山西吕梁地区向日葵田昆虫群落结构及多样性

王鹏冬，杨新元，张学武，贾爱红，史 宏

（山西农业大学经济作物研究所，山西汾阳 032200）

向日葵是山西省主要油料作物之一，省内各地均有种植。山西省吕梁地区是传统种植油料作物种植区，向日葵2011 年种植面积为1.3 万hm2，占全省种植面积的27.2%[1]；2013—2017 年种植面积为5 667～7 173 hm2[2]，其种类主要为食用向日葵和油用向日葵，其中，食用向日葵占向日葵种植面积的75%以上。向日葵连年大面积的种植使得各类害虫发生严重，对生产造成重大威胁，严重影响了向日葵的产量和品质[3-6]。目前，关于向日葵田昆虫群落结构调查研究还未见报道。

本试验利用马来氏网取样法调查研究了山西吕梁地区向日葵田昆虫群落结构及其多样性[7-9]，以期明确吕梁地区向日葵田主要虫害与天敌种类及其数量动态，为向日葵田虫害的预防和防控措施提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2018 年5 月至2019 年4 月在山西省吕梁市汾阳市山西农业大学经济作物研究所试验田（111°47′3.03″E，37°14′39.77″N）进行。向日葵种植面积为1.67 hm2，长势良好，向日葵田周边有花生、蓖麻和大麻等。2018 年向日葵的物候期为：6 月14 日播种，6 月21 日出苗，7 月15 日现蕾，8 月6日开花，9 月24 日收获。苗期24 d，蕾期22 d，花期15 d，成熟期34 d，生育期95 d。

1.2 试验方法

试验采用马来氏网取样法进行调查。马来氏网是从中国科学院动物研究所引进，安放位置在向日葵田的核心区域，周围环境通风且阳光照射充足。用固定绳子拉紧马来氏网的各个网面，使网脊的倾斜角度在40°～45°。中间的黑色阻隔筛网与地面之间不留缝隙，以便于爬行类昆虫的收集。维持收集瓶中的乙醇量在50%以上，在试验田不喷洒化学农药。向日葵收获后，马来氏网继续放在该地收集。调查时间每14 d 调查一次，收集瓶做好标签后，统一进行分类统计。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 相对丰盛度（Relative abundance）相对丰盛度（Pi）表示的是昆虫群落中各科丰盛度与总丰盛度的比值。

式中，Ni为第i 个科的丰盛度；N 为群落内总丰盛度。

1.3.2 群落多样性（Diversity）群落多样性采用Shannon-Wiener 多样性指数（H′）进行表征。

1.3.3 科级丰富度（Family richness）科级丰富度（S）表示的是昆虫群落包含的所有科数。

1.3.4 群落均匀度（Evenness）群落均匀度采用公式（3）进行计算。

式中，Hmax为群落的最大多样性指数，即当有S个科数时，若科数种数量相同，其多样性指数值达最大。

1.3.5 群落生态优势度（Ecological concentration）群落生态优势度分析利用群落优势集中指数进行，以Simpson 集中性指数（C）表示。

1.4 数据分析

采用Excel 2010 进行数据统计分析和制表，运用生态学的分析方法进行指标测定[10-14]。

2 结果与分析

2.1 向日葵田目级昆虫群落结构分析

2018 年5 月至2019 年4 月，共获得昆虫样本45 563 头，分属于12 目129 科。由表1 可知，山西省吕梁地区膜翅目昆虫有34 科，占到吕梁地区昆虫总科数的26.36%；双翅目昆虫有27 科，占到总科数的20.93%；鞘翅目昆虫有23 科，占到总科数的17.83%；半翅目昆虫有16 科，占到总科数的12.40%；鳞翅目昆虫有13 科，占到总科数的10.08%；直翅目昆虫有7 科，占到总科数的5.43%；缨翅目昆虫有3 科，占到总科数的2.33%；脉翅目昆虫有2 科，占到总科数的1.55%；啮虫目、弹尾目、革翅目、蜻蜓目中昆虫各有1 科，均占到总科数的0.78%。以个体数量进行分析，双翅目的个体数量最多，占总体数量的39.93%，其次为半翅目和鞘翅目，分别占总体数量的27.83%和25.08%。

表1 吕梁地区向日葵田目级昆虫群落组成结构

2.2 向日葵田科级昆虫群落结构分析

2.2.1 膜翅目 从表2 可以看出，共采集到膜翅目昆虫2 069 头，隶属于34 科，以茧蜂科、蜜蜂科为主，占膜翅目昆虫总数的36.49%。其中，蜜蜂科有492 头，占膜翅目昆虫总数的23.78%，茧蜂科有263 头，占膜翅目昆虫总数的12.71%，另外缘腹细蜂科、金小蜂科、钩土蜂科、瘿蜂科、缨小蜂科总共有684 头，占膜翅目昆虫总数的33.05%。以上7 科共1 439 头，占膜翅目昆虫总数的69.55%。

