安徽省森林地區(qū)茶園主要害蟲的天敵數(shù)量與空間分布

安徽省森林地區(qū)茶園主要害蟲的天敵數(shù)量與空間分布

茶葉病蟲害是影響茶葉產(chǎn)量和質(zhì)量的主要因素之一。茶葉病蟲害的天敵是影響昆蟲種群興衰的重要生態(tài)因素。昆蟲和天敵之間在長期的合作過程中形成了相互分離、相互依存的關(guān)系。關(guān)于茶園主要害蟲假眼小綠葉蟬Empoascavitis(Gothe)發(fā)生規(guī)律及其天敵的種類有大量報道,柑橘粉虱Dialeurodescitri(Ashmead)的種群生命表研究證明了天敵的捕食作用對其1齡至3齡若蟲種群的影響是顯著的。茶樹-害蟲-天敵三者之間的化學(xué)通訊聯(lián)系可調(diào)整害蟲和天敵的相互關(guān)系。作為害蟲的主要天敵,其在數(shù)量上、空間上都與害蟲有一定的相關(guān)性。南方山區(qū)有許多茶園,不同海拔高度的茶園群落中動植物組成不同,害蟲種類、發(fā)生和為害程度有異,主要害蟲與其天敵在數(shù)、空上的關(guān)系是否有別?對此缺乏研究。以假眼小綠葉蟬和柑橘粉虱為研究目標(biāo),從發(fā)生數(shù)量和空間關(guān)系上評價3種海拔茶園2種害蟲的主要天敵,為揭示2種害蟲與其天敵的互作關(guān)系提供參考。1材料和方法1.1潛山縣中海茶場,5年生天柱山群體種茶園用型號為GPSmap76的手持GPS儀測量供試茶園的海拔高度、坡度和經(jīng)緯度。高海拔茶園(H)安徽省潛山縣槎水鎮(zhèn)后沖村茶場(30°52′N,116°31′E),坡度45°,茶園面積313.3hm2,海拔698.6m。茶園間作杜仲和馬尾松,茶樹品種為8年生黃山大葉茶,行距2.4m。茶園管理一般,茶樹生長茂密,但一直未施用化學(xué)農(nóng)藥。中海拔茶園(M)安徽省潛山縣彭河鄉(xiāng)幸福生態(tài)茶場(30°57′N,116°31′E),坡度45°,面積666.67hm2,海拔270m,茶園間作板栗,茶樹品種為8年生天柱山群體種,行距2.2m。茶園管理水平較高,茶樹生長良好,但一直未施用化學(xué)農(nóng)藥。低海拔茶園(L)安徽省潛山縣園藝茶場(30°41′N,116°34′E),小平原,面積25.3hm2,海拔46m。為單作茶園,茶樹品種為8年生天柱山群體種,行距1.7m。茶園管理水平精細(xì),茶樹生長茂密,一直未施用化學(xué)農(nóng)藥。1.2調(diào)查內(nèi)容和方法3種海拔茶園均采用平行跳躍法。隨機取5行,每行間隔2m取一個1m長的樣方,每行取6個樣方,共取30個樣方,盆拍前,先目測,爾后每樣方隨機選取10片葉片,共300個葉片,調(diào)查一些不易振落的害蟲和天敵種類,然后用洗衣粉水液粘蟲對樣方中所有枝條進行盆拍,調(diào)查記載害蟲及其天敵物種數(shù)和個體數(shù)。1.3研究周期調(diào)查時間為茶園常年多種害蟲高發(fā)期的7月13—14日(2009年)。1.4分析方法1.4.1種天氣形貌法描述將假眼小綠葉蟬和柑橘粉虱及其主要天敵分別看作一個本征性灰系統(tǒng),茶園假眼小綠葉蟬(Y1)和柑橘粉虱(Y2)分別作為該系統(tǒng)的參照序列,其各種天敵(Xj)作為該系統(tǒng)的比較序列,不同樣方上的小綠葉蟬(或柑橘粉虱)及其天敵的數(shù)量作為序列在第k個樣方上的效果白化值,進行雙序列關(guān)系分析:Yi={Yi(1),Yi(2),…,Yi(n)},i=1,2;Xj={Xj(1),Xj(2),…,Xj(n)},j=1,2,…,m式中,n是樣方數(shù),m是天敵種類數(shù)。