何亞平,蔣俊明,費(fèi)世民**,陳秀明,周金星,張旭東,彭鎮(zhèn)華
(1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院,四川成都 610081;2.中國林業(yè)科學(xué)研究院,北京 10093)
釘螺是我國大陸上古老的動物,是血吸蟲病流行的中間宿主,是血防中采取措施的對象。釘螺殼形態(tài)是釘螺分類學(xué)的重要指標(biāo),也是地理亞株劃分的重要依據(jù)。周藝彪等(2006)將21個釘螺居群用螺殼形態(tài)數(shù)量聚類分析為3類;周曉農(nóng)等(1997)對34個居群釘螺進(jìn)行數(shù)值分類,結(jié)果表明殼體大小、殼形(光殼和肋殼)和殼厚是描述釘螺螺殼的主要特征。實際上這種螺殼大小特征可能也與環(huán)境因子緊密相關(guān),即殼體類型、大小受到環(huán)境因子的調(diào)節(jié)。我國釘螺孽生數(shù)量、分布特性與環(huán)境因子關(guān)系研究很多(何亞平等,2006;許發(fā)森等,1999;蔣俊明等,2006;張旭東等,1998;項艷等,1999;吳立勛等,2004;張旭東等,1999;吳剛等,1999;王家生等,2007;郭玉紅等,2011;董毅等,2009;梅勇等,2010;王萬賢等,2009;陳柳燕等,2002;馬安寧等,1999;汪奇志等,2001;熊曉嬌等,2006;張家來等,1996;張旭東等,2007;朱中亮,1992),殼形,如光殼或肋殼就被認(rèn)為與自然環(huán)境長期適應(yīng)有關(guān)(胡相,1993)。關(guān)于釘螺大小與環(huán)境因子關(guān)系研究還很少涉及,限制了對釘螺在不同環(huán)境條件下生態(tài)適應(yīng)性的探討。
盡管數(shù)量與分布受到諸多因子的影響,而釘螺自身重量和殼體大小可能更大程度上與地理環(huán)境有關(guān),并呈現(xiàn)明顯的居群間分異與聚集性特點(周曉農(nóng)等,1977;周藝彪等,2006)。溫度對釘螺發(fā)育影響極為明顯,在各溫度下初孵幼螺隨著生長發(fā)育,螺殼的長寬比也隨之加大(張壘等,2008)。影響釘螺數(shù)量、分布的生物與非生物環(huán)境因子中都與土壤水分或地下水位有著密切關(guān)系(項艷等,1999;吳立勛等,2004)。然而其孽生地理環(huán)境或微觀立地都存在水分與熱量匹配,可能溫度與水分的適宜組合塑造了釘螺的殼體長、寬、體積與重量等大小指標(biāo)。
山丘型地區(qū)釘螺孽生的立地條件較為復(fù)雜,其生境因子組合異質(zhì)性相對較強(qiáng)。山丘區(qū)孽生釘螺大小與殼體特性僅局限于中國疫區(qū)釘螺形態(tài)性狀的聚類分析(周曉農(nóng)等,1977;周藝彪等,2006),斜高和角度的地區(qū)性差異(王經(jīng)邦,劉壽喜,1965a,1965b),對釘螺殼體長寬、鮮重和體積等大小指標(biāo)與水熱關(guān)系存在宏觀區(qū)域與微觀土地利用類型或生境兩種尺度。
本文在山丘型釘螺分布區(qū)仁壽縣研究了釘螺殼體長寬、鮮重與體積在微觀生境條件下的現(xiàn)狀,并借助發(fā)表數(shù)據(jù)分析了區(qū)域殼體長寬與降水量、溫度的關(guān)系,研究探討釘螺大小與水熱因子的關(guān)系。
