董 瑋，張璞進，常 虹，曄薷罕，張晶晶

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學院，呼和浩特 010031;2.中科院內(nèi)蒙古草業(yè)研究中心，呼和浩特 010031;3.滿洲里市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，滿洲里 021400)

蝗蟲是世界農(nóng)林牧業(yè)的一類重要害蟲?；认x的種類組成、群落特征和分布規(guī)律受特定的生態(tài)地理條件影響較大(康振民和梁沛，1999;周偉等，2010)。放牧活動可導致蝗蟲棲境中的植被發(fā)生變化，從而引起蝗蟲群落組成發(fā)生變化(Morris，1967，1968;Gibson，1997;顏忠誠和陳永林，1998)。目前，關(guān)于放牧活動對蝗蟲群落影響的研究較少，且大多集中在典型草原，對于荒漠草原蝗蟲群落影響的研究未見報道。

本文選擇內(nèi)蒙古烏蘭察布市四子王旗荒漠草原，對不同放牧強度下蝗蟲的群落多樣性參數(shù)、不同月份蝗蟲種類及種群數(shù)量的變化做了比較研究，并研究了蝗蟲群落變化與植物群落部分參數(shù)的相關(guān)性，以期為進一步有效控制荒漠草原蝗蟲危害提供理論依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

本研究在內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學院四子王旗綜合試驗示范基地放牧樣地上進行。試驗區(qū)設(shè)在內(nèi)蒙古短花針茅Stipa breviflora 荒漠草原放牧典型地段，位于北緯41°47'17″，東經(jīng)111°53'46″，海拔在1440～1460 m 之間。土壤以淡栗鈣土和棕鈣土為主，屬溫帶大陸性干旱、半干旱氣候。研究區(qū)全年平均降水量311.4 mm，≥0℃積溫為2500～3100℃，年平均積溫為2713.7℃。放牧樣地具有10年的連續(xù)放牧歷史。采用隨機區(qū)組設(shè)計(圖1)，區(qū)組內(nèi)設(shè)3個載畜率水平和1個無放牧區(qū)作為對照，3個放牧強度分別表示為LG、MG和HG，即輕度、中度和重度放牧，相應(yīng)區(qū)組的圍欄內(nèi)面積約為4 hm2，放牧羊數(shù)量分別為4頭、8頭和12頭。試驗區(qū)草地類型建群種為短花針茅，優(yōu)勢種為冷蒿 Artemisia frigida、和無芒隱子草Cleistogenes songorica，主要伴生種有銀灰旋花Convolvulus ammannii、木地膚Kochia prostrata、阿爾泰狗娃花 Netropappusal taicus、狹葉錦雞兒Caragana stenophylla、櫛葉篙Neopallasia pectinata、冰草Agropyron cristatum和羊草Leymus chinensis 等。

圖1 實驗設(shè)計示意圖Fig.1 Diagram of experiment design

1.2 取樣方法與種類調(diào)查

2012年的5月～9月，參照康樂(1995)、劉奎等(2000)的方法，調(diào)查了四子王旗天然荒漠草原不同放牧強度樣地中的蝗蟲生態(tài)分布特征。用1 m×1 m 無底樣方框做樣方(高0.5 m)，在樣地中按Z 字法取樣，每個樣地每次取20個樣方。捕獲的蝗蟲鑒定種類并記錄蝗蟲個數(shù)，不能當場鑒定的蝗蟲投入70%酒精瓶中，帶回室內(nèi)進一步鑒定、記錄。

1.3 數(shù)據(jù)分析

蝗蟲群落不同多樣性參數(shù)分別根據(jù)下列公式計算:

多樣性指數(shù)Shnnon－wiener index:

H'=－∑PilnPi

均勻度指數(shù)Pielou index:JP=－∑PilnPi/lnS

優(yōu)勢度指數(shù)Simpson index:C=∑Pi(Ni/S)

豐富度指數(shù)Margalef index:

Ma=(S－1)/ln(N)

式中，S 為物種數(shù)目，N 為所有物種個體總數(shù)，Pi 為各個功能群相對生物量。

4．多種極品類型均有產(chǎn)出。昌樂藍寶石礦床之所以被稱為極品寶石的搖籃，不僅是因為以上三方面特點，更主要的是矢車菊顏色、卡藍等世界公認的極品類型藍寶石品種在這里均有產(chǎn)出。

