转植酸酶基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响

【背景】节肢动物群落是农田生态系统的重要组成部分,转基因作物的种植对节肢动物群落结构及多样性的影响是环境安全评价的重要内容之一。转植酸酶基因玉米是我国首例获得生产应用安全证书的转基因粮食作物。【方法】以转植酸酶基因玉米10TPY005、非转基因亲本玉米蠡玉35和当地常规品种郑单958为试验材料,在大田种植条件下,采用直接观察法定期调查了玉米田间主要节肢动物的种类和发生数量,通过分析比较3个玉米品种田间节肢动物群落、天敌亚群落和害虫亚群落的多样性指数、均匀性指数以及优势集中性指数,研究了转植酸酶基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响。【结果】在各个调查时间,转植酸酶基因玉米10TPY005与亲本玉米蠡玉35相比,各群落指数均不存在显著性差异;随着玉米生育期的延长,各群落指数的变化趋势也基本一致。【结论与意义】转植酸酶基因玉米的短期种植,对田间节肢动物群落多样性没有明显影响。     

转基因杨树林下种植转基因棉花对转基因杨棉复合系统内节肢动物群落多样性的影响

【目的】转Bt基因棉花和转Bt基因杨树在我国已推广使用。本研究的目的是调查和分析不同转基因杨棉复合系统内地上节肢动物群落多样性变化,为转基因杨树大规模应用提供生态安全方面的数据。【方法】2019年4-10月,在河北任丘采取欧洲黑杨Populus nigra林下种植转基因棉花Gossypium hirsutum的模式,设置转基因杨树 转基因棉花(复合生态系统1)和非转基因杨树-转基因棉花(复合生态系统2)两种杨棉复合系统,调查杨树和棉花地上部植株节肢动物种类和个体数量,比较节肢动物各功能群的物种数量和个体数量以及香农指数、优势集中性指数、均匀度指数等群落多样性指数,并测定了转基因杨树和棉花叶片Bt蛋白含量。【结果】复合生态系统1中转基因杨树和棉花各自植株上鳞翅目种群累计个体数均显著低于复合生态系统2相应植株上的个体数量。转基因杨树上叶甲类累计个体数量显著高于非转基因杨树上的,寄生蜂类累计个体数量则显著低于非转基因杨树上的。在6月5日、6月21日和9月7日的调查中,转基因杨树上的节肢动物群落香农指数显著高于非转基因杨树上的。除鳞翅目害虫外,2个复合系统中棉株上节肢动物各功能群累计个体数量无显著性差异,香农指数、优势集中性指数和均匀度指数随时间变化的趋势基本一致且同一调查时间无显著性差异,仅在8月17调查中复合生态系统1中棉株上节肢动物香农指数显著高于复合生态系统2棉株上的。将杨树和棉花上节肢动物各类群累计数量相加作为系统整体,复合生态系统1和复合生态系统2在香农指数、优势集中性指数和均匀度指数数值上无显著差异。在调查后期,2个复合系统中节肢动物种群均向杨树叶片聚集。转基因棉花叶片Bt蛋白含量在各调查期均显著高于转基因杨树叶片的。【结论】转基因杨树对靶标害虫种群数量有较好的控制作用,对同系统内棉花上鳞翅目害虫数量亦有协同控制作用。转基因杨棉复合系统中地上节肢动物群落结构稳定,对系统内棉花地上部节肢动物群落多样性无显著影响。靶标害虫对转Bt基因杨树的抗性发展需持续监测。     