仁壽縣屬低山丘陵地貌類型,地勢西北高、東南低,二峨山(龍泉山脈)將縣境分成東南、西北兩大部分。示范區(qū)位于二峨山東南部的丘陵區(qū),因切割程度的差異,可分為淺丘和深丘,丘陵區(qū)占全縣幅員面積的70.14%。仁壽屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候,冷熱四季分明,冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑,春多干旱,秋雨綿綿的特點,累年平均氣溫17.4℃,全年氣溫以7月最高,為26.5℃,1月最低,為6.8℃,全年極端最低溫為-3.8℃,總正積溫6 360℃,≥10℃的積溫為5 532.8℃;全年無霜期310 d左右,最長356 d,最短282 d。歷年平均日照1 196.6 h,年日照率27%,太陽總輻射89 kcal·cm-2,日照時數(shù)和總輻射為全國低值區(qū)。
仁壽復(fù)雜的土壤母質(zhì),紫色砂頁巖占全縣土壤母巖的86.9%,第四系黃色老沖積和新沖積,洪積物僅占5.7%,三迭系和自流井群占7.4%。二峨山東南土壤有紫色土類大土泥、黃沙土、冷沙黃泥土等,微酸至弱堿,土層較厚。由于地勢高差較小,森林的垂直分布梯度不明顯,地帶性植被為常綠闊葉林。由于墾殖指數(shù)高,原生植被已全部被人工植被所替代,主要的林分類型為柏木林、馬尾松林、馬尾松-油茶混交林、竹林及四旁樹,但按優(yōu)勢建群種分為馬尾松和柏木兩個片區(qū),馬尾松主要分布于山地黃壤和老沖積黃壤地區(qū),柏木林分布丘陵的鈣質(zhì)紫色土地區(qū),以慈竹為主的竹林主要分布于四旁,桉樹、榿木、楊樹等速生樹種主要栽植于水分條件較好的田邊地坎,溪溝河流兩岸。
興林抑螺小流域示范區(qū)建設(shè)在仁壽縣洪峰鄉(xiāng)新建3隊。該示范區(qū)建設(shè)于2007年,該村血吸蟲病解放前與解放后極其嚴(yán)重,是仁壽縣的重災(zāi)區(qū),由和尚溝、茶子林溝、青岡林溝、貓兒溝組成。主要森林斑塊為柏木林、馬尾松林、慈竹林、桉樹林,水田集中在溝底與二臺丘頂平臺,向上坡面延伸有少量旱地。示范區(qū)建設(shè)前旱地較多,且水田本身田埂桑樹、構(gòu)樹栽植相對較為普遍,只是經(jīng)營性較差,處于荒蕪狀態(tài)。釘螺主要孽生于干渠、路渠、河溪、田渠、屋旁、旱地水溝、巖石洼地、荒蕪水田、荒蕪魚塘等地帶。
2011年10月份,收集該興林抑螺示范區(qū)內(nèi)不同環(huán)境條件下釘螺,在50 cm×50 cm樣方內(nèi)收集所有釘螺,用鋁盒帶回,并記錄生境特征。室內(nèi)進(jìn)行釘螺計數(shù)與鮮重測量,并選擇典型釘螺進(jìn)行長度、寬度測定。
查閱文獻(xiàn)(周藝彪等,2006),對中國疫區(qū)不同地區(qū)氣候資料進(jìn)行網(wǎng)上查閱,并摘錄釘螺長度、寬度數(shù)據(jù),將本次仁壽縣釘螺長度、寬度數(shù)據(jù)補(bǔ)充于上述數(shù)據(jù)中。計算單位降水量的溫度值,該值能反映相對的干燥程度。數(shù)據(jù)如表2所示。
釘螺鮮重測定方法:計量釘螺數(shù)量、用鋁盒蓋裝載放在電子天平上測定,記錄重量,并將鋁盒蓋再次單獨(dú)稱量,二者之差為釘螺鮮重,并除以數(shù)量,求得單個釘螺鮮重。釘螺長度測量以螺口至頂部最大垂直距離為準(zhǔn),寬度為第一旋直徑,測量工具為游標(biāo)卡尺,單位為mm。數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 仁壽新建3隊貓兒溝小流域農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)釘螺大小與生境狀況
釘螺體積計算以錐體體積公式來計算,即V=長度×寬度/3。
數(shù)據(jù)分析方法采用回歸分析法,對釘螺大小與降水量、溫度,以及釘螺大小自身參數(shù)進(jìn)行散點作圖,并擬合相關(guān)曲線。
