3 结果与分析
3. 1 抽样充分性 金沙江干热河谷人工林旱季及雨季地表蚂蚁群落物种累积曲线见图 1,各调查样带地表蚂蚁群落的 S/ACE 见表 2.
图1 显示,无论是旱季还是雨季,金沙江干热河谷人工林地表蚂蚁群落物种累积曲线均呈渐进性,急剧上升后趋于平缓; 除旱季 T11、雨季 T12 的 S/ACE较低外,其余均接近或超过 0. 80( 表 2) .显然,此次研究抽样量充分。
3. 2 物种组成 金沙江干热河谷人工林地表蚂蚁群落由 5 亚科 17 属 36 种组成( 附录) ,其中猛蚁亚科( Ponerinae) 和盲蚁亚科( Aenictinae) 均为 1 属 1种; 切叶蚁亚科( Myrmicinae) 有 6 属 18 种,是最丰富的亚科; 臭蚁亚科( Dolichoderinae) 有 4 属 6 种,蚁亚科( Formicinae) 有 5 属 10 种。在属级分类单元中,铺道蚁属( Tetramorium) 种类最丰富,有 6 种; 其次是小家蚁属( Monomorium) ,有 4 种。旱季地表蚂蚁有 2 127 头 18 种,个体数量最多的分别是黑头酸臭蚁 ( Tapinoma melanocephalum) 和 中 华 小 家 蚁( Monomorium chinensis) ; 雨季有 1 874 头 25 种,个体数 量 最 多 的 分 别 是 扁 平 虹 臭 蚁 ( Iridmyrmexanceps) 和克氏铺道蚁 ( Tetramorium cuneinode) .旱季地表蚂蚁群落个体数较多,而雨季地表蚂蚁群落种类更丰富。
金沙江干热河谷不同季节人工林地表蚂蚁群落相似性分析见图 2、图 3.旱季地表蚂蚁群落基本分为4 类: 样带8,9,10 和12 聚为一类,样带13,14 聚为一类,样带 7,15 和 16 聚为一类,样带 3,4,5 和 6聚为一类,其余 3 条样带相距甚远( 图 2) .雨季地表蚂蚁群落也聚为 4 类: 样带 6,7,15 和 16 聚为一类,样带 8,13 聚为一类,样带 3,4 和 5 聚为一类,样带 1 和 11 聚为一类,其余 5 条样带相距甚远而未出现在图中( 图 3) .
上述结果表明,金沙江干热河谷人工林旱季地表蚂蚁群落组成和雨季不同,一些植物组成相同的样带彼此接近,如样带 3,4 和样带 5 接近,样带 8,9和样带 10 接近; 而一些则距离较远,如旱季时样带6 和 7.
3. 3 多度和多样性 各调查样带不同季节地表蚂蚁群落多度和多样性见表 3.旱季地表蚂蚁群落中,样带 5,7 和 14 的物种数最少,其次是样带 1,2和 15,样带 3,6 和 11 蚂蚁物种数丰富,其余 6 条样带物种数居中。从抽样效果来看,样带 11 可能是地表蚂蚁最丰富的。雨季地表蚂蚁群落中,样带 8,11和 12 的地表蚂蚁物种数丰富,样带 2 和 5 地表蚂蚁物种很少,其余 11 条样带物种数在 5 ~8 之间。从抽样效果来看,大多数样带抽样充分。α 指数反映出样带 12 和 11 具有较高的地表蚂蚁多样性,样带8 和 13 次之,其余样带地表蚂蚁多样性水平较低。
不同林分人工林旱季地表蚂蚁群落多样性比较见表 4.旱季印楝林具有最高的地表蚂蚁多度,膏桐林和印楝 - 大叶相思林次之,桉树林、膏桐 - 新银合欢林和印楝 - 合欢林多度最低,显着低于印楝林,但与对照相比,所有林分在地表蚂蚁多度上均无显着差异。各多样性指数在不同林分中的排序不尽相同,但多重比较的结果显示,无论哪种人工林,其地表蚂蚁多样性水平与对照相比均无显着差异,各人工林彼此间亦无显着差异。
表 5 显示,在雨季,对照和印楝林具有最高的蚂蚁多度,桉树林蚂蚁多度较低,印楝 - 合欢林最低,多重比较结果显示桉树林和印楝 - 合欢林蚂蚁多度显着低于对照。各多样性指数反映了基本一致的结果: 印楝 - 大叶相思林具有最高的蚂蚁多样性,显着高于对照及其他人工林,而这些人工林多样性水平之间无显着差异。
4 结论与讨论
本研究发现,金沙江干热河谷元谋段人工林地表蚂蚁有 36 种,其中旱季有 18 种,雨季有 25 种。与前期调查( 李巧等,2007) 相比,此次调查发现的物种数略少,究其原因可能与 2 次研究的抽样次数及陷阱溶液不同有关。陷阱法是进行地表昆虫群落调查的常用抽样方法,在使用陷阱法时,陷阱溶液不同会导致抽样结果的不同,国内常用糖醋液作为陷阱溶液,而国外则采用乙二醇或丙三醇作为陷阱溶液以保证抽样结果的无偏性( 陈又清等,2010) .
