任乃芃,曲善民,劉香萍,陸培演,常 峰,符 磊,鞠曉峰
(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院草業(yè)科學(xué)系,黑龍江 大慶 163319;2.黑龍江省大慶市林業(yè)和草原局,黑龍江大慶 163319)
蝗蟲(locust)又名螞蚱,屬直翅目(Orthoptera)蝗科(Acrididae),種類繁多,活動(dòng)面積超過1 000 km2[1],全世界已知種類超過10 000 種,我國有1 000 余種?;认x分布范圍廣,在熱帶、溫帶的草地和沙漠地區(qū)均有分布,危害嚴(yán)重,不僅影響生態(tài)系統(tǒng)功能和穩(wěn)定性,還造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[2-3]。由于地理?xiàng)l件及研究水平不同,我國蝗科昆蟲的研究存在較大的地區(qū)差異。近年來,我國草地蝗蟲發(fā)生較為嚴(yán)重,2001—2005 年中華稻蝗在浙江地區(qū)危害早稻與單播單季晚稻, 造成水稻產(chǎn)量損失[4];2002 年亞洲小車蝗從草原遷入北京地區(qū), 蝗蟲肆虐,危害牧草,使當(dāng)?shù)厥忻裾I钍艿絿?yán)重侵?jǐn)_[5];2019 年寧夏草原蟲害發(fā)生面積約14.30 萬hm2,占草原總面積的6%[6]。 不同地區(qū)蝗蟲優(yōu)勢(shì)種類不同,其種群發(fā)生動(dòng)態(tài)存在一定差異,甘肅省夏河縣甘加草原5—10 月蝗蟲主要優(yōu)勢(shì)種為小翅雛蝗(Altichorthippus fallax)、白紋雛蝗(Chorthippus albonemus)、狹翅雛蝗(Chorthippus dubius),在7 月下旬為蝗蟲發(fā)生高峰期[7]; 陜西省榆林市4—10月優(yōu)勢(shì)種為大墊尖翅蝗 (Epacromius coerulipes)、黃脛小車蝗(Oedaleus infernalis Saussure)、中華劍角蝗(Acrida cinerea)等,蝗蟲總密度于6 月形成第一次高峰期[8];青海省東北部與甘肅西部交界祁連山高山草地蝗蟲優(yōu)勢(shì)種為紅翅皺膝蝗(Angaracris rhodopa)、 亞洲小車蝗 (Oedaleus decorus asiaticus)等,該地蝗蟲在5 月下旬至9 月中下旬均有孵化出土現(xiàn)象[9]。
大慶市位于松嫩平原中部, 黑龍江省的西南部,處于松花江、嫩江一級(jí)階地,以多年生草本植物為主,土地資源具有地域廣闊、地勢(shì)平坦、土壤肥力高、利用類型齊全等特點(diǎn)[10],天然牧草資源豐富,主要有羊草(Leymus chinensis)、星星草(Puccinellia tenuiflora)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、藤蒿(Chrysanthemum coronarium)等,豐富的牧草資源為畜牧業(yè)發(fā)展提供了良好條件, 也為各種昆蟲提供了適宜的生存環(huán)境。 大慶市草地蝗科昆蟲危害日益加重,但調(diào)查研究較少,滯后于其他地區(qū)[11]。該研究在2018 年5—8 月通過對(duì)黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)3 個(gè)不同程度人為干擾的牧場(chǎng)草原進(jìn)行12 次調(diào)查,對(duì)蝗蟲物種數(shù)、共有種、種群密度、種群密度隨時(shí)間變化規(guī)律進(jìn)行研究, 分析蝗蟲種群密度的時(shí)間動(dòng)態(tài)變化規(guī)律, 為當(dāng)?shù)氐牟菰O(jiān)管部門制定防制蟲害策略提供有力的實(shí)踐支撐。
根據(jù)黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)牧場(chǎng)草原分布狀況, 并遵循覆蓋大慶市主要草地區(qū)域的原則設(shè)置樣地,該研究于2018 年在黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)星火牧場(chǎng)、銀浪牧場(chǎng)、紅驥牧場(chǎng)進(jìn)行。 