云南省绿春县不同人工林树栖蚂蚁多样性研究

刘 春，谢谷艾，熊彩云，涂业苟，金明霞，李 巧



云南省绿春县不同人工林树栖蚂蚁多样性研究

刘 春1，谢谷艾2*，熊彩云2，涂业苟2，金明霞2，李 巧3

（1. 国营江西省新华林场，江西 安义 330500；2. 江西省林业科学院，江西 南昌 330013；3. 西南林业大学 林学院，云南 昆明 650000）

于2017年运用陷阱法调查了云南省绿春县的不同人工林（包括紫胶林Ⅰ、橡胶林Ⅱ和桉树林Ⅲ）3个样地的树栖蚂蚁群落。各个样地共采集树栖蚂蚁4 989头，隶属4亚科17属51种（包含2个未定种）。紫胶林树栖蚂蚁多度、物种丰富值和估计值在3个人工林样地中最高，其次为桉树林，均显著大于橡胶林。各样地树栖蚂蚁群落结构相似性有差异。研究显示：绿春县树栖蚂蚁多样性与人工林种类有密切关系，橡胶林的树栖蚂蚁多样性相比紫胶林、桉树林较低，不同人工林树种以及人为干扰都会影响蚂蚁多样性，蚂蚁多样性对人类有潜在的利益，应加强对蚂蚁多样性的关注。

生物多样性；树栖蚂蚁群落；指示生物；绿春县

生物多样性（biological diversity）是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。生物多样性是人类赖以生存的基础，它在复杂的时空尺度上维持着生态系统的运行，支持着全人类最终所依赖的所有尺度上的生态系统服务。蚂蚁种群数量庞大，在陆地生态系统中起着重要的作用。蚂蚁可以改善土壤理化性质，促进有机质的分解，有着与蚯蚓同样重要的作用[1]。蚂蚁是生物多样性的重要组成部分，其在分解有机质、帮助植物授粉、传播植物种子、防治害虫和提高土壤肥力等方面发挥重要作用，对生态系统产生显著的影响[2]。

树栖蚂蚁包括了大部分喜欢树上活动的种类，由于树栖蚂蚁容易采集，具有相对稳定、适度的多样性以及对气候、小气候条件的敏感性，被广泛运用于生物多样性调查及监测计划，所以树栖蚂蚁是一类比较典型的快速评价当地生物多样性的昆虫类群[3]。关于树栖蚂蚁的研究工作主要来自西方，在我国树栖蚂蚁的研究起步较晚。我国一些著名的蚁类学家先后报道了我国沿海、北京和东北的树栖蚂蚁。随着时间的推移，知识的更新，越来越多的学者投入到树栖蚂蚁研究中来，也产生了越来越多的新认识新发现[4]。

1 材料与方法

1.1 调查地自然概况

绿春县位于云南省南部边境，东临元阳、金平两县，南与越南毗邻，西南与江城县接壤，西接墨江县境，北与红河县相连。县城距云南省会昆明市462 km，距个旧257 km。总面积3 096.86 km2，绝大部分是山地。由于这种地形地貌，绿春县的生物多样性相当繁盛，该地树栖蚂蚁的多样性的研究也越来越受到学者关注[5]。绿春县境内有许多人工林，包括紫胶林、桉树林和橡胶林。本次研究在这3个人工林内进行采样。

1.2 研究方法

对树栖蚂蚁抽样方法主要有陷阱法、诱饵法等。本研究采用陷阱法收集树栖蚂蚁。陷阱法（pitfall trapping）即在调查样地内设置一定数量的陷阱，收集落入陷阱中的蚂蚁，陷阱的分布多采用条状或栅格状，陷阱间距不少于10 m，每个样地使用20个陷阱。陷阱设置5 d后，取出各陷阱中的蚂蚁，采用50%的乙二醇保存蚂蚁，防止标本腐烂[6]。

