昆嵛山腮扁叶蜂与植物物种亲和性的研究

发布时间：2017-10-13 22:29

  本文关键词：昆嵛山腮扁叶蜂与植物物种亲和性的研究

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【摘要】：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(P0.01)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(P0.01)和显著的(P0.05)正联结关系,与拐枣(Hovenia acerba)、青杨(Populus ussuriensis)分别具有极显著(P0.01)和显著的(P0.05)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。
【关键词】：昆嵛山腮扁叶蜂 物种亲和性 物种联结性 资源稀释效应 分布格局 物种相关性 香农-维那指数
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S763
【目录】：

• 摘要5-8
• Abstract8-16
• 第一章 绪论16-42
• 1.1 引言16-19
• 1.1.1 研究背景16-18
• 1.1.2 目的及意义18-19
• 1.1.3 项目来源及经费支持19
• 1.2 国内外研究现状与评述19-39
• 1.2.1 国外林业有害生物概况19-22
• 1.2.2 天然林自发调控病虫害机制与假说22-23
• 1.2.3 物种亲和性的研究进展23-35
• 1.2.4 腮扁叶蜂概况35-38
• 1.2.5 小结38-39
• 1.3 研究目标及主要研究内容39-41
• 1.3.1 研究目标39-40
• 1.3.2 主要研究内容40-41
• 1.4 研究技术路线41-42
• 第二章 研究地概况42-50
• 2.1 昆嵛山概况以及与之相关的研究42-44
• 2.1.1 昆嵛山概况42-43
• 2.1.2 相关研究43-44
• 2.2 样地设置44-45
• 2.3 永久样地本底数据调查45-50
• 2.3.1 乔木层种群数量特征调查45-46
• 2.3.2 灌木草本种群数量特征调查46-50
• 第三章 昆嵛山腮扁叶蜂与植物物种联结性的研究50-65
• 3.1 引言50-51
• 3.2 研究方法51-55
• 3.2.1 样地设置51-52
• 3.2.2 样地内灌草层植物多样性调查52
• 3.2.3 虫口密度调查52-53
• 3.2.4 指标测定53-55
• 3.3 结果与分析55-64
• 3.3.1 植物物种组成及其重要值55-59
• 3.3.2 多物种间总体关联性测度的方差分析59-60
• 3.3.3 昆嵛山腮扁叶蜂与植物物种间的联结性检验与联结强度60-64
• 3.4 小结64-65
• 第四章 昆嵛山腮扁叶蜂与寄主种间相关性分析65-77
• 4.1 引言65
• 4.2 数据采集及处理65-68
• 4.2.1 虫口密度数据采集及不同寄主来源幼虫采集65-66
• 4.2.2 永久样地乔木树种数据采集66
• 4.2.3 数据处理及分析66-68
• 4.3 结果与分析68-76
• 4.3.1 不同寄主来源落地幼虫质量比较68-69
• 4.3.2 有虫样地香农-维那指数指数的变化69-72
• 4.3.3 昆嵛山腮扁叶蜂生态密度与寄主的数量相关关系72-75
• 4.3.4 纯寄主样地与寄主-非寄主混合样地虫口生态密度比较75-76
• 4.4 小结76-77
• 第五章 代表性样地物种空间分布格局研究77-83
• 5.1 引言77
• 5.2 数据来源77-78
• 5.3 分析方法78-79
• 5.3.1 散点图法78
• 5.3.2 林地内寄主与非寄主空间分布型的确定78-79
• 5.4 结果与分析79-82
• 5.4.1 虫口粗密度与非寄主比例变化79-80
• 5.4.2 代表性样地的选择与林间树木分布型80-81
• 5.4.3 代表性样地（32号）概况81-82
• 5.5 小结82-83
• 第六章 结论与讨论83-97
• 6.1 结论83-85
• 6.1.1 昆嵛山腮扁叶蜂与灌草层植物物种联结性83
• 6.1.2 昆嵛山腮扁叶蜂与乔木植物物种联结性83-84
• 6.1.3 不同寄主来源的昆嵛山腮扁叶蜂幼虫质量比较84
• 6.1.4 有虫样地多样性指数的变化84-85
• 6.1.5 昆嵛山腮扁叶蜂生态密度与寄主的数量相关关系85
• 6.2 讨论85-95
• 6.2.1 关于昆嵛山腮扁叶蜂与灌草层植物物种联结性的讨论85-87
• 6.2.2 关于昆嵛山腮扁叶蜂与乔木树种物种联结性的讨论87-89
• 6.2.3 关于昆嵛山腮扁叶蜂寄主相关性的讨论89-91
• 6.2.4 关于代表性样地以及昆嵛山腮扁叶蜂防控技术的讨论91-93
• 6.2.5 关于昆嵛山腮扁叶蜂与其他动物关系的讨论93-94
• 6.2.6 关于昆嵛山腮扁叶蜂与非生物因子的讨论94-95
• 6.3 展望95-97
• 参考文献97-103
• 在读期间的学术研究103-104
• 致谢104

【参考文献】

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1 郭志华,卓正大,陈洁,吴梅凤;庐山常绿阔叶、落叶阔叶混交林乔木种群种间联结性研究[J];植物生态学报;1997年05期

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本文编号：1027439