红火蚁入侵对玉米植株上节肢动物群落的影响_张娟.pdf

环境昆虫学报2022，44(6):1473 1485http:Journal of Environmental Entomologydoi:10.3969/j.issn.1674 0858.2022.06.17张娟，黄俊，苏红利，曾玲，陆永跃 红火蚁入侵对玉米植株上节肢动物群落的影响 J 环境昆虫学报，2022，44(6):1473 1485红火蚁入侵对玉米植株上节肢动物群落的影响张娟1，2，4*，黄俊1，3*，苏红利2，4，曾玲1，陆永跃1(1.华南农业大学红火蚁研究中心，广州 510642;2.浙江省园林植物与花卉研究所，杭州 311251;3.浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所，农业农村部和浙江省植保生物技术重点实验室，省部共建农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室，杭州 310021;4.浙江农林大学林业与生物技术学院，杭州 311300)摘要:在农业生态系统中，入侵性红火蚁 Solenopsis invicta Buren 是一种贪婪的节肢动物捕食者，会不加区分地攻击害虫和有益昆虫。本文以玉米地作为研究生境，系统调查并探讨红火蚁入侵对玉米植株上节肢动物群落的影响。结果表明，红火蚁入侵使得玉米地内节肢动物的种类下降了 64.7%，而减少的种类主要隶属于半翅目、鳞翅目和双翅目，并且这种负面影响主要体现在玉米生长后期。随着玉米植株上红火蚁数量的增加，相应的节肢动物群落物种丰富度、多样性和均匀度指数减少，生态优势度指数增加。进一步通过系统聚类分析表明，红火蚁发生区玉米植株上节肢动物类群结构在时间序列上波动较大，其入侵已显著影响了生境内节肢动物群落。关键词:红火蚁;节肢动物群落;结构;玉米中图分类号:Q968.1;S433文献标识码:A文章编号:1674 0858(2022)06 1473 13基金项目:国家重点研发计划项目(2021YFD1000500);浙江省“三农九方”科技协作项目(2022SNJF075);浙江省公益技术应用研究计划(LGN21C140005)*共同第一作者:张娟，女，1981 年生，湖北天门人，博士，副研究员，研究方向为园林病虫害防治和外来有害生物控制，E mail:juanjuan0031 ;黄俊，博士，副研究员，研究方向为农业害虫防治，E mail:共同通讯作者Author for correspondence:陆永跃，博士，教授，研究方向为昆虫生态学、害虫治理与入侵生物学，E mail:;曾玲，女，硕士，教授，研究方向为昆虫生态学与入侵生物学，E mail:收稿日期 eceived:2022 08 27;接受日期 Accepted:2022 09 23Effects of Solenopsis invicta invasion on arthropod community on maizeplantsZHANG Juan1，2，4*，HUANG Jun1，3*，SU Hong-Li2，4，ZENG Ling1，LU Yong-Yue1(1.edImported Fire Ant esearch Center，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China;2.Zhejiang Institute of Garden Plants and Flowers，Hangzhou 311251，China;3.State Key Laboratoryfor Managing Biotic and Chemical Threats to the Quality and Safety of Agro-products，Key Laboratory ofBiotechnology in Plant Protection of MOA of China and Zhejiang Province，Institute of Plant Protectionand Microbiology，Zhejiang Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou 310021，China;4.College ofForestry and Biotechnology，Zhejiang A F University，Hangzhou 311300，China)Abstract:In agroecosystems，invasive red fire ant Solenopsis invicta is voracious arthropod predator thatindiscriminately attack pests and beneficial insects.Here，the effect of S.invicta invasion on thearthropod community of maize plant was investigated systematically.esults found that the invasion of S.invicta reduced the arthropod species in corn fields by 64.7%，and the reduced species mainly belongedto Hemiptera，Lepidoptera and Diptera.It is clear that the invasion of S.invicta has a negative impact onthe diversity of arthropod communities on maize plants，which is mainly reflected in the later growth环境昆虫学报 Journal