經(jīng)數(shù)據(jù)均值化后得:yi={yi(1),yi(2),…,yi(n)},i=1,2;xj={xj(1),xj(2),…,xj(n)},j=1,2,…,mYi與Xj在第k點上的關(guān)聯(lián)系數(shù):rij(k)=minmin|yi(k)-xj(k)|+ρmaxmax|yi(k)-xj(k)||yi(k)-xj(k)|+ρmaxmax|yi(k)-xj(k)|式中,ρ為分辨系數(shù),取值介于0到1之間,一般取ρ=0.5,為擴大各關(guān)聯(lián)度之間的差異,本文取ρ=0.8。Δ=|yi(k)-xj(k)|為序列Yi與Xj在第k點上的絕對值差;min|yi(k)-xj(k)|為1級最小差,表示找出yi與xj序列對應(yīng)點的差值中的最小差;而minmin|yi(k)-xj(k)|為2級最小差,表示在1級最小差的基礎(chǔ)上再找出其中的最小差。max|yi(k)-xj(k)|與maxmax|yi(k)-xj(k)|分別為1級和2級最大差,其含義與上述最小差相似。R(Yi,Xj)=1nn∑k=1rij(k)即為第j種天敵(Xj)與假眼小綠葉蟬數(shù)量(Y1)或柑橘粉虱(Y2)的關(guān)聯(lián)度,其大小反映它們之間的聯(lián)系或影響程度。某種天敵與Y1(或Y2)關(guān)聯(lián)度值越大,表明該種天敵與Y1(或Y2)在數(shù)量上關(guān)系越密切。1.4.2生態(tài)位重疊指數(shù)j生態(tài)位寬度用Levins的生態(tài)位寬度指數(shù):B=1SS∑i=1Ρ2i式中,B為物種的生態(tài)位寬度;Pi為物種利用第i等級資源占利用總資源的比例;S為資源系列的等級數(shù)。生態(tài)位相似性比例采用Morisita相似性系數(shù):Cjk=2S∑i=1ΡijΡijS∑i=1Ρij[(nij-1)/(Νj-1)]+S∑i=1Ρij[(nik-1)/(Νk-1)]式中,Cjk表示種j,k的生態(tài)位相似性系數(shù),Pij,Pik分別表示種j,k在第i個資源等級上所占的比例,nik是k物種在i營養(yǎng)級上的數(shù)量,nij是j物種在i營養(yǎng)級上的數(shù)量。Nj,Nk分別表示j物種和k物種的個體數(shù)量之和。生態(tài)位重疊采用Levins生態(tài)位寬度的生態(tài)位重疊指數(shù):Ljk=BjS∑i=1ΡijΡik式中,Ljk為種j對種k的生態(tài)位重疊系數(shù),Pij和Pik分別為j和k物種在第i資源等級上占的比例,Bj為種j的生態(tài)位寬度。Cjk與Ljk越大,表明j,k物種在利用某種資源上關(guān)系越密切。若j物種為天敵,k物種為害蟲,Cjk與Ljk大說明j種天敵對k種害蟲有顯著的追隨關(guān)系。1.4.3昆蟲與天敵空間聚集分布分別采用Poisson擴散系數(shù)C、David等提出的叢生指標(biāo)數(shù)I、聚塊性指數(shù)Iw和久野指數(shù)CA等4種聚集強度指數(shù)綜合分析測定假眼小綠葉蟬和柑橘粉虱與其天敵的空間格局。當(dāng)C>1\,I>0\,Iw>1和CA>0時害蟲或天敵的空間格局呈聚集分布;當(dāng)C=1\,I=0\,Iw=1和CA=0時害蟲或天敵的空間格局呈隨機分布;當(dāng)C<1\,I<0\,Iw<1和CA<0時害蟲或天敵的空間格局呈均勻分布。為了判斷兩種害蟲與其天敵空間聚集程度的差異,用David和Moore提出的公式:w=-12ln(S21/ˉx1S22/ˉx2)式中,S21,S22,ˉx1,ˉx2分別為兩種群的方差和均數(shù),若|w|＞2.5√n-1,則按5%水平認(rèn)為兩者顯著不同。