摘要 為了解雙擁公園不同生境訪花昆蟲(chóng)資源及其多樣性,調(diào)查了不同生境類型中的訪花昆蟲(chóng)資源與分布情況。結(jié)果表明,本研究共采集與觀察到訪花昆蟲(chóng)1 548只,隸屬于6目42科89種,野生與栽培植物共記錄1 308株,隸屬于17科40種。不同生境傳粉昆蟲(chóng)多樣性指數(shù)(H′)由高到低為灌木生境gt;路邊花草生境gt;草甸生境gt;喬木生境;均勻度指數(shù)(J)由高到低為灌木生境gt;路邊花草生境gt;草甸生境gt;喬木生境;優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)由高到低為灌木生境gt;路邊花草生境gt;草甸生境gt;喬木生境。不同花色及花形對(duì)訪花者的吸引存在較大差別。本研究為分析訪花昆蟲(chóng)對(duì)不同植物環(huán)境選擇的內(nèi)在因素及其特征研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為區(qū)域自然生態(tài)保護(hù)和管理提供了依據(jù)。
關(guān)鍵詞 訪花昆蟲(chóng);生境類型;群落組成;物種多樣性;資源調(diào)查
中圖分類號(hào) Q968.1" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A" " 文章編號(hào) 1007-7731(2024)16-0058-04
DOI號(hào) 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.16.014
Diversity and variation of flower-visiting insects in different habitats in the Shuangyong Park
ZHANG Yiwei" " LIU Jiaxin" " XING Yiwen" " HE Siyu" " SHAO Yuqi" " LUO Zhiwen
(College of Biology and Agriculture, Jiamusi University, Jiamusi 154007, China)
Abstract To understand the resources and diversity of flower-visiting insects in the different habitats of the Shuangyong Park, the resources and distribution of flower-visiting insects in different habitat types were investigated. The results indicated that a total of 1 548 flower-visiting insects were collected and observed, belonging to 6 orders, 42 families, and 89 species, with a total of 1 308 wild and cultivated plants recorded, belonging to 17 families and 40 species. The diversity index (H') of pollinator insects in different habitats, from high to low was shrub habitat gt; roadside flower habitat gt; meadow habitat gt; tree habitat; the evenness index (J), from high to low was shrub habitat gt; roadside flower habitat gt; meadow habitat gt; tree habitat; and the richness index (D), from high to low was shrub habitat gt; roadside flower habitat gt; meadow habitat gt; tree habitat. The study found that there were significant differences in the attraction of flower visitors by different flower colors and shapes. This research provided basic data for analyzing the intrinsic factors and patterns of flower-visiting insects’ habitat selection in different plant environments, and offers a basis for the protection and management of regional natural ecosystems.
Keywords flower-visiting insects; habitat types; community composition; species diversity; resource survey
