楊 釗，閆國增，周在豹，田作寶，王 朔

(1.天津市河西區(qū)綠化管理所，天津 300222；2.北京市林業(yè)保護(hù)站，北京 100029；3.北京市順義區(qū)林業(yè)保護(hù)站，北京 101300；4.北京大東流苗圃，北京 102211)

1 引言

近年來，我國由農(nóng)藥引發(fā)的食品安全問題引起了社會公眾對農(nóng)產(chǎn)品食品安全的高度重視與關(guān)注[1～6]。嚴(yán)峻的農(nóng)產(chǎn)品食品安全局勢反映出我國實施與發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的必要性和緊迫性。實施綠色農(nóng)業(yè)的一項重要措施是采用非化學(xué)手段緩解蟲害問題。大量的研究及例證發(fā)現(xiàn)[7～9]，天敵是調(diào)節(jié)和控制害蟲種群數(shù)量的重要因子之一。在各類農(nóng)田捕食性天敵總數(shù)中，蜘蛛的占有比例平均在70%左右，其種類和發(fā)生量居各類捕食性天敵之首，是抑制農(nóng)業(yè)蟲害發(fā)生和發(fā)展的重要力量[10～11]。

目前，國外學(xué)者針對蜘蛛類捕食性天敵開展了諸多涉及生境與天敵多樣性等旨在構(gòu)建有利于天敵繁衍生息的生境修復(fù)研究與嘗試[12～15]；國內(nèi)關(guān)于蜘蛛類捕食性天敵的研究大都集中在大規(guī)模種植的水稻田或棉田[16～19]，而農(nóng)區(qū)小規(guī)模、多種類作物輪作的種植模式中，蜘蛛種群動態(tài)的研究較少，特別是復(fù)合農(nóng)林生境下，林帶生境對于蜘蛛種群的生態(tài)調(diào)控地位與作用鮮有深入的研究報道。

本文圍繞華北農(nóng)區(qū)重要的天敵資源——游獵型蜘蛛展開了多角度研究，就其優(yōu)勢種在“農(nóng)田—林帶”環(huán)境中的種群時空分布及林帶對蜘蛛種群的生態(tài)調(diào)控作用進(jìn)行了分析，提出了針對農(nóng)作物害蟲可持續(xù)控制的農(nóng)林復(fù)合環(huán)境構(gòu)建模式。

2 研究區(qū)域

2.1 試驗區(qū)域概況

北京市順義區(qū)地處華北平原北部，該地區(qū)耕地面積廣闊，主要作物種類為冬小麥、玉米以及瓜果蔬菜等。農(nóng)田周圍多種植有防護(hù)林帶，具有華北平原典型的農(nóng)業(yè)耕作模式和農(nóng)田景觀。

2.2 選取試驗樣地

本研究的試驗地點選在北京市順義區(qū)南彩鎮(zhèn)(116°40′E，40°14′N)。試驗區(qū)域總面積約10 hm2(東西向?qū)?00 m×南北向長500 m)，由輪作種植冬小麥、玉米的農(nóng)作物田(東西向?qū)?00 m×南北向長450 m)和毗鄰農(nóng)田北邊的圓柏林(東西向長200 m×南北向?qū)?0 m)組成；本研究從中選取了一具有代表性的林帶與農(nóng)田復(fù)合生境塊狀樣地(如圖1)，總面積約3072 m2(東西向?qū)?2 m×南北向長96 m)，樣地具體情況如圖1。

林帶：為樣地內(nèi)北部塊狀圓柏林，面積約1120 m2(東西向?qū)?2 m×南北向長35 m)，林內(nèi)株行距5 m×5 m，樹體平均高度4 m，平均胸徑10 cm；林下地被覆蓋物較多，有較多的枯枝落葉；植被種類豐富，主要植物有藜(Chenopodiumalbum)、車前草(PlantagoasiaticaL)、馬齒莧(Portulacaoleracea)、馬唐(Digitariasanguinalis)、狗尾草(Setariaviridis)、蒼耳(XanthiumsibiricumPatrinexWidder)、葎草(Humulusscandens)、泥胡菜(Hemisteptalyrata)、鵝觀草(Roegneriakamoji)、薺菜(Capsellabursapastoris)、牛筋草(Eleusineindica)等。

