3 种生境下空心莲子草入侵对节肢动物群落多样性的影响

从春蕾，罗 潇，刘天雷，张玉波，孙月华

（安顺学院农学院，贵州省昆虫信息系统与资源开发利用重点实验室，贵州 安顺 561000）

空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）为苋科莲子草属多年生草本植物，原产于南美洲[1]，因其生存能力强，适应范围广，生长繁殖快，人为引种更促使其滋生蔓延[2-4]，是世界十大恶性入侵杂草之一，在我国已有广泛分布，其暴发成灾给我国造成巨大的生态和经济损失[5-6]。随着空心莲子草与周围环境及环境中其他物种长期的适应与竞争，某些自然因素如植食类昆虫会逐步发挥对空心莲子草的控制作用。近期关于空心莲子草的研究主要集中在种间竞争力、与天敌昆虫互作关系、群落物种结构等方面[7-9]。关于不同生境中空心莲子草对节肢动物物种组成及其不同生境中的分布特征未见相关报道。

安顺市位于贵州省中西部、云贵高原东部，地处东经105°13′～106°34′、北纬25°21′～26°38′之间；全境海拔高度在560～1 694 m 之间，平均海拔高度在 1 102～1 500 m 之间，属典型的喀斯特地貌。该地气候属典型的高原型亚热带季风湿润性山岳气候，年平均降雨量1 360 mm，年平均相对湿度80%，年平均风速2.4 m/s；夏季平均日照只有4～5 h/d，年平均气温14℃，历史最高气温34.3℃，最低气温-7.6℃。由于境内海拔差异较大，气候差异明显，温度适宜，雨水充足，水资源丰富，适宜多种动植物生长，也为空心莲子草的入侵提供了良好的环境条件。

笔者在安顺地区选择空心莲子草主要入侵地中具有代表性的撂荒地、沼泽地和耕地，对其生态系统中节肢动物群落组成特点和多样性差异进行了调查和分析，探究3 种生境下空心莲子入侵后节肢动物的分布规律与特点，以期为安顺地区生物多样性保护提供 依据。

1 材料与方法

1.1 采样方法

于2015 年7 月10 日至8 月15 日（为期35 d）选 择安顺市区以及周边县城（平坝、普定、关岭、镇宁） 空心莲子草主要入侵的撂荒地、沼泽地和耕地3 种不同生境进行调查，样地信息见表1。在3 种不同生境内选择典型样方，样方大小为2 m×2 m，采用扫网法对节肢动物群落进行调查，每个样方使用柄长2 m、口径为40 cm 的捕虫网来回扫20 下，然后收集网内所有的节肢动物，带回实验室进行鉴定。节肢动物的分类鉴定参照昆虫分目检索表和相关昆虫分类书籍[10-11]进行。

表1 样地信息

1.2 数据处理方法

每个样方内节肢动物的丰富度指数（dma）采用Margalef 指数计算，优势度指数（D）采用Simpson指数计算，多样性指数（H）采用Shannon-Wiener 指数计算，均匀度指数（J）采用Pielou 指数计算，见公式（1）～（4）。

式中，S 为物种数（个），N 为个体总数（个），Ni为第i 个类群个体数（个）。

采用单因素方差t 检验及多重比较分析不同生境下节肢动物的物种数、个体数量的差异。用SPSS 19.0 对野外调查数据进行初步的分析和处理，用Excel作图。

2 结果与分析

2.1 3 种生境中节肢动物群落的总体特征

由表2 可知，在3 种不同生境的空心莲子草群落内共采集节肢动物5 068 头，其中优势种群主要集中在双翅目和蜘蛛目，占节肢动物总数的56.02%；常见类群主要集中在直翅目、膜翅目和鞘翅目这3 个目，占总数的35.53%；稀有类群主要有半翅目、同翅目和蜻蜓目这3 个目，占总数的8.45%。从表2 中还可以看出，撂荒地的节肢动物数量最多，包含7 个目，共计1 834 头，占总数的36.19%；沼泽地的节肢动物分属8 个目，共计1 707 头，占总数的33.68%；耕地的节肢动物数量最少，分属8 个目，共计l 527 头，占总数的30.13%。从不同生境类型中的优势类群来看，3 种生境下均以双翅目的个体密度最高，占比为25.95%～39.84%。

2.2 3 种生境中节肢动物的优势类群

调查发现，3 种生境下双翅目和蜘蛛目均为优势类群。由表3可知，双翅目在沼泽地中的个体数量最多，耕地中的双翅目数量也较多，二者差异不大，均显著高于撂荒地的双翅目数量（P ＜0.05）；蜘蛛目在撂荒地中的个体数量最多，其次是沼泽地，二者差异不显著，但均显著高于耕地的蜘蛛目数量（P ＜0.05）。这可能与耕地中人类活动最多有关。