陸地生態(tài)系統(tǒng)中,野生植物和訪花昆蟲(chóng)是相互依存、相互影響的重要組成部分[1]。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展進(jìn)化,訪花昆蟲(chóng)與植物之間形成了互利共生的關(guān)系,訪花昆蟲(chóng)成為大部分植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中必不可少的一部分,植物也進(jìn)化出許多吸引訪花昆蟲(chóng)的花部特征[2]。孟慶繁等[3]研究發(fā)現(xiàn),訪花昆蟲(chóng)的訪花行為與植物的花部特征明顯相關(guān),并且不同的訪花者對(duì)不同的花部特征有偏愛(ài)性。各種訪花昆蟲(chóng)被不同植物的花吸引,形成各式各樣的搭配,部分會(huì)形成穩(wěn)定的傳粉關(guān)系[4-5],二者之間存在互利共生關(guān)系,這不僅對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用,而且對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有積極意義[6]。
公園作為一種充滿生機(jī)的自然生態(tài)系統(tǒng),對(duì)其植物和訪花昆蟲(chóng)的多樣性及其變化特征進(jìn)行研究,不僅可以為公園的園林綠化建設(shè)提供參考,而且可以為區(qū)域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。本研究調(diào)查了雙擁公園不同生境類型中的訪花昆蟲(chóng)資源與分布情況,以了解其昆蟲(chóng)多樣性及變化特征。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)基本情況
雙擁公園位于黑龍江佳木斯西南部,地處松花江、黑龍江和烏蘇里江交匯的三江平原,地理坐標(biāo)130°20′~135°35′ E,46°48′~48°36′ N,面積約9.2 hm2。地理位置獨(dú)特,地勢(shì)較為平坦,環(huán)境怡人,自然景色優(yōu)美。年有效積溫約2 520 ℃,年平均氣溫3 ℃,冬季平均氣溫-20 ℃,極端最低氣溫-36 ℃,夏季平均氣溫22 ℃,極端最高溫度35 ℃,冬長(zhǎng)夏短,無(wú)霜期130 d左右,年平均降水量510 nm,夏季雨量充沛,土質(zhì)肥沃,非常適合植物生長(zhǎng)。野生植物種類繁多,植物生命力較旺盛,為訪花昆蟲(chóng)提供充足的食物來(lái)源。
1.2 訪花昆蟲(chóng)調(diào)查方法
1.2.1 訪花昆蟲(chóng)" 研究區(qū)樣地按生境類型可劃分為草甸生境、路邊花草生境、灌木生境和喬木生境,對(duì)這4種生境中的訪花昆蟲(chóng)進(jìn)行調(diào)查與分類鑒定。日采集和觀察時(shí)間集中于8:00—18:00,每個(gè)植物群落觀察30~60 min,觀察期間使用相機(jī)記錄昆蟲(chóng)動(dòng)態(tài),確定不同生境訪花昆蟲(chóng)的組成情況。
訪花昆蟲(chóng)采用網(wǎng)捕法、黃粘板捕捉法和黃盤(pán)法等多種方式獲取。鱗翅目、蜻蜓目等有翅昆蟲(chóng)采用網(wǎng)捕法進(jìn)行采樣,采集后放入三角袋內(nèi)分類保存[7]。根據(jù)昆蟲(chóng)對(duì)黃色的強(qiáng)烈趨性,采用黃盤(pán)法和黃粘板捕捉法進(jìn)行采樣,將采集到的昆蟲(chóng)拍照,記錄形態(tài)特征和采集信息,并利用《昆蟲(chóng)識(shí)別圖鑒》[8]和《中國(guó)昆蟲(chóng)生態(tài)大圖鑒》[9]等專業(yè)文獻(xiàn)對(duì)采集到的訪花昆蟲(chóng)進(jìn)行分類鑒定,對(duì)其多樣性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
1.2.2 蜜源植物" 蜜源植物野外研究主要采用樣方法和樣線法,研究區(qū)共設(shè)10個(gè)2 m×2 m標(biāo)準(zhǔn)樣方,樣方間距≥100 m,共設(shè)10條10 m樣線[10]。調(diào)查過(guò)程中采用GPS定位儀進(jìn)行定位,記錄經(jīng)緯度與海拔高度。使用攝相機(jī)或手機(jī)對(duì)蜜源植物性狀進(jìn)行拍攝記錄[11]。將采集到的植物標(biāo)本采用臘葉標(biāo)本制作法進(jìn)行處理和保存,對(duì)部分植物標(biāo)本進(jìn)行消毒處理,并記錄標(biāo)本的采集地點(diǎn)、采集人和采集日期等信息[12-13]。
1.3 生態(tài)學(xué)指數(shù)測(cè)定方法
采用生態(tài)學(xué)指數(shù)分析訪花昆蟲(chóng)多樣性。群落多樣性指數(shù)[14]([H′]):根據(jù)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)公式計(jì)算,如式(1)。
[H′=-∑PilnPi] (1)