農(nóng)田：為樣地內(nèi)南部的塊狀田地，位置位于試驗區(qū)域內(nèi)農(nóng)作物田的北部，面積約1920 m2(東西向?qū)?2 m×南北向長60 m)，田內(nèi)(及試驗大田內(nèi))冬小麥和玉米輪作種植，冬小麥的種植期為每年的10月至翌年的6月上旬，玉米的種植期為每年的6月中下旬至9月底。

圖1 試驗區(qū)域與樣地平面示意

3 研究方法與數(shù)據(jù)處理

3.1 調(diào)查取樣方法

調(diào)查時間自4月上旬至10月下旬，每10 d調(diào)查1次，共調(diào)查21次。林帶生境采用陷阱法，調(diào)查記錄生境內(nèi)樣方中地表陷阱內(nèi)收集到的蜘蛛種類和數(shù)量；農(nóng)田生境采用平行線取樣法與陷阱法相結(jié)合的方法，記錄統(tǒng)計樣方內(nèi)地表陷阱收集到的蜘蛛種類和數(shù)量。期間跟蹤調(diào)查農(nóng)事活動前、中、后各生境內(nèi)蜘蛛種群的動態(tài)。

3.1.1 陷阱結(jié)構(gòu)

本研究以一次性塑料杯埋入地平面以下作為陷阱誘捕器，塑料杯杯口與地面持平，塑料杯口上方用鐵絲固定一個塑料圓蓋(阻雨蓋)來遮擋雨水(圖2A)。塑料杯杯口直徑為7 cm，杯底直徑5 cm，杯深9 cm，容積約為257 mL。

3.1.2 陷阱溶液

陷阱內(nèi)溶液為4%的福爾馬林和4～6滴50%洗衣粉水組成的混合液。

3.1.3 陷阱樣方

陷阱樣方由5個單獨的陷阱誘捕器按5點排布均勻分布在1m×1m樣方內(nèi)(圖2 B)。

圖2 陷阱誘捕器與陷阱樣方示意

3.1.4 試驗樣地內(nèi)樣方的分布

林帶樹間居中位置均勻設(shè)置16個1 m×1 m陷阱樣方；農(nóng)田樣方設(shè)置于距離林帶1 m、10 m、20 m、30 m、40 m樣線上，每條樣線上均勻設(shè)置5個1 m×1 m陷阱樣方，樣方之間間隔6.75 m(圖3)。

圖3 試驗樣地內(nèi)樣方分布示意

3.1.5 蜘蛛標(biāo)本的處理與保存

在野外采集的蜘蛛標(biāo)本，均使用75%的酒精溶液浸泡，之后帶回實驗室進(jìn)行標(biāo)本整理，分類鑒定到種。

3.2 數(shù)據(jù)分析方法

4 結(jié)果與分析

4.1 樣地游獵型蜘蛛多樣性

在調(diào)查時間段內(nèi)本研究共調(diào)查取樣到蜘蛛10科14種(表1)。林帶與農(nóng)田兩種生境中游獵型蜘蛛的優(yōu)勢種均為星豹蛛(PardosaastrigeraL. Koch)和白紋舞蛛(AlopecosaalbostriataGrube)，且林帶生境的種群多樣性和均勻度指數(shù)均高于農(nóng)田生境(表2)，這反映出林帶生境內(nèi)更為復(fù)雜穩(wěn)定的生態(tài)結(jié)構(gòu)與更為豐富的物種。

