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松嫩草地昆虫多样性对放牧干扰和降水格局变化的响应

Responses of Insect Diversity to Grazing by Large Herbivores and Altered Precipitation in Songnen Grassland

摘要:作为分布最广泛的陆地生态系统之一,草地生态系统的平衡与稳定受多重因素影响,其中气候变化和人为干扰强烈影响着草地生态系统动态。在草地生态系统,降水量变化(气候变化)和放牧(人为干扰)通常是同时存在,并且产生不确定的作用。昆虫作为草地生态系统中种类丰富、数量庞大的动物类群之一,与各营养级间都具有密切关系,对草地生态系统功能也起着不可忽略的重要作用。然而,关于这两种草地生态系统重要影响因子对昆虫多样性影响的认识还不够清晰。因此,本研究旨在通过降水格局变化和放牧干扰及其互作对草地昆虫多样性的影响研究,揭示气候变化条件下和放牧干扰下的草地昆虫多样性变化规律,为气候变化背景下保护昆虫多样性制定合理的草地管理方式提供重要的科学价值和指导依据。本研究在草甸草原上连续4年放牧(无牧、中度放牧和重度放牧强度)和3年降水量变化处理(自然降水量和增加降水量)的野外控制实验平台上,通过对植物和昆虫进行取样,分析放牧强度和降水量变化对昆虫物种丰富度、多样性指数和数量的影响,以及昆虫多样性指标与植被特征、微气候之间的相互关系,得出以下主要结论:(1)不同放牧强度和降水量变化互作对总昆虫多样性(包括物种丰富度和多样性指数)和数量没有显著作用。但是,放牧强度增加会使总昆虫数量增大,而总昆虫Shannon-Wiener指数和均匀度指数降低;增加降水量则减少总昆虫数量。(2)放牧强度和降水量变化对草地昆虫多样性和数量影响依赖于昆虫分类目。放牧处理对鞘翅目、半翅目和同翅目多样性指数都有显著影响,并且每个分类目昆虫的响应不同,同时,放牧样地的各目昆虫数量均高于无牧样地。增加降水量会显著增加直翅目的昆虫数量,减少鞘翅目和同翅目昆虫的数量。放牧与降水量变化对直翅目昆虫数量、Shannon-Wiener指数和均匀度指数均有显著的互作影响,对同翅目昆虫Shannon-Wiener指数和均匀度指数有显著作用,而对鞘翅目和半翅目昆虫作用则不显著。(3)放牧强度和降水量变化对昆虫数量的影响是种类依赖的。邱氏异爪蝗、双七星瓢虫、多异瓢虫、叶蝉科-2、赤须盲蝽和暗色姬蝽在放牧条件下(包括适度和重度放牧处理)数量显著高于无牧;叶蝉科-1数量在中牧下最多,在重牧下最少;双斑长跗萤叶甲则在放牧后数量显著降低。增加降水量会提高邱氏异爪蝗的数量,降低双斑长跗萤叶甲、叶蝉科-1和暗色姬蝽的数量。放牧强度和降水量变化对邱氏异爪蝗、多异瓢虫、叶蝉科-1、叶蝉科-2、赤须盲蝽和暗色姬蝽的数量均有显著交互作用,但昆虫种类不同作用结果也存在差异。(4)放牧强度和降水量变化对植被特征和环境微气候有显著作用,这种作用对昆虫多样性和数量有一定影响。本研究结果证明温度和光照强度的增加有利于增加总昆虫数量、直翅目数量、鞘翅目数量和半翅目数量;增加湿度则相反,这表明放牧和降水量变化引起的生境微气候是昆虫数量变化的主要影响因素。同时,回归分析表明,部分优势昆虫种类对植被特征变化的响应显著,且与生境微气候也有密切关系,因此推断优势昆虫种类的数量变化可能是植被与微气候共同作用的结果。综上所述,大型食草动物放牧和降水量变化能够影响草地昆虫多样性和数量,且这种作用是昆虫分类目和种类强烈依赖的。同时,放牧和降水量变化对昆虫多样性和数量有明显的互作效应。放牧强度和降水量变化对昆虫多样性和数量的影响一部分是通过改变昆虫生境微气候,另一部分是植物群落特征及环境微气候变化的综合作用引起的。本研究结果表明,在草地生态系统中,气候变化的背景下,为保护昆虫多样性应采取不同的草地管理方式,同时也要考虑不同类群的昆虫多样性的响应,针对不同类群的昆虫多样性保护采取合理的草地生态系统管理是极为必要的。

基本信息

doiCNKI:CDMD:2.1016.119935
作者 张铎
Author
作者单位
刊名
Journal
年,券(期)2016-06-01,(2017)
分类号16
关键词 放牧强度 降水量 草地生态系统 昆虫多样性 植物群落特征
Keywords Grazing Intensity Precipitation Grassland Ecosystem Insect Diversity Plant Community Characteristics
在线出版日期2016-06-01
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