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黄河中下游农业景观不同生境类型中鞘翅目多样性及功能群研究——以封丘县为例

黄河中下游农业景观不同生境类型中鞘翅目多样性及功能群研究——...

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作者：曹晶河南大学

学位级别：硕士

现代农业的大力发展导致农业景观出现高度均一化,由于高度集约化管理,人类干扰强度的随之加大,对农业景观以及生物多样性产生了巨大的影响,农田面积不断扩大以及种植的农作物物种相对单一,自然、半自然生境破碎化,导致农业景观结构的复... 详细信息

现代农业的大力发展导致农业景观出现高度均一化,由于高度集约化管理,人类干扰强度的随之加大,对农业景观以及生物多样性产生了巨大的影响,农田面积不断扩大以及种植的农作物物种相对单一,自然、半自然生境破碎化,导致农业景观结构的复杂程度降低。农业景观是人类生存资源的主要来源地之一,而农业景观镶嵌斑块的多样化对生物多样性的维持与稳定具有不可忽视的作用。半自然生境可以为物种群落提供替代食物以及越冬或庇护场所,因此,半自然生境的存在有利于捕食性物种的栖息、繁殖以及农田中作物物种的调控作用,对农业景观生态系统的生态过程、功能的维持、服务以及持续性管理发挥着重要作用。本研究选取黄河中下游平原农业典型地区河南省新乡市封丘县为研究对象,采用陷阱法在封丘县偏南地区选取农业景观中沟渠、林地、树篱和农田四种主要景观要素对鞘翅目群落进行调查研究.比较分析了不同生境中鞘翅目群落的组成分布及其春、夏、秋三季的时间动态情况以及不同功能群(植食性、捕食性、粪食性、杂食性和腐食性)的物种状况,并且对研究区鞘翅目群落科级水平上计算丰富度指数S、Simpson优势度指数C、Shannon‐Wiener多样性指数H′和Pielou均匀度指数J,分析不同生境类型中鞘翅目群落生物多样性及其动态,最后利用Canoco4.5中典范对应分析(CCA)探究8个环境因子(土壤湿度、有机质、含氮量、含磷量、pH值与植被盖度、高度、丰富度)对鞘翅目类群分布的影响。研究表明:(1)通过三季调查共捕获鞘翅目昆虫标本9505头,隶属25科,其中步甲科与隐翅甲科为优势种,分别为4336头和1059头。在四种生境类型中,鞘翅目数量分布规律为沟渠>农田>树篱>林地,类群说的分布规律为沟渠>林地>树篱>农田。时间动态研究显示,研究区内鞘翅目的个体数与类群数的季节动态变化趋势大抵一致:夏季>春季>秋季。两者在夏季均达到峰值,最低值均出现在秋季,在各个季节中步甲科和隐翅甲科均表现为优势类群。不同生境类型鞘翅目群落中的组成和分布的季节动态具有一定的差异。四种生境类型中沟渠的个体数量最高,夏季中各生境类型鞘翅目群落个体数均达到最高值,春季次之(除LD之外),秋季总体上最少。三季中沟渠的鞘翅目类群数最丰富,林地次之,农田中最少。(2)不同生境类型中鞘翅目群落不同指数变化规律有所差异,从总体来看,丰富度指数S和Shannon‐Wiener多样性指数H′的规律均为沟渠>林地>树篱>农田,差异性均极显著(PSL>GQ>LD,大致符合生态学规律,即丰富度S、Shannon‐Wiener多样性指数H′、均匀度J和优势度C成负相关。Pielou均匀度指数J的规律为:LD>SL>GQ>NT,沟渠中植被组成较为复杂,人为干扰程度相对最低,生境环境有利于鞘翅目群落的生存,物种非常丰富,其均匀度J较低可能由于步甲科数量较多,处于绝对优势,优势现象较为明显,从而导致均匀度J较低。方差分析发现,不同类型生境鞘翅目群落除均匀度指数J不显著外,丰富度S、多样性指数H′和优势度C在不同生境类型之间均具有极显著差异性(P鞘翅目群落的多样性的季节动态变化趋势不同。各季节之间鞘翅目群落数量、丰富度S、优势度C、多样性指数H′和均匀度J均具有极显著影响(P鞘翅目群落数量和丰富度S具有显著影响(P0.05)。(3)根据所捕获鞘翅目群落的不同食性,大致划分为5个营养级,分别为捕食性、植食性、粪食性、杂食性和腐食性,其中捕食性的鞘翅目共6科,6326头,植食性的鞘翅目共捕获11科,1445头,粪食性的鞘翅目共捕获3科,1316头;杂食性的鞘翅目共捕获4科,401头;腐食性的鞘翅目有露尾甲科和葬甲科,仅捕获17头,占总捕获量的0.17%。捕食性和植食性功能群无论在数量上还是类群上均比其他功能群高,步甲科占绝对优势。从不同功能群组成的季节动态分析发现,春夏秋三季捕食性型鞘翅目个体数均最高,植食性型鞘翅目的类群数最高,腐食性均最低。(4)对鞘翅目群落组成与8个环境因子进行典范对应分析(CCA)发现,鞘翅目群落的分布与植被结构之间存在明显的关系,不同生境类型鞘翅目群落的组成受土壤特征和植物结构等多种因素的综合作用,其中土壤湿度、植被物种丰富度S、植被盖度和植被高度是影响鞘翅目群落组成的重要环境因子。

关键词：鞘翅目群落物种多样性农业景观典范对应分析黄河中下游地区

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