Chen 等( 2010) 比较了糖醋液和乙二醇作为陷阱溶液进行地表蚂蚁抽样调查的效果,结果发现,相对于乙二醇,使用糖醋液作为陷阱溶液时,采集到的蚂蚁种类和个体数量更多。从干热河谷蚂蚁群落物种组成来看( 李巧等,2007) ,尽管本研究的抽样量充分,但仍然漏掉了一些物种。用乙二醇或丙三醇而不用糖醋液作为陷阱溶液,是与国际通用的地表蚂蚁规范抽样保持一致,为保证调查数据更充分详实,建议在以后的调查中增加抽样次数。
本研究首次比较了旱季和雨季干热河谷地表蚂蚁群落的异同,研究结果与整个地表昆虫群落的调查结果( 李巧等,2014b) 有所不同: 旱季与雨季相比,各调查样带地表蚂蚁群落多度和多样性的变化并不一致,有的样带在旱季发现更多的蚂蚁个体及种类,有的样带则相反; 而对地表昆虫群落的调查( 李巧等,2014b) 显示,雨季时大多数调查样带地表昆虫个体及种类增加,其原因是雨季的降水改变了干热河谷的干旱状况,为动植物提供了优越的生存环境,因而极大提高了地表昆虫的多度和多样性。本研究提示,蚂蚁相对其他地表昆虫如甲虫( 李巧等,2014a) 而言,更适应干热河谷地区的气候。
金沙江干热河谷 7 种人工林中,印楝 - 大叶相思林具有最高的蚂蚁多样性,桉树林蚂蚁多样性最低,该结果与以往的研究( 温远光等,2005; 李巧等,2007; 2008) 一致。然而在旱季,所有人工林地表蚂蚁多样性之间无显着差异; 在雨季,印楝 - 大叶相思林地表蚂蚁多样性显着高于其他 6 种人工林,这 6 种人工林之间无显着差异。不同人工林的蚂蚁多样性格局形成受到季节的影响,尽管地表蚂蚁更能适应干热气候,但干旱使得不同人工林的旱季地表蚂蚁多样性无显着差异,而雨季的到来则改变了这种多样性格局。雨水在改变干热河谷干旱状况的同时,促进了植物的生长,而不同的植物多度及多样性又进一步影响了不同人工林的地表蚂蚁多度和多样性。金沙江干热河谷大多数人工林地表蚂蚁多样性无显着差异,这种多样性的格局应该与这些人工林 具 有 共 同 的 优 势 草 本 植 物---扭 黄 茅( Heteropogonetea contortus) 有关。
从群落间相似性即 β 多样性来看,群落相似性较高,则其异质性较低,亦即 β 多样性较低( Solow etal.,1994; Crist et al.,2003) .本研究 7 种人工林地表蚂蚁群落物种组成的相似性较低,说明它们之间具有较高的 β 多样性。有研究表明,在有自然植被分布的样地营造人工林,对自然植被的保护和恢复具有积极意义; 随着时间的推移,人工林的栖境将更加复杂,其作为动植物栖境的价值将更加重要( Brockerhoff et al.,2008) ; 而栖境异质性有助于提高动物的生物多样性( Tews et al.,2004) .因此,在金沙江干热河谷元谋段,印楝 - 大叶相思林具有较高的蚂蚁多样性,对当地生物多样性保护具有积极意义,营造印楝 - 大叶相思林是很好的植被恢复模式; 其余 6 种人工林地表蚂蚁群落具有不太相似的物种组成,即它们具有较高的 β 多样性,对提高区域生物多样性具有积极作用。
高成杰等( 2013) 研究表明,印楝和大叶相思林混交后根系的生物量下降,认为该混交方式可能不适当; 而本研究认为,营造印楝 - 大叶相思林对金沙江干热河谷地区生物多样性保护具有积极意义。这种恢复模式的实际价值和意义何在,还值得进一步探究。
此外,人工林的后续管理值得重视。随着人口的快速增长,干热河谷景观已经发生了转变( 钟祥浩,2000) ,导致环境退化、生产力降低、承载力下降以及物种消失( Solbrig et al.,1996) ,而农业上的精细化管理也会造成蚂蚁多样性的下降( Rizali et al.,2013) .如何对现有人工林进行科学管理,以提高其生物多样性水平,在当地生物多样性保护中充分发挥作用,是研究人员及管理工作者需要共同应对的问题。
参 考 文 献
陈又清,李 巧,陈彦林,等。 2010. 糖醋液和乙二醇对地表甲虫的诱集效率比较。 昆虫知识,47( 1) : 129 -133.
( Chen Y Q,Li Q,Chen Y L,et al. 2010. Comparison of trappingefficiency for ground-dwelling beetles by sugar-vinegar mixture andethylene glycol. Chinese Bulletin of Entomology,47 ( 1 ) : 129 -133. [in Chinese])
方海东,纪中华,杨艳鲜,等。 2005. 金沙江干热河谷新银合欢人工林物种多样性研究。 水土保持学报,12( 1) : 135 -137.
( Fang H D,Ji Z H,Yang Y X,et al. 2005. The study on speciesdiversity of Leucaena leucocephala plantation in Jinsha River hot anddry valley. Research of Soil and Water Conservation,12 ( 1 ) : 135 - 137. [in Chinese])