不同环境对豆娘物种多样性的影响※

●姚 玉 柏心蕊 张 江 张永梅 李 佳 孙 洋 姜 斌

（安徽师范大学生命科学学院重要生物资源保护与利用安徽省重点实验室 安徽 芜湖 241000）

人口增加﹑人类活动频繁在一定程度上加剧了对生态环境的干扰，其中以水生生态环境资源退化较为严重。对于水体质量长期有效的生态监测是水生态环境保护的重要环节，也是治理污染的重要参考。蜻蜓目昆虫对污染物敏感[1]，可作为其生存环境的指示生物。本研究应用蜻蜓目昆虫豆娘多样性来检测芜湖周边公园和农作区水生生态环境的环境质量。

豆娘（Ischnura heterosticta）属于昆虫纲（Insecta），蜻蜓目（Odonata），束翅亚目（Zygoptera），统称为蟌。豆娘属不完全变态昆虫，从卵到成虫均离不开其生活的水域。豆娘主要生活在池塘﹑沼泽等水草生长旺盛的静水水域中，少部分生活在溪流当中，活动范围相对较小且固定。不同豆娘种类对环境变化尤其是水体质量变化的敏感度不同，如金环蜻蜓和南方豆娘仅生活在营养相对贫瘠的溪流中，而华丽色蟌和长叶异痣蟌则通常生活在静水中，并且对于水体富营养化表现出较强的耐受能力[2]。环境的变化也对豆娘种群产生影响，如附近植被茂密，给豆娘提供了栖息和捕食的场所，豆娘种群数量便会增多。

农作区生态系统受到人类农业耕作生产活动的影响。过量使用化肥会使农业用水中氮素含量升高，导电率随之上升，影响豆娘等昆虫卵在水中孵化的成功率，影响其繁殖[3]。部分农村统一硬化田埂沟渠，破坏了周围植被的多样性，也限制了豆娘等物种的生存和繁殖。农药中的有机氯会对水体和土壤造成影响，降低施用地生物多样性，除对病虫害造成杀灭外，也对豆娘等益虫造成毁灭性打击[4]。此外，附近居民生活污水和工业废水的排放，也可能会影响农作区引用水源的水质,从而影响农作区环境中的生物多样性。

城市公园生态系统从设计之初就是为了改善城市环境，提高生物多样性。公园植被覆盖率高，植物多样性丰富。总体公园生境单元类型较丰富，公园中面状﹑现状要素饱和度指数都超过50%，生境多样性状况良好[5]。但是城市中公园往往被独立分割开来，限制了物种的交流和扩散。公园中娱乐设施等的存在也加大了人类活动对生物多样性的影响。部分公园中的水体在一定程度上受到了城市垃圾和生活污水的污染。公园环境与人类活动密切相关，因此，了解公园生态环境与生物多样性的关系，开展公园生态环境质量的检测十分重要。

豆娘等蜻蜓目昆虫可以作为理想的环境监测指示生物[6]。豆娘物种种类和种群数量的变化能够反映人类对环境的干扰程度﹑生态环境的改变﹑水质的改变等[7-9]。因此，不同类型生境及生境环境质量的变化可能引起豆娘种群的群落结构发生重大改变[10]。本研究对安徽芜湖周边地区的不同生态类型（农作区和公园）进行调查，选用豆娘物种多样性作为环境评价的指标，探索豆娘多样性与不同生态类型的关系，同时了解不同水质参数对豆娘物种多样性的影响。

1 材料与方法

1.1 样品的采集与水质测量

采样时间为2019年4～8月。地点为安徽芜湖市的各大城市公园与农作区（表1）。其中，公园环境包含城市公园和市郊不在农作区的池塘河流区域，农作区是主要用于水稻和蔬菜种植的区域及附近的池塘等。