用Arbous和Kerrich提出的種群聚集均數(shù)公式λ=ˉx2k?v,分析假眼小綠葉蟬和柑橘粉虱及其天敵的聚集原因,式中k=ˉx2S2-ˉx?S2為方差,v為自由度等于2k時的χ20.05值。2中海拔茶園主要害蟲種類調(diào)查結(jié)果表明,高海拔茶園有14種害蟲,其前3位的害蟲是假眼小綠葉蟬、柑橘粉虱、和綠螽蟖Holochoranawae(Mats.etShiraki),其次是茶短須螨Brevipalpustheae(MaetYuan)、茶黃薊馬Scirtothripsdorsalis(Hood)、梧桐木虱Thysanogynalimbata(Enderlein)、茶角胸葉甲Basileptamelanopus(Lefevre)等;中海拔茶園有17種害蟲,其前3位的害蟲是茶黃薊馬、假眼小綠葉蟬和紅蠟蚧Ceroplastesrubens(Maskell),其次是茶短須螨、柑橘粉虱、茶尺蠖Ectropisobliqua(Warren)等;低海拔茶園有17種害蟲,其前3位的害蟲是茶黃薊馬、假眼小綠葉蟬和柑橘粉虱,其次為茶尺蠖、紅蠟蚧、茶角胸葉甲等。高海拔茶園有16種天敵,主要天敵為錐腹肖蛸Tetragnathamaxillosa(Thorell)、八點球腹蛛Theridionoctomaculatum(Boes.etStr.)和草間小黑蛛Erigonidiumgraminicolum(Sundevall),其次為茶色新圓蛛Neosconatheisi(Walckenaer)、日本蠼螋Labidurajaponica(Dehocan)、異色瓢蟲Harmoniaanyridis(Pallas)等;中海拔茶園有17種天敵,其前3位的天敵為斑管巢蛛Clubionareichini(Schenker)、草間小黑蛛和八點球腹蛛,其次為錐腹肖蛸、蠋蝽Armachinensis(Stinkbugs)、三突花蟹蛛Misumenopstricuspidatus(Fabr.)等;低海拔茶園有13種天敵,其前3位的天敵為八點球腹蛛、茶色新圓蛛和錐腹肖蛸,其次為日本球腹蛛Enoplognathajaponica(Boes.etStr.)、草間小黑蛛、斑管巢蛛等。將調(diào)查結(jié)果匯總列于表1。2.1與假眼小葉片和柑橘粉病關(guān)聯(lián)度高的優(yōu)勢種用DPS軟件計算假眼小綠葉蟬種群數(shù)量和柑橘粉虱與其天敵之間的關(guān)聯(lián)度。結(jié)果列于表2。在低海拔,與假眼小綠葉蟬關(guān)聯(lián)度較高的前3位天敵是錐腹肖蛸(0.9144)、茶色新圓蛛(0.9066)和八點球腹蛛(0.9055);在中海拔,與假眼小綠葉蟬關(guān)聯(lián)度較高的前3位天敵是八點球腹蛛(0.8644)、錐腹肖蛸(0.8530)和斑管巢蛛(0.8463);在高海拔,與假眼小綠葉蟬關(guān)聯(lián)度較高的前3位天敵是錐腹肖蛸(0.9693)、草間小黒蛛(0.9489)和茶色新圓蛛(0.9486)。在低海拔與柑橘粉虱關(guān)聯(lián)度較高的前3位天敵是八點球腹蛛(0.8809)、茶色新圓蛛(0.8789)和錐腹肖蛸(0.8519);在中海拔,與柑橘粉虱關(guān)聯(lián)度較高的前3位天敵是鞍型花蟹蛛(0.8832)、茶色新圓蛛(0.8495)和八點球腹蛛(0.8343);在高海拔,與柑橘粉虱關(guān)聯(lián)度較高的前3位天敵是錐腹肖蛸(0.9518)、八點球腹蛛(0.9469)和斑管巢蛛(0.9448)。