农田景观格局对地表步甲和蜘蛛多样性影响研究

发布时间：2018-06-26 06:42

本文选题：天敌保护 + 害虫防治　；参考：《中国农业大学》2017年博士论文

【摘要】：农业景观生物多样性保护及其生态系统服务功能提升是未来农业可持续发展的重要基础,正受到广泛关注。大量研究表明,农业集约化所导致的景观均质化已成为农业景观生物多样性降低的重要原因之一,农业景观格局优化和质量提升是保护农业景观生物多样性的重要途径。尽管国内外对不同景观要素及其景观格局对生物多样性影响开展了大量的研究,但是要形成完善的农业景观生物多样性保护原理和技术仍然需要开展大量的研究,特别是不同景观结构以及景观中植被群落结构对于生物多样性分布格局的影响机制仍然没有统一的结论。为此,基于我们在北京房山、河北曲周、北京顺义、湖北潜江、北京密云五个典型农业景观区关于景观格局对生物多样性影响研究,论文从地块内、生境、景观三个尺度分析了农林复合种植系统对步甲多样性的影响,景观中残留半自然生境以及新建农田缓冲带对步甲、蜘蛛多样性的影响,景观结构对步甲、蜘蛛多样性的影响以及步甲分布格局对景观尺度的响应等几个方面的问题。主要研究内容包括景观格局、景观尺度、生境类型、作物种植模式等对步甲、蜘蛛分布影响研究。昆虫取样方法采用陷阱法。主要研究结论如下:(1)地块内尺度上,研究探讨了北京房山区农林复合系统,对比核桃种植系统(核桃单作林、核桃-菊花间作林)与自然类型生境(次生演替林、山地草甸)中步甲类天敌的多样性。结果表明:1)2011和2012年都表现为核桃种植系统维持了与自然类型生境中相当的步甲活动密度和大型步甲物种丰富度;其中2012年核桃单作林维持了显著较高的步甲物种丰富度,核桃菊花间作林维持了显著较低的大型步甲活动密度;2)核桃单作林与核桃菊花间作林维持了较相似的步甲与大型步甲群落结构,但核桃种植系统与自然类型生境中步甲以及大型步甲群落结构组成差异较大;3)土壤特性决定了生境中步甲群落分布,高pH与高P含量将导致大型步甲多样性显著降低。因此,虽然仍需要更长时间的监测,但本研究证明山区开发过程中,农林复合系统可作为协调经济发展与生物多样性保护的重要方式。(2)生境尺度上,研究分别比较了曲周、顺义与潜江地区不同类型生境中步甲、蜘蛛的分布格局。曲周地区通过对比2014年与1997年研究区农田边界与农田内部的步甲多样性,结果表明:1)2014年取样区步甲的物种丰富度较1997年大大增加;2)2014年,农田边界处步甲的物种丰富度显著高于农田内部;3)2014年步甲的群落结构与1997年具有较大异质性;4)土壤氮含量决定了步甲的群落结构组成。虽然去盐碱化成功促使农业产量大幅度提高,然而集约化农业造成的景观均质化至使景观中的天敌多样性大量降低,景观中残留半自然农田边界对于维持步甲多样性具有重要意义。潜江地区对比了研究区几种重要的农田与半自然类型生境中步甲、蜘蛛多样性的分布格局,结果表明:1)景观中残留的堤坝草地以及林地维持了显著较高的蜘蛛个体数,但林地中步甲的物种丰富度显著高于堤坝草地;2)2013年,5-9月份,研究区不同类型生境中步甲和蜘蛛多样性表现为波动性增减。步甲的物种数在农田类型生境中于6月份达最大值,而5月份在半自然类型生境中达最大值;蜘蛛的物种数则表现为在农田类型生境中于9月份达最大值,而在半自然类型生境于6月份取得最大值。景观中残留的半自然类型生境对于维持蜘蛛类天敌多度具有重要意义。顺义地区探讨了新建农田草带、人工林地与自然草带对相邻农田边界步甲、蜘蛛多样性以及蚜虫分布的影响,同时探讨了边界植被群落结构对步甲、蜘蛛群落分布的影响。结果表明:1)与人工林地相邻的小麦田中维持了显著较高的步甲、蜘蛛和蚜虫多样性;同时,与林地以及人工草带相邻的小麦田中具有相对较高的天敌蚜虫比;2)就天敌群落分布而言,与人工草带相邻的小麦田内步甲群落具有较高的相似性,与林地相邻的小麦田内蜘蛛群落具有高度相似性;3)农田边界植被群落结构决定了步甲和蜘蛛群落的分布格局;4)农田边界处步甲和蜘蛛的活动密度显著高于农田内部。农业景观新建半自然非农边界对于提高相邻农田中的天敌多样性以及害虫生物控制效率具有重要意义;具有复杂植被群落结构的半自然非农边界较结构简单的半自然边界能够维持更高的天敌多样性;半自然边界中维持了较相邻农田显著高的步甲和蜘蛛多样性,证明半自然边界可以通过"溢出效应"增加相邻农田中的天敌多样性,从而提高农田害虫的生物控制效率。(3)景观尺度上,研究分析了潜江、密云地区景观组成对研究区步甲、蜘蛛多样性的影响。潜江地区探讨了 251 m半径景观尺度下景观结构对步甲、蜘蛛群落分布的影响。结果显示:251 m半径景观尺度下,增加景观中的半自然生境比例及景观的多样性可能会导致步甲的多样性显著降低,而蜘蛛的多样性显著增高。因此,以天敌多样性保护为目的的景观建设需要针对不同生物对景观的响应方式具体实施。密云地区的研究探讨了步甲多样性对景观结构的响应尺度与响应方式,同时探讨了景观中半自然生境植被群落结构对于步甲多样性的影响,研究发现:1)人工林地中维持了显著较低的步甲个体数;2)步甲的群落组成仅取决于取样的生境类型,与周围景观复杂程度无关。玉米地生境相互之间步甲组成具有较高的相似性,且人工林地中步甲的群落组成高度相似,而自然山地中步甲的群落组成具有较高异质性;3)在100 m-200 m景观尺度内,增加人工林地的比例,会导致景观内步甲物种数和个体数显著降低。植被群落结构简单的人工林地不利于农业景观步甲类天敌的保护,优质的半自然生境建设应该选择合理的植被,增加半自然生境中某些物种,如地黄、苜蓿等可显著增加某些捕食性步甲的多样性。(4)最后,研究总结了促进农业景观害虫综合治理的途径。在理论基础上为害虫的生物控制以及生态农业的发展提供了参考意见。
[Abstract]:This paper studies the effects of landscape pattern , landscape scale , habitat type and crop planting pattern on biodiversity . The results show that : 1 ) The species richness of step A in the landscape is significantly higher than that in 1997 . In this paper , the influence of landscape structure on the diversity of the natural enemies in the adjacent fields is studied . The results show that : 1 ) The natural boundary can increase the diversity of the natural enemies in the adjacent fields .
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S186

【参考文献】