表1 研究區(qū)域內(nèi)主要蜘蛛種群

表2 林帶與農(nóng)田兩種生境中蜘蛛群落與優(yōu)勢種特征值

4.2 農(nóng)田游獵型蜘蛛分布規(guī)律

本研究調(diào)查了自4月上旬至10月下旬農(nóng)田中游獵型蜘蛛的分布情況，對4～10月內(nèi)林帶與農(nóng)田中不同距離樣線上蜘蛛平均密度的關(guān)聯(lián)性分析(圖4)顯示：冬小麥—圓柏與玉米—圓柏兩類農(nóng)林系統(tǒng)中，農(nóng)田不同距離樣線上蜘蛛平均密度的變化規(guī)律大體相同。冬小麥—圓柏系統(tǒng)中，距林帶1m距離樣線上蜘蛛種群密度維持在較高的水平范圍(453.29±58.06只/100 m2)，在背離林帶方向1～40 m范圍內(nèi)，蜘蛛密度顯著減少(P=0.026，α=0.05)，與距林帶距離呈負(fù)相關(guān)；在玉米—圓柏系統(tǒng)中，蜘蛛種群密度在距林帶10 m范圍內(nèi)保持高位狀態(tài)，隨后在距林帶10～40 m范圍內(nèi)顯著減少(P=0.039，α=0.05)，并與距林帶距離呈負(fù)相關(guān)。多重比較法(LSD法)進(jìn)一步顯示，在調(diào)查時間段內(nèi)，兩類農(nóng)林系統(tǒng)中1～10m范圍內(nèi)的蜘蛛平均密度均顯著高于10m～40 m范圍內(nèi)的蜘蛛平均密度(P冬小麥—圓柏=0.001，P玉米—圓柏=0.000，α=0.01)，表明農(nóng)田蜘蛛的分布集中偏向在近林帶范圍內(nèi)。

圖4 距林帶不同距離樣線上蜘蛛密度的變化曲線

4.3 農(nóng)田施藥與蜘蛛種群動態(tài)

本研究調(diào)查了農(nóng)事活動中作物噴灑農(nóng)藥前后林帶與農(nóng)田生境內(nèi)蜘蛛密度的變化，并根據(jù)密度與樣地面積估算了蜘蛛數(shù)量，結(jié)果(圖5)顯示：農(nóng)田噴灑農(nóng)藥對蜘蛛的殺傷力是巨大的。與噴藥前(農(nóng)田蜘蛛密度為180.23±7.65只/100 m2)相比，噴藥后第2 d農(nóng)田蜘蛛密度急劇下降(20.38±4.84只/100 m2)，差異極顯著(P農(nóng)田=0.001，α=0.05)；林帶生境蜘蛛密度在農(nóng)田噴藥后第2 d亦有所小幅度下降，但并不顯著(P林帶=0.440，α=0.05)。至噴藥后第10 d，林帶蜘蛛密度繼續(xù)下降，農(nóng)田蜘蛛密度出現(xiàn)回升，兩種生境下的蜘蛛密度變化幅度近乎互補(bǔ)(│Δd農(nóng)田上升│=31.96±3.74只/100 m2)≈│Δd林帶下降│=33.37±3.84只/100 m2)，對二者進(jìn)行獨立樣本t檢驗，結(jié)果(表3)顯示：兩種生境下蜘蛛密度的變化幅度無顯著性差異(F-檢驗 雙樣本方差分析：PSig.(1-tailed)=0.492，α=0.05；t-檢驗 雙樣本等方差分析：PSig.(2-tailed)=0.817，α=0.05)；進(jìn)一步對二者的變化率(斜率k)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果(表4)表明：兩種生境下蜘蛛密度的變化率呈極顯著負(fù)相關(guān)(Pearson相關(guān)系數(shù)：-0.998，PSig.(2-tailed)=0.853，α=0.05)。繼續(xù)研究至噴藥后第20 d林帶與農(nóng)田內(nèi)蜘蛛密度的變化情況，結(jié)果(表5、表6)顯示：從噴藥后第10 d至噴藥后第20 d，兩生境中蜘蛛密度的變化近乎擬合(F-檢驗 雙樣本方差分析：PSig.(1-tailed)=0.334，α=0.05；t-檢驗 雙樣本等方差分析：PSig.(2-tailed)=0.206，α=0.05)，二者的密度變化率(斜率k)呈極顯著負(fù)相關(guān)(Pearson相關(guān)系數(shù)：-0.985，PSig.(2-tailed)=0.776，α=0.05)。這表明在農(nóng)田施藥之后，蜘蛛種群發(fā)生了從林帶到農(nóng)田明顯的遷移過程。

圖5 農(nóng)田噴藥前后蜘蛛的分布變化

方差齊性與否假設(shè)方差方程的Levene檢驗均值方程的t檢驗F值單尾檢驗概率P0.05t值df值雙尾檢驗概率P0.05假設(shè)方差相等0.9490.492-0.26320.817假設(shè)方差不相等-0.2631.5680.819