仁壽新建3隊貓兒溝小流域農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)釘螺大小如表1所示。計算表明,釘螺鮮重為0.0162 g,浮動在0.0065 g~0.0219 g之間,長度為5.156 mm(3.6 mm~6 mm),寬度為2.668 mm(2.2 mm~3 mm),體積為4.5894 mm3(3.12 mm3~5.6 mm3)。釘螺大小特征在樣地之間變異很大,變異系數(shù)分別為 4.038(鮮重),7.908(長度),16.675(寬度),6.899(體積),表明釘螺寬度變異最為明顯,其次為長度和體積,變異最小的為鮮重。
釘螺長度級劃分頻度如圖1所示。長度2 mm~3 mm釘螺占到0.361%(1個),長度3 mm~4 mm釘螺占到10.4693%(29個),長度4 mm~5 mm釘螺占到24.1877%(67個),長度為5 mm~6 mm釘螺占到43.6823%(121個),長度5 mm~6 mm釘螺占到21.2996%(59個)。表明,仁壽釘螺長度主要為4 mm~7 mm之間,占到80%左右,釘螺長度以5 mm~6 mm為主體,超過40%,而4 mm以下釘螺相對較少,總體占到11%。
釘螺寬度在1 mm~2 mm之間比例很低,僅有0.7194%,寬度2 mm~2.5 mm釘螺占到16.9065%(47個),2.5 mm~3 mm寬度釘螺比例為71.9424%(71.9424%),3 mm~3.5 mm寬度釘螺比例為10.4317%(10.4317%)。表明,仁壽釘螺寬度在2 mm~3.5 mm之間,而以2.5 mm~3 mm寬度釘螺為主體。
圖1 釘螺長度與寬度的頻度分布
釘螺長度與寬度,釘螺鮮重與長寬之間散點圖如圖2、圖3所示。釘螺長度與寬度之間散點圖構(gòu)成顯著的直線關(guān)系(r=0.278,p=0.000),符合直線方程:y=0.0764x+2.2733,R2=0.0715。釘螺長度與寬度之間這種直線關(guān)系斜率相對較低,僅有0.0764,但從統(tǒng)計上說釘螺寬度隨著長度增加而增加,即釘螺長度發(fā)育越大而寬度相對較大。但從散點圖上寬度幅度來看,釘螺寬度范圍相對較小,而長度范圍相對較大,又暗示長度變化時寬度變化幅度或速度并不大,盡管統(tǒng)計檢驗上是顯著的。從大小形態(tài)上分析,釘螺寬度相對穩(wěn)定,而長度變大呈現(xiàn)較小的寬度變化,變化速率為0.0764;從發(fā)育上看,釘螺先發(fā)育寬度,后續(xù)螺旋逐漸發(fā)育,形成釘螺的長度發(fā)育過程,實際上小釘螺是高度不足。
圖2 釘螺長度與寬度之間散點圖
釘螺鮮重與長度、寬度、體積之間散點圖如圖3所示。統(tǒng)計分析,這些擬合直線都未構(gòu)成顯著關(guān)系(鮮重與長度:f=0.229,p=0.271;鮮重與寬度:r=0.341,p=0.095;鮮重與體積:r=0.204,p=0.327)。釘螺鮮重與長度、寬度、體積關(guān)系不明顯,暗示鮮重與大小之間關(guān)系可能在群體上并不明顯,群體平均縮小了個體間差異,大小參數(shù)與鮮重之間關(guān)系表現(xiàn)在居群內(nèi)個體之間。在群體水平上,釘螺鮮重可能與環(huán)境有關(guān)。
圖3 釘螺鮮重與長度、寬度、體積散點圖
仁壽縣興林抑螺示范區(qū)不同釘螺大小與環(huán)境特點如表1所示。在一些旱地內(nèi)側(cè)坡坎地帶,如樣地12-5、12-6、13-19、12-9 釘螺鮮重為0.0065 g~0.0168 g,體積分別為 3.447 mm3~4.95 mm3,長度為4.2 mm~5.5 mm,寬度為2.22 mm~2.9 mm,而水稻田坡坎,如樣地 13-1、13-2、13-4、13-3、13-8、13-7,釘螺鮮重為0.0156 g~0.0217 g,體積為4.247 mm3~5.6 mm3,長度為4.9 mm ~6 mm,寬度為2.6 mm~2.9 mm;水淹出水濕潤生境,釘螺鮮重為0.0137 g~0.0166 g,體積 3.467 mm3~4.737 mm3,長度4 mm~5.1 mm,寬度為2.5 mm~2.9 mm。