Aboveground herbivory increases soil nematode abundance of an invasive plant

入侵植物往往可以影响土壤线虫的群落结构。然而,入侵植物在入侵地并未完全逃逸地上植食性昆虫的取食危害,而我们对昆虫取食是否会调节入侵植物对土壤线虫群落的影响还知之甚少。在本研究中,我们探讨了地上植食性昆虫取食危害如何调节入侵植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)对土壤线虫群落的影响,并研究了昆虫调节作用的时间效应。我们开展温室实验,对盆栽的空心莲子草施加三种不同的昆虫取食处理[无昆虫取食、专食性昆虫莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila)取食、广食性昆虫虾钳菜披龟甲(Cassida piperata)取食],并在移除所有植食性昆虫后的第1、10和20天测定土壤线虫的群落结构。此外,我们还测定了空心莲子草根系及根系分泌物的碳含量。研究发现,在植食性昆虫被移除的第1天,昆虫取食处理显著提高了空心莲子草根围土壤线虫的丰度,特别是植食性线虫。然而,随着时间推移,这种影响逐渐减退,并在后期(第10和20天)完全消失。此外,专食性昆虫莲草直胸跳甲和广食性昆虫虾钳菜披龟甲的取食危害对土壤线虫丰度的影响并无显著性差异。综上所述,本研究表明地上植食性昆虫的取食危害可以改变入侵植物对土壤线虫群落的影响,但昆虫的调节作用是短暂的。此外,我们的研究强调了在评估入侵植物的影响时,需要同时考虑地上和地下生物群落。     

高寒草甸退化对土壤昆虫多样性的影响

土壤昆虫是陆地生态系统的重要组成部分,在物质循环和能量转化过程中起着重要的作用。为了查明高寒草甸生态系统退化对土壤昆虫群落的影响,于2011年的4、5、7和10月份别对青藏东缘的若尔盖高寒草甸的沼泽草甸、草原草甸、中度退化草甸和重度退化草甸的土壤昆虫群落进行了调查。共捕获土壤昆虫4172只,隶属于8目35科,共46类。优势类群有尖眼蕈蚊科幼虫(Sciaridae larvae)、摇蚊科幼虫(Chironomidae larvae)和象甲科幼虫(Curculionidae larvae),其中尖眼蕈蚊科幼虫为各退化阶段的共同优势类群。重度退化草甸的土壤昆虫密度和多样性指数均显著低于其它退化阶段(P0.01)。各退化阶段间的Sorenson相似性和Morisita-Horn相似性指数变化趋势表明退化对土壤昆虫的类群组和优势类群的个体数量影响较大。而土壤昆虫的群落密度和多样性指数的季节动态在不同退化阶段间也存在差异。此外,高寒草甸的退化还可影响昆虫群落优势类群的时空分布,但不同类群间存在差异。相关分析结果表明土壤昆虫多样性与土壤p H值呈显著负相关(P0.01),与地下生物量和磷含量呈显著正相关(P0.01),而密度仅与p H值呈显著负相关(P0.01)。研究结果表明高寒草甸退化可通过改变植物群落及土壤等环境因子影响土壤昆虫群落组成和多样性的空间分布和季节动态。     

稻田土壤动物群落初步调查

土壤动物是农田生态系统不可分割的组成部分,95%以上的昆虫(成虫、幼虫或蛹)直接生活在土壤中,数量巨大的土壤动物对土壤的形成发育及土壤物质能量的迁移转化起着重要作用。稻田是人类长期水耕熟化影响下形成的一种特殊土壤类型,由于稻田周期性淹水和耕作制度的改变,对土壤动物群落发生了深刻的影响。笔者试以不同耕作制稻田为对象,探讨稻田土壤动物的群落组成、数量变化与稻田耕作制度、越冬期环境的相关性,为建立良好的水稻生态环境和合理的稻田耕作制度提供基本依据。     