表2 3 种生境下节肢动物的群落组成

表3 3 种生境下节肢动物优势类群比较

2.3 3 种生境中节肢动物的多样性特征

如图1 所示，3 种生境下节肢动物以撂荒地个体数量最多，其次是沼泽地，二者差异不显著，耕地中的节肢动物个体数量最少，显著低于撂荒地和沼泽地的（P ＜0.05）。

图1 3 种生境下节肢动物群落个体总数

如图2 所示，对3 种生境中节肢动物多样性特征进行分析，发现物种丰富度指数以耕地最高，耕地、撂荒地的物种丰富度指数显著高于沼泽地的（P ＜ 0.05）；沼泽地的优势度指数最高，与撂荒地、耕地的差异显著（P ＜0.05）；撂荒地的节肢动物多样性指数最高，沼泽地的最低，撂荒地与耕地之间的差异不显著，但二者显著高于沼泽地（P ＜0.05）；均匀度指数以耕地最高，沼泽地最低，耕地与撂荒地之间差异不显著，但二者显著高于沼泽地（P ＜0.05）。

图2 3 种生境下节肢动物群落多样性指数

3 讨 论

调查过程中发现，安顺市空心莲子草入侵的3 种生境中，撂荒地和沼泽地2 类生境下的空心莲子草入侵程度高，相比之下耕地中的空心莲子草较少。在3种生境的空心莲子草群落内共采集节肢动物5 068 头，无论是个体数量上还是种类组成上，3 种生境中空心莲子草入侵地表的节肢动物群落结构组成都存在一定程度的差异。但将沼泽地（水生空心莲子草）和撂荒地、耕地（陆生空心莲子草）这2 类生境中的节肢动物进行对比发现，水生空心莲子草与陆生空心莲子草生态群落中的节肢动物种类和个体数量无明显差异。李倬锴等[12]对水、陆空心莲子草中的昆虫种类进行研究，发现水、陆空心莲子草中的昆虫种类无明显差异。这与笔者的研究结果相似。

生物多样性指数不但可以反映生物群落中物种的富集程度、变异程度和均匀度，还可以从不同程度反映生物群落发展情况以及地理和自然环境条件的差 异[13]。节肢动物群落结构组成会随着空心莲子草入侵生境的不同而发生改变，节肢动物在不同生境中的生物多样性也会存在差异。此次调查发现，物种丰富度指数：耕地＞撂荒地＞沼泽地；物种优势度指数：沼泽地＞耕地＞撂荒地；物种多样性指数：撂荒地＞耕地＞沼泽地；物种均匀度指数：耕地＞撂荒地＞沼泽地。沼泽地中其他植物类群稀少，空心莲子草在生态群落中占绝对优势，这导致植食类昆虫的食物来源不足，使得其他植食类昆虫的种类和数量减少，因此沼泽地中节肢动物的个体数量、多样性及丰富度也会随之降低。耕地中的节肢动物，有周边林木、果园、农作物等其他植物类群为其提供必须的食物和栖息场所，因此该类生境中节肢动物的丰富度和均匀度相对高于沼泽地；但耕地中空心莲子草群落作为一个临时栖息场所并不是节肢动物长期赖以生活的环境，因此该类生境中节肢动物的个体数量也相对较低。撂荒地中虽然空心莲子草也占据优势，但由于撂荒地中植物的光照时间相对较长，光照面积相对较大，所以植物数量和种类比另外2 类生境多，为节肢动物的生存提供了良好的生存条件，因此撂荒地这类生境中节肢动物的数量最多。综上所述，空心莲子草的分布对3 种生境类型节肢动物的多样性有着明显的抑制作用。这与亓东明[14]关于紫茎泽兰的分布对不同林分类型下节肢动物的多样性有着明显的抑制作用的研究结果 一致。

物种群落的多样性指数和均匀度指数在一定程度上还可以反映群落的相对稳定性[15]。撂荒地和耕地中节肢动物多样性指数和均匀度指数均高于沼泽地，说明撂荒地和耕地这2 种生境中物种数量多，而且分布比较均匀。经过物种之间长期的竞争和适应，撂荒地和耕地中节肢动物群落的稳定性也相对高于沼泽地。因此，当发生空心莲子草入侵事件时，沼泽地中生态群落的稳定性在一定程度上要差于撂荒地和耕地。