of Environmental Entomology44 卷period of maize.With the increase of S.invicta density on maize plants，the species richness，diversityand evenness index of arthropod community decreased，while the Berger-Parker predominance indexincreased.Further systematic cluster analysis showed that the structure of arthropod groups on maizeplants in the S.invicta infected areas fluctuated greatly in time series.We suggest the invasion of S.invicta has significantly affected the native arthropod community in maize fieldKey words:Solenopsis invicta;arthropod;community structure;maize红火蚁 Solenopsis invicta Buren 隶属于膜翅目Hymenoptera 蚁科 Formicidae 火蚁属 Solenopsis，是国际公认的危险性最大的外来入侵物种之一(Allen et al.，1994;Callcott Collins，1996;Dowell et al.，1997;黄 俊 等，2022)。2004 年9 月，红火蚁在我国大陆广东省吴川县首次被发现(曾玲等，2005;陆永跃等，2019)，截至 2022 年7 月，红火蚁已入侵我国 12 个省(直辖市、自治区)的 579 个县(区、市)。红火蚁具有明显的种群竞争优势，在新入侵地可短时间内迅速发展成为优势种(Hall Mills，2000;Wojcik et al.，2001)。例如在美国南部各州，红火蚁对无脊椎动物、小型啮齿动物、鸟类、海龟等活动造成严重影响，尤其是对卵和幼体阶段的个体(Parris et al.，2002;Allen et al.，2004;Epperson et al.，2020;Braman et al.，2021)。而在澳大利亚东南部，红火蚁入侵使得当地原本广泛分布 的 绿 纹 树 蛙 Litoria aurea 成 为 濒 危 物 种(Osborne，1990)。通过对松树林、牧场和荒地等生境内的红火蚁食物结构进行调查发现，其他节肢动物是其主要捕食对象，特别是一些小型昆虫(Wilson Oliver，1969)，而且鞘翅目昆虫出现的频率最高(许益镌等，2009;仇小龙等，2014)。红火蚁入侵不仅影响节肢动物的种类和数量，也会对节肢动物群落结构和功能造成负面影响，而且入侵不同生境地其影响程度也会不同(Allenet al.，1997;Wojciketal.，2001;王 磊 等，2017;陆永跃等，2019)。在美国德克萨斯州的红火蚁发生区，节肢动物的物种丰富度下降了 60%(Allen et al.，1995)，而且显著降低了本地蚂蚁的丰 富 度 和 多 样 性(Porter Savignano，1990;Wojcik，1994;吴碧球等，2008，2009)，甚至取代本地蚂蚁(Pennisi，2000);红火蚁入侵还显著改变了玉米地蜘蛛类群结构(黄俊等，2012)。目前，评估红火蚁入侵对农田群落结构的影响主要还是建立在单一生境或单一时期(季节)的条件上，尚缺乏对不同种植模式(生境复杂度)以及更长时间跨度的群落特征进行解析。鉴于此，本研究设计了不同的红火蚁发生密度、植株不同种植方式和不同农事管理方式等因素，系统研究了春秋季玉米种植期间旱地节肢动物群落结构，以期探明红火蚁入侵对旱地生境节肢动物类群影响特点，综合评估红火蚁入侵对特定生态系统及特定时期生物安全所产生的影响。1材料与方法1.1试验地点自 2009 年 4 月至 2010 年 2 月在华南农业大学宁西教学科研实习基地(广州增城)的玉米地开展节肢动物类群系统调查，调查范围包括耕地地表、玉米植株及耕地周边 1 m 范围内的杂草带。1.2试验设计根据作物种植方式、红火蚁种群密度、管理方式等设置 8 个试验小区，各试验区面积约为80 m2，各试验区及其代码情况如表 1 所示。各试验区边缘间隔 2.5 m，间隔区域挖深为 60 cm 的水沟，小区内 2.5 m 范围内不作调查。作物安排2 造，分别于 2009 年 4 月 9 日(夏)和 2009 年9 月 14 日(秋)开始播种。各小区安排 5 陇地，每陇安排 20 株玉米，间作区则每陇间作 20 行绿豆，每行安排 5 株绿豆。药防区施用化学杀虫剂的日期为 2009 年 4 月 27 日和 2009 年 5 月 10 日;秋季试验不安排药防区。1.3调查方法1.3.1植株上节肢动物类群系统调查夏季调查安排在4 月至7 月，共8 次调查;秋季调查从玉米小喇叭口时期开始，即 10 月至11 月，共 4 次调查。各小区每陇从第 5 株玉米开始调查，详细记录连续 10 株玉米上各节肢动物的物种种类及数量，每小区共调查 50 株;采取扫网、管套、镊子夹取、数码相机拍摄等方法收集47416 期张娟等:红火蚁入侵对玉米植株上节肢动物群落的影响节肢动物类群，并带回室内进一步鉴定。本试验中把中性昆虫定义为不取食所调查的玉米植株的植食性昆虫、不捕食或寄生于主要害虫的天敌昆虫以及腐生性昆虫等。由于前期进行过蜘蛛群落调查(黄俊等，2012)，在本研究中，蜘蛛和红火蚁均不列入物种结构组成中。表 1试验区及其代码Table 1Test area and its code种植方式Planting pattern红火蚁种群密度(巢/区)Population density of fire ant管理方式Man