采用Excel 2007 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和構(gòu)建圖表，采用SPSS13 進行相關(guān)性分析和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蝗蟲生態(tài)分布特征

在12個樣地中共采集到蝗蟲3076頭，經(jīng)鑒定共計8種，分別是寬翅曲背蝗 Pararcyptera microptera meridionalis、寬須蟻蝗Myrmeleotettix palpalis、白邊痂蝗Bryodema luctuosum、亞洲小車蝗 Oedaleus asiaticus、短星翅蝗Calliptamus abbreviatus、紅翅皺膝蝗Angaracris rhodopa、毛足棒角蝗Dasyhippus barbipes和狹翅雛蝗Chorthippus dubius。

2.1.1 不同放牧強度對8種蝗蟲種群密度的影響

不同放牧強度樣地中，蝗蟲群落平均密度存在顯著差異?？傮w來看，輕度放牧和重度放牧樣地中蝗蟲密度顯著高于中度放牧和無放牧對照樣地(表1)。但不同蝗蟲種類在不同樣地中的密度又各有不同。如輕度放牧樣地中毛足棒角蝗和狹翅雛蝗的平均密度最大，顯著高于其他樣地(P＜0.05)，而亞洲小車蝗和白邊痂蝗的平均密度則隨放牧強度增加而上升，在重度放牧樣地分布密度最大(P＜0.05)。紅翅皺膝蝗和短星翅蝗在對照樣地和輕度放牧樣地中的密度顯著高于其它樣地(P＜0.01);寬須蟻蝗、寬翅曲背蝗在各放牧樣地的密度沒有顯著差異(P＞0.05)。

在對照樣地中，短星翅蝗和寬翅曲背蝗占捕獲的蝗蟲個體總數(shù)的31.8%和23.8%，為優(yōu)勢種，而在輕度、中度和重度放牧樣地中，亞洲小車蝗所占比例均最高，分別為26.36%、35.18%和42.24%，均為優(yōu)勢種。另外在中度和重度放牧樣地中，白邊痂蝗也占有很大比重。

表1 不同放牧強度下蝗蟲的密度(頭/m2)Table 1 Density of grasshopper under different levels of grazing(individual/m2)

2.1.2 不同放牧強度對蝗蟲群落多樣性指數(shù)的影響

由表4 可知，蝗蟲群落的Shannon－wiener 多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)變化趨勢相同，從高到低依次為:對照＞輕度放牧＞重度放牧＞中度放牧;豐富度指數(shù)為:對照＞中度放牧=重度放牧＞輕度放牧?；认x優(yōu)勢度指數(shù)則以輕度放牧樣地中最大，對照樣地次之，中度和重度放牧樣地較低。

表2 不同放牧強度下蝗蟲群落多樣性指數(shù)Table 2 Diversity indexes of locust community under different levels of grazing

2.2 不同放牧強度下植物群落參數(shù)與蝗蟲種群密度的相關(guān)性

結(jié)合表1和已有的植被數(shù)據(jù)(焦樹英等，2006;賈樂等，2011)，經(jīng)過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，在不同放牧強度下，不同蝗蟲種類的密度與植物群落的相關(guān)關(guān)系差異較大(表3)。亞洲小車蝗和白邊痂蝗的種群密度與樣地植被的高度、蓋度和生物量均呈顯著負相關(guān)。而短星翅蝗和紅翅皺膝蝗的種群密度與樣地植被的高度、蓋度和生物量呈顯著正相關(guān)(P＜0.05)。毛足棒角蝗、寬須蟻蝗和狹翅雛蝗與植被的高度、蓋度、生物量的相關(guān)性不大，但與植物群落多樣性呈明顯正相關(guān)。

2.3 不同放牧強度樣地蝗蟲種群數(shù)量的季節(jié)變化

圖1 顯示了不同放牧強度下荒漠草原8種蝗蟲總的種群數(shù)量及優(yōu)勢種亞洲小車蝗、白邊痂蝗和短星翅蝗的種群數(shù)量隨季節(jié)的變化?？傮w來看，不同放牧強度樣地中蝗蟲總量在5月到6月期間均明顯下降，這是由于5月早期蝗蝻出土后，受溫度和濕度影響較大，成活率較低所致。從7月到9月，對照樣地和輕度放牧樣地蝗蟲種群數(shù)量逐步上升，尤其是輕度放牧樣地種群數(shù)量增加最快，最高達172頭。中度放牧樣地從6月至9月蝗蟲種群數(shù)量逐漸上升，但幅度不大。重度放牧樣地蝗蟲種群數(shù)量在6 至8月變化不大，到9月份明顯上升。