2009-2013年Bt棉田节肢动物群落多样性动态变化

研究多年种植转Bt基因棉花对棉田节肢动物群落昆虫结构与组成、生物多样性的影响,明确其变化趋势,可为棉田害虫综合治理与生态调控、转Bt基因棉花环境安全性评价提供科学借鉴。于2009-2013年连续5年对转Bt基因棉花中棉所41和非转基因棉花中棉所49棉田节肢动物群落进行了系统调查,并结合5a气象因子的变化,分析了5年内棉田节肢动物群落相关参数的变化趋势。结果分析表明,2009-2013年中棉所41棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落所属目数有所上升,但差异不显著;所属科数、物种数、个体总数均呈现先上升后下降的趋势,个别年份差异显著,其余年份基本保持不显著的波动水平;昆虫群落和害虫亚群落多样性指数呈下降的趋势,至2013年下降达到显著水平,其余年份之间差异不显著,天敌亚群落多样性指数无显著变化;昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落均匀性指数无显著变化;昆虫群落和害虫亚群落优势集中性指数有所上升,至2013年差异达到显著水平,天敌亚群落优势集中性各年份间无显著变化;与中棉所49棉田相比,相同年份中棉所41棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落结构与组成、多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数均无显著差异。可见,短期内非剧烈天气变化对转基因棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落在结构与组成、生物多样性方面没有明显的影响。     

转基因抗草甘膦抗虫棉对棉田冠层节肢动物群落的影响

【背景】随着转基因抗虫棉在我国的广泛种植,一种具有抗虫和耐除草剂（草甘膦）的双价棉被培育成功。这种转双价基因棉和转单价基因抗虫棉对棉田节肢动物群落结构的影响可能不同。因此,在该类转双价基因棉花进行环境释放之前,有必要研究其对棉田节肢动物群落的影响,评价其环境安全性。【方法】试验于2010年5月9日~9月23日和2011年5月10日~9月24日在河南省安阳市中国农业科学院棉花研究所试验农场进行,棉田类型有3种——转基因抗草甘膦抗虫棉田、转Bt棉田和常规棉田,每种棉田种植3个小区,每个小区面积为200 m2（8 m×25 m）。采用对角线5点取样方法,每5 d调查1次棉田的节肢动物群落,通过目测对节肢动物鉴定到属。【结果】抗草甘膦抗虫棉田、Bt棉田和常规棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的结构与组成无明显差异;抗草甘膦抗虫棉田害虫种群数量低于抗虫棉田和常规棉田,而其天敌种群数量与常规棉田相当,略低于Bt棉田;3种棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的多样性指数、均匀性指数均无明显差异。【结论与意义】种植转基因抗草甘膦抗虫棉花不会对棉田节肢动物群落组成造成显著影响。本研究为转基因抗草甘膦抗虫棉田的环境安全性评价提供了依据。     

盐碱旱地转基因抗虫棉田昆虫群落多样性

棉花是耐干旱和耐盐碱的经济作物。随着土壤的盐碱化和干旱化, 在人口数量和植棉成本剧增的背景下, 我国黄河流域和长江流域棉花种植面积锐减, 棉花种植被迫向滨海盐碱地和内陆及西北干旱地区转移。本文于2013年和2014年在山东东营滨海盐碱地和河北枣强半干旱轻度盐碱地以非转基因棉(‘中棉所49’)为对照, 以转Bt基因棉(‘中棉所79’)为试验材料, 分别作施农药和不施农药处理, 于每年5月初到9月中旬, 调查取样点棉株及地面上害虫及其天敌的种类和数量, 并分析不同施药处理下转基因和非转基因棉田昆虫群落的生物多样性参数差异。结果表明, 施药和不施药转Bt基因棉田昆虫群落和害虫亚群落昆虫的个体总数均低于非转基因棉田, 其中昆虫群落和害虫亚群落个体数在二者之间差异显著; 转Bt基因棉田昆虫群落和害虫亚群落昆虫的多样性指数和均匀度指数均高于非转基因棉田, 而优势集中性指数均低于非转基因棉田, 但差异均不显著。施药条件下两种棉田的昆虫群落和害虫亚群落昆虫个体总数、多样性指数和均匀度指数均低于不施药棉田, 优势集中性指数均高于不施药棉田, 但转基因棉田和非转基因棉田之间无显著差异。表明转基因抗虫棉在盐碱旱地对棉田靶标害虫具有较好的控制作用, 棉田昆虫群落稳定性较高, 昆虫群落对外界的入侵和干扰缓冲能力强, 而化学农药的使用对昆虫群落杀伤力较大, 容易导致某种昆虫的抗性产生和昆虫群落的不稳定, 但比非盐碱旱地棉田昆虫群落生物多样性低, 棉田生态系统更简单。     