表4 噴藥后第2 d至噴藥后第10 d林帶與農(nóng)田內(nèi)蜘蛛密度變化率(斜率k)的相關(guān)性分析

表5 噴藥后第10 d至噴藥后第20 d林帶與農(nóng)田內(nèi)蜘蛛密度變化幅度的獨立樣本t檢驗

表6 噴藥后第10 d至噴藥后第20 d林帶與農(nóng)田內(nèi)蜘蛛密度變化率(斜率k)的相關(guān)性分析

4.4 蜘蛛種群在時間序列上的空間分布

作物的生長期及農(nóng)事活動影響著作物空間結(jié)構(gòu)、害蟲和天敵的種類、數(shù)量及其分布。本研究從4～10月對兩種優(yōu)勢種蜘蛛在林帶與農(nóng)田內(nèi)的月平均密度動態(tài)進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果(圖6)顯示：在調(diào)查時間段內(nèi)，星豹蛛和白紋舞蛛雖然都為優(yōu)勢種，但前者在林帶與農(nóng)田內(nèi)的月平均密度明顯高于后者(LSD法：P=0.008，α=0.05)。二者的密度月份變動規(guī)律相似：在4月份冬小麥拔節(jié)期，林帶生境和農(nóng)田生境中的蜘蛛密度差異并不顯著；進(jìn)入5月份春耕農(nóng)忙期，農(nóng)田蜘蛛密度顯著下降(P星豹蛛農(nóng)田5月=0.008，P白紋舞蛛農(nóng)田5月=0.02，α=0.05)，林帶蜘蛛密度明顯上升(P星豹蛛林帶5月=0.009，P白紋舞蛛林帶5月=0.007，α=0.05)，并顯著高于農(nóng)田蜘蛛密度(P5月=0.004，α=0.01)；6月中下旬冬小麥的收割期，林帶蜘蛛密度與農(nóng)田蜘蛛密度之間的差異繼續(xù)擴(kuò)大(P6月=0.001，α=0.01)；7、8月份為玉米的生長期，此前偏重于林帶生境分布的蜘蛛密度，在這個時期與農(nóng)田生境蜘蛛密度的差異水平逐步減小，進(jìn)入8月份后農(nóng)田蜘蛛密度反超林帶；9月份玉米進(jìn)入成熟收割期，受農(nóng)事活動與生物節(jié)律的影響，農(nóng)田蜘蛛密度再次明顯下降(P星豹蛛農(nóng)田9月=0.006，P白紋舞蛛農(nóng)田9月=0.008，α=0.05)，林帶蜘蛛密度再次顯著上升(P星豹蛛林帶9月=0.001，P白紋舞蛛林帶9月=0.015，α=0.05)，并再次顯著高于農(nóng)田蜘蛛密度(P9月=0.003，α=0.01)；10月份農(nóng)田作物秋收殆盡，游獵蜘蛛即將進(jìn)入越冬期，林帶蜘蛛密度繼續(xù)上升，農(nóng)田蜘蛛密度進(jìn)一步下降，二者之間的差異再次更加顯著(P10月=0.000，α=0.01)

圖6 林帶和農(nóng)田生境中星豹蛛與白紋舞蛛種群密度變化曲線

5 結(jié)語

華北農(nóng)區(qū)農(nóng)作物的輪作種植及作物季節(jié)性的生長，在不斷地改變農(nóng)田景觀的同時，也深刻的影響著農(nóng)田及其周邊生境內(nèi)游獵型蜘蛛的種群及其時空分布。在調(diào)查時間段內(nèi)，園蛛科、卷葉蛛科、肖蛸蛛科和漏斗蛛科的蜘蛛大多在農(nóng)田區(qū)域內(nèi)被采集到，這類蜘蛛因在作物枝葉間結(jié)網(wǎng)而具有農(nóng)田蜘蛛屬性[23]；球蛛科的蜘蛛則多出現(xiàn)在林帶區(qū)域內(nèi)，或與該類蜘蛛偏好在森林草叢、田間雜草地以及山坡灌木叢等非作物生境棲息覓食有關(guān)[23]；狼蛛科、跳蛛科、蟹蛛科以及管巢蛛科的蜘蛛由于具有出色的游獵活動能力[23]，在農(nóng)田與林帶兩種生境內(nèi)均有被采集到，其中狼蛛科的星豹蛛和白紋舞蛛為研究區(qū)域內(nèi)最為壯大的蜘蛛種群。

