理论教育 荒漠植物种子与昆虫生态位关系研究

荒漠植物种子与昆虫生态位关系研究

时间:2023-11-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:综合柠条3 种种子昆虫在不同生境斑块中不同层次、不同方位上的生存情况可以看出,其生态位宽度值在不同生境斑块中存在着差异,反映了其对柠条资源的占用(危害)情况。柠条豆象的生态位宽度值整体上比豆荚螟小,但是在BT 斑块中,其宽度值超过了豆荚螟,达到了0.997 2,而在GY斑块中最小,为0.773 4。本实验通过调查不同面积的斑块中柠条种子昆虫的生态位宽度发现,斑块面积大小对生态位宽度基本没有影响,尤其是豆荚螟。

荒漠植物种子与昆虫生态位关系研究

生态位宽度和生态位重叠是描述物种间生态位关系的重要指标,它们的测定可反映出群落中各个物种对空间、食物及其他资源的利用程度与关系。对斑块GY(面积2 109 m2)、ZQ(面积55 436 m2)、BT(面积1 290 m2)、YW(面积27 745 m2)及GW(面积4 492 m2)中的3 种柠条种子昆虫,在上、中、下3 个层次及东、南、西、北4 个方位上的平均虫口数(每100 个豆荚)进行差异性比较,结果见表3-9。

表3-9 显示,柠条豆象在ZQ、BT 斑块中,在不同层次、不同方位上的种群数量都较大,与其他斑块中的数量具有显著差异。豆荚螟在上、中层及在西、南两个方位上的分布,各斑块之间没有差异,在下层及东、北两个方位上的分布,各斑块之间有显著差异,尤其是ZQ 和BT 斑块之间差异最显著。柠条种子小蜂GW 斑块与其他斑块之间在数量上差异非常显著。

表3-9 不同样地柠条种子昆虫的空间分布

注:表中数据表示每100 荚的虫口数;同列中相同字母为在0.05 水平下差异不显著。

对不同斑块中3 种种子昆虫在柠条林株丛内12 个资源维上的空间生态位宽度进行比较,分析斑块面积与种间竞争之间的关系,其生态位宽度见图3-1。(www.daowen.com)

图3-1 柠条种子昆虫总体生态位宽度

空间生态位宽度表现了物种在空间上的分布规律,空间生态位宽度值大,说明它们的活动范围广,对资源的利用程度高,种内竞争较小。综合柠条3 种种子昆虫在不同生境斑块中不同层次、不同方位上的生存情况可以看出,其生态位宽度值在不同生境斑块中存在着差异,反映了其对柠条资源的占用(危害)情况。豆荚螟的生态位宽度值在几个斑块中差异不大,在0.929 7~0.993 8 之间。柠条豆象的生态位宽度值整体上比豆荚螟小,但是在BT 斑块中,其宽度值超过了豆荚螟,达到了0.997 2,而在GY斑块中最小,为0.773 4。柠条种子小蜂在ZQ、BT 和YW 斑块中种群数量很少,占据的生态位宽度也就很小,但是在GW 斑块和GY 斑块中,其生态位宽度值较大。这种差异反映出在柠条株丛中,豆荚螟的空间分布较为广泛,对资源的占用较多,而柠条豆象的空间活动范围较窄,对资源的占用较少。3 种种子昆虫的生态位宽度也反映出豆荚螟和柠条种子小蜂对资源的利用重叠较多,种间竞争比较激烈。在所调查的斑块中,ZQ 样地面积最大(55 436 m2),BT 样地面积最小(1 290 m2),相应地在这两个斑块中豆荚螟的生态位宽度分别是0.993 8 和0.929 7,但是生态位宽度与面积不存在显著的相关性(R2=0.237 6),柠条豆象也表现出同样的结果(R2=0.105 5)。

探讨昆虫生态位,比较其生态位宽度和重叠指数异同,可以了解群落中物种对时间、空间及营养资源的利用程度及其相互关系,探索昆虫种间竞争共存机制、天敌对猎物的空间跟随和控制作用、传媒昆虫的生态位差异、分化和进化上的适应对策,从而有效地利用自然天敌控制有害生物,保护和管理传媒昆虫,切实有效地制定有害生物综合治理策略。在自然景观下,生境破碎化和生境面积对种群的影响已有研究,结果表明,移动能力弱的物种比移动能力强的物种更容易受到生境破碎化和景观空间配置等方面差异的显著影响(Law & Dichman,1998;Fahrig,2003),相反,移动能力较强的物种,由于其很容易接触到景观内所有生境类型,不容易受到生境破碎化和景观空间配置等方面差异的明显影响,但是受景观内各类型生境总面积的影响相对较大(With & Crist,1995;Pope,et al,2000)。在宁夏荒漠区,已有的研究表明柠条种子昆虫的发生与斑块面积相关性不明显(张大治等,2011b),且斑块面积、斑块内柠条的空间布局不影响柠条种子昆虫的空间分布格局(Zhang,et al,2010;张大治等,2010)。本实验通过调查不同面积的斑块中柠条种子昆虫的生态位宽度发现,斑块面积大小对生态位宽度基本没有影响,尤其是豆荚螟。

竞争排斥原理认为,生态位相同的两个物种,由于食物、空间等环境资源的限制,大多不能长期共存于同一空间。从理论上讲,一个物种占据一个生态位,但是现在很多研究者提出,许多物种看起来共同享有同一个生态位(张大勇和姜新华,1997),尽管生态位重叠是否一定会产生竞争仍有争议(李挈等,2003)。但是本研究结果说明,3 种柠条种子昆虫的生态位具有相似性,在资源利用上存在明显的种间竞争,3 种害虫大多都是占据着不同的豆荚,两两共存或三者共存于同一豆荚的比例很低,大量的调查也很少发现共同寄生于同一豆粒的情况,符合竞争排斥原理。研究结果也支持了多个物种可占有同一生态位这一假说。这也是具有相同资源利用需求的植食性昆虫与寄主植物长期适应进化的结果。调查中发现极个别豆荚上会同时存在3 种害虫的卵,但在幼虫阶段没有发现其同时存在于1 个豆荚内;另外,也发现有时1 个豆荚上同种卵粒较多,但豆荚内幼虫数一般为1 只,如1 个豆荚上柠条豆象卵粒数最多达15 粒(一般1~3粒),但荚内柠条豆象幼虫绝大多数为1 只,偶尔有2 只,极个别豆荚内有3只,但都是1 只幼虫占据1 个豆粒。这就是昆虫与植物协同进化的一种结果,这种进化是否符合昆虫与植物协同进化的地理马赛克理论(geographic mosaic theory of coevolution),即昆虫与植物种群间的相互作用表现为一种进化的、动态的地理马赛克,有协同进化的热区,那里有交互选择,也有冷区,没有交互选择(王琛柱,钦俊德,2007)?从进化的角度研究,具有相同资源需求的昆虫,其种间竞争可能调节了植食性昆虫的物种形成和物种多样性,在此过程中,资源、气候等环境因素影响生态位相似物种的竞争(Connor,et al,2013),而且这些因素可能与不同植食性昆虫对寄主植物的利用有关,植食性昆虫的扩散能力影响资源生态位交渗(Nakadai,et al,2018),如何从协同进化等机制上进一步研究探讨这个问题,需要做进一步研究。

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