式(1)中,Pi為重要值([Pi=Ni/N]);Ni為第i種的個(gè)體數(shù);N為群落中總的個(gè)體數(shù)。
優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D):根據(jù)Berger-Parker優(yōu)勢(shì)度指數(shù)公式計(jì)算,如式(2)。
[D=Nmax/Nt] (2)
式(2)中,Nmax為優(yōu)勢(shì)種種群數(shù)量;Nt為全部種的種群數(shù)量之和。優(yōu)勢(shì)種確定:各個(gè)生境物種的個(gè)體數(shù)量≥25。
均勻度指數(shù)(J):根據(jù)Pielou均勻度指數(shù)公式計(jì)算,如式(3)。
[J=H′/lnS] (3)
式(3)中,H′為Shannon-Wiener多樣性指數(shù);S為物種數(shù)。
1.4 昆蟲(chóng)訪花行為觀測(cè)
在研究區(qū)選擇觀測(cè)點(diǎn),選定生長(zhǎng)狀況良好的蜜源植物作為觀察對(duì)象,對(duì)其花色和花形等花部特征進(jìn)行記錄。選取連續(xù)的8朵蜜源植物,距花1.0~1.5 m處,每天8:00—18:00進(jìn)行觀察,連續(xù)觀察15 d[15],記錄觀察點(diǎn)的天氣和溫度,調(diào)查不同花色蜜源植物和天氣狀況對(duì)昆蟲(chóng)訪花行為的影響。將采集花粉并攜帶花粉接觸花藥或柱頭的昆蟲(chóng)定義為有效傳粉者,記錄有效傳粉者的訪花頻率與停留時(shí)間[16],以30 min為單位,記錄單位時(shí)間內(nèi)蜜源植物的訪花昆蟲(chóng)種類、數(shù)量和訪花效率。
1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
采用Excel 2021與DPS 7.05統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同生境訪花昆蟲(chóng)的組成
對(duì)研究區(qū)不同生境訪花昆蟲(chóng)進(jìn)行調(diào)查,共記錄訪花昆蟲(chóng)1 548只,隸屬于6目42科89種。其中,雙翅目12科33種593只,鞘翅目12科21種190只,膜翅目6科15種423只,鱗翅目5科11種261只,半翅目5科7種74只,以及蜻蜓目2科2種7只。
由調(diào)查結(jié)果可以看出,雙翅目訪花昆蟲(chóng)的個(gè)體數(shù)最多,為593只,占比38.31%;其次是膜翅目、鱗翅目、鞘翅目和半翅目訪花昆蟲(chóng);蜻蜓目訪花昆蟲(chóng)個(gè)體數(shù)最少,僅7只,占比0.45%。根據(jù)昆蟲(chóng)個(gè)體數(shù)量得知,優(yōu)勢(shì)訪花昆蟲(chóng)共7種,分別為膜翅目蜜蜂科蜜蜂屬的中華蜜蜂(Apis cerana cerana)、意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica),蜜蜂科熊蜂屬的明亮熊蜂(Bombus lucorum);其次為雙翅目食蚜蠅科黑帶食蚜蠅屬的黑帶食蚜蠅(Episyrphus balteatus),食蚜蠅屬的凹帶食蚜蠅(Syrphus nitens);鱗翅目的絹粉蝶(Aporia crataegi)和藍(lán)灰蝶(Everes argiades)。
2.2 不同生境蜜源植物和訪花昆蟲(chóng)的多樣性
對(duì)研究區(qū)4種生境中蜜源植物進(jìn)行調(diào)查,共記錄野生與栽培蜜源植物1 308株,隸屬于17科40種。其中,草甸生境的蜜源植物物種數(shù)目最多,為11科24種666株,其中菊科為優(yōu)勢(shì)蜜源植物,共5種176株,占比26.43%;路邊花草生境共7科12種200株;灌木生境有11科22種314株;喬木生境有10科16種128株。4種生境中,植株數(shù)目最多的植物為菊科植物蒲公英(Taraxacum mongolicum),共185株。
不同生境傳粉昆蟲(chóng)的生態(tài)學(xué)指數(shù)見(jiàn)表1,其中,多樣性指數(shù)(H′)由高到低依次為灌木生境gt;路邊花草生境gt;草甸生境gt;喬木生境;均勻度指數(shù)(J)由高到低為灌木生境gt;路邊花草生境gt;草甸生境gt;喬木生境;優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)由高到低為灌木生境gt;路邊花草生境gt;草甸生境gt;喬木生境。灌木生境訪花昆蟲(chóng)種類多,傳粉昆蟲(chóng)的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)較高。喬木生境的傳粉昆蟲(chóng)多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)均最低,其原因可能是高大的喬木遮擋了部分光源,導(dǎo)致下層植物的生長(zhǎng)受到影響。
2.3 不同生境中優(yōu)勢(shì)訪花昆蟲(chóng)種類
