农田边界和有机生产对稻田节肢动物天敌和害虫多样性的影响

过去几十年间,为了满足不断增加的粮食需求而发展集约化农业,已成为导致全球生物多样性丧失的重要因素,由此引起的害虫生物控制等重要生态系统服务的下降严重威胁到了农业可持续发展。探究更加绿色、生物多样性友好的生产管理方式已成为农业生态学研究的重要内容。本文通过调查,分析了稻田边界植物群落结构对节肢动物群落分布的影响,探讨了有机农业生产和农田边界带管理对农田生物多样性和害虫生物控制服务的影响,为稻田可持续生产提供科学依据。本研究主要结果如下:1)本研究捕获节肢动物9531头,分属50个科。其中,天敌类群有28个科2653头(包括蜘蛛2253头,分属14个科41个种);害虫类群有18个科3971头,优势科为叶蝉科(Cicadellidae,84.01%)。2)毗邻花带的有机稻田天敌丰富度显著高于常规稻田和有机稻田,有机稻田天敌丰富度显著高于常规稻田,毗邻花带的有机稻田天敌多度也显著高于常规稻田。3)毗邻花带的有机稻田中,稻田边界田埂和与边界不同距离的稻田内部天敌多度和丰富度差异显著,其中天敌丰富度在距离为5m时显著高于20m,天敌多度在5m时显著高于0m。4)稻田内部及其边界田埂的天敌丰富度和多度及害虫多度均与稻田边界田埂地表植被盖度呈显著正相关。5)常规稻田中天敌/害虫多度比最高,可能是由于广谱杀虫剂杀死了大部分害虫;有机稻田中天敌/害虫多度比较低,其中不毗邻花带的有机稻田中最低,可能是由于有机稻田中害虫数量较高。研究表明,在地块内实行有机管理措施,同时在边界上构建野花带,可以有效地维持稻田天敌生物多样性,提高稻田天敌个体数量。但是,有效控制害虫多样性、提升天敌对害虫的控制,还需要更多植物和节肢动物相互关系的认识,通过“正确”植物物种的选择实现害虫生物防治功能提升。

农田边界生物多样性保护功能的初步研究——以北京东北旺步甲群落多样性研究为例

In 2000,the species and diversity of carabids beetle were investigated by pitfall trap in 14 land-use treatments of Dongbeiwang agroecosystem in Beijing.The treatments included woodlots,field margins,wheat/corn fields and vegetable fields with different cultivation measures.Analysis of variance (ANOVA) showed that the irragation,fertilization and straws have no effect on the diversity of carabid community;the number of species and individual number of carabid community in the woodlots,field margins were higher than these in the fields;the field margins had positive effect on the diversity and richness of carabid community in their adjacent field;moderation disturbance was beneficial for higher individual number of carabid community.It is concluded that field margin are necessary to maintain a diverse predatory carabid community in agroecosystem.

农田边界与生物多样性研究进展

本文综述了农田边界内涵和不同类型农田边界的特点及其生物多样性保护的关系,并依据对生物的保护功能和管理方法,可以把农田边界分成昆虫栖息地、保育边行、作物边界、休耕边界、无植被边界、开花植被边界及无作物野生生物边界。同时根据我国耕地资源和农田特点,提出研究农田边界生态学功能的必要性和进一步研究方向;即:边界生态系统与其生物多样性维持的关系,边界的植被结构与有害生物的关系,边界杂草种群和群落与节肢动物的关系,边界内生物的食物链关系,边界的管理措施。

农田边界生物多样性与边界属性相互关系研究

Biological community including carabids and spiders were investigated in 30 various fields margins and 10 related fields by pitfall trap in Quzhou area of North China Plain.It was concluded that biodiversity index and numbers of biological groups in field margins are higher than those in the related crop fields.There is a given relationship between the attributes of field margins and biodiversity.The control of structure and vegetation in field margins would be the possible way to protect natural enemy such as carabides and spiders.

稻鱼共生系统农田边界的植物和丛枝菌根真菌调查--以首批全球重要农业文化遗产稻鱼共生系统核心保护地浙江青田龙现为例

全球重要农业文化遗产系统(Globally Important Agricultural Heritage Systems,GIAHS)对农业生物多样性的保育作用近年来受到关注。研究已表明,GIAHS-青田稻鱼共生系统保持高的水稻品种多样性和田鱼遗传多样性,但在保育野生植物资源及其相关生物方面的作用仍不清楚。本文研究了GIAHS-青田稻鱼共生系统农田边界栖息的植物及与之共生的丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落,通过坡底、坡中和坡顶取样,评估农田边界植物多样性,并通过高通量测序测定农田边界土壤AMF群落的多样性和组成。结果表明,在本研究所调查的范围内,由于总高差不大,坡底、坡中和坡顶3个样地的植物组成、AMF群落组成及土壤理化性质均无显著性差异。青田稻鱼共生系统的农田边界分布有53科109种维管植物,α多样性指数(Shannon-Wiener指数)为0.74~0.84,β多样性指数(Whittaker指数)为0.67~0.77。农田边界植物AMF侵染率为6.67%~44.44%,根际土壤AMF分属9科14属62种,优势科为球囊霉科(Glomeraceae),优势属为球囊霉属(Glomus);农田边界的土壤碳、氮、磷、钾含量较高。相关分析表明,AMF群落多样性与植物多样性呈正相关,与土壤碳、氮、磷、钾含量也呈正相关,其中与土壤速效磷的相关性最显著。这些研究结果表明,GIAHS-青田稻鱼共生系统农田边界保育有较高植物多样性及与之相共生的AMF群落,研究结果有助于加深人们对GIAHS在生物多样性保育方面的理解。

农田边界植物多样性与生态服务功能研究进展

农业集约化和城市化导致农业景观重要生境发生巨大变化,农田野生动植物数量下降。农田边界作为农业景观中重要的组成部分,其丰富的物种组成,不仅具有重要的生态功能,也具有重要的景观价值。本研究对农业生态系统农田边界植物多样性进行阐述,论述了影响农田边界植物多样性的影响因素和生态服务功能。综述研究显示,农田边界具有类型多样性、物种多样性、植物功能类型多样性及时空结构多样性特征;其影响因素主要包括农田边界结构、农田边界管理、周边土地利用影响以及景观结构特征的影响4个方面;农田边界生态功能包括生产、环境保护、野生动植物保护和景观美学功能等;最后总结了不同类型农田边界生态植被营建模式与优化途径,对中国农田边界植被管护提出了一些建议。