青藏东缘若尔盖高寒草甸中小型土壤动物群落特征及季节变化

中小型土壤动物是生态系统的重要组成部分。为了查明高寒草甸生态系统的中小型土壤动物群落特征及其变化动态,2008至2009年间,利用定位观测方法对青藏东缘若尔盖高寒草甸的中小型土壤动物进行了5次调查。结果为:(1)捕获中小型土壤动物9318只,隶属于3门7纲88类;平均密度为39941.67 个/m²;大类群中,线虫纲(Nematoda)的个体数占总个体数的91.50%,蛛形纲(Arachnida)(主要为蜱螨目)、弹尾纲(Collembola)、寡毛纲(Oligochaeta)和昆虫纲(Insecta)分别占3.73%、2.55%、1.12%和1.07%;(2)土壤动物的群落密度、类群数、密度-类群指数、Shannon指数、Simpson指数和Pielou指数均有显著的季节差异(P<0.01或P<0.05),表明高寒草甸生态系统的中小型土壤动物群落多样性对季节变化具有高度敏感性;(3)线虫纲、蛛形纲、弹尾纲、寡毛纲和昆虫纲的密度变化趋势基本一致,并均有显著的季节差异(P<0.05);(4)各季节间的Sorensen群落相似性系数低于Morisita-Horn相似性系数,表明季节变化对群落物种组成的影响相对较强,对优势类群个体密度的影响相对较弱;(5)中小型土壤动物群落的类群数和密度,以及弹尾纲、寡毛纲和昆虫纲的密度均与温度有显著的负相关(P<0.01或P<0.05),线虫和蛛形纲的密度与温度和降水均有不显著的负相关(P>0.05)。研究结果表明若尔盖高寒草甸的中小型土壤动物群落组成和多样性具有明显的季节特征,而温度是影响其季节变化的最主要气候因素;另外,从温度、降水及其年间变化对中小型土壤动物的影响可知全球气候变暖在短期内将会对高寒草甸土壤动物群落产生不利的影响。     

施氮肥对落叶松和水曲柳人工林土壤动物群落的影响

土壤动物对环境变化反应敏感, 全球变化导致土壤氮(N)有效性增加将影响土壤动物群落结构和功能。本文以落叶松(Larix gmelinii)和水曲柳(Fraxinus mandshurica)人工林为研究对象, 通过施肥处理, 在不同季节和土层取样, 研究土壤N有效性增加对土壤动物的数量、类群数和不同功能团的影响。结果表明: (1) 施肥影响两林分土壤动物密度, 导致当年密度增加, 翌年则下降, 这种先增加后降低的趋势在不同土层中均表现出来; (2) 施肥增加了两林分土壤动物类群数, 其中落叶松林分从34类增加到43类, 水曲柳林分从43类增加到48类; (3) 施肥改变了两林分不同食性土壤动物的密度, 腐食性土壤动物数量降低、植食性数量增加、捕食性数量变化不明显。这些结果说明: 土壤N有效性增加显著影响两林分土壤动物群落结构, 可能改变地下碳分配格局和养分循环过程。     

昆虫集团的估计法(下)

四、地下蠕动昆虫集团估计法 土壤昆虫种类繁多,习性不一,而且各期变态(me-tamorphism)也不一定一样,所以其抽样调查方法亦须按具体情况而定。一般土壤害虫调查研究的特点为:1.土壤害虫的分布不仅受其本身习性所决定,而且决定于士壤、肥力、地势和植被。2.土壤害虫调查和天空飞翔昆虫或水生昆虫一样无自然抽样单位而只有人为抽样单位,但地面蠕动昆虫则有自然抽样单位(如一片叶、一林植株)。3.土壤害虫调查工作量较大,因为既要挖土又要从土中筛分出害虫来,所以很强调减少些抽样土方容积,以达到一定的准确度。     

开展土壤动物学的研究

土壤中动物的种类和数量都是惊人的,从原生动物到脊椎动物除典型的海洋动物,大多数的门纲,在土壤中均有其代表。有一些类群,种的分化极为丰富,如蜱螨和线虫。昆虫的种超过百万,与土壤接触的种类占95—98％(Buckle1923)。全部多足纲和陆生寡毛类都生活于土壤。所有陆地生态系统(森林、草原、荒漠、农地)中的无脊椎动物大多数生活在土壤里或生命发育周期中的某些时期要在土壤中渡过(Ghila-rov 1976)。用简单改良的“Tullgren干漏斗”采集,在一平方米土壤内采到的小型节肢动物,少则几千,多则以万计。用简单的“Baermann湿     