2.2不同海拔茶園的綠色蟬和柑橘粉與天敵之間的空間關(guān)系2.2.1空間生態(tài)位重疊將不同海拔天敵與假眼小綠葉蟬空間生態(tài)位重疊指數(shù)列于表3,可看出,在低海拔,與假眼小綠葉蟬空間生態(tài)位重疊指數(shù)前3位的天敵是錐腹肖蛸(0.5985)、茶色新圓蛛(0.5532)和鞍型花蟹蛛(0.4162),天敵錐腹肖蛸與茶色新圓蛛的空間生態(tài)位重疊度較高(0.6194);中海拔與假眼小綠葉蟬空間生態(tài)位重疊指數(shù)前3位的天敵是鞍型花蟹蛛(0.5143)、八點球腹蛛(0.4963)和錐腹肖蛸(0.4880);在高海拔茶園,與假眼小綠葉蟬空間生態(tài)位重疊指數(shù)前3位的天敵是錐腹肖蛸(0.6564)、茶色新圓蛛(0.6035)和草間小黒蛛(0.5804);天敵八點球腹蛛與錐腹肖蛸的空間生態(tài)位重疊度數(shù)較高(0.5946)。由此可見,從空間生態(tài)位重疊角度來看,不同海拔的茶園,假眼小綠葉蟬的優(yōu)勢天敵種類和順序并不相同。上述部分天敵之間的生態(tài)位重疊指數(shù)大,說明它們的空間同域性高,對假眼小綠葉蟬進行共同控制。將不同海拔天敵與柑橘粉虱空間生態(tài)位重疊指數(shù)列于表4,在低海拔,與柑橘粉虱空間生態(tài)位重疊指數(shù)前3位的天敵是八點球腹蛛(0.5143)、茶色新圓蛛(0.4833)和異色瓢蟲(0.3269),天敵之間八點球腹蛛與茶色新圓蛛、茶色新圓蛛與錐腹肖蛸及異色瓢蟲與鞍型花蟹蛛之間重疊指數(shù)較大,分別為0.5817、0.6149、0.5303;在中海拔,與柑橘粉虱空間生態(tài)位重疊指數(shù)前2位的天敵是鞍型花蟹蛛(0.4222)和八點球腹蛛(0.1719),其余重疊指數(shù)都為0;在高海拔,與柑橘粉虱空間生態(tài)位重疊指數(shù)前3位的天敵是錐腹肖蛸(0.4807)、八點球腹蛛(0.3726)和斑管巢蛛(0.2560),天敵八點球腹蛛與錐腹肖蛸重疊指數(shù)也較大,為0.5946。同樣從空間生態(tài)位重疊角度來看,不同海拔的茶園,柑橘粉虱的優(yōu)勢天敵種類和順序不相同。天敵之間的生態(tài)位重疊指數(shù)大,也說明部分天敵的空間同域性高,對柑橘粉虱進行協(xié)同控制。2.2.2高海拔茶園茶色新圓蛛與柑橘粉病空間生態(tài)位相似性將不同海拔天敵與假眼小綠葉蟬生態(tài)位相似性比例列于表5,低海拔茶園鞍型花蟹蛛與假眼小綠葉蟬空間生態(tài)位相似性系數(shù)最高,為1.5290,其次是錐腹肖蛸(0.9139)和茶色新圓蛛(0.7884),天敵草間小黑蛛與鞍型花蟹蛛和茶色新圓蛛與鞍型花蟹蛛之間空間生態(tài)位相似性系數(shù)分別為1.4583和1.7386;中海拔茶園茶色新圓蛛與假眼小綠葉蟬空間生態(tài)位相似性比例系數(shù)最高,為1.1990,其次是八點球腹蛛(0.9098)和錐腹肖蛸(0.8947),天敵八點球腹蛛與茶色新圓蛛和錐腹肖蛸與茶色新圓蛛之間空間生態(tài)位相似性系數(shù)分別為2.3333和7.0000;高海拔茶園茶色新圓蛛與假眼小綠葉蟬空間相似性系數(shù)最高,為2.2027,其次是草間小黑蛛(1.0507)和錐腹肖蛸(0.8682),天敵草間小黒蛛與茶色新圓蛛、草間小黒蛛與斑管巢蛛及錐腹肖蛸與茶色新圓蛛之間空間生態(tài)位相似性系數(shù)也較高,分別為1.1250,4.5000,1.4333;由此可見,海拔不同假眼小綠葉蟬與其同種天敵的空間生態(tài)位相似性系數(shù)不同。上述部分天敵之間的生態(tài)位相似性高,表明它們在空間資源利用上的同域性較高。