1.2.1 不同人工林样地设置 样地选择紫胶林、橡胶林和桉树林3种人工林。每个人工林的样地面积为100 m×200 m，每个样地设置2条样带，用铁丝把陷阱挂在人工林树木枝干上，每条样带设置20个陷阱，每个样地重复3次共设置120个陷阱。各样地情况见表1。

1.2.2 标本鉴定 将标本从酒精中取出，置于滤纸上晾干，根据标本个体大小，用厚白纸剪成小三角形，用四号针插上三角纸片，在纸尖蘸上适量胶水（胶的多少视标本大小而定，以粘上标本不溢为宜，过多会遮住一些特征对鉴定带来困难），粘住虫体的中、后足之间的腹面，背面朝上，头向前，其右侧对着昆虫针。标本整姿时，注意足要伸向斜下方，不要遮住身体侧面，尤其是并腹胸和腹柄节。针插标本制作好之后，移入密封、清洁、放有樟脑块的标本盒内保存。根据形态分类学方法，依据《中国蚂蚁》和《西双版纳自然保护区蚁科生物多样性研究》对所有蚂蚁标本进行分类鉴定到种[7]，对于不能鉴定到种的种类，作为形态种对待。

1.2.3 数据分析 （1）抽样充分性判断：利用EstimateS软件计算物种累积曲线（species accumulation curves），并通过Excel进行曲线的绘制；应用ACE（abundance-base coverage estimator）方法对各样地树栖蚂蚁物种丰富度进行估计，比较物种丰富度值（物种实际值）与值（物种估计值）的相对大小。

（2）物种组成和相对多度：根据蚂蚁种类鉴定结果整理出物种组成名录，采用物种在样本中出现的频数来表示蚂蚁相对多度[8]，以百分率>10%作为常见种的判断标准。

（3）物种多样性：采用树栖蚂蚁多度（即个体数量）、物种丰富度及估计值来测定群落内的物种多样性，利用EstimateS软件完成各项指数的计算。对个体数进行平方根转换，物种数进行对数转换，利用SPSS中的One-way ANOVA和对各组数据进行方差分析。

（4）群落相似性：运用R分析软件进行主坐标分析（PCoA，principal coordinate analysis）对各样地蚂蚁群落的物种组成进行相似性比较。

（5）指示值分析和指示物种确定：利用R语言统计软件中的Labdsv软件包计算各物种的值，其计算公式是：ij=A×B；参考相关研究以值大于等于0.5作为标准确定指示物种。

2 结果与分析

2.1 物种组成和多度

本次调查共采集树栖蚂蚁4 989头，隶属4亚科17属51种，见表2。

紫胶林共采集蚂蚁2 573只，隶属4亚科，17属，36种。在紫胶林中作为常见种出现频次较高的是白足狡臭蚁() ，尼科巴弓背蚁()，立毛举腹蚁（），黑头酸臭蚁（）。

橡胶林共采集蚂蚁244只，隶属3亚科，12属，25种。在橡胶林中作为常见种出现频次较高的是黑头酸臭蚁（），黑腹细长蚁（sp.1），中华小家蚁（），费氏盘腹蚁（）。

桉树林共采集蚂蚁1 992只，隶属4亚科，18属，37种。在桉树林中作为常见种出现频次较高的是立毛举腹蚁（），扁平虹臭蚁（），巴瑞弓背蚁（），尼科巴弓背蚁()。

表2 不同人工林树栖蚂蚁常见种

2.2 抽样充分性

3种类型样地树栖蚂蚁物种累积曲线急剧上升后紫胶林、桉树林趋于平缓，而橡胶林由于样本数较少，趋势不明显。总体来看抽样较充分（图1）。其中紫胶林的物种数量最多，橡胶林的物种数量最少；紫胶林、橡胶林、桉树林的实际物种数与的比值分别为69%、78%、75%。