不同作物布局方式对转基因抗虫棉田节肢动物群落结构的影响

比较了不同作物布局下转基因抗虫棉田节肢动物的群落结构.结果表明,与单作棉田相比,蔬菜-棉花、果树-棉花及花生-棉花布局的棉田节肢动物群落、植食性害虫亚群落和天敌亚群落的物种数均增加,中性节肢动物的数量均有增加;蔬菜-棉花和花生-棉花布局的棉田植食性害虫个体数量增加;蔬菜-棉花和果树-棉花布局的棉田天敌个体数量增加.花生-棉花和果树-棉花布局棉田的节肢动物群落相似性最大;而单作棉田与蔬菜-棉花布局棉田的节肢动物群落相似性最小.R啨nyi多样性指数表明,与单作棉田相比,蔬菜-棉花布局棉田节肢动物群落多样性较低,害虫亚群落多样性较低;果树-棉花布局棉田节肢动物群落多样性较高,天敌亚群落多样性较高;花生-棉花布局棉田节肢动物群落多样性较高,害虫亚群落多样性较高.果树-棉花布局是值得推广的转基因抗虫棉田布局方式.     

不同经营管理方式下锥栗林节肢动物群落的时序动态

【目的】研究不同经营管理方式对锥栗林(Castanea henryi)节肢动物群落及主要害虫种群数量时序动态的影响,为锥栗林害虫防治提供科学依据。【方法】通过对不同经营管理方式下的锥栗林节肢动物群落的系统调查,分析和比较了生产上典型的5种经营管理方式下锥栗林节肢动物群落的物种丰富度、个体数量、物种多样性指数、天敌与害虫个体数量比例及主要害虫种群数量的时序动态。【结果】不同经营管理方式下锥栗林林冠层节肢动物群落的物种丰富度、个体数量、物种多样性指数变化趋势大体一致,物种丰富度、个体数量最高值在6月,物种多样性指数最高值在5月,但不同经营管理方式下物种丰富度、个体数量、物种多样性指数高低不同,管理精细未用药型锥栗林物种多样性指数最高,管理撂荒型的物种丰富度、个体数量最高;相对锥栗林管理撂荒型,其它各种经营管理方式都明显地降低了下木层的物种丰富度、个体数量、物种多样性指数,不同经营管理方式下下木层物种丰富度、个体数量、物种多样性指数的动态变化相差较大;管理精细未用药型林冠层天敌与害虫个体数量比例相对最高,波动变化较大,自然控害能力最强;管理精细的锥栗林主要害虫栗瘿蜂Dryocosmus kuriphilus(Yasumatus)、栗实象Curculio davidi Fairmaire、栗链蚧Asterolecanium castaneae(Russell)种群数量显著低于管理撂荒和管理粗放的锥栗林。【结论】不同经营管理方式对锥栗林节肢动物群落及主要害虫种群数量的时序动态有较大影响,对锥栗林科学的精细管理有助于对主要害虫的有效控制。     

