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。     

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。     

转RRM2基因棉生长势和产量及对棉田节肢动物群落的影响

为了评估新型转基因棉花的育种价值, 评价其对棉田生态环境安全性的影响, 2012-2013年连续2年以新型转RRM2基因棉花(Gossypium hirsutum)为材料, 以其亲本‘中棉所12’为对照, 系统研究了棉田节肢动物群落的结构与组成、群落特征参数及其季节性动态变化, 同时结合气候条件分析比较了转基因棉花和非转基因棉花的生长势和产量构成因素。结果表明: 相同年份新型转RRM2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、多样性指数、均匀度指数、优势集中性指数及棉花生长期相对丰度动态变化均与对照无显著差异; 与2012年相比, 2013年转基因棉田和非转基因棉田节肢动物群落、棉花生长及产量构成因素的各项指标总体上呈下降趋势; 转基因棉田和非转基因棉田优势天敌功能团动态均滞后于优势害虫功能团, 因此棉花生长前期应适时防治棉花害虫。     

转Bt基因棉田与常规棉田节肢动物群落多样性的比较研究

研究了在棉花生长的早期、中期和后期转Bt(bacillus thuringiensis)基因棉和常规棉两种棉田的节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落多样性。结果表明,GK-12未防治区的节肢动物群落多样性指数和害虫亚群落的多样性指数在棉花生长前期和后期要高于泗棉3号未防治区;GK未防治区的天敌亚群落多样性指数在棉花生长后期高于泗棉3号未防治区,在棉花生长的早期和中期,两者的大小没有表现出显著性差异。对影响棉田生态系统3种多样性指数的因子的方差分析表明,棉花品种和化学防治措施的共同作用是影响棉田生态系统节肢动物群落和天敌亚群落多样性指数的主要因子。     

不同邻作作物对玉米田节肢动物多样性的影响

为探明不同邻作对云南普洱地区玉米田节肢动物多样性的影响.采用目测法和粘虫板等多种诱集法对邻作咖啡、水稻、李树及单作的玉米田节肢动物群落进行系统调查,分析不同邻作作物对玉米田节肢动物群落的影响.结果表明:不同邻作玉米田天敌亚群落主要为双翅目和膜翅目,其中玉米单作田赤池信息量准则(AIC)值最低为-16.858,最优模型为Y=-10.312-1.639D+2.629PC2(Y为物种多样性,D为调查总个体数,PC2代表以天敌亚群落个体数为主的主成分2),节肢动物总个体数和天敌亚群落个体数与节肢动物群落多样性相关,邻作能够增加玉米田节肢动物群落多样性,其中邻作咖啡玉米田节肢动物多样性指数最高为4.082.影响玉米田节肢动物群落的主要主成份因子有天敌亚群落和中性亚群落.天敌亚群落个体数对玉米田节肢动物多样性影响最大,邻作能不同程度增加玉米田节肢动物群落多样性,邻作咖啡最佳.研究结果可为利用邻作种植模式调节玉米田节肢动物多样性提供依据.     

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。     

吡虫啉对烟田节肢动物群落的影响研究

利用群落参数分析了吡虫啉对烟田节肢动物群落及其各亚群落的影响。结果表明,施药后对烟田节肢动物群落、害虫亚群落的物种数有一定的影响,对天敌昆虫和蜘蛛亚群落物种数的影响不明显。5月23日施药后至6月13日施药区(Ⅱ)和对照区节肢动物群落、害虫亚群落个体数均下降,下降程度施药区大于对照区。6月14日施药后施药区节肢动物群落、害虫亚群落个体数下降,对照区显著上升。两次施药对天敌昆虫和蜘蛛亚群落个体数的影响不明显,施药后一段时间内优势种烟蚜种群个体数量显著下降,使节肢动物群落和害虫亚群落优势集中性下降,多样性指数和稳定性增加。     