长白山牛皮杜鹃凋落物分解及土壤动物的作用

凋落物分解是生态系统养分循环的重要环节。土壤动物对凋落物分解具有重要作用。有关高山常绿小灌木凋落物分解及土壤动物作用的研究鲜有报道。采用凋落物网袋法对长白山北坡岳桦林带(42°03'41.23″N,128°03'12.75″E,1900 m)牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum)凋落物的分解过程进行了为期1a的野外观测与室内试验研究,采用4、2 mm和0.01 mm三种网孔凋落物袋来控制不同体型的土壤动物的参与,以研究凋落物的分解率、养分动态及土壤动物在凋落物分解中的作用。结果表明,4、2 mm和0.01 mm网孔凋落物分解率分别为34.19%、31.22%和25.45%。分解率表现出显著的季节差异性。从总体上来看,网袋内凋落物的总氮含量先增后减;C/N呈下降趋势。对分解起主要作用的优势类群是甲螨亚目和等节跳科。土壤动物总个体数与养分元素的释放关系显著,中小型土壤动物对有机碳的释放起到重要作用。截至2012年10月末试验结束,全部土壤动物对牛皮杜鹃凋落物分解质量损失的贡献率为25.57%,中小型土壤动物贡献率(16.88%)大型土壤动物贡献率(8.69%)。大型土壤动物和中小型土壤动物在牛皮杜鹃凋落物分解过程中所起的作用,具有不同步性。     

长白山地低山区土壤动物群落特征及其对环境因子变化的响应

为探讨长白山地低山区土壤动物群落特征及其对环境因子变化的响应,分别于2014年春季(5月)、夏季(7月)及秋季(9月)对长白山地低山区的次生针阔叶混交林、次生落叶阔叶林、蒙古栎林和耕地土壤动物进行研究。研究表明,4个生境共获土壤动物58类,30445只,隶属3门6纲22目52科(亚目)。各生境大型、中小型土壤动物具有一定的差异性,且各生境季节变化不同。总体来看,耕地生境土壤动物密度与类群数明显低于其它3个生境,大型土壤动物的密度季节变化较显著,中小型土壤动物的密度和类群数的季节波动均较大。次生落叶阔叶林生境大型、中小型土壤动物群落多样性指数和丰富度指数均高于其它3个生境,耕地最低。中小型土壤动物多样性指数、丰富度指数季节波动较大,春季、夏季与秋季之间差异性较大,大型土壤动物季节波动较小。通过对大型、中小型土壤动物与13种环境因子进行Pearson相关分析可知,大型土壤动物对土壤温度和土壤湿度具有正向响应,其密度、类群数与土壤温度具有显著正相关关系,中小型土壤动物的密度、类群数对土壤湿度具有显著正向响应;土壤动物对pH的响应程度较低,对有机质具有显著正向响应;土壤动物对全效养分N、P、K的响应程度高,大型土壤动物的密度对速效养分N、P、K的响应程度高,中小型土壤动物类群数对速效养分N、P、K的响应程度高,对Ca、Mg的响应程度较低。     

半干旱草原大中型土壤动物在畜粪分解中的作用

土壤动物是陆地生态系统的重要组分, 在有机质分解过程中具有重要作用。目前有关土壤动物在生态系统分解中的作用研究主要聚焦于植物凋落物的分解, 而对动物粪便分解的研究稀少。本研究在内蒙古典型草原设置了马粪和牛粪分解原位实验, 使用不同孔径的金属隔离网排除不同体型大小的土壤动物, 通过测定大中型土壤动物对畜粪分解过程中质量损失、碳氮含量和微生物呼吸以及土壤养分动态变化的影响, 解析其在分解中的作用。设置5个处理, 即CK, 仅土壤, 无粪; T0, 粪添加+0.425 mm隔离网(排除了粪居型和掘洞型粪金龟和中型土壤动物); T1, 粪添加+1 mm隔离网(排除了粪居型和掘洞型粪金龟); T2, 粪添加+2 mm隔离网(排除了掘洞型粪金龟); T3, 仅粪添加(不排除土壤动物)。结果表明: (1)在畜粪分解60天内, 土壤动物对畜粪的干质量损失没有显著的促进作用(P > 0.05); 相反, 在畜粪分解360天, 不隔离土壤动物处理(T3)显著地提高了牛粪干质量损失(P < 0.05), 而降低了马粪干质量损失(P < 0.05)。(2)在畜粪分解的60天内, 畜粪中碳和氮含量下降速度在有土壤动物存在的情况下(T3)快于隔离土壤动物(T0和T1)。(3)两种畜粪添加增加了土壤微生物的呼吸, 且这种增加趋势在实验的第15天和第30天在土壤动物存在时(T3)最明显。(4)与对照(CK)相比, 马粪添加处理提高了土壤速效氮、有机碳的含量和土壤含水量, 且这种增加趋势在排除掘洞型粪金龟(T2)和不排除土壤动物(T3)条件下表现更显著(P < 0.05), 而牛粪添加处理没有明显改变这些指标(P > 0.05)。研究表明, 分解初期粪金龟的取食和活动会改变畜粪的理化性质, 进而影响分解后期土壤生物在畜粪分解中的作用。     