转基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响

通过对转基因耐除草剂(EPSPS)抗虫(Cry1Ab)玉米转化体‘DBN9936’、受体玉米‘DBN318’、常规玉米‘先玉335’和喷施除草剂的转化体‘DBN9936’玉米田中节肢动物种类及数量的调查, 评价转基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响。2015年和2017年我们采用直接观察法、陷阱调查法和剖秆法对田间节肢动物进行调查, 采用聚类分析、物种累积曲线等方法对数据进行分析, 并比较了4个处理玉米田节肢动物群落的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数、优势集中性指数和群落相似性指数的差异及其随时间变化的规律。调查期间共记录节肢动物20目80科; 转化体玉米‘DBN9936’ (2015: 10.3 ± 2.6头, 2017: 3.3 ± 1.7头)和喷施除草剂的转化体玉米‘DBN9936’ (2015: 6.0 ± 1.5头, 2017: 17.0 ± 0.6头)上鳞翅目昆虫的数量明显低于受体‘DBN318’ (2015: 20.0 ± 3.2头, 2017: 24.0 ± 6.0头)和‘先玉335’ (2015: 21.0 ± 8.9头, 2017: 26.7 ± 2.0头); 物种累积曲线呈典型的抛物线, 各类玉米田间总体物种丰富度差异较小; 玉米生育期节肢动物调查结果累计数量的功能团组成及其丰富度、多样性、均匀度、优势集中性间均无明显的差异, 各类指数随时间变化的动态趋于一致, 群落间相似性程度较高。转基因玉米‘DBN9936’对鳞翅目害虫有明显的抗性, 对非靶标节肢动物无显著的影响, 对田间节肢动物的群落多样性、均匀度、丰富度、优势集中性等没有明显的影响。     

茶园间作不同绿肥对节肢动物群落结构和多样性的影响

【目的】研究在茶园中合理间作绿肥对茶园节肢动物群落结构和多样性的影响。【方法】本文在茶园中分别设间作铺地木兰+罗顿豆、圆叶决明+白三叶、白三叶+平托花生3种不同绿肥组合处理,并设不间作绿肥、常规除草的茶园为对照。【结果】间作不同绿肥均能提高茶园节肢动物群落的物种丰富度和群落多样性,提高茶园捕食性天敌昆虫、蜘蛛和寄生性天敌在茶园冠层群落的比率;不同处理茶园冠层节肢动物Shannon-wiener多样性指数(H)、Simpson指数(D)和均匀度指数变化趋势基本一致;茶冠层的节肢动物群落多样性指数在4类不同处理茶园间差异显著;间作绿肥增加了茶园的生物多样性,4类不同处理茶园茶冠层群落相似性系数在0.741~0.892之间,表明4类不同处理茶园冠层群落在物种组成上有较高的相似性。4类不同处理茶园害虫与天敌两类群功能团的丰盛度之间成显著的正相关,表明天敌对害虫的空间数量跟随效应强,主要表现为二者数量间的相互作用。灰色关联度分析表明在4类不同处理茶园中的群落节肢动物物种数/个体数、天敌物种数/害虫物种数、害虫丰富度与多样性指数和均匀度指数的关联系数较高,反应了群落的多样性和稳定性。【结论】间作增强了茶园群落的生物多样性,提高害虫天敌的种类和个体数,有利有效发挥天敌对有害生物的生态控制。     

抗草甘膦转基因大豆对非靶标节肢动物群落多样性的影响

在田间自然条件下,用直接观察法和吸虫器研究了抗草甘膦转基因大豆对豆田节肢动物群落的影响.结果表明,种植抗除草剂转基因大豆的豆田节肢动物群落和非转基因亲本大豆豆田节肢动物群落的物种数,优势集中性指数、多样性指数相似程度较高,它们之间差异不显著,说明抗除草剂转基因大豆对节肢动物群落多样性无明显影响.     