星火牧場(chǎng)是中國第一批國有農(nóng)牧場(chǎng)之一, 位于松嫩平原中部,市區(qū)的西北部,南與紅驥牧場(chǎng)相連,北與林甸縣紅旗鎮(zhèn)搭界,為原生態(tài)草地;銀浪牧場(chǎng)成立于2002 年,地處黑龍江省西北部,讓胡路區(qū)南部,屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),雨熱同季,該牧場(chǎng)與農(nóng)田和牧場(chǎng)有一定的交錯(cuò);紅驥牧場(chǎng)始建于1952年,位于松嫩平原中部,大慶市西北部,地勢(shì)平坦寬闊,資源豐富,屬于半干旱草原地帶,草地退化較嚴(yán)重,經(jīng)改良有所恢復(fù)。星火牧場(chǎng)與銀浪牧場(chǎng)以草本植物為主,是未經(jīng)改良的天然草地;紅驥牧場(chǎng)為退化后經(jīng)改良的半天然半人工草地。
1.2.1 樣地設(shè)置在讓胡路區(qū)主要草地類型——低地草甸草原設(shè)置3 個(gè)人為干擾不同程度的樣地;輕度干擾草地為僅進(jìn)行刈割管理的天然草地,草地生產(chǎn)力高,植被蓋度在90%以上;中度干擾草地為刈割管理退牧草地,草地生產(chǎn)力中等,植被蓋度為50%~70%; 輕度干擾草地為重度放牧生態(tài)恢復(fù)草地,刈割管理,草地生產(chǎn)力較低,植被蓋度在50%以下(見表1)。
表1 研究樣地設(shè)置
1.2.2 試驗(yàn)儀器手持捕蟲網(wǎng)(30 cm)、馬氏捕蟲網(wǎng)、奧林巴斯光學(xué)顯微鏡、GPS 定位儀(北京創(chuàng)宇星通科技有限公司)等。
1.2.3 調(diào)查方法每個(gè)研究樣地間隔1 000 m,共設(shè)置3 個(gè)調(diào)查樣地。 蝗蟲種群密度調(diào)查采用樣方法,每個(gè)調(diào)查樣地設(shè)置3 個(gè)調(diào)查樣方,樣方大小為1 m×1 m, 使用昆蟲立體罩網(wǎng)樣方框進(jìn)行調(diào)查;種類調(diào)查采用樣方框法與掃網(wǎng)法相結(jié)合。 2018 年5—8 月,每周調(diào)查1 次,共調(diào)查12 次。 將捕捉到的蝗蟲放入收集袋,帶回實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行種類鑒定。
使用SPSS 17.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)3 種干擾程度草地蝗蟲種群密度進(jìn)行單因素方差分析, 使用Duncan′s 新復(fù)極差法檢驗(yàn)差異顯著性。 對(duì)測(cè)得的各變量因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行整理, 使用Excel 2010 進(jìn)行處理,繪制表格并分析。
蝗蟲優(yōu)勢(shì)度的計(jì)算方法:
公式(1)中,max(Ni)指樣地第i 個(gè)種類蝗蟲在年度多次調(diào)查中數(shù)目最大的調(diào)查值;n 為蝗蟲種類數(shù)。
蝗蟲年度種群密度計(jì)算方法:
公式(2)中,單位面積上Ni 為第i 個(gè)種類每次調(diào)查值;n 為年度內(nèi)調(diào)查的次數(shù)。
該研究對(duì)讓胡路區(qū)牧場(chǎng)草地3 種不同程度干擾的蝗蟲種類進(jìn)行分析,經(jīng)大面積掃網(wǎng)捕捉,共獲取蝗蟲11 種,分別是中華稻蝗(Oxya chinensis)、寬翅曲背蝗(Pararcyptera microptera meridionalis)、大墊尖翅蝗(Epacromius coerulipes)、毛足棒角蝗(Dasyhippus barbipes)、 中 華 劍 角 蝗(Acrida cinerea)、紅翅皺膝蝗(Angaracris rhodopa)、白邊雛蝗 (Chorthippus albomarginatus)、 亞 洲 小 車 蝗(Oedaleus decorus asiaticus)、 黃 脛 小 車 蝗(Oedaleus infernalis Saussure)、 笨 蝗(Haplotropis brunneriana Saussure)、菱蝗(pygmy grasshoppers),如圖1 所示。
樣地在重度干擾、中度干擾和輕度干擾下,蝗蟲種類分別為9 種、10 種、10 種,差異不顯著(P>0.05)。 中華稻蝗、毛足棒角蝗、寬翅曲背蝗、大墊尖翅蝗、白邊雛蝗、中華劍角蝗、笨蝗、黃脛小車蝗在3 種程度干擾草地均有分布, 中華稻蝗優(yōu)勢(shì)度均為70%, 為共同優(yōu)勢(shì)種, 亞優(yōu)勢(shì)種為大墊尖翅蝗、毛足棒角蝗、寬翅曲背蝗,其他種類占比不大。
