昆嵛山腮扁叶蜂与植物物种亲和性的研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 1次 | 上传用户:madefake
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天然林中昆虫与其他生物的互作影响始终是森林有害生物防治研究的热点,也是寻求森林有害生物可持续控制理论的重要基础。在研究过程中,对森林植物物种分布格局、立地条件、昆虫生物学特性等信息的了解和挖掘必不可少。只有在充分了解生态系统细节的基础上,才有可能对生态调控森林有害生物的理论和实践做出完善和补充。在群落生态学研究中,物种之间的联系和互作贯穿始终,这些关系被称为物种亲和性。物种亲和性包括“物种联结性”和“物种相关性”两个方面。前者描述的是特定区域内,不同物种共存格局,是一种二元定性分析方法;后者描述的是在相同环境中,不同物种之间数量关系。两者都是物种多样性研究的延伸和发展,森林有害生物的控制或管理也是生物多样性,特别是植物多样性所提供的生态系统功能服务内容之一。揭示昆嵛山腮扁叶蜂与植物物种亲和性关系,认识昆嵛山腮扁叶蜂种群发生发展原因,及其相关影响因素,可为利用天然林生物多样性和生态系统结构,实现对森林有害生物自我调控功能,完善森林有害生物生态调控理论,实现森林有害生物可持续管理和控制提供科学依据和理论基础。本研究的数据来源于对昆嵛山范围内50块永久标准样地的本底数据调查以及虫口密度积年调查,在此基础上,以昆嵛山腮扁叶蜂—赤松体系为主体,解决本文开展了以下几方面研究内容:(1)分别对昆嵛山腮扁叶蜂与50块样地中所有57种乔木植物、195种灌草层植物物种种群的总体相关性、该昆虫与各植物构成的物种对之间联结性质,联结显著性以及联结强度进行了测度;(2)比较不同寄主来源的成熟幼虫的质量差异,比较2008年-2013年(以及2012年-2013年)有虫样地多样性指数的变化;(3)分析样地内寄主植物与昆嵛山腮扁叶蜂虫口生态密度的相关关系,比较不同类型有虫样地内虫口生态密度的差异;(4)综合考虑寄主比例、虫口密度、立地条件、海拔、林龄及郁闭度等指标,选择可作为营林范式的代表性样地,并基于昆嵛山腮扁叶蜂生态学特征和物种联结性研究结果,提出了一种减轻昆嵛山腮扁叶蜂危害寄主植物的调控方法。研究主要结果如下:(1)基于样圆法(和样方法)2×2联表,应用总体方差分析、?2统计检验、Ochiai关联度指数、Dice指数、联结系数、共同出现百分率、点相关系数以及Cramer指数等指标进行物种联结性分析,发现50块永久样地范围内共有7种植物为昆嵛山腮扁叶蜂的寄主,分别为赤松、黑松、红松、火炬松、班克松、华山松以及美加红松;昆嵛山腮扁叶蜂与57个植物物种种群、195个灌草层植物物种种群总体存在极显著(P<0.01)的正相关性。在乔木层植物种,7种寄主的重要值之和占所有乔木树种总重要值的49.1%,并且该昆虫与赤松、黑松分别具有极显著(P<0.01)和显著的(P<0.05)正联结关系,与拐枣(Hovenia acerba)、青杨(Populus ussuriensis)分别具有极显著(P<0.01)和显著的(P<0.05)负联结关系。在灌草层植物中,各物种的重要值较为分散,仅羊胡子草(Carex rigescens)、蕨(Pteridium aquilinum)等重要值较大,此外,昆嵛山腮扁叶蜂与羊胡子草等11种灌草层植物具有极显著的正联结关系,与宽叶苔草(C.siderosticta)等16种灌草层植物具有极显著的负联结关系。(2)采用单因素不均匀方差比较法对不同寄主来源的幼虫质量进行比较,结果表明,采自不同种类寄主的成熟幼虫群体质量不具有显著性差异,说明7种寄主对于昆嵛山腮扁叶蜂的个体影响基本一致;32个有虫样地(1-40号)2008年的多样性指数均值(0.9201)与2013年(0.8961)无显著差异,另外7个有虫样地(41-50号)2012年的多样性指数(1.1045)与2013年(1.0987)无显著差异。全部50块永久样地中损失的调查木数量远大于进阶调查木的数量,但尚未达到改变林分类型的程度;(3)将39个有虫样地划分为寄主纯林和寄主-非寄主混交林两种类型,利用样地寄主数和样地虫口生态密度作散点图,发现寄主纯林样地中,虫口密度有随寄主数量负向线性变化的趋势,在寄主-非寄主混交林样地中虫口密度与寄主数量无相关关系。结果表明昆嵛山腮扁叶蜂符合“资源稀释假说”的情形。此外,结果还表明,寄主纯林和寄主-非寄主混交林有虫样地的虫口生态密度在同一年份(2013年和2014年)没有显著性的差异,不同年份同一类型样地内虫口密度具有显著性差异;(4)筛选出32号样地作为代表样地,以其非寄主密度,林分密度、郁闭度、乔木树种分布格局等指标作为今后调整林分结构的实践模板。根据物种联结性分析结果和昆嵛山腮扁叶蜂的生物学、生态学特性,提出了以间伐抚育、调整树种为主,结合物理干预、林地清洁、剪除虫源等辅助手段对昆嵛山腮扁叶蜂进行调控的生态策略。其中,间伐抚育完成标准为林地内非寄主乔木的比例保持在28%左右,且非寄主树种主要为拐枣和青杨。本研究还结合野外实际观测情况,对昆嵛山林区内食叶昆虫—寄主—非寄主的分布及共存状况与原因进行了分析和讨论,对各个物种联结性联结性指数的特点、作用和局限性进行了评价。在已有的观测和数据基础上,本文还对昆嵛山腮扁叶蜂与其他生物在森林演替进程中的协同作用,以及其他非生物生态因子对昆嵛山腮扁叶蜂的种群密度的影响进行了分析和讨论。
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