转Cry1Ac基因抗虫玉米Bt-799对田间节肢动物群落多样性的影响

【目的】安全评价是转基因品种研发的重要保障,为明确转基因玉米Bt-799在生物多样性影响方面的安全性,并为其在吉林春玉米区种植提供安全保证,开展了转基因玉米Bt-799对田间节肢动物群落多样性影响的研究。【方法】综合利用直接观察法和地面陷阱法,以多样性指数、均匀度指数、优势度指数等参数以及主要种群动态作为评价指标,系统研究转基因玉米Bt-799对田间节肢动物群落多样性的影响。【结果】转基因玉米Bt-799较之对应的非转基因对照郑58在田间节肢动物群落结构参数、主要种群动态等方面均无显著差异。【结论】转Cry1Ac基因玉米Bt-799在吉林省种植,不会对田间节肢动物群落多样性造成显著不良影响。     

生物多样性和均匀度显著性的随机化检验及计算软件

多样性指数和均匀度以其简单易用而被广泛应用于群落生物学和生物多样性等研究中,然而由于缺乏合适的统计检验方法等原因,其分析的可信性往往较低,因而限制了其应用。鉴于生物多样性研究中广泛应用主观和直接的比较不,有必要建立和使用较为严格的多样性统计检验。本研究建立和应用了如下随机化检验方法：单群落多样性指数和均匀度的显著性检验,单群落多样性指数和均匀度的置认区间,群落间多群样和均匀度的差异显著性检验。随机化方法已被成功地应用于群落生态学研究,其原理是：随机排序某一向量中的元素,或随机交换两向量中的对应元素。计算该随机化数据的多样性和均匀度,重复该过程多次,统计和计算显著性检验的p值,由向量中的对应元素。计算该随机化数据的多样性和均匀度,重复该过程多次,统计和显著性检验的p值。由此可确定多样性和差异的统计显著性。同时,研制了相应的Internet计算软件BiodiverisytTest。该软件由7个Java类和1个HTML文件组成,可运行于多种操作系统和网络浏览器上,可读取多种类型的ODBC数据库文件如Access,Excel,FoxPro,Dbase等。该软件中包括Shannon-Wiener多样性指数,Simpson多样性指数,McIntosh多样性指数,Berger-Parker多样性指数,Hrlbert多样性指数以及Brillouin多样性指数。基于Shannon-Wiener多样性指数和Berger-Parker多样性指数,用BiodiversityTest软件对水稻田节肢动物群落多样性（15个地点,17个功能群,125个节肢动物种）进行了比较和分析。结果显示,两组结果可较好地反映水稻节肢动物群落多样性的差异显著性,这些检验方法可有效地反映多样性指数和均匀度的变化。与水稻田节肢动物群落间多样性的直接比较法相比,该随机化检验方法获得更客观的结果。本算法与软件有助于改进生物多样性研究中使用的某些不甚严格的分析方法,为随机化检验方法在生物多样性研究中的进一步应用提供了一种可用的工具。     

转RRM2基因棉田昆虫群落多样性及其时序动态

为了评价新型转基因棉花在长江生态区对棉田生态环境安全性的影响, 2013-2015年作者以新型转RRM2基因棉花(Gossypium hirsutum)为材料, 以其亲本‘中棉所12’为对照, 在安徽省沿江棉区系统研究了转基因棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落的结构与组成、个体数量、群落特征参数及其季节性动态变化。结果表明: 转RRM2基因棉田的主要类群组成、优势类群与非转基因棉田没有差异, 但在2013年转RRM2基因棉田棉蚜个体数量显著高于非转基因棉田, 叶螨类、棉铃虫和其他鳞翅目的个体数量显著低于非转基因棉田, 在其他年份没有显著差异; 其他类群的个体数量在两类棉田间没有显著差异。在棉田害虫发生量大的年份, 转RRM2基因棉田的昆虫群落个体数量较非转基因棉田增加, 物种丰富度较非转基因棉田减少, 但差异不显著, 而两类棉田年度间均差异显著。转RRM2基因棉田昆虫群落和害虫亚群落的全生育期多样性指数、均匀度指数和优势集中性指数与非转基因棉田没有显著差异; 其天敌亚群落的三个指数在2013年与非转基因棉田差异显著, 其他年份没有显著差异; 两类棉田年度间差异均不显著。转RRM2基因棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落个体数量、群落特征参数的时序动态与非转基因棉田较一致, 具季节性波动; 在群落个体数量高峰期, 群落多样性指数和均匀度指数处于低谷, 而优势集中性指数则相反; 昆虫群落、害虫亚群落的季节波动明显, 天敌亚群落的季节性变化较平缓。因此, 转RRM2基因棉花对棉田昆虫群落的结构与组成、群落特征参数及其时序动态没有显著影响, 但在气候适宜年份, 转RRM2基因棉田的害虫发生量可能增大。     