2.2.2 双翅目 从表2 可以看出，共采集到双翅目昆虫18 192 头，隶属于27 科，以蚤蝇科、长足虻科为主，占双翅目昆虫总数的51.62%。其中，蚤蝇科有6 289 头，占双翅目昆虫总数的34.57%，长足虻科有3 101 头，占双翅目昆虫总数的17.05%。另外，花蝇科、实蝇科、瘿蚊科、蝇科，均占双翅目昆虫总数的5%以上，总共有5 185 头，占双翅目昆虫总数的28.50%。以上6 科共14 575 头，占双翅目昆虫总数的80.12%。

2.2.3 鞘翅目 从表2 可以看出，共采集到鞘翅目昆虫11 428 头，隶属于23 科，以叶甲科为主，有9 594 头，占鞘翅目昆虫总数的83.95%。另外，瓢甲科和隐翅虫科分别有789、630 头，分别占鞘翅目昆虫总数的6.90%和5.51%。以上3 科共11 013 头，占鞘翅目昆虫总数的96.36%。其余20 科均不达总数的1%。

表2 吕梁地区向日葵田主要昆虫群落组成

续表2

2.2.4 半翅目 共采集到半翅目昆虫12 678 头，隶属于16 科，以叶蝉科、蚜科为主，占半翅目昆虫总数的91.79%。其中，叶蝉科有6 631 头，占半翅目昆虫总数的52.30%，蚜科有5 007 头，占半翅目昆虫总数的39.49%，另外，盲蝽科有373 头，占半翅目昆虫总数的2.94%（表2）。

2.2.5 鳞翅目 共采集到鳞翅目昆虫400 头，隶属于13 科，以夜蛾科、卷叶蛾科为主，占鳞翅目昆虫总数的67.00%。其中，夜蛾科有165 头，占鳞翅目昆虫总数的41.25%，卷叶蛾科有103 头，占鳞翅目昆虫总数的25.75%。另外，羽蛾科、粉蝶科、麦蛾科、螟蛾科总共有122 头，占鳞翅目昆虫总数的30.50%。其余7 科各有1～2 头，仅占鳞翅目昆虫总数的2.50%（表2）。

2.2.6 直翅目 共采集到直翅目昆虫38 头，隶属于7 科，以斑腿蝗科、斑翅蝗科为主，占直翅目昆虫总数的73.68%。其中，斑腿蝗科有15 头，占直翅目昆虫总数的39.47%，斑翅蝗科有13 头，占直翅目昆虫总数的34.21%（表2）。

2.3 向日葵田昆虫群落结构特征值时间动态分析

2.3.1 向日葵田昆虫群落的丰盛度时间动态 吕梁地区向日葵田昆虫群落丰盛度在向日葵整个生长期内（6—9 月）都维持在较高水平（图1），有2 个丰盛度高峰期，分别出现在向日葵开花前期（8 月上旬，达到6 819）和终花后期（8 月下旬，达到7 224）。在向日葵收获后还有1 个小高峰，出现在10 月上旬，随后丰盛度开始下降，到11 月上旬下降到低水平并且维持到次年4 月。最低丰盛度出现在1 月中旬。

2.3.2 向日葵田昆虫群落多样性指数时间动态 吕梁地区向日葵田昆虫群落多样性指数（图2），在整个向日葵生长期内（6—9 月）都维持在较高稳定水平，最高为2.768 5，出现在向日葵开期前期（8 月上旬），最低2.063 8，这个时期是向日葵的成熟期间（8 月下旬）。多样性指数最低出现在11 月下旬，为0.579 0。

2.3.3 向日葵田昆虫群落丰富度时间动态 吕梁地区向日葵田昆虫群落丰富度在整个向日葵生长期内（6—9 月）都维持在高水平，并且稳定。最高在向日葵苗期（7 月上旬）和开花前期（8 月上旬），分别达82 和84。丰富度从10 月下旬开始大幅度下降，到11 月下旬持续到次年4 月下旬，维持在低水平，丰富度最低为4（图3）。

2.3.4 向日葵田昆虫群落均匀度时间动态 吕梁地区向日葵田昆虫群落均匀度指数的变化趋势与多样性指数变化趋势基本一致，多样性指数低或高时，均匀度指数也相应的低或高（图4）。均匀度指数除11 月下旬最低为0.251 5 和次年3 月下旬为0.375 5 外，其他时间都保持在0.491 0 以上。最高出现在1 月中旬，为0.825 0。

2.3.5 向日葵田昆虫群落优势集中指数时间动态吕梁地区向日葵田昆虫群落优势集中指数在整个生长期（6—9 月）都维持在一个较低水平，除8 月下旬向日葵成熟期优势集中指数在0.262 9 外，其余时期都在0.218 6 以下。向日葵生长期内昆虫种类丰富，在8 月上旬优势集中指数达最低，在0.107 6～0.218 6。调查期间出现2 个峰值，分别是11 月下旬（达0.789 5）和次年3 月下旬（达0.649 1）（图5）。

