农田景观格局对稻田越冬蜘蛛和步甲的影响

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江西省土地利用模式有“六山一水二分田,一分道路和庄园”的典型特征,有着优良而独特的区域农田景观生态资源。许多农田分布在丘陵山区地带,农田周边常伴有较高比例的森林生境,整个区域农田景观从复杂到简单,农田景观多样性层次差异性显著。冬季作物收割后,无论对于害虫还是天敌其生境都发生巨大变化。本论文研究重点关注梯度比例农田生境条件对农田冬季蜘蛛类和步甲类的影响,系统解析蜘蛛和步甲种类、丰富度对不同农田景观背景的响应机制以及与各景观因子间的相关性,并分析冬季休耕稻田以及冬种油菜田地表捕食性天敌种类及多样性。为此,基于南昌、宜春、九江、丰城等地区20个典型小规模农田景观开展了关于农田景观格局对蜘蛛、步甲的生物多样性影响的研究。1.不同农田景观背景下蜘蛛、步甲群落多样性应用陷阱法对地表节肢动物进行取样、鉴定与分析,评估蜘蛛、步甲群落的种类多样性和丰富度。对不同样地(研究对象为休耕稻田)蜘蛛、步甲进行生物多样性分析。结果表明:不同景观背景下,陷阱法捕获的稻田蜘蛛生物多样性指数大部分之间没有差异性,除样点老基熊家(JX)显著低于样点六坊村(SF)、上林(SL),其他样点间没有显著性差异。蜘蛛物种丰富度指数表明所有样地之间均无显著性差异。这是因为休耕稻田蜘蛛在水稻收割后依旧会返回田中活动但种类变化不大。在对步甲的调查发现,有5块样地仅收到一种步甲,其生物多样性指数和丰富度指数均为0。步甲的物种丰富度指数变化幅度较大,方家老基(FJ)、上莘(SX)、洲上闵家(ZS)物种丰富度指数显著低于样点观里(GL)、向坊村(FC)。步甲多样性指数变化幅度较大,样地上莘(SX)、洲上闵家(ZS)显著低于样地观里(GL)、石上村(SC)。2.不同农田景观格局对蜘蛛分布动态影响通过调查整个冬季蜘蛛种群分布我们发现:食虫沟瘤蛛Ummeliata insecticeps,隆背微蛛Erigone prominens,四点亮腹蛛Singa pygmaea,豹蛛属Pardosa,前凹小水狼蛛Piratula procurva,双尖齿螯蛛Enoplognatha diodonta,拟环纹豹蛛Pardosa pseudoannulata,共占了全部蜘蛛个体数的93.05%,其余蜘蛛未知种为6.95%。通过分析20块休耕稻田蜘蛛的活动密度及种类,发现不同样地间蜘蛛活动密度无显著性差异,蜘蛛种类有显著性差异(P=0.02)。且在调查中发现试验样地附近进行高标准农田整治会显著降低蜘蛛的活动密度和种类。比对相同农田景观背景下8块油菜田和休耕稻田蜘蛛活动密度及种类分析,发现有5块稻田蜘蛛活动密度显著高于油菜田蜘蛛活动密度,1块稻田蜘蛛种类显著高于油菜田蜘蛛种类。油菜田不同样地蜘蛛活动密度差异较大,但蜘蛛物种种类差别不大。蜘蛛物种多样性及物种丰富度指数在特定景观尺度下均与休耕地比例(Unused land%)、景观-香浓指数(Landscape-Shannon%)呈显著正相关,与建筑用地比例(Construction land%)呈显著负相关。蜘蛛优势种群有7种,通过对优势种蜘蛛与农田景观背景参数进行相关性分析,发现6种农田景观参数中休耕地面积比例显著影响蜘蛛的活动密度,但不同优势种蜘蛛在不同景观尺度下的景观响应有所不同。大部分蜘蛛与建筑用地比例呈显著负相关关系。在冬季作物收割后,果园、林地比例也会显著影响蜘蛛活动密度,其中果园比例均显著正相关地影响着蜘蛛活动密度,表明冬季果园可以为蜘蛛提供越冬栖息地和维持生命活动所需的食物资源。此外,蜘蛛的活动密度大多与不同景观系数之间呈互补关系,表明景观因子以互补的方式发挥作用。3.不同农田景观格局对步甲分布动态影响通过调查冬季的步甲种群分析,我们发现,铜细胫步甲Agonum chalcomus,光跗通缘步甲Pterostichus liodactylus,两种优势步甲共占了全部步甲样品数量的73.13%。通过分析20块休耕稻田步甲的活动密度及种类,发现不同样地间步甲活动密度有显著性差异(P<0.01),步甲种类有显著性差异(P<0.01)。比对相同农田景观背景下8块油菜田和稻田步甲种群活动密度及种类分析,发现有2块油菜田步甲活动密度显著高于稻田步甲活动密度,1块油菜田步甲种类显著高于稻田步甲种类。有两块油菜田样地因为取样次数少于其他样地且取样时期为冬季后期,因此显示稻田步甲活动密度和种类均高于油菜田步甲活动密度和种类。油菜田不同样地步甲活动密度差异不大,且步甲种类没有差异性。在特定的景观尺度下,步甲物种多样性与草地比例(Grassland%)呈显著正相关,与建筑用地比例(Construction%)呈显著负相关。在1.5Km农田景观尺度下步甲物种丰富度与休耕地比例(Unused land%)呈显著正相关,与建筑用地比例(Construction%)、景观-香浓指数(Shannon%)、草地比例(Grassland%)呈显著负相关。步甲作为典型的生物指示种在其生境遭到巨大破坏后,物种活动密度及种类也会相应发生改变。通过分析农田周边半自然生境与步甲活动密度的相关性,发现林地是步甲倾向活动的一类生境,而果园比例(Orchard land%)、草地比例也与优势步甲-铜细胫步甲的活动密度呈显著正相关,在不同取样时期铜细胫步甲Agonum chalcomus的活动密度在越冬早期与休耕地面积呈显著正相关,而在越冬晚期则与休耕地面积呈显著负相关。这是因为早期步甲活动频繁,常往返于林地、果园、草地及休耕地等这类非作物栖息地寻找补充资源,且气温适宜,中心田块的步甲种群与非作物生境关系密切;而在越冬晚期,步甲活动能力降低,中心田块害虫及其它可替代猎物缺失,大部分步甲种群选择定居于非作物栖息地,导致中心田块步甲种群数量及种类降低。本论文通过陷阱法系统调查冬季水稻休耕田、油菜田的蜘蛛和步甲种群分布、丰富度及种类多样性,进一步明确了地表越冬天敌的活动规律、种群丰富度及多样性。同时,为探究冬季农田景观对水稻休耕田蜘蛛及步甲种群的影响,本文围绕江西地区20个小规模农田景观利用GPS、Arc GIS等技术手段及多元回归分析等分析方法,综合分析蜘蛛及步甲种群对冬季景观格局的响应,为不同小规模农田景观下天敌控害提供理论基础。
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