輕度干擾、中度干擾、重度干擾草地蝗蟲種群密度分別為3.37、4.66、5.10 頭/m2, 差異顯著 (P<0.05)。 對(duì)各個(gè)種類蝗蟲密度分別進(jìn)行比較研究,結(jié)果表明, 優(yōu)勢(shì)種中華稻蝗在中度干擾與重度干擾草地種群密度顯著(P<0.05)高于輕度干擾,亞優(yōu)勢(shì)種大墊尖翅蝗、 寬翅曲背蝗重度干擾草地均顯著(P<0.05)高于輕度干擾與中度干擾草地,菱蝗僅分布在輕度干擾草地, 種群密度1.17 頭/m2;亞洲小車蝗僅分布在中度干擾草地, 種群密度0.63 頭/m2, 其余種類蝗蟲種群密度差異不顯著(P>0.05)(見圖1)。
圖1 3 種不同程度干擾下草地蝗蟲種類、種群密度
2018 年5 月27 日起, 間隔1 周連續(xù)進(jìn)行12次蝗蟲種群調(diào)查,繪制草地輕度干擾、中度干擾、重度干擾下的蝗蟲種群密度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)(見圖2)。 由圖2 可知,5 月27 日至6 月23 日輕度干擾草地蝗蟲種群密度呈波動(dòng)遞增變化趨勢(shì),但差異不顯著(P>0.05),6 月29 日達(dá)到年度峰值(8.5 頭/m2), 隨后呈下降趨勢(shì),8 月下旬種群密度趨近于零, 整體種群密度均值隨時(shí)間的變化呈先升高后降低趨勢(shì), 波動(dòng)程度較小;5 月27 日至6月9 日中度干擾草地蝗蟲種群密度呈上升變化趨勢(shì), 峰值為14.5 頭/m2,7 月和8 月6 次調(diào)查的蝗蟲種群密度呈下降趨勢(shì),差異不顯著(P>0.05);5月27 日至6 月2 日重度干擾草地蝗蟲種群密度隨時(shí)間的增加而升高,隨后呈下降趨勢(shì),6 月2 日至7 月15 日蝗蟲種群密度顯著(P<0.05)高于其他時(shí)期。輕度干擾草地的蝗蟲種群密度峰值最小、年度發(fā)生程度最輕,各次調(diào)查結(jié)果差異最小,減輕人為干擾, 對(duì)草地實(shí)行適度管理能夠防止草地蝗蟲災(zāi)害的發(fā)生。
圖2 3 種不同程度干擾下草地蝗蟲種群密度隨時(shí)間的變化
黑龍江省西部松嫩平原地區(qū)如大慶市、 杜蒙縣、肇源縣及肇州縣等是主要畜牧產(chǎn)區(qū)。該地區(qū)草地由于特殊的自然地理及氣候條件, 蝗蟲種類較多[11]。 該研究發(fā)現(xiàn)2018 年5—8 月讓胡路區(qū)牧場(chǎng)草地在3 種不同程度干擾下蝗蟲共11 種,中華稻蝗種群密度最大,是松嫩草場(chǎng)主要優(yōu)勢(shì)種之一,與王皙瑋等[12]對(duì)大慶市讓胡路區(qū)蝗蟲群落時(shí)間動(dòng)態(tài)變化研究內(nèi)容一致。 重度干擾程度的紅驥牧場(chǎng)是退化改良型草地, 植被覆蓋度和生物量均不及另外兩個(gè)牧場(chǎng),地表裸露面積較大。 馬景川等[13]研究表明, 放牧強(qiáng)度的增加使植被地上總生物量呈下降趨勢(shì),引起蝗蟲種群密度的增加,該研究表明重度干擾草地蝗蟲災(zāi)害較為嚴(yán)重, 應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該程度干擾下草地蝗蟲防制工作。
草地受重度人為干擾會(huì)使蝗蟲種群發(fā)生時(shí)間提前,牧草產(chǎn)量降低,對(duì)蝗蟲早期生長影響較大,使蝗蟲種群密度呈增長趨勢(shì)。因此,需控制好牧民的放牧量,保障生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[14],對(duì)優(yōu)勢(shì)種中華稻蝗及亞優(yōu)勢(shì)種大墊尖翅蝗做到適期防制[15],在不同時(shí)間對(duì)大慶市3 種不同程度干擾草地開展全面系統(tǒng)的蝗蟲防制工作。
大慶市讓胡路區(qū)牧場(chǎng)草地在3 種程度干擾下蝗蟲種數(shù)共11 種,中華稻蝗為共同優(yōu)勢(shì)種,重度干擾草地蝗蟲總密度達(dá)峰值時(shí)間最早,為6 月2日,密度最大(16.5 頭/m2),平均密度最大(5.10 頭/m2)。3 種干擾下蝗蟲種群密度變化趨勢(shì)為5—6 月升高,6 月中旬達(dá)到高峰期,6—8 月降低。 與重度干擾和中度干擾相比, 輕度干擾能夠降低草地蝗蟲種群密度,延后蝗蟲數(shù)量高峰期的到達(dá)時(shí)間。