將不同海拔天敵與柑橘粉虱的生態(tài)位相似性比例列于表6,可以看出,低海拔茶園茶色新圓蛛與柑橘粉虱空間生態(tài)位相似性系數(shù)最高,為0.6316,其次是異色瓢蟲(0.5910)、八點球腹蛛(0.5606)和鞍型花蟹蛛(0.5036),天敵茶色新圓蛛與錐腹肖蛸、草間小黒蛛與鞍型花蟹蛛、錐腹肖蛸與鞍型花蟹蛛及鞍型花蟹蛛與異色瓢蟲之間空間生態(tài)位相似性系數(shù)也較高,分別為1.1728、1.4583、3.4286和4.1250;中海拔茶園鞍型花蟹蛛與柑橘粉虱空間生態(tài)位相似性系數(shù)最高,為0.6929,其次是八點球腹蛛(0.2408),天敵鞍型花蟹蛛與異色瓢蟲、八點球腹蛛與茶色新圓蛛及八點球腹蛛與異色瓢蟲之間空間生態(tài)位相似性系數(shù)也較高,分別為4.1250、2.3333和1.8148;高海拔茶園斑管巢蛛與柑橘粉虱空間生態(tài)位相似性系數(shù)最高,為1.6661,其次為八點球腹蛛(0.5838)和錐腹肖蛸(0.5478),天敵斑管巢蛛與草間小黒蛛、八點球腹蛛與錐腹肖蛸及錐腹肖蛸與茶色新圓蛛之間空間生態(tài)位相似性系數(shù)也較高,分別為4.5000、1.1976和1.4333;可見不同海拔柑橘粉虱與其同一種天敵的空間生態(tài)位相似性系數(shù)不同。所述的天敵之間的生態(tài)位相似性高,表明它們在空間資源利用上的同域性高,對柑橘粉虱種群起協(xié)同控制作用。2.3種黃茶病毒種群聚集和分布格局的特征將不同海拔的兩種害蟲及其天敵的聚集強度指數(shù)及|w|和λ值列于表7,按1.4.3的判斷標(biāo)準(zhǔn),假眼小綠葉蟬和柑橘粉虱及其天敵草間小黒蛛3種海拔均為聚集格局,八點球腹蛛中海拔為隨機格局,高、低海拔均為聚集格局,錐腹肖蛸3種海拔均為隨機格局,茶色新圓蛛低海拔為聚集格局,中、高海拔為隨機格局,鞍型花蟹蛛和異色瓢蟲低海拔均為隨機格局,中、高海拔為聚集格局,斑管巢蛛中、低海拔為聚集格局,高海拔為隨機格局。由表7可看出,求得的|w|值均小于13.4629(|w|＞2.5√n-1?n=30),表明幾種聚集格局的天敵與兩種害蟲的聚集程度差異不顯著。Blachith曾提出種群聚集均數(shù)λ的大小可判斷分析引起聚集的原因,當(dāng)λ小于2時,聚集是由于某種環(huán)境因子影響所致,當(dāng)λ≥2時,其聚集是昆蟲主動聚集或任何一種因素引起,表7表明,假眼小綠葉蟬的種群聚集均數(shù)λ均大于2,其聚集是本身引起的。柑橘粉虱中,低海拔的λ值小于2,高海拔的λ值大于2,表明前者是由于環(huán)境所致,后者的聚集為柑橘粉虱本身原因引起的,7種天敵中,只有低海拔的八點球腹蛛λ值大于2,其余天敵在不同海拔的λ值均小于2,表明其聚集是環(huán)境因子所致。3種海拔高度茶園主要寄生蟲的主要天敵王沅江等通過調(diào)查測定茶園假眼小綠葉蟬與其天敵蜘蛛的生態(tài)位,說明在廣東英德地區(qū),草間小黑蛛是自然茶園假眼小綠葉蟬的主要優(yōu)勢種天敵,其次是斜紋貓蛛。冷鋒等報道了捕食類天敵瓢蟲和蜘蛛等對1齡、2齡和3齡時的柑橘粉虱捕食作用最強。韓寶瑜對幼齡茶園、豐產(chǎn)茶園、母穗園和自然生長的品種標(biāo)本園中的昆蟲群落進行了研究,報道了4類茶園中害蟲種數(shù)和個體數(shù)均以中層居多,天敵的種數(shù)和個體數(shù)亦以中上層居多;水平分布上,害蟲種類以朝北方位較多,個體數(shù)則以茶叢內(nèi)層多于外層;天敵的種數(shù)和個體數(shù)在豐產(chǎn)茶園以外層較多,其他3類則以內(nèi)層較多。鄧欣、譚濟才等報道了湖南省海拔600—900m的生態(tài)控制茶園中,昆蟲和蜘蛛的豐富度、多樣性指數(shù)和均勻度較大,海拔100—300m的綜合防治茶園的多樣性指數(shù)、均勻度和優(yōu)勢度較低,特別是多樣性指數(shù)前者是后者的1.24—1.60倍;同為生態(tài)茶園,海拔800m的多樣性指數(shù)是600m和650m的1.11倍,同為化學(xué)防治茶