云南普洱紫花三叉白及昆虫群落多样性研究

为探究云南普洱紫花三叉白及昆虫群落结构及多样性,掌握昆虫群落多样性发展变化的时空动态,进一步明确紫花三叉白及害虫的种类和发生时间,为害虫防控提供理论参考依据,本研究采用棋盘式取样法,通过定时定点和大范围随机普查的方法,于2016年对云南省普洱市紫花三叉白及标记的样点进行了系统调查。调查期间共调查到节肢动物76种,分属于4纲12目56科。其中植食性节肢动物亚群落46种,分属于34科;捕食类节肢动物亚群落14种,分属于10科;寄生性节肢动物亚群落8种,分属于8科;中性节肢动物亚群落8种,分属于6科。其中科数及物种数最多为双翅目,个体数量最多的为膜翅目。对昆虫群落的多样性指数分析结果表明:双翅目昆虫群落丰富度最高,蜘蛛目优势度指数最高,多样性指数与均匀度均是膜翅目最高。时间上,6月物种数与多样性指数均最大,4月个体数量最多。不同类群分析结果为,植食性节肢动物群落物种数量最多,天敌亚群落的物种数量时间动态相对比较稳定。通过黄板及扫网采集,物种数量的变化趋势与总群落变化趋势基本保持一致,总群落个体数与物种数的变化基本由黄板与扫网采集到的类群主导。通过调查及分析可知,紫花三叉白及节肢动物群落物种数量变化基本由植食类类群主导,节肢动物群落的稳定性较高,天敌亚群落的物种数量时间动态相对比较稳定,非天敌亚群落的群落多样性与个体数量的变化趋势基本一致;物种丰富度与物种均匀度变化趋势基本一致;优势集中性与优势度随时间变化趋势基本一致。进入雨季之后,个体数量有较大幅度的降低,而持续性降雨与暴雨天气是导致个体数量迅速减少的重要因素。     

化学防治对不同类型棉田害虫和捕食性天敌群落多样性的影响

分析比较了化学防治对8种不同类型棉田害虫、捕食性天敌群落多样性的影响。研究结果表明,化学防治对棉田害虫、捕食性天敌群落的多样性指数、均匀性指数、丰富度及个体数的变化有较大的影响,尤其对捕食性天敌群落的影响显著。但这种作用依不同类型棉田或棉花不同生育阶段而异：化学防治对套作棉田害虫、捕食性天敌群落的影响较小,而对单作棉田和豆间棉棉田害虫、捕食性天敌群落的影响较大;晚播棉田害虫与捕食性天敌群落较早播棉田受化学防治的影响更大;化学防治对免耕棉田害虫、天敌群落的影响更大,非免耕棉田害虫、捕食性天敌群落受其干扰较小;春套棉边害虫、捕食性天敌群落与其它棉田类型相比,受化学防治的影响较少;棉花害虫在棉花生育前期对化学防治较棉花生育后期敏感,而捕食性天敌在棉花整个生育期均对化学防治敏感。     

井冈山森林凋落物分解动态及磷、钾释放速率

应用网袋分解法对井冈山地区亚热带常绿阔叶林、针阔叶混交林和高山矮林地上和地下(10 cm)2个分解组的叶凋落物进行了连续2年的分解试验,测定了凋落物的分解速率以及P、K元素的释放动态.结果表明: 3种林分叶凋落物残留率与时间呈负指数衰减关系.各林分凋落物干质量损失前期较快,第1年末两组平均质量损失率分别为50.6%(常绿阔叶林)、41.7%(针阔叶混交林)和40.13%(高山矮林),且地上组显著高于地下组;后期较慢,至第2年末2组平均质量损失率分别达到60.95%(常绿阔叶林)、57.06%(针阔叶混交林)和56.60%(高山矮林),均以常绿阔叶林、针阔叶混交林、高山矮林为序递减,地上组与地下组的差异不显著.根据Olson指数衰减模型对质量损失率结果进行拟合,发现3种林分样地上凋落物分解95%所需的时间(t_0.95)为6.8～9.9年,其大小排序为常绿阔叶林＜针阔叶混交林＜高山矮林.P在不同林分凋落物分解过程中均存在明显的净固持效应,其强度顺序为高山矮林＞针阔叶混交林＞常绿阔叶林,凋落物初始P含量和C/P可能是导致上述情形的原因.K在各林分的多数时间均表现为净释放.以试验末期的元素释放量计算,P的释放速率在地上组和地下组之间无显著差异,而K则为地上组显著高于地下组.     