統(tǒng)計分析結(jié)果表明,濕潤浸水生境、旱地生境與水稻田生境間釘螺長度差異極為明顯(f=5.026,p=0.026),而鮮重、體積、寬度等差異不明顯(f=0.726,p=0.504;f=2.725,p=0.106;f=0.004,p=0.996)。河岸、泉水出露、浸水田緣等土壤水分濕潤,旱地在水分季節(jié)性潮濕,水田則潮濕相對穩(wěn)定,釘螺長度差異相對更為明顯,暗示釘螺大小與微觀生境水分含量關(guān)系密切。釘螺長度發(fā)育與水分存在聯(lián)系,在泉水、河水富集地帶,釘螺往往長度較小,而在水分不足旱地生境中長度較為充足,而潮濕地帶釘螺長度適宜,可能溫度也是促進(jìn)長度的因子。此外,鮮重可能與環(huán)境水分有關(guān),群體上差異不明;寬度發(fā)育早,差異不明;長度因溫度適宜而發(fā)育充分,相對在不同環(huán)境之間呈現(xiàn)了明顯的差異性。
用中國疫區(qū)釘螺長度、寬度與降水量、溫度數(shù)據(jù)(如表2所示)進(jìn)行散點圖和曲線擬合(如圖4、圖5所示)。其中溫度與降水量比值反映了單位降水量背景下的溫度,實際上蒸發(fā)狀況,可反映實際干燥程度。實際上平均溫度區(qū)域之間差異小,降水量差異相對較大,也是水網(wǎng)型、湖沼型與山丘型地區(qū)水熱差異。
表2 中國典型疫區(qū)的降水量、溫度(及溫度/降水量比)與其孽生釘螺的長度、寬度數(shù)據(jù)[不同疫區(qū)釘螺長度、寬度數(shù)據(jù)源自于周藝彪等(2006),降水量、溫度數(shù)據(jù)為Internet提供,仁壽釘螺長度、寬度為補(bǔ)充測定]
中國各疫區(qū)釘螺寬度、長度與降水量、溫度之間散點圖如圖4所示。釘螺長度與降水量之間擬合曲線關(guān)系顯著(r=0.596,p=0.003),長度與溫度之間擬合曲線關(guān)系不明(r=0.288,p=0.193);釘螺寬度與降水量之間擬合曲線關(guān)系顯著(r=0.691,p=0.000),與溫度之間擬合曲線關(guān)系不明(r=0.364,p=0.096)(如圖4所示)。溫度降水量比例與釘螺長度之間擬合曲線關(guān)系顯著(r=-0.563,p=0.006),與釘螺寬度之間擬合曲線關(guān)系顯著(r=-0.624,p=0.002)(如圖5所示)。表明,釘螺長度、寬度受到降水量影響較為明顯,但不受溫度的影響,但受到溫度與降水量比值的影響,暗示在相對較為干燥時釘螺長度、寬度相對較小。這一點與水網(wǎng)湖沼地區(qū)釘螺較大而山丘區(qū)釘螺相對較小(周曉農(nóng),2004)的結(jié)論相一致,也是水熱匹配所致,即在降水量低而溫度相對較高地區(qū)釘螺相對較小。從圖5還可知,釘螺長度隨著溫度降水量比遞變速度較快,而寬度遞變較慢,二者直線斜率明顯不同(y=-41.923x+1.3461,R2=0.317;y=-13.164x+0.5053,R2=0.3895)。
圖4 中國各疫區(qū)釘螺寬度、長度與降水量、溫度之間散點圖
圖5 中國各疫區(qū)溫度降水量比與釘螺長度、寬度散點圖
釘螺孽生也是釘螺對適生環(huán)境的適應(yīng)過程,也是不同生境下的生存適合度問題。釘螺數(shù)量分布明顯與植被或林分特征(張旭東等,1998,1999;吳剛等,1999;董毅等,2009;郭玉紅等,2011;王萬賢等,2009;馬安寧等,1999;熊曉嬌等,2006;張家來等,1996)、土壤類型或組成(許發(fā)森等,1999;蔣俊明等,2006;項艷等,1999;吳立勛等,2004;張旭東等,2007;汪奇志等,2001;朱中亮,1992)、氣象或溫度(歐陽紅等,1999;梅勇等,2010;陳柳燕等,2002;張壘等,2008;梁幼生等,1996)、人為活動或土地利用類型(何亞平等,2006;王家生等,2007)有關(guān),在微觀分布格局上,也表現(xiàn)為稻田坡坎下部明顯較為密集,而中部稀少,上部零星或沒有的現(xiàn)象。在小流域尺度上,釘螺表現(xiàn)出沿水系連續(xù)分布或離散分布的格局;在縣級區(qū)域尺度上,山丘型釘螺往往表現(xiàn)出局部分布而整體上不均一的景觀格局,山系、森林植被往往是釘螺分布的上限,且人為活動與釘螺孽生耦合性強(qiáng),并部分地區(qū)表現(xiàn)為有螺無病現(xiàn)象(仁壽縣血防志,1980)。這充分闡明,釘螺數(shù)量與分布跟植被、土壤、氣象因素有關(guān),并在中國長江流域呈現(xiàn)帶狀局限分布(朱中亮,1992)。這種影響數(shù)量分布的因子可能直接影響到釘螺大小,進(jìn)而影響到釘螺的生存適合度,最終影響釘螺居群的發(fā)展動態(tài)。
山丘區(qū)釘螺明顯較小,具有較小的高度和寬度,如西昌釘螺長 0.606 mm、寬0.285,廣漢釘螺長0.648 mm、0.292 mm,蒲江釘螺長 0.566 mm、0.275 mm,丹棱釘螺長0.562 mm、0.279 mm,大理釘螺長0.652 mm、0.273 mm(周藝彪等,2006),仁壽釘螺長0.509 6 mm、0.264 6 mm(本文測定)。山丘區(qū)釘螺明顯小于湖沼型和水網(wǎng)型,長度為0.562 mm~0.652 mm,寬度為0.275 mm~0.292 mm,而其他類型釘螺長度為0.604 mm~1.024 mm,寬度為0.203 mm~0.401 mm(如表2所示)。長江下游也有丘崗地帶,山丘型在湖沼、水網(wǎng)向山丘、山嶺延伸的地帶也有釘螺分布,其本身也有山丘型釘螺,如江蘇宜興縣,該處釘螺長度(0.604 mm)、寬度(0.263 mm)都明顯較小。在微觀分布上,調(diào)查結(jié)果表明,水稻田釘螺長度相對較大,旱地生境長度相對較小,過于濕潤的水岸、泉水生境中釘螺長度也相對降低。但鮮重、體積、寬度則無明顯差異,表明群體上這些特征并未受到生境異質(zhì)性的調(diào)節(jié),盡管還有釘螺種群自身大小與年齡結(jié)構(gòu)的問題。仁壽縣不同生境土壤水分、溫度調(diào)查結(jié)果表明,溝系河灘水陸交錯帶土壤水分為28.08% ~30.48%、土壤溫度為 20.5℃ ~20.73℃,旱地21.9% ~31.78%、17.86℃ ~19.5℃,水田32.5%、20.8℃(黃玲玲,2006)。水分差異導(dǎo)致了水稻田釘螺發(fā)育充足,具有較大的長度,而旱地釘螺寬度相對降低,盡管不顯著,長度發(fā)育充足但總體還是短于水稻田釘螺,而濕潤生境釘螺發(fā)育代間重疊明顯,可能是大小結(jié)構(gòu)異質(zhì)性降低了總體的釘螺大小。3種生境水分差異體現(xiàn)在旱季,而在雨季相對差異也存在,即旱地相對干旱一些,而旱季則水稻田排水溝相對潮濕,而旱地則明顯干燥,總體水分儲量上應(yīng)該是水流溝系大于稻田,而稻田大于旱地。釘螺長度這種差異表明,釘螺發(fā)育的微觀水分含量決定了釘螺的長度大小,其大小具有水分依賴性。
實際上,釘螺發(fā)育也存在速率的問題,或者速率影響了殼體大小,即幼螺發(fā)育時高溫高濕則直接快速形成殼體,而干旱或低溫時新陳代謝慢,殼體形成慢,或者滯育了。調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)很多滯育釘螺在水岸、稻田泉水出露地帶呈現(xiàn),即寬度達(dá)到山丘型釘螺的大小標(biāo)準(zhǔn),而長度則明顯不足。并且,這些地帶釘螺交配產(chǎn)卵時間長,卵隨時都在孵化,釘螺年齡結(jié)構(gòu)復(fù)雜。隨著春季溫度的升高,釘螺孵化時間縮短,如13℃時開始孵化平均天數(shù)為35 d、全部孵化平均天數(shù) 50 d,16℃時 24 d、33 d,25℃時,15 d、20 d(陳柳燕等,2002)。利用有效積溫公式得知,釘螺卵孵化的有效積溫為193.55日度,發(fā)育起點溫度為10.86℃;在各溫度下初孵幼螺隨著生長發(fā)育,螺殼的長寬比也隨之加大(張壘等,2008)。釘螺發(fā)育的速度可能與3類生境的溫度有關(guān),水分充足時,地表溫度相對較低,而水分相對限制時,地表溫度相對較高。顯然,基于釘螺發(fā)育時水分、溫度的重要性,表現(xiàn)為水熱匹配性,在一個因子不足時另一個因子相對充足時也能起到補(bǔ)償性作用。部分生境釘螺溫度較低,但水分相對較為充足,釘螺也能很好發(fā)育,但釘螺寬度、長度相對較小(如屋后積水地釘螺的發(fā)育);同理,在水分季節(jié)性明顯時,溫度相對充足則釘螺也能很好發(fā)育,如旱地生境,即高溫加快釘螺發(fā)育的速度(細(xì)而高)。從生活史理論推論,在資源有限時,發(fā)育時間段而快則釘螺較為細(xì)高,而發(fā)育時間長時釘螺粗短(斜高小和角度大);在水熱匹配較好時,即資源充足時,釘螺高度發(fā)育能建立在較大的寬度上,成螺又粗又高(斜高大和角度大)。釘螺發(fā)育呈現(xiàn)寬度先成而高度后成的特點(如圖2所示,直線緩平,但檢驗顯著),滯育釘螺次螺層疊加在一起,是沒有良好伸張的結(jié)果,與幼螺發(fā)育時生境溫度和水分供應(yīng)有關(guān)。這樣,就完全建立了釘螺大小形成的水分、熱量匹配性模型,并在不同尺度上都可運(yùn)用。山丘區(qū)水分和熱量匹配上降水、熱量普遍偏低,在山丘地形,積溫相對更低,釘螺發(fā)育在秋冬交界時發(fā)生滯育很正常,釘螺都呈現(xiàn)矮小的狀態(tài),普遍小于水網(wǎng)和湖沼地區(qū)的釘螺(周藝彪等,2006;周曉農(nóng),2004)。
在中國長江流域整體疫區(qū)上考慮釘螺殼體大小發(fā)育問題,則明顯呈現(xiàn)出降水量與釘螺長、寬線性相關(guān)性,但溫度并不是影響成螺殼體大小的因子(如圖4所示)。用單位降水量來計量水熱匹配性時,則釘螺長度、寬度都與這一溫度降水量比值存在顯著的線性相關(guān)性,且長度隨之變化迅速而寬度隨之變化緩慢(如圖5所示),表明水分和熱量匹配性也影響了釘螺殼體長寬的大小。從表2數(shù)據(jù)可知,山丘區(qū)實際上存在降水量和溫度二者匹配性的問題,如廣漢、仁壽、西昌、大理溫度降水量比例較高(0.0018、0.0017、0.0017與0.0015),丹棱、蒲江溫度降水量比值較低(0.0013和0.0012),后者釘螺長度分別為 0.562 mm、0.566 mm,寬度為0.279 mm、0.275 mm;前者釘螺長度為0.648 mm、0.606 mm、0.652 mm,寬度差異相對較小(0.292 mm、0.285 mm、0.273 mm)。仁壽釘螺測定為深丘地區(qū),其平壩釘螺可能與水熱數(shù)量相適宜,可能相比之下,深丘釘螺大小相對偏低。由于水分因子對溫度存在補(bǔ)償作用,即在溫度較低時,水分充足也能保證釘螺的持續(xù)發(fā)育;溫度自身在疫區(qū)形成與釘螺大小塑造上與水分條件相結(jié)合才能發(fā)揮影響。單純溫度對釘螺的影響是發(fā)育速率的問題,或者生境選擇的問題,良好的水熱匹配才有較大的釘螺形成。這一點在表2和圖5中反映較為明顯,區(qū)域上釘螺差異大小是水熱匹配共同塑造的,如湖沼型釘螺較大,水分充足而溫度適宜,釘螺發(fā)育速度快,殼體較大,水網(wǎng)地區(qū)冬季水分較差,而熱量充足,釘螺殼體相對稍小,而在山丘區(qū)則降水一般而溫度偏高,釘螺發(fā)育時水分總體上呈現(xiàn)季節(jié)性限制,釘螺殼體相對偏小。環(huán)境梯度條件下釘螺大小與水分、熱量匹配性模型如圖6所示。
圖6 環(huán)境梯度條件下釘螺大小與水分、熱量匹配性模型
總體上看,水分供應(yīng)越充足,釘螺殼體長寬越大;但在各降水量段內(nèi),溫度與土壤水分匹配性也直接決定了釘螺殼體大小。區(qū)域上降水量梯度分異塑造了釘螺殼體大小,而局部水分配置格局直接塑造了釘螺殼體大小段內(nèi)的變異性。區(qū)域整體上水分是溫度與降水量二者共同決定的結(jié)果;微觀上,釘螺發(fā)育的水熱條件是土地利用類型與水分配置格局共同作用的結(jié)果,土表遮陰與否是微觀上溫度高低的影響因子。但水分極為充足時,溫度較高時,季節(jié)內(nèi)釘螺發(fā)育代內(nèi)重疊極為明顯。
釘螺是陸地上較為古老的物種,其分布位于水陸交錯帶(水系出露)和農(nóng)林交錯帶(泉水出露),分布范圍局限于第四系黃土層(朱中亮,1992),與這種土壤吸水松軟而儲水能力強(qiáng)易于穴居有關(guān)。釘螺物種具有自身生物學(xué)特性,并具有一定的個體大小變異性范圍,盡管區(qū)域上大小差異顯著而種下地理亞種間分化明顯(周藝彪等,2006)。從分布上考慮,山丘區(qū)是釘螺分布的北部分界線,在江蘇、安徽、湖北等地也有山丘區(qū)類型,其釘螺小,已經(jīng)形成了獨(dú)立的分化亞株,并在山丘區(qū)深丘地帶,長度已經(jīng)降低為湖沼和水網(wǎng)地區(qū)的一半。盡管寬度保持了相對穩(wěn)定性,或低變異性,但有些釘螺寬度也明顯高于山丘區(qū)寬度1 mm,發(fā)生交配上的不適性,呈現(xiàn)局域隔離種群狀態(tài)。在山丘區(qū)釘螺種群內(nèi)部,由于水分配置季節(jié)性分化明顯,也使得部分生境下釘螺更為細(xì)小,如旱地生境。局域種群個體縮小是種群生境不適性增強(qiáng)的表現(xiàn),這種不適性與生境的水熱匹配有關(guān)。由于山丘區(qū)仁壽縣林業(yè)血防安全工程體系建設(shè)相對較好,水岸、路渠、渠埂、人居等地血防林發(fā)達(dá),整體上形成了不利于健壯釘螺發(fā)育的生境;從區(qū)域整體上水資源配置上考慮,較高的血防林比例增加了土壤水分耗用與降水截留,使得釘螺種群維持需要的地表水范圍縮小,釘螺分布區(qū)萎縮而大小降低,呈現(xiàn)衰退狀態(tài)。更為主要的是,這種血防林安全體系上水資源配置優(yōu)化,使得依賴于地表水的血吸蟲也無法完成生活史,加之改良的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)(水旱輪作),隔離了釘螺與血吸蟲,而得二者都呈現(xiàn)種群衰退萎縮的趨勢。這種衰退首先是分布范圍縮小,密度降低,其次是大小變小。這一點在仁壽縣釘螺密度調(diào)查中得到了很好的反映,盡管一些死角還存在高密度釘螺的分布,如路旁巖石洼地、田埂下泉眼處、干渠等。林業(yè)血防工程作用發(fā)揮首先表現(xiàn)為分布范圍萎縮,其次為大小變小,本文就研究了仁壽縣山丘區(qū)興林抑螺示范區(qū)釘螺大小與生境水熱異質(zhì)性匹配的問題。
[1]周曉農(nóng),洪青標(biāo),孫樂平,等.中國釘螺螺殼的聚類分析[J].動物學(xué)雜志,1997,32(5):4 ~7.
[2]周藝彪,姜慶五,趙根明,等.中國大陸釘螺螺殼形態(tài)性狀聚類分析[J].動物分類學(xué)報,2006,31(2):441 ~447.
[3]何亞平,費(fèi)世民,蔣俊明,等.仁壽縣釘螺數(shù)量和空間分布特點[J].濕地科學(xué)與管理,2006,2(4):40 ~43.
[4]許發(fā)森,錢曉洪,文松,等.安寧河流域植物、土壤特征與釘螺分布的關(guān)系[J].四川動物,1999,18(2):62 ~63.
[5]蔣俊明,何亞平,費(fèi)世民,等.山丘型地區(qū)釘螺孽生數(shù)量與植被和土壤環(huán)境因子的關(guān)系[J].濕地科學(xué)與管理,2006,2(4):33~39.
