不同景觀結(jié)構(gòu)下華北農(nóng)田主要天敵的種群數(shù)量以及控害功能.pdf

1、本研究綜合運(yùn)用3S空間技術(shù)及景觀生態(tài)學(xué)和昆蟲種群生態(tài)學(xué)及分子生物學(xué)研究方法，通過(guò)主成分和AICc最優(yōu)模型構(gòu)建以及偏最小二乘回歸分析，系統(tǒng)評(píng)估了華北地區(qū)農(nóng)田景觀結(jié)構(gòu)的變化對(duì)棉田天敵種群數(shù)量及其控害功能的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)景觀結(jié)構(gòu)的變化能夠影響棉田捕食性天敵的種群密度。不同類群的天敵對(duì)景觀格局的響應(yīng)也有差別。每個(gè)半徑尺度對(duì)應(yīng)的全部16個(gè)模型中，1km尺度上的PC3、2km尺度上的PC1+PC3、0.5 km尺度上的P

2、C3模型分別為4個(gè)空間尺度上對(duì)瓢蟲、草蛉、小花蝽各自混合種群密度預(yù)測(cè)效果最好的3個(gè)模型，可解釋的Akaike權(quán)重分別為22.3％、43％和29.1％，占各自種群密度總變異的5.5％、30.3％和9.1％。其中，在1km尺度上，瓢蟲混合種群密度與主成分3(PC3)呈微弱正相關(guān);在2km尺度上，草蛉豐富度與主成分1(PC1)呈顯著正相關(guān)，但與主成分3呈顯著負(fù)相關(guān);在0.5km尺度上，小花蝽混合種群密度與主成分3呈顯著正相關(guān)。而1km尺度上的

3、PC3模型對(duì)所有捕食性天敵混合種群（包括各種瓢蟲、草蛉、小花蝽、蜘蛛、食蚜蠅）密度預(yù)測(cè)效果最好，該模型可以解釋22.8％的Akaike權(quán)重，占總變異的5.1％，棉田所有捕食性天敵混合種群密度與主成分3呈微弱正相關(guān)，在一定程度上說(shuō)明捕食性天敵種群密度隨周邊除棉花、玉米以外的一些小宗作物（如大豆、花生、紅薯、蔬菜、果樹等）面積比例的增加而增加，但隨著城鎮(zhèn)比例的增加而減少。全部41個(gè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)表明，這些小宗作物的存在提高了棉田瓢蟲、草蛉、小花蝽

4、等廣譜性天敵的種群密度，但高比例的城鎮(zhèn)和非作物生境降低了瓢蟲在棉田的種群密度，而草蛉混合種群密度與非作物生境和城鎮(zhèn)面積比例呈正相關(guān)，但與棉花和玉米面積呈負(fù)相關(guān)。在0.5-2 km全部4個(gè)空間尺度上，對(duì)蜘蛛種群密度預(yù)測(cè)最好的模型均為常數(shù)項(xiàng)模型(Intercept)，景觀變量與蜘蛛種群密度的相關(guān)性并未達(dá)到顯著水平，這與不同蜘蛛種類對(duì)各種景觀變量的響應(yīng)差異有關(guān)，還需繼續(xù)研究。
　　(2)景觀結(jié)構(gòu)能夠影響棉田蚜蟲寄生蜂種群密度及其寄生作用

5、。研究發(fā)現(xiàn)，寄生性天敵對(duì)棉蚜(Aphis gossypii)有較好的防控效果，全部35個(gè)站點(diǎn)的寄生率范圍在0-53.5％之間，平均寄生率為12.5％。其中，0.5 km尺度上的PC3模型、2km尺度上的PC1模型分別為4個(gè)空間尺度上對(duì)僵蚜密度和僵蚜比率預(yù)測(cè)效果最好的模型，可解釋的Akaike權(quán)重分別為45.1％和23.1％，占各自總變異的53.1％和24.3％。在0.5 km尺度上，僵蚜數(shù)量與主成分3呈顯著正相關(guān)，而在2km尺度上僵蚜比

