景观对棉田生物多样性影响

时间:2022-07-10 06:16:16

景观对棉田生物多样性影响

生态景观学(Landscape ecology)是研究在一个相当大的区域内,由许多不同生态系统所组成的整体(即景观)的空间结构、相互作用、协调功能及动态变化的一门生态学新分支。农田作物间(套)作打破单一的作物结构,就是一种农田生态景观。农田生态景观条件下作物多样性提高,对昆虫种类和数量的增加和农田生物多样性的提高起着积极作用。稻草覆盖或间种豆科绿肥可增加土壤有机质含量,提高土壤养分有效性,改善土壤温度、水分状况,增加茶树萌芽密度和单芽重量,也为蜘蛛等天敌提供了很好的栖息环境[1-2];由于多数棉田害虫具有多食性,除危害棉花外,还能危害小麦、玉米等作物。因此利用作物生育期差异及不同生育期对害虫为害的敏感度不同,进行作物间作或条带种植可有效降低害虫的危害,应用生物多样性来改善棉田生态环境,控制病虫害的发生。目前在不同景观条件下棉田杂草的多样性和景观茶园节肢动物生物多样性的研究较多[3-5],但对不同景观条件下棉田节肢动物群落的研究少见报道。因此,本文从不同栽培方式和不同间作、套作方式研究棉田节肢动物群落及其多样性,以期从景观生态方面为棉田害虫的防治提供依据。

1材料和方法

1.1棉花材料棉花材料均为鲁棉研28,由山东棉花研究中心提供。

1.2方法

1.2.1试验设置。设置春季直播棉田、育苗移栽、麦后移栽、麦棉套种、棉蒜套种、棉瓜套种各1块(面积不小于200m2),常规农事操作。试验点设置在山东省定陶县植保站试验基地。

1.2.2调查方法。自棉花出苗(5月5日左右)至10月10日,每5d调查一次棉田主要害虫及其天敌的种群数量。每个处理随机调查3个样点,每个样点顺行调查25株棉花,每点的数据(即25株棉花的调查数据)单独记载。伏蚜只调查每株上部倒数第三片展开叶上的数量。

1.3数据处理

1.3.1群落的多样性、均匀性及优势集中性。按以下公式[4-5]计算:其中Pi=Ni/N,Ni为第i个物种的个体数,N为总个体数,S为物种数。

1.3.2方差分析。应用DPS 7.05软件对试验数据进行统计和方差分析[6]。

2结果与分析

2.1不同栽培方式棉田主要害虫、天敌种群数量及其群落生物多样性

2.1.1不同栽培方式棉田主要害虫及其天敌种群数量。由表1可见,3种栽培方式棉田昆虫个体总数和天敌种类数有较大的差异。麦后移栽棉田的昆虫个体总数最多,其次是育苗移栽棉田和春季直播棉田;物种数最多的是育苗移栽棉田,其次是春季直播棉田和麦后移栽棉田;害虫种类数最多的是麦后移栽棉田,其次是育苗移栽棉田和春季直播棉田;天敌种类数最多的则是春季直播棉田,其次是育苗移栽棉田,最少的为麦后移栽棉田。由此可见,不同栽培方式对棉田昆虫个体总数和天敌种类数有较大的影响,对物种数和害虫种类数没有明显的影响。

2.1.2不同栽培方式棉田主要昆虫生物多样性。由表2可见,3种栽培方式棉田昆虫多样性指数、均匀性指数和优势集中性有较大的差异。春季直播棉田的多样性指数、均匀性指数最高,其次是育苗移栽棉田,最低的是麦后移栽棉田;优势集中性则是麦后移栽棉田最高,育苗移栽棉田次之,春季直播棉田最低。由此可见,不同栽培方式对棉田昆虫多样性、均匀性和优势集中性影响较大,麦后移栽棉田与另外2种棉田达到了差异极显著水平。

2.2不同套种方式棉田主要害虫、天敌种群数量及其生物多样性

2.2.1不同套种方式棉田主要害虫及其天敌种群数量。由表3可见,3种套种方式棉田昆虫个体总数和天敌种类数具有较大的差异。昆虫个体总数、物种数、害虫种类数以麦棉套作棉田最多,其次是棉瓜套作和棉蒜套作棉田;天敌种类数最多的是棉瓜套作棉田和棉蒜套作棉田,最少的是麦棉套作棉田。由此可见,不同套作方式对棉田昆虫个体总数和天敌种类数有较大的影响,对物种数和害虫种类数没有明显的影响。

2.2.2不同套种方式棉田群落多样性。由表4可见,3种套作方式棉田昆虫多样性指数、均匀性指数和优势集中性有较大的差异。多样性指数、均匀性指数以棉蒜套作棉田最高,棉瓜套作棉田次之,麦棉套作棉田最低;优势集中性以麦棉套作棉田最大,棉瓜套作棉田次之,棉蒜套作棉田最低。由此可见,棉田昆虫多样性、均匀性和优势集中性受不同套作方式影响较大,均达到了差异显著水平。

3结论与讨论

动植物对农业景观的适应直接受农业生产活动的干扰和间接受可利用食物等生存资源数量的限制,一些农业发展措施如土地的开发利用导致生境根本性的改变,从而导致生物种群明显改变。采摘、修剪、遮光、间种、覆盖和施肥等农业措施均可改变茶园生物多样性特征[7-8]。本文结果表明,不同栽培方式对棉田主要害虫及其天敌种群数量有一定的影响,对棉田昆虫个体总数和天敌种类数有较大的影响,对物种数和害虫种类数没有明显的影响,对棉田昆虫多样性、均匀性和优势集中性影响较大,均达到了差异显著水平。农业活动如化肥、农药、地膜的使用,高产品种的推广,节水灌溉技术的应用等所导致的生境条件和农田景观结构的变化均是影响农田生态系统物种多样性的重要原因[9]。间作、农林复合系统、转移农业与其他一些传统的农业模式,因模仿了自然生态过程、遵循相似的生态模式而有利于保持生物多样性[10]。如与小麦-水稻种植制度相比,小麦-玉米模式下冬小麦田间杂草优势集中度较低,生物多样性较高,表现为物种丰度高15%~24%,生物多样性高11%~37%,均匀度与种植制度的关系不显著[11]。本文发现不同套种方式棉田的主要害虫及其天敌种群数量有较大的差异。其中受影响最大的是个体总数和天敌种类数,而对物种数和害虫种类数影响较小;多样性指数、均匀性指数以棉蒜套作棉田最高,麦棉套作棉田最低;优势集中性以麦棉套作棉田最大,棉蒜套作棉田最低,不同套作方式之间均达到了差异显著水平。应用生态管理可增强农田生态系统的生物多样性和可持续性[12],是增大农田生物多样性的可行工具[13],因此,采用不同景观条件对棉田害虫进行诱集、防治,有利于害虫的绿色和可持续防治。

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