[6]張旭東,吳剛,彭鎮(zhèn)華.灘地林業(yè)生態(tài)工程與釘螺孳生關(guān)系的研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,1998,9(5):468 ~470.
[7]項艷,彭鎮(zhèn)華,張旭東.灘地地下水位對釘螺分布密度和I-72楊生長量的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1999,26(2):208~211.
[8]吳立勛,湯玉喜,吳敏,等.灘地釘螺種群消長與楊樹人工林關(guān)系的研究[J].湖南林業(yè)科技,2004,31(6):5 ~9.
[9]張旭東,楊曉春,彭鎮(zhèn)華.釘螺分布與灘地環(huán)境因子的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)報,1999,19(2):265 ~269.
[10]吳剛,蘇瑞平,張旭東.長江中下游灘地植被與釘螺孳生關(guān)系的研究[J].生態(tài)學(xué)報,1999,19(1):118 ~121.
[11]歐陽紅,歐陽芳芳,馮慧.氣象要素與血吸蟲釘螺繁衍內(nèi)在規(guī)律[C].第26屆中國氣象學(xué)會年會氣候環(huán)境變化與人體健康分會場論文集.2009.
[12]王家生,盧金友,魏國遠(yuǎn),等.環(huán)境變化對釘螺擴(kuò)散影響規(guī)律研究[J].長江科學(xué),2007,24(3):16~19.
[13]郭玉紅,郎南軍,楊文燦,等.云南高原山地林分郁閉度與釘螺密度關(guān)系的研究[J].濕地科學(xué)與管理,2011,7(1):14~15.
[14]董毅,董興齊,馮錫光.山丘地區(qū)植被指數(shù)與釘螺分布的關(guān)系[J].中國血吸蟲病防治雜志,2009,21(2):98 ~101.
[15]梅勇,唐云輝,楊世琦,等.巫山大昌消落帶釘螺可能孽生地氣候生態(tài)環(huán)境分析[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2010,31(4):591~595.
[16]王萬賢,楊毅,程炯,等.長江中下游江灘防洪林對釘螺分布密度影響[J].水生生物學(xué)報,2009,33(2):310 ~315.
[17]陳柳燕,徐興建,楊先祥,等.三峽建壩后江漢平原土壤含水量及氣溫對釘螺生態(tài)的影響[J].中國血吸蟲病防治雜志,2002,14(4):258 ~260.
[18]馬安寧,王萬賢,楊毅,等.楓楊林下八種主要植物對釘螺分布的影響[J].湖北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),1999,21(2):171~173.
[19]汪奇志,汪天平,葛繼華,等.釘螺生存發(fā)育與土壤成分的相關(guān)研究[J].熱帶病與寄生蟲學(xué),2001,30(2):72 ~116.
[20]熊曉嬌,劉立德,宋亞莉,等.灘地林分郁閉度與釘螺密度關(guān)系的研究[J].湖北林業(yè)科技,2006,(總第138 期):14 ~16.
[21]張家來,馮延壽,魏天欽,等.江灘林農(nóng)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)與釘螺分布關(guān)系的研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,1996,7(增刊):51 ~56.
[22]張旭東,漆良華,黃玲玲,等.山丘區(qū)土壤環(huán)境因子對釘螺(Oncamelania Snail)分布的影響[J].生態(tài)學(xué)報,2007,27(6):2460~2467.
[23]朱中亮.我國釘螺地理分布規(guī)律的研究[J].動物學(xué)雜志,1992,27(3):6 ~9.
[24]胡相.自然環(huán)境與釘螺殼形的變異[J].化石,1993,(1):17~19.
[25]張壘,莊黎,陳婧,等.湖北釘螺在不同溫度下的發(fā)育速率及形態(tài)變化[J].湖北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2008,30(2):205~207.
[26]梁幼生,繆峰名,肖榮煒,等.釘螺在不同緯度地區(qū)生存繁殖的研究[J].中國血吸蟲病防治雜志,1996,8(5):259 ~262.
[27]王經(jīng)邦,劉壽喜.釘螺殼體“角度”與地區(qū)性差異的研究[J].科學(xué)通報,1965a,(9):812 ~814.
[28]王經(jīng)邦,劉壽喜.釘螺殼體“斜高”與地區(qū)性差異的研究[J].科學(xué)通報,1965b,(9):814 ~815.