图1 基于个体数量的物种累积曲线

2.3 物种多样性

不同类型样地间树栖蚂蚁多样性有差异，见表3。树栖蚂蚁多度由大到小排序为紫胶林、桉树林和橡胶林，紫胶林和桉树林的多度明显大于橡胶林。各样地树栖蚂蚁物种丰富度值由大到小排序为紫胶林、桉树林和橡胶林。估计值由大到小排序为桉树林、紫胶林和橡胶林。

表3 树栖蚂蚁多样性多重比较

数据为Mean±，数据中标有不同字母表示在<0.05水平上显著

2.4 指示物种

各样地指示物种组成有差异，仅紫胶林有指示物种，分别为立毛举腹蚁（）和巴瑞弓背蚁（），见表4。

表4 紫胶林树栖蚂蚁群落指示物种分析

通过R语言labdsv软件包的duleg功能进行指示值计算，其公式为ij=A×B；是在1 000次重复基础上得到的，仅列出具有统计学差异的指示物种，以<0.5物种为指示物种

A1、A2、X1、X2、Z1、Z2表示不同类型的样地及样带

2.5 群落相似性

各样地树栖蚂蚁群落结构相似性有差异（图2）。桉树林两条样带距离较近，紫胶林两条样带距离也较近，但橡胶林的两条样带距离较远，说明桉树林和紫胶林样地的样带间相似性较高，而橡胶林样地的两条样带相似性较差；由PCoA图还可以看出橡胶林样地的样带2（X2）与桉树林的两条样带距离较近，说明橡胶林样地的样带2（X2）与桉树林相似性较高。总体来看，桉树林、橡胶林和紫胶林3种类型样地间的相似性较差。

3 小结与讨论

3.1 小结

通过对数据进行分析后得到：在紫胶林中作为常见种出现频次较高的是白足狡臭蚁()，尼科巴弓背蚁()，立毛举腹蚁（)，黑头酸臭蚁（）。在橡胶林中作为常见种出现频次较高的是黑头酸臭蚁（），黑腹细长蚁(sp.1)，中华小家蚁（），费氏盘腹蚁（）。在桉树林中作为常见种出现频次较高的是立毛举腹蚁（），扁平虹臭蚁（），巴瑞弓背蚁（），尼科巴弓背蚁()。仅紫胶林有指示物种，分别为立毛举腹蚁（）和巴瑞弓背蚁（），橡胶林和桉树林中均无指示物种。

以上对树栖蚂蚁群落在不同人工林中的比较研究后发现，不同人工林中树栖蚂蚁多样性存在差异，选择作为指示生物的蚂蚁物种也要根据不同人工林来确定。在紫胶林中选用立毛举腹蚁（）和巴瑞弓背蚁（）作为指示生物是因为这两种生物的多度最高，而在橡胶林中这两种树栖蚂蚁的多度最少接近没有，所以我将这两种树栖蚂蚁作为指示生物，体现指示生物与人工林种类的相关性。

3种不同类型样地间的树栖蚂蚁多样性和群落结构相似性差异性较大，而紫胶林树栖蚂蚁的多度，物种丰富度和值均高于其它两种类型的样地。主要原因可能是由于紫胶林中紫胶虫分泌紫胶的同时，也分泌蜜露，这些蜜露吸引大量的蚂蚁光顾[9-10]，并且紫胶林树叶繁茂，埋陷阱时陷阱旁边有蚁巢，从而导致紫胶林的树栖蚂蚁数量较大。而橡胶林的多样性较低原因是橡胶林附近有当地居民的住宅，人为活动影响较大，环境容易遭受破坏，一些对环境敏感的物种不适应在该环境中生存，树栖蚂蚁的生命活动受到影响，所以树栖蚂蚁多样性较低。桉树林树栖蚂蚁多样性也较高，原因是因为桉树分泌了特殊的气味吸引了蚂蚁，而且因为这个气味桉树林附近也没有人类活动、没有居民住宅，从而导致桉树林的树栖蚂蚁多样性也较高[11]。

