同类群优势组成种分别是膜翅目占27%,其中蜜蜂总科的昆虫为优势种群;双翅目占27%,食蚜蝇科为优势种群;鞘翅目占21%,金龟科为优势种群;鳞翅目占20%,蛱蝶科为优势种群;半翅目和蜻蜓目共占5%。
从不同月份传粉昆虫组成情况及全年综合分析结果看,传粉昆虫的多样性均较高,其中以7月份的丰富度指数最高。由于个月份发生物种重叠的情况不同,5~6月相似性指数最高,其次是7-8月,反映出在此时间断面内,各昆虫种活跃程度强,能够到访更多显花植物。
在不同时间上,相邻月份的传粉昆虫种类分布也不近相同,从物候学角度来看,显花植物与传粉昆虫物候期重叠均较多的种类其在生物学意义上来说对物种的繁衍、种子繁殖、传播繁殖具有重要作用[15,18,19,20]。不同时间生命周期较长或繁殖周期短而成虫出现频率较高的昆虫种类能够到访更多的显花植物[21,22],它们是传粉昆虫的中坚力量。调查中发现在本地区传粉昆虫物种中相邻物候期出现4次重叠最多是小青花金龟、黑带食蚜蝇这两种;而密林熊蜂、黄斑短突花金龟、意大利蜜蜂则出现在3次重叠;还有一部分是在相邻两月份出现,仅在一个月份内出现的昆虫种类占较大比例。
研究调查中还发现一些物种分布有区域差异性,造成分布不均匀的原因可能有以下几种
(1)各区域内植被资源分布不均和显花植物的种类有部分差异;
(2)人为因素的影响,如农药、污染等使物种分布不均[23-26]
(3)各调查样区各自的周围环境和生境不同有关系。在所调查区域的所收集到的昆虫种类中,发现鞘翅目天牛科昆虫所占比例较少。而在吉林省东南部的长白山地区访花的天牛种类较多[27],分析此种原因可能与地域环境不同、生态环境及生境情况不同有关[28,29]。
(4)由于传粉昆虫不同个体存在生活史上的多化性现象,导致成虫出现月份不均匀,造成出现重叠的物候期但并无相互到访联系。
由于传粉昆虫经济价值及社会价值,特对一定地理区域内,访花虫粉进行了研究,其中膜翅目对显花植物的到访比例较大,其次为双翅目,由于其种群比例在自然界昆虫中较大,其不同种昆虫的访问频率也不为一致,应进一步进行观察研究。一些捕食性及取食绿色植物叶片昆虫也有到访显花部位现象,其原因可能与其捕食活动或取食补充营养有关,具体原因还需进一步分析。在将来的研究中应积极的选本地区传粉效率较高的传粉昆虫种类及其生物学特性,为进一步的开发和保护该类传粉昆虫打下基础。
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Survey on the Main Insect-pollinator Groups in Jilin CityArea
FENG Li-chao1,2,WANG Zhong-wu1
1.Jilin Agricultural Science and Technology College,Jilin132101,China
2.Jilin University,Changchun130061,China
We found that the total number of species are 128 and 27 species in May,36 in June,53 in July,47 in August, through the research of insect-pollinator in the area of Jilin City from 2011 to 2012.3 common species are in four months,13 species are in May to June,9 species are in June to July,and 13 species are in July toAugust.Among the species composition, Hymenoptera is 27%,Diptera is 27%,Coleoptera is 21%,Lepidoptera is 20%,the Heteroptera and Odonata are 5%.The diversity is rich,and the lowest richness index is in May and the highest is in July.The overlapped phenology is higher between inscet pollinator and flowering plant,it showes that the connected chance is much higher between them.
Jilin City;insect-pollinator;species composition
Q969.97
A
1000-2324(2014)04-0507-08
2013-04-14
2013-05-22
吉林农业科技学院青年教师科研基金项目(吉农院合字[2012]第111号);国家自然科学基金项目(30970475);吉林省财政专项:植物生理生态科研平台
冯立超(1985-),男,吉林人,助教,博士研究生,从事植物保护及土壤动物研究.Email:biobin@163.com