CELL STRUCTURE AND THE METABOLISM OF INSECT FLIGHT MUSCLE

The biochemical properties of insect flight muscle were investigated to ascertain the mechanisms whereby energy is made available for the contractile processes. It was found: 1. The endogenous respiration of muscle homogenates was diminished by starving the flies. The substrate for this respiration was probably glycogen. 2. To obtain the maximal rate of oxidation of glucose, the homogenate had to be fortified with inorganic phosphate, Mg ions, ATP, and cytochrome c. The nucleotides, AMP and ADP, were not as effective as ATP. The addition of DPN or TPN was not necessary for this system. 3. Flight muscle homogenates oxidized glycogen, some sugars, and amino acids, as well as the intermediates of the glycolytic and tricarboxylic acid cycles. Other evidence demonstrated the substrate specificity of the muscle. 4. By centrifugation, the muscle homogenate was divided into two fractions: one, a soluble fraction representing the sarcoplasm; the other, the particulate fraction which contained the fibrils and the sarcosomes. 5. The particulate fraction, alone, oxidized all the citric acid cycle intermediates, α-glycerophosphate, phosphopyruvate, and the amino acids, glutamic, proline, and cysteine. Regardless of the substrate, no oxygen uptake was found with the sarcoplasm by itself. 6. A recombination of the sarcoplasm and the particulate component was required for the oxidation of glycogen, the hexoses, and all the phosphorylated intermediates of glycolysis, except phosphopyruvate. 7. Isolated mitochondria accounted for all the enzymatic activity of the particulate fraction. These results demonstrate that the enzymes of intermediate metabolism are localized in the sarcoplasm or sarcosomes. The third cytological entity, the myofibrils, plays no role in the energy-providing scheme. From a functional viewpoint, the sarcoplasm and the mitochondria, in combination, furnish the energy for the actomyosin contraction. The results are discussed in relation to analogous findings in other insects and vertebrates.     

THE STRUCTURE OF INSECT VIRUS PARTICLES

Thin sections have been cut of the virus particles from four types of insect virus diseases: cytoplasmic polyhedroses of lepidopterous larvae, a nuclear polyhedrosis of Tipula paludosa (Diptera), a granulosis from Melanchra persicariae (Lepidoptera), and a new virus disease without polyhedra from T. paludosa. The cytoplasmic polyhedral viruses are thought to have composite particles in some cases. The shape and enveloping membranes of the different virus particles are compared. In the new virus disease of T. paludosa some of the virus particles appear to be empty; inclusion bodies surrounded by complicated membranes are also demonstrated.     

昆虫种群的空间、数量、时间结构及其动态

本文讨论了昆虫种群动态的内容,把种群动态概括地分为空简、数量与时间三个方面。生态学上的空简系具有实质结构的场所,种群空间动态主要包括扩散、分布及生态特性的地方分化。作者根据种群的特性保存及特性成长与变动环境的关系,提出了变境成长的概念。 数量结构除了种群年龄、性比、滞育体等指标外,并注意到与生殖力及化性(Voltinism)相联系的种群遗传结构。某些昆虫种群通过作用于繁殖及死亡的反馈机制,在一定程度上可以调节其数量,影响到种群的数量变动形式。 时间连贯性及时间序列系本文在种群时间动态中所讨论的两个主要问题,时间是作用种群动态的一个因素,具有一定的形态外貌,种群的时间外貌与结构反映了种群时间动态的现实性,时间的连贯及序列共同形成了种群动态在时间上的必然途径及其与环境因素相互之间的顺序关系。 空、数、时变化各沿着一定的序列进行,这些序列所以被看成是预测害虫动态的基础,系由于种群任一动态都是在一定的种群结构基础上,以及空间因素与时间因素特定联系的形式下发生的,不同的联系产生不同的生理生态学后果,因而使得此复杂的种群动态问题,有可能借助于生物数量方法,作出种群的数量及分布预测。     