幕阜山森林群落结构与物种多样性研究

幕阜山地处中亚热带-北亚热带过渡地带,物种资源丰富.通过对其典型样地的调查,分别采用Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数作为测度指标,研究了幕阜山地区森林群落结构及其物种多样性特征.结果表明,该地区主要有21个森林群落类型.其中常绿阔叶林中,物种丰富度指数与多样性指数在群落梯度上的总体趋势均为灌木层相对高于乔木层,乔木层相对高于草本层;在落叶阔叶林中,其丰富度指数的趋势为灌木层＞草本层和乔木层,而在草本层与乔木层间是波动的,多样性指数的趋势为灌木层＞草本层＞乔木层;在针叶林中,物种丰富度、多样性指数表现的总趋势基本一致,即灌木层的丰富度相对较高,其次为草本层,乔木层的相对较小.在其他群落类型中,多样性指数、均匀度指数在乔木层、灌木层和草本层则表现出多样化的趋势;另外,从总体上看,各种指数在海拔梯度上并未表现出明显的规律性.     

新疆阿勒泰地区爬行动物区系及多样性海拔分布格局

中国阿勒泰地区是北半球中纬度地区的特殊区域, 与俄罗斯、哈萨克斯坦、蒙古接壤, 境内有平原、沙漠和山地三大地貌特征。2014-2016年, 我们先后3次对阿勒泰地区爬行动物资源开展了实地调查, 共采集到392号爬行动物标本。经鉴定隶属1目6科16种, 结合文献资料, 共计1目8科23种, 均为古北界物种, 其中中亚型17种, 古北型6种, 表现出中亚亚界与欧洲-西伯利亚亚界间的过渡性质。爬行动物Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数随海拔分布呈带有一个中峰的低海拔高原格局, 在第2海拔段(500-600 m)达到峰值; 均匀度指数总体呈现递增格局, 第15海拔段(1,800-1,900 m)达到最大值; 丰富度则呈现一种波动的递减格局, 峰值在第10海拔段(1,300-1,400 m)。3种环境因子对这种格局的独立解释力较低, 但综合作用的解释力较强, 其中海拔与年均温这两个因子的综合作用对物种多样性影响程度最大。     

养分与水分添加对荒漠草地植物群落结构和物种多样性的影响

为进一步了解养分添加和水分添加对干旱区草地植物多样性的影响, 2009-2011年5月15日, 对准噶尔盆地荒漠草地进行养分和水分添加, 2009-2012年5月25日进行植被调查, 研究群落结构与植物多样性对养分N、P、K与水分(雨、雪)添加的响应, 得出以下结果: (1)添加肥、水后, 荒漠草地植物群落结构发生了变化, 物种数由肥、水添加前的17种减少到添加后的11种, 减少了35.3%, 禾草类植物数目增加, 十字花科植物数量下降; (2)通过裂区试验方差分析, 2009年和2010年, 养分主效应对物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数的影响不显著, 水分主效应和肥水交互作用对以上4个植物多样性指数的影响也不显著; (3) 2012年, 养分主效应对物种丰富度影响显著(p < 0.05), 养分添加降低了荒漠草地物种丰富度, 而水分作用、肥水交互作用对物种丰富度的影响均不显著; 肥水交互作用对植物Simpson指数、Shannon-Wiener指数的影响显著(p < 0.05), 而养分添加、水分添加对其影响亦不显著; (4)荒漠草地植物的Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数在年际间呈上升趋势。