6、率與主成分1呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明在較大空間尺度上，景觀多樣性越高，尤其是棉田周邊小宗作物(0.5-2 km)和城鎮(zhèn)所占比例(1-2 km)越高，天敵對(duì)棉蚜的寄生作用就越強(qiáng)，但寄生率與玉米所占比例呈負(fù)相關(guān)性。
　　(3)景觀多樣性能夠顯著提高螟黃赤眼蜂（Trichogramma chilonis）對(duì)棉田棉鈴蟲（Helicoverpa armigera）卵的寄生作用。兩年中全部23個(gè)棉花站點(diǎn)共部署超過(guò)30000粒棉鈴蟲卵，試驗(yàn)結(jié)果表明，

7、48 h內(nèi)的最高寄生率可達(dá)38.8％。AICc分析表明，2km尺度上的PC2+PC3模型為全部4個(gè)尺度上對(duì)寄生率預(yù)測(cè)效果最好的模型，可解釋28.4％的Akaike權(quán)重，占寄生率總變異的45.4％;寄生率與主成分3呈顯著正相關(guān)，但與主成分2的負(fù)相關(guān)性并不顯著。另外，在0.5-1.5 km尺度上，寄生率與景觀多樣性指數(shù)D均呈顯著正相關(guān)。說(shuō)明棉田周圍城鎮(zhèn)和非作物生境比例越高，螟黃赤眼蜂對(duì)棉鈴蟲卵的寄生作用也越強(qiáng)。這是因?yàn)槌擎?zhèn)中的園林綠地及一些

8、庭院植物（如果樹、花卉、草叢）以及非作物生境中的一些植被也是棉鈴蟲的寄主，能夠?yàn)榧纳涮峁╊~外的獵物，同時(shí)也能夠?yàn)榧纳溲a(bǔ)充花粉花蜜等營(yíng)養(yǎng)，有利于其種群的建立。
　　(4)由于華北地區(qū)棉花玉米鄰作現(xiàn)象比較普遍，而且近幾年由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，玉米種植比例不斷增加，在客觀上為棉鈴蟲及其寄生蜂的發(fā)生提供了條件。因此，本研究針對(duì)棉田周邊的玉米田，也開(kāi)展了棉鈴蟲卵的寄生試驗(yàn)，以深入評(píng)估不同景觀結(jié)構(gòu)對(duì)寄生性天敵的控害功能。三年試驗(yàn)中全部33個(gè)

9、站點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示，與棉田相比，螟黃赤眼蜂對(duì)玉米田棉鈴蟲卵同樣有較好的防控效果，48 h內(nèi)的最高寄生率可達(dá)25.8％。偏最小二乘回歸(PLS)分析表明:在全部4個(gè)空間尺度上，玉米田棉鈴蟲卵寄生率與棉花和玉米這兩種棉鈴蟲主要寄主作物的總面積以及所有農(nóng)作物總面積比例均呈顯著負(fù)相關(guān)，與景觀多樣性指數(shù)D以及除棉花玉米外的小宗作物比例均呈顯著正相關(guān)，與0.5和1km尺度上的非作物生境面積比也呈正相關(guān)（VIP＞0.8）。這是因?yàn)槌藁ㄓ衩滓酝獾囊恍┬∽谧?/p>

10、物（如花生、大豆、紅薯、蔬菜、果樹等）也是棉鈴蟲的寄主，在某種程度上這些小宗作物和植被及非作物生境的存在能夠在主要農(nóng)田寄主食物匱乏時(shí)為寄生蜂補(bǔ)充花粉花蜜等營(yíng)養(yǎng)或提供其他獵物，同時(shí)也可作為其臨時(shí)性庇護(hù)所和棲息地，有利于寄生蜂種群的存活和生防控害作用。
　　本研究系統(tǒng)評(píng)估了城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)集約化快速發(fā)展，華北地區(qū)小農(nóng)經(jīng)濟(jì)模式也不斷受到?jīng)_擊的背景下，不同景觀結(jié)構(gòu)對(duì)我國(guó)華北地區(qū)棉田及相鄰玉米田天敵種群數(shù)量和控害功能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，主要農(nóng)作物