THE STRUCTURE AND FORMATION OF PROTEIN GRANULES IN THE FAT BODY OF AN INSECT

In the larva of the butterfly Calpodes ethlius, the fat body begins to store protein in the form of granules at about 30 to 35 hours before pupation, at a time when the endocuticle is being resorbed. At least two sorts of granule can be distinguished. The first granules to arise are those within vesicles of the Golgi complex. These may increase in size by incorporating material from microvesicles at their surface and by coalescence with one another. Later, at about 10 hours before pupation, another sort of granule arises by the isolation of regions of the endoplasmic reticulum (ER) within paired membranes derived from Golgi vesicles. Several of these ER isolation bodies coalesce, with fusion of their outer isolating membranes. The ribosomes and membranes may then disappear and the granules become indistinguishable from the protein granules formed from Golgi vesicles, or the ribosomes may remain and be embedded in dense crystalline protein, forming a storage body for both protein and RNA. Mitochondria are isolated within paired membranes in the same way as regions of the ER. The isolated mitochondria also coalesce in a similar manner. When the inner membranes are lost, the structure of a group of isolation bodies is indistinguishable from that of a cytolysome. Isolation within paired membranes, as described here, may be of general importance in segregating regions of massive lysis or massive sequestration.     

昆虫脑中央复合体的结构与功能研究进展

中央复合体是昆虫脑内具有显著特征的一个重要结构,它位于昆虫脑的中央,主要包括四个亚结构,相互间形成高度组织化的网络连接。中央复合体通过大范围神经元与多种感觉神经元和运动神经元相连,是一个控制脑的高级功能的中心。近年来的研究表明中央复合体参与了记忆的形成、运动的协调与控制以及处理偏振光进行导航等多种功能。揭示中央复合体参与以及调控这些复杂功能的神经机制,必将会极大地促进我们在神经回路层次上理解脑的高级复杂功能。     

园林昆虫群落时间结构及动态研究

调查了４种不同园林植物类型内昆虫群落在１年中的组成及数量变化,应用主分量分析方法及最优分割方法分析了昆虫群落在时间过程中的主导因素和时间格局。结果表明,构成复杂的植物类型内,昆虫群落构成亦复杂,在时间过程中,昆虫群落结构变化波动小,具有明显的主导因素和时间格局;在单纯的植物类型中,昆虫群落组成简单,随时间变化,群落剧烈波动,且主导因素及时间格局分化不明显。     

中国昆虫毒理学、昆虫病理学三十年

化学防治是解决害虫问题最为有效的手段之一,三十年来曾对杀虫药剂和毒理学做了不少的科学研究。据统计,《昆虫学报》发表的有关论文在第一个十年中占总篇数的9％,反映我国对害虫的化学防治在早期已有一定的基础。然而,最早试验用昆虫病原防治害虫开始于五十年代中期,对于昆虫病毒的研究开始于六十年代,所以昆虫病理学在我国的开展较晚。这两门能密切结合生产实践的昆虫学分支学科的内容和在我国发展的过程不同,宜加以分述。     

中国昆虫分类学、昆虫形态学三十年

欣逢中华人民共和国成立三十周年,举国欢腾,同申庆祝！三十年来在中国共产党领导下,科学工作欣欣向荣,做出了不少成绩,与解放前相比,各门学科都有长足进步。我国古代昆虫学知识可以追溯很远,有许多光辉业绩。近代昆虫学则自本世纪第十年代开始,共约七十年历程,前四十年在旧社会艰苦环境中渡过,近三十年才获新生。许多年长的昆虫学者,今还健在,记忆犹新。抚新追昔,精神倍增,今后培养更多的人才,形成一支坚强队伍,向国际昆虫学先进水平进军,必将做出更大更多的成就。我国地大物博,人才辈出,对于这种预期,一定可以实现。