由于蚂蚁属社会性昆虫，一旦某些种群数量庞大的种类成为优势种，由于优势度极其突出，多样性指数受其影响反而比那些种类少而优势度不突出的群落要低得多。如紫胶林的丰富度远高于橡胶林的丰富度。评价树栖蚂蚁群落多样性时，建议以物种丰富度作为主要指标进行评价。综合上述各多样性指标，绿春县3种生境树栖蚂蚁群落多样性的排序由大到小依次为：紫胶林、桉树林和橡胶林。人工林内树木的繁茂情况排序也为：紫胶林、桉树林和橡胶林。

3.2 讨论

在多样性最高的紫胶林中，笔者发现林中的农林害虫数量相当稀少，而在多样性最低的橡胶林中，农林害虫大量存在。反映出蚂蚁在生态系统中有防治农林害虫的作用。因为蚂蚁存在劳动分工，具有高度的组织性和集聚性，在蚁巢占领区内可以彻底搜索害虫，因而捕食行为非常有效[12]。

在多样性最高的紫胶林中，笔者发现紫胶林中紫胶树生长相对其他两个人工林内枝叶更为繁盛，而在多样性最低的橡胶林中，橡胶树枝叶较为稀疏。这反映出蚂蚁具有分解有机质，改良土壤，提高土壤肥力的作用。蚂蚁可将动、植物残骸搬入巢中，与营巢时挖掘的泥土相混合，使巢中土壤的碳、磷、氮含量增加，形成土壤表面营养层，提高土壤肥力。

在当今社会保护蚂蚁多样性是一个艰巨而有意义的任务，蚂蚁多样性的保护应受到越来越广泛的关注。另一方面，蚂蚁作为指示生物对生物多样性和环境变化的指示作用在我国还是一个摸索阶段，要更加准确科学的确定指示性物种，还要结合其生物学和社会结构的研究，还需要更多科研工作者和爱好者共同努力，相信在不久的将来，蚂蚁多样性以及蚂蚁作为指示生物的研究将会得到越来越多的关注。

[1] 吴坚, 王常禄. 中国蚂蚁[M]. 北京:中国林业出版社, 1995.

[2] Underwood E C, Fisher B L. The role of ants in conservation monitoring: If, when, and how[J]. Biological Conservation, 2006, 132(2): 166-182.

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Research about Diversity of Arboreal Ants in Different Plantations in Lvchun County

LIU Chun1, XIE Gu-ai2*, XIONG Cai-yun2, TU Ye-gou2, Jin Ming-xia2, LI Qiao3

（1. State-owned Xinhua Forest Farm, Anyi, Jiangxi 330500, China; 2. Jiangxi Academy of Forestry, Nanchang 330013, China；3. College of Foresty, Southwest Forestry University, Kunming, Yunnan 650000, China）

In2017, the trap method was used to survey the diversity of arboreal ants in different plantations in Lvchun County, Yunnan Province. 4 989 heads of ants from three types of plantations were collected, belonging to 4 subfamilies, 17 genera, 51 species (of which 2 were not identified).The abundance, species richness values andof lac forests ranked the No.1,the next was followed by those of rubberplantation.There were differences between the structure similarities of arboreal community. Research showed that: the ant diversity in Lvchun County was closely related to the plantation diversity, the arboreal ants diversity in rubberplantation was the lowest, human disturbance affected the composition of ant colonies, ants diversity had potential benefits for human beings. So, we should make our effects to enrich species of ants.

biodiversity; arboreal ant communities; biologicalindicator; Lvchun County

S759

A

2095-3704（2018）03-0225-05

2018-08-17

江西省林科院青年人才培养项目（2018521601）和江西省林科院项目（2016512501）

刘春（1975—），男，高级工程师，主要从事林场经营管理、育苗营林造林和生态保护研究，18900790@qq.com；

谢谷艾，助理研究员，378269742@qq.com。

刘春, 谢谷艾, 熊彩云, 等.云南省绿春县不同人工林树栖蚂蚁多样性研究[J]. 生物灾害科学, 2018, 41(3): 225-229.

10.3969/j.issn.2095-3704.2018.03.50