從3個優(yōu)勢種類的種群數(shù)量變化來看，亞洲小車蝗在各樣地中的變化趨勢相似，均是從5月到8月不斷上升，到9月明顯下降;白邊痂蝗的種群數(shù)量變化在不同放牧強度樣地中的差異較大:在對照樣地中僅在6月出現(xiàn)了一個小高峰，此后一直保持較低水平;在輕度放牧樣地中，從5月至7月種群數(shù)量比較穩(wěn)定，此后開始下降并維持

較低水平;在中度和重度放牧樣地中，則均是5月數(shù)量最多，之后持續(xù)減少，7、8月份之后數(shù)量一直較少。短星翅蝗的種群數(shù)量在對照和輕度放牧樣地隨季節(jié)變化趨勢與亞洲小車蝗相似，但在中度放牧和重度放牧樣地中則一直處于非常低的水平。

表3 8種蝗蟲種群密度與植物群落因子的相關(guān)系數(shù)Table 3 Related coefficient of grasshopper population density to plant community parameters

圖2 不同放牧樣強度樣地蝗蟲種群數(shù)量變化的時間動態(tài)Fig.2 Seasonal dynamics of locust population

3 結(jié)論與討論

草原放牧會引起植被的類型和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，影響蝗蟲生境質(zhì)量、減少食物有效性、變更微氣候和潛在產(chǎn)卵地點，從而引起蝗蟲的種群數(shù)量與分布的變化(Kevin et al.，2003)。本文研究結(jié)果表明，不同放牧強度下所形成的棲境結(jié)構(gòu)對蝗蟲的影響不同。其中，優(yōu)勢種群白邊痂蝗和亞洲小車蝗的密度隨放牧強度增加明顯上升，說明這兩種蝗蟲偏向選擇植被稀疏的棲境，而放牧強度越大，則越容易形成此類型的生境。從總體來看，輕度放牧和重度放牧樣地中蝗蟲密度顯著高于其他樣地，說明輕度放牧和重度放牧所形成的棲息環(huán)境對大部分蝗蟲的發(fā)生有利。而中度放牧所形成的棲境條件不利于蝗蟲的發(fā)生，這可能是由于中度放牧條件下，植物群落的多樣性及均勻度大，結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定(顏忠誠和陳永林，1998;焦樹英等，2006)，因此該生境抗外界干擾能力比較強。

對照樣地排除了大型動物的干擾，引起植被及其它生物、土壤、小氣候等的變化(邱星輝和李鴻昌，1997)，由于蝗蟲微環(huán)境傾向于相對潮濕、少風的禁牧樣地(Kevin et al.，2003)，因此，蝗蟲種群在對照樣地豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)最高。

不同種類的蝗蟲對棲境的要求不同(Joern，1982)，其種群數(shù)量、分布與放牧強度的關(guān)系也不同(Kang and Chen，1995)。本文研究發(fā)現(xiàn)，短星翅蝗和紅翅皺膝蝗的種群密度隨放牧強度增加而減小，而白邊痂蝗和亞洲小車蝗的種群密度則隨放牧強度增加明顯上升。這說明放牧活動在干擾了一些蝗蟲的適生環(huán)境，使其數(shù)量減少的同時，可能創(chuàng)造了對另一類蝗蟲有利的環(huán)境條件，使其數(shù)量增加，同時也說明，短星翅蝗和紅翅皺膝蝗偏向選擇植被相對密集的棲境，白邊痂蝗和亞洲小車蝗則相反。而毛足棒角蝗、寬須蟻蝗、狹翅雛蝗的分布與植被生長狀況關(guān)系不大，主要與植物群落多樣性相關(guān)。

總體來看，不同放牧強度下荒漠草原蝗蟲群落的種類、種群數(shù)量隨季節(jié)的動態(tài)變化趨勢及不同種類的種群密度與棲境植物群落的相關(guān)性均存在顯著差別，這為有針對性的進行草原蝗蟲防治提供了理論參考。本文只考慮了放牧強度對蝗蟲群落的影響，實際上氣候因素也是影響蝗蟲群落變化的重要因素。因此，對于放牧強度和氣候因素協(xié)同作用對荒漠草原蝗蟲群落的影響還有待進一步研究。

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