2.4 向日葵田主要类群发生动态分析

从图6 可以看出，吕梁地区向日葵田主要类群变化发生在6 月中旬至10 月下旬，11 月到次年4 月份主要类群发生数量较少或没有。在向日葵生长期间有2 个主要类群高峰，分别出现在7 月下旬和8 月下旬。向日葵收获后的10 月中下旬还出现1 个高峰。在6 月份茧蜂科、蚜科、蚤蝇科各有1 个小高峰。进入7 月份，各主要类群数量都有所增加，蜜蜂科、长足虻科、叶蝉科、蚤蝇科都出现高峰，蚜科数量减少，叶甲科数量开始逐渐增多。8 月叶甲科达到一年中的最高值，茧蜂科、长足虻科、蚤蝇科均有小高峰，叶蝉科逐渐增加维持在较高数量，蜜蜂科开始减少。9 月各主要类群数量都有下降，蚤蝇科、叶蝉科维持在较高数量，蚜科出现一年中的第2 高峰。10 月叶蝉科、蚜科各出现1 个小高峰、蚤蝇科达一年中的最高值。分科来看，叶甲科从调查开始的5 月开始出现，7 月开始增长，到8 月下旬达最高峰值3 488 头，9 月开始下降，但维持在较低数量。蜜蜂科在8 月上中旬达高峰值，8 月下旬到9 月其数量维持在较低数量。茧蜂科在10 月下旬出现最高峰141 头，另在6 月下旬、8 月中旬、9 月中旬分别出现3 个小高峰。蚤蝇科在10 月中旬出现最高峰1 445 头，另在7 月上旬、8 月上旬、8 月下旬分别出现3 个小高峰。长足虻科最高峰出现在8 月上旬，第2 峰出现在5 月下旬，从7 月中旬到9 月上旬都维持在一个较高数量。叶蝉科从6 月上旬到10 月下旬都维持在较高数量，峰值出现在8 月上旬达988 头。蚜科主要发生在2 个时间段，6 月上旬到7 月上旬，这一阶段的最高峰出现在6 月下旬，达1 178 头，8 月下旬到10 月下旬的最高峰出现在9 月中旬，达967 头。

3 结论与讨论

2018 年5 月至2019 年4 月，利用马来氏网法对吕梁地区向日葵田昆虫群落进行基础调查，本次调查共获得昆虫样本45563 头，分属于12目129 科。按照收集到的昆虫科级总数来看，排在前5 位的目分别是膜翅目、双翅目、鞘翅目、半翅目、鳞翅目。其中，膜翅目占了总科数的26.36%。按照收集到的昆虫个体数来看，排在前5 位的目分别是：双翅目、半翅目、鞘翅目、膜翅目、鳞翅目。其中，双翅目、半翅目和鞘翅目占了总数量的92.84%。收集到的昆虫中最主要的几个大科分别是叶甲科、叶蝉科、蚤蝇科、蚜科、长足虻科、花蝇科、实蝇科、瘿蚊科。膜翅目中以茧蜂科、蜜蜂科为主。双翅目中以蚤蝇科、长足虻科为主。鞘翅目中以叶甲科为主。半翅目中以蚜科、叶蝉科为主。鳞翅目中以夜蛾科、卷叶蛾科为主。

多样性分析结果表明，吕梁地区向日葵田昆虫群落结构的多样性指数、均匀度指数及丰富度指数较高，这3 个指数呈一致趋势，在一年不同时间段有明显变化，总体来看，向日葵田昆虫群落较稳定。这与葛玉彬等[15]的研究结果“向日葵田昆虫种间竞争激烈属不稳定的生物群落”有差异，有待于进一步分析研究。吕梁地区向日葵田主要类群变化发生在6 月中旬至10 月下旬，11 月份到次年4 月份主要类群发生数量较少或没有。在向日葵生长期间有2 个主要类群高峰。分别出现在7 月下旬和8 月下旬。向日葵收获后的10 月中下旬还出现1 个高峰。向日葵是典型的虫媒花，主要靠昆虫进行授粉。开花期间8 月上旬至下旬，丰盛度由低到高，在开花盛期达到最高。多样性指数、均匀度指数和丰富度指数维持在一个较高的水平。

吕梁地区向日葵田耕作主要是人工为主，不同时期人工在田间活动的影响和土地利用的变化，对其所属的昆虫群落结构有很重要的影响[16]。因此，昆虫发生动态是昆虫发生规律、地理位置、气候以及人类活动影响等的综合响应。周边种植作物的不同对向日葵田的昆虫群落结构的影响有待进一步研究。现代化农业的发展需求表明，单个种群的治理是难以从根本上解决农业害虫防治的难题。只有从群落水平上来研究综合治理害虫才是非常有效的，是值得提倡和推广的[17]。通过调查研究吕梁地区向日葵田昆虫群落结构及多样性分析，可以更好地掌握吕梁地区向日葵田中的主要昆虫的发生动态规律，可以为吕梁地区向日葵田科学制定有效的害虫防控提供理论依据。