對(duì)不同生境優(yōu)勢(shì)訪花昆蟲(chóng)種類和數(shù)量進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果表明,喬木生境優(yōu)勢(shì)訪花昆蟲(chóng)均為蜜蜂科,個(gè)體數(shù)量依次為明亮熊蜂gt;西方蜜蜂gt;中華蜜蜂。灌木生境優(yōu)勢(shì)訪花昆蟲(chóng)隸屬于4科,灰蝶科1種,粉蝶科1種,蜜蜂科3種及麗蠅科1種,個(gè)體數(shù)量依次為藍(lán)灰蝶gt;意大利蜜蜂gt;明亮熊蜂=絹粉蝶gt;壺綠蠅(Lucilia ampullacea ampullacea)gt;中華蜜蜂。草甸生境優(yōu)勢(shì)訪花昆蟲(chóng)隸屬于3科,蜜蜂科2種,食蚜蠅科2種,粉蝶科1種,個(gè)體數(shù)量依次為中華蜜蜂gt;黑帶食蚜蠅=絹粉蝶gt;意大利蜜蜂gt;凹帶食蚜蠅。路邊花草生境優(yōu)勢(shì)訪花昆蟲(chóng)隸屬于3科,蜜蜂科1種,食蚜蠅科1種,粉蝶科1種,個(gè)體數(shù)量依次為中華蜜蜂gt;黑帶食蚜蠅gt;斑緣豆粉蝶(Colias erate)。
2.4 不同花色對(duì)昆蟲(chóng)訪花行為的影響
本研究發(fā)現(xiàn),到訪黃色花朵的昆蟲(chóng)數(shù)量最多,為94只;到訪粉色、紅色花朵的昆蟲(chóng)數(shù)量多于到訪紫色、藍(lán)紫色花朵;到訪深藍(lán)色花朵的昆蟲(chóng)數(shù)量最少,為11只。調(diào)查發(fā)現(xiàn),蝶類較喜采食具有花蜜且有黃色花朵的植物有蒲公英、苦荬菜(Ixeris chinensis)和白屈菜(Chelidonium majus),具有紅、粉色的植物有山刺玫(Rosa davurica)、芍藥(Paeonia lactiflora)和錦帶花(Weigela florida)等。食蚜蠅科昆蟲(chóng)更愛(ài)采食蒲公英、芍藥和剪刀股(Ixeris japonica)等。蜜蜂科昆蟲(chóng)采食花蜜的能力強(qiáng),范圍廣,更傾向采食旋花(Calystegia sepium)、蒲公英、白車軸草(Trifolium repens),單位面積、單位時(shí)間內(nèi)蜜蜂科在這3種蜜源植物上的個(gè)體數(shù)量較多。
2.5 訪花昆蟲(chóng)的訪花效率分析
調(diào)查發(fā)現(xiàn),環(huán)境的溫度、濕度和光照會(huì)對(duì)訪花昆蟲(chóng)的訪花行為造成影響。昆蟲(chóng)訪花行為主要發(fā)生在晴天9:00—14:00;在陰雨天氣前1~2 h,訪花昆蟲(chóng)的數(shù)量會(huì)大幅度減少,雨過(guò)天晴幾小時(shí)后昆蟲(chóng)的訪花活動(dòng)逐漸增多。在本次調(diào)查中,黑帶食蚜蠅、中華蜜蜂訪花高峰多出現(xiàn)在10:30—11:30,并在13:30—14:30時(shí)再次達(dá)到高峰。而絹粉蝶有所不同,其訪花頻率較低且較穩(wěn)定。處于訪花高峰時(shí)段的中華蜜蜂的訪花頻率明顯高于9:30—10:30和12:30—13:30時(shí)段,黑帶食蚜蠅也存在明顯差異。絹粉蝶各時(shí)段訪花頻率差異并不明顯,訪花頻率比較發(fā)現(xiàn),中華蜜蜂明顯高于黑帶食蚜蠅和絹粉蝶。
3 結(jié)論與討論
本研究調(diào)查了研究區(qū)不同生境類型中的訪花昆蟲(chóng)資源及蜜源植物的分布情況,探索公園不同生境與訪花昆蟲(chóng)間的相互關(guān)系,以及昆蟲(chóng)的訪花特征。調(diào)查發(fā)現(xiàn),植物與訪花昆蟲(chóng)之間存在互利共生關(guān)系,不同種類的訪花昆蟲(chóng)對(duì)植物花部特征具有偏好性,不同花色及花形對(duì)訪花者的吸引存在較大差別[17],如蠅類喜淡色及放射性對(duì)稱的花,如菊科等[18],從而影響其訪花特征。在整個(gè)訪花過(guò)程中,昆蟲(chóng)觸角、頭部和足部的脛節(jié)等會(huì)接觸花粉并運(yùn)輸,最終完成傳粉。昆蟲(chóng)的訪花行為受外界環(huán)境影響,晴天為訪花昆蟲(chóng)活動(dòng)的高峰期[19-21],昆蟲(chóng)訪花頻率與停留時(shí)間呈負(fù)相關(guān),訪花頻率較高的昆蟲(chóng),停留時(shí)間較短[22]。
訪花昆蟲(chóng)在生態(tài)系統(tǒng)中,特別是在植物傳粉過(guò)程中扮演重要角色。植物可以借助昆蟲(chóng)傳粉實(shí)現(xiàn)受精過(guò)程,提高雜交優(yōu)勢(shì),提高果實(shí)、種子的產(chǎn)量和質(zhì)量,是農(nóng)林作物豐產(chǎn)的必要條件。通過(guò)對(duì)區(qū)域訪花昆蟲(chóng)多樣性及其變化特征進(jìn)行研究,可以進(jìn)一步了解當(dāng)?shù)刂参锖驮L花昆蟲(chóng)的資源情況,為區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)和生物多樣性保護(hù)提供參考。
參考文獻(xiàn)
[1] 官昭瑛,吳艷光,袁海濱,等. 昆蟲(chóng)訪花機(jī)制研究概述[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,27(6):608-613.
