發(fā)布時間：2018-03-14 17:45

  本文選題：景觀結構　切入點：作物生境　出處：《揚州大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：本研究綜合運用3S空間技術及景觀生態(tài)學和昆蟲種群生態(tài)學及分子生物學研究方法,通過主成分和AICc最優(yōu)模型構建以及偏最小二乘回歸分析,系統(tǒng)評估了華北地區(qū)農(nóng)田景觀結構的變化對棉田天敵種群數(shù)量及其控害功能的影響。主要研究結果如下：(1)景觀結構的變化能夠影響棉田捕食性天敵的種群密度。不同類群的天敵對景觀格局的響應也有差別。每個半徑尺度對應的全部16個模型中,1 km尺度上的PC3、km尺度上的PC1+PC3、0.5 km尺度上的PC3模型分別為4個空間尺度上對瓢蟲、草蛉、小花蝽各自混合種群密度預測效果最好的3個模型,可解釋的Akaike權重分別為22.3%、43%和29.1%,占各自種群密度總變異的5.5%、30.3%和9.1%。其中,在1 km尺度上,瓢蟲混合種群密度與主成分3(PC3)呈微弱正相關；在2 km尺度上,草蛉豐富度與主成分1(PC1)呈顯著正相關,但與主成分3呈顯著負相關；在0.5 km尺度上,小花蝽混合種群密度與主成分3呈顯著正相關。而1 km尺度上的PC3模型對所有捕食性天敵混合種群(包括各種瓢蟲、草蛉、小花蝽、蜘蛛、食蚜蠅)密度預測效果最好,該模型可以解釋22.8%的Akaike權重,占總變異的5.1%,棉田所有捕食性天敵混合種群密度與主成分3呈微弱正相關,在一定程度上說明捕食性天敵種群密度隨周邊除棉花、玉米以外的一些小宗作物(如大豆、花生、紅薯、蔬菜、果樹等)面積比例的增加而增加,但隨著城鎮(zhèn)比例的增加而減少。全部41個站點數(shù)據(jù)表明,這些小宗作物的存在提高了棉田瓢蟲、草蛉、小花蝽等廣譜性天敵的種群密度,但高比例的城鎮(zhèn)和非作物生境降低了瓢蟲在棉田的種群密度,而草蛉混合種群密度與非作物生境和城鎮(zhèn)面積比例呈正相關,但與棉花和玉米面積呈負相關。在0.5-2 km全部4個空間尺度上,對蜘蛛種群密度預測最好的模型均為常數(shù)項模型(Intercept),景觀變量與蜘蛛種群密度的相關性并未達到顯著水平,這與不同蜘蛛種類對各種景觀變量的響應差異有關,還需繼續(xù)研究。(2)景觀結構能夠影響棉田蚜蟲寄生蜂種群密度及其寄生作用。研究發(fā)現(xiàn),寄生性天敵對棉蚜(Aphis gossypii)有較好的防控效果,全部35個站點的寄生率范圍在0-53.5%之間,平均寄生率為12.5%。其中,0.5 km尺度上的PC3模型、2 km尺度上的PC1模型分別為4個空間尺度上對僵蚜密度和僵蚜比率預測效果最好的模型,可解釋的Akaike權重分別為45.1%和23.1%,占各自總變異的53.1%和24.3%。在0.5 km尺度上,僵蚜數(shù)量與主成分3呈顯著正相關,而在2 km尺度上僵蚜比率與主成分1呈顯著正相關,說明在較大空間尺度上,景觀多樣性越高,尤其是棉田周邊小宗作物(0.5-2 km)和城鎮(zhèn)所占比例(1-2 km)越高,天敵對棉蚜的寄生作用就越強,但寄生率與玉米所占比例呈負相關性。(3)景觀多樣性能夠顯著提高螟黃赤眼蜂(Trichogramma chilonis)對棉田棉鈴蟲(Helicoverpa armigera)卵的寄生作用。兩年中全部23個棉花站點共部署超過30000粒棉鈴蟲卵,試驗結果表明,48 h內(nèi)的最高寄生率可達38.8%。AICc分析表明,2 km尺度上的PC2+PC3模型為全部4個尺度上對寄生率預測效果最好的模型,可解釋28.4%的Akaike權重,占寄生率總變異的45.4%；寄生率與主成分3呈顯著正相關,但與主成分2的負相關性并不顯著。另外,在0.5-1.5 km尺度上,寄生率與景觀多樣性指數(shù)D均呈顯著正相關。說明棉田周圍城鎮(zhèn)和非作物生境比例越高,螟黃赤眼蜂對棉鈴蟲卵的寄生作用也越強。這是因為城鎮(zhèn)中的園林綠地及一些庭院植物(如果樹、花卉、草叢)以及非作物生境中的一些植被也是棉鈴蟲的寄主,能夠為寄生蜂提供額外的獵物,同時也能夠為寄生蜂補充花粉花蜜等營養(yǎng),有利于其種群的建立。(4)由于華北地區(qū)棉花玉米鄰作現(xiàn)象比較普遍,而且近幾年由于產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整,玉米種植比例不斷增加,在客觀上為棉鈴蟲及其寄生蜂的發(fā)生提供了條件。因此,本研究針對棉田周邊的玉米田,也開展了棉鈴蟲卵的寄生試驗,以深入評估不同景觀結構對寄生性天敵的控害功能。三年試驗中全部33個站點數(shù)據(jù)顯示,與棉田相比,螟黃赤眼蜂對玉米田棉鈴蟲卵同樣有較好的防控效果,48 h內(nèi)的最高寄生率可達25.8%。偏最小二乘回歸(PLS)分析表明：在全部4個空間尺度上,玉米田棉鈴蟲卵寄生率與棉花和玉米這兩種棉鈴蟲主要寄主作物的總面積以及所有農(nóng)作物總面積比例均呈顯著負相關,與景觀多樣性指數(shù)D以及除棉花玉米外的小宗作物比例均呈顯著正相關,與0.5和1 km尺度上的非作物生境面積比也呈正相關(VIP0.8)。這是因為除棉花玉米以外的一些小宗作物(如花生、大豆、紅薯、蔬菜、果樹等)也是棉鈴蟲的寄主,在某種程度上這些小宗作物和植被及非作物生境的存在能夠在主要農(nóng)田寄主食物匱乏時為寄生蜂補充花粉花蜜等營養(yǎng)或提供其他獵物,同時也可作為其臨時性庇護所和棲息地,有利于寄生蜂種群的存活和生防控害作用。本研究系統(tǒng)評估了城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)集約化快速發(fā)展,華北地區(qū)小農(nóng)經(jīng)濟模式也不斷受到?jīng)_擊的背景下,不同景觀結構對我國華北地區(qū)棉田及相鄰玉米田天敵種群數(shù)量和控害功能的影響。研究發(fā)現(xiàn),主要農(nóng)作物周邊的小宗作物和非作物生境在天敵保育-控害中起著重要作用,這將為發(fā)展適合華北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的、基于農(nóng)田景觀的棉花害蟲生物控制理論與模式提供科學依據(jù)。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S476

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本文編號：1612275