農(nóng)田環(huán)境的多變性與不穩(wěn)定性造就了游獵型蜘蛛出色的應(yīng)變與適應(yīng)能力，而林帶則以其穩(wěn)定性甚至唯一性為游獵型蜘蛛提供了重要的越冬、棲息與避難場所。研究顯示，在作物種植前與收割后農(nóng)田環(huán)境空曠，農(nóng)田中游獵型蜘蛛數(shù)量顯著減少，而林帶中游獵型蜘蛛數(shù)量顯著增加(P6月=0.001，P10月=0.000，α=0.01)，林帶由此成為游獵型蜘蛛在進(jìn)入農(nóng)田前與作物收割后主要的棲息、覓食與越冬場所。

在作物生長期內(nèi)，頻繁的農(nóng)事活動對農(nóng)田游獵蜘蛛的種群規(guī)模產(chǎn)生了較大的壓力，特別是噴灑農(nóng)藥給游獵型蜘蛛種群帶來了極大的負(fù)面影響(P=0.001，α=0.05)，而此時林帶又成為游獵型蜘蛛躲避農(nóng)事活動干擾的天然理想庇護(hù)所。林帶生境內(nèi)植被種類豐富，生態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，食物資源相對穩(wěn)定，不但能夠有效的緩沖噴灑農(nóng)藥等農(nóng)事活動給游獵型蜘蛛種群所帶來的負(fù)面殺傷力，其生境內(nèi)的游獵型蜘蛛又可成為未來農(nóng)田游獵蜘蛛種群重建的重要來源[24～26]。當(dāng)農(nóng)田環(huán)境再次趨于穩(wěn)定，作物害蟲逐漸成為新的優(yōu)質(zhì)食源選擇時，游獵型蜘蛛便發(fā)生了從林帶到農(nóng)田明顯的遷移過程(林帶與農(nóng)田內(nèi)蜘蛛密度變化t-檢驗：PSig.(2-tailed)=0.817，α=0.05；二者蜘蛛密度變化率的Pearson相關(guān)系數(shù)：-0.998，PSig.(2-tailed)=0.853，α=0.05)。

林帶對于游獵型蜘蛛的分布具有積極作用，本研究顯示，農(nóng)田生境內(nèi)的游獵型蜘蛛多選擇在近林帶范圍內(nèi)聚集，表現(xiàn)出對林帶明顯的“依托”關(guān)系，其種群密度在背離林帶40 m范圍內(nèi)顯著下降(P冬小麥—圓柏=0.026，P玉米—圓柏=0.039，α=0.05)，呈現(xiàn)出明顯的“林帶效應(yīng)”。在復(fù)合農(nóng)林系統(tǒng)中，非作物生境對維持天敵種類和數(shù)量發(fā)揮著重要的作用與功能[27,28]，林帶生境內(nèi)復(fù)雜穩(wěn)定的生態(tài)結(jié)構(gòu)以及豐富多樣的食物來源，為游獵型蜘蛛種群的發(fā)生、增長、繁衍、生息提供了適宜的生存環(huán)境，并對農(nóng)田游獵型蜘蛛的分布具有積極的影響效果，其對于維系農(nóng)田游獵蜘蛛群落的延續(xù)以及生態(tài)鏈的穩(wěn)定發(fā)揮著重要的生態(tài)調(diào)控功能。

綜上所述，復(fù)合農(nóng)林生境中游獵型蜘蛛的時空動態(tài)分布受周邊生境的影響較為深刻，農(nóng)田游獵蜘蛛在分布規(guī)律上呈現(xiàn)出明顯的“林帶效應(yīng)”；在作物栽種前與收割后林帶是游獵型蜘蛛種群延續(xù)的重要種庫[24,25]，在農(nóng)事活動時則是游獵型蜘蛛的重要避難場所，在農(nóng)田天敵種群過渡和重建中起到關(guān)鍵的橋梁作用[29]。因此，有序營建農(nóng)田林帶，對于農(nóng)區(qū)天敵的有效保護(hù)和利用具有積極意義，是實現(xiàn)農(nóng)區(qū)作物害蟲可持續(xù)防治的一個科學(xué)措施。