[2] FERDIAN,ISTIAJI B,BUCHORI D. A systematic review of flower-visiting insect community research on agricultural crops in Indonesia[J]. IOP conference series:earth and environmental science,2023,1220(1):012017.
[3] 孟慶繁,郭彥林,李燕. 長(zhǎng)白山亞高山草甸植物花部特征及對(duì)昆蟲(chóng)訪花行為的影響[J]. 北華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2022,23(6):753-756.
[4] 欽俊德. 昆蟲(chóng)與植物的關(guān)系:論昆蟲(chóng)與植物的相互作用及其演化[M]. 北京:科學(xué)出版社,1987.
[5] 李俊蘭,潘斌,格日勒,等. 瀕危植物柄扁桃的傳粉者及其訪花行為[J]. 生態(tài)學(xué)雜志,2011,30(7):1370-1374.
[6] 楊漢波,張蕊,宋平,等. 木荷主要傳粉昆蟲(chóng)的傳粉行為[J]. 生態(tài)學(xué)雜志,2017,36(5):1322-1329.
[7] 任炳忠,王貴強(qiáng),魯瑩. 吉林昆蟲(chóng)[M]. 哈爾濱:黑龍江大學(xué)出版社,2015.
[8] 韓永植. 昆蟲(chóng)識(shí)別圖鑒[M]. 鄭丹丹,譯. 鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社,2017.
[9] 張巍巍,李元?jiǎng)?中國(guó)昆蟲(chóng)生態(tài)大圖鑒[M]. 重慶:重慶大學(xué)出版社,2011.
[10] 李虹,楊洪升,岳明,等.大佳河自然保護(hù)區(qū)植物群落多樣性調(diào)查[J].中國(guó)林副特產(chǎn),2019(1):62-64.
[11] 穆丹,梁英輝.佳木斯雙擁公園觀賞植物資源調(diào)查與評(píng)析[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2013,19(15):93-94.
[12] 中國(guó)科學(xué)院北京植物研究所.中國(guó)高等植物圖鑒[M].北京:科學(xué)出版社,1972.
[13] 陳新蘭,雷雪萍,扎羅,等.西藏蜜源植物調(diào)查分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2020(13):125-128.
[14] 左玉昊,楊舒涵,王佳寧,等.扎龍自然保護(hù)區(qū)傳粉昆蟲(chóng)多樣性及其行為學(xué)觀察[J].生物災(zāi)害科學(xué),2021,44(2):190-193.
[15] 席歐彥,王晨日,古麗奴爾·吐拉西,等.伊犁河谷野果林傳粉昆蟲(chóng)物種多樣性及訪花行為特征[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2024,61(1):190-198.
[16] 韓曉云,郭鵬,周亞星喬,等.申家店林區(qū)早春不同生境植物群落多樣性分析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2022,42(16):50-53.
[17] 紀(jì)霜,楊麗,閆淑君,等.植物花部特征與訪花昆蟲(chóng)互作關(guān)系研究進(jìn)展[J].世界林業(yè)研究,2023,36(2):26-31.
[18] 楊麗,閆淑君,紀(jì)霜,等.中國(guó)訪花昆蟲(chóng)研究進(jìn)展[J].世界林業(yè)研究,2022,35(4):70-75.
[19] 王麗麗,張景威,楊舒涵,等.凈月潭公園森林浴場(chǎng)不同環(huán)境訪花昆蟲(chóng)資源調(diào)查[J].生物災(zāi)害科學(xué),2019,42(4):302-306.
[20] 郭江莉,冷寒冰,奉樹(shù)成.中華蜜蜂對(duì)4種園藝花卉的訪花行為研究[J].園林,2020(12):65-69.
[21] 杜秀娟,吉國(guó)強(qiáng),張芳,等.山西省幾種生境訪顯花昆蟲(chóng)多樣性分析[J].吉林林業(yè)科技,2021,50(1):25-30.
[22] 郝德君,胡海桃,陳娟,等.南京市早春訪花昆蟲(chóng)種類及其行為研究[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,39(11):33-38.
(責(zé)任編輯:何 艷)
安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)2024年16期