豆娘成虫采用扫网采集，沿一定的线路进行踏查，记录所捕获的物种类型和个体数。采集后将豆娘标本储存于90%乙醇中，或者制作为干标本，便于后期的物种鉴定。同时，采用便携式水质测量仪（水质检测仪AZ-86031）对豆娘生活水域的水质进行测量，主要指标有溶解氧含量﹑pH值﹑电导率。

1.2 物种的鉴定与数量统计

豆娘不同物种间形态颜色有较大差异且遗传稳定，因此结合安徽地区常见的蜻蜓物种和《中国蜻蜓大图鉴》，对豆娘进行物种鉴定，并对各物种的个体进行计数。

1.3 多样性的计算与影响因素

分别比较农作区与公园环境中的豆娘物种数及每种豆娘的个体数，分析豆娘多样性在农作区与公园生态环境下的差异。采用t检验检测农作区水环境和公园水塘环境的豆娘物种多样性差异。探究电导率﹑pH值及含氧量等指标与豆娘多样性的相关性。计算不同水质指标与豆娘多样性的线性相关系数，系数在0～0∙3视作无相关；在0∙3～0∙8视作弱相关；0∙8～1视作强相关；指数为正，视作正相关；指数为负，视作负相关。

2 结果与分析

2.1 调研点水质状况

由表1可知，农作区的溶解氧与公园的溶解 氧（t=1∙03，df=14∙60，P=0∙319） 和 电 导 率（t=0∙53，df=14∙99，P=0∙6106）均无显著性差异；公园的 pH 值显著高于农作区（t=2∙46，df=12∙97，P=0∙029）。

表1 水质检测参数及生物多样性指数

续表1

2.2 豆娘物种多样性比较

对芜湖市几个调查点的调查发现，公园环境中豆娘的物种多样性偏高于农作区稻田环境（t=3∙45，df=14∙92，P=0∙004），见表 1。

分析比较发现农作区和公园环境中的物种大部分相似，所调查的环境中，仅在农作区发现了东亚异痣蟌，仅在公园环境中发现黑狭扇蟌和黑背尾蟌（图1）。在调查的农作区中，褐斑异痣蟌和翠胸黄蟌最为常见，其中翠胸黄蟌广泛分布于水稻种植区域。黑狭扇蟌和叶足扇蟌主要分布于公园环境中，可以进一步作为环境质量监测的标志性物种。

图1 农作区和公园生境中豆娘物种比较

表2 不同采样点的主要豆娘物种及数量分布情况

续表2

2.3 豆娘丰富度与水质数据的相关性

豆娘的多样性与水质数据的相关性分析表明，豆娘的多样性与溶解氧（R=0∙078，P=0∙76）﹑电导率（R=0∙048，P=0∙85）和酸碱度（R=0∙33，P=0∙19）均没有显著的相关性（图2）。

图2 水质与豆娘多样性的相关性检测

3 讨论与结论

昆虫是生态环境质量的指示生物，环境条件的变化会对生活在该环境条件下的生物产生重要影响，进而改变生物群体的构成[13-14]。本研究发现，农作区豆娘物种多样性明显低于公园环境，这表明豆娘可以作为环境监测标志物，并指示生态环境的健康程度。

在探索影响豆娘多样性的原因中发现，调查区域豆娘的多样性可能与水质的相关参数无关。调查区域均存在豆娘，证明其水质已经达到豆娘稚虫存活的条件，且2种生境位于城市内部或郊区，均在很大程度上受到人类活动的影响。而比较2种环境发现，农作区中生物种类单一﹑营养结构简单，植被主要是农作物（以水稻为主）；公园环境的生物多样性较为丰富，有较多的挺水植物和浅水区域，这些均有利于豆娘物种的增加。因此，环境的异质性和生态系统的复杂程度对豆娘物种多样性可能产生较大影响。此外，对比不同生境中的豆娘物种发现，黑狭扇蟌和叶足扇蟌对生境的要求相对较高，可以用于生态环境质量评价。褐斑异痣蟌和翠胸黄蟌能广泛适应稻田环境，作为一种重要的捕食性昆虫，可能具有生物防控稻田二化螟等害虫的潜力。