梨园芳香植物间作区节肢动物群落时序格局

以沙地梨园间作罗勒、孔雀草、薄荷为处理,自然生草和清耕区为对照,应用最优分割法和模糊聚类法,探讨梨园节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落发生的时序格局特征及其相互联系。结果表明:总群落、害虫亚群落以及其优势种个体数时序变化趋势呈偏态分布,而天敌亚群落以及其优势种个体数的呈正态分布,高峰期出现在6月末至7月中旬,比总群落和害虫亚群落个体数发生高峰晚。在梨树年生长周期的主要时段中,芳香植物间作区较自然生草区、清耕区害虫亚群落的发生数量(4月中至8月底)少;而天敌亚群落发生数量(4月底至6月底)多。梨园各间作区节肢动物总群落和害虫亚群落时序最优格局均可划分5个时段:发展初期、发展期、稳定期、波动期和衰退期;天敌亚群落分为3个时段:发展期、稳定期、衰退期。但处理间在发生时段的时间范围、发生数量及组成特征上存在复杂的差异。梨园节肢动物总群落、害虫亚群落、天敌亚群落时序聚类结果不同,预示着处理间节肢动物总群落、害虫亚群落和天敌亚群落在各发生时段上的个体组成、物种丰富度、群落多样性指数、优势度和均匀度指数存在着差异。     

麦套夏播转Bt基因棉R93-6对昆虫群落的影响

以转Bt(Bacillusthuringiensis)基因棉品系R93-6为试验材料,以中棉所16号为对照,研究了在麦套夏播条件下转基因棉对昆虫群落的影响。结果表明,转基因棉田昆虫群落、害虫和天敌亚群落的多样性指数和均匀度指数均低于常规棉田,而优势集中性则高于常规棉田,所以转基因棉田昆虫群落、害虫和天敌亚群落的稳定性不如常规棉田,某种害虫大发生的可能性较大。对季节性变化格局的研究表明,转基因棉田昆虫群落可以划分为前期(6月初至7月下旬)、中期(7月底至8月底)和后期(9月份以后)三个发展阶段,根据不同阶段害虫和天敌发生的特点, 提出了害虫综合治理的策略。即前期害虫的防治应以生物生态调控为主;中期以化学防治为主,以生物生态调控为辅,协调好生物防治和化学防治的矛盾;后期应以生物生态调控为主,并加强农业防治。     

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。     

Utilisation of plant functional diversity in wildflower strips for the delivery of multiple agroecosystem services

Increased plant diversity in cropping systems can play an important role in agriculture by enhancing arthropod‐mediated ecosystem services, including biological control and pollination. However, there is limited research investigating the concurrent influence of plant functional diversity within cultivated systems on different arthropod functional groups, the provision of multiple ecosystem services, and crop yield. During a field experiment, repeated over 2 years, we measured the effect of increasing plant functional diversity on community structure of arthropod visitors, the abundance of multiple pests and induced crop damage, and fruit production in two varieties of tomato. Plant resources (floral and extra‐floral nectar and pollen) were included within experimental plots in four levels, with each level increasing the plant functional group richness, based on floral morphology and availability of resources, in a replacement series. The presence of sown flower mixtures in experimental plots was associated with increased abundance and diversity of natural enemy functional groups and an enhanced abundance of bees (Hymenoptera: Apiformes). However, we only detected relatively small variability in arthropod visitors among types of mixtures, and increased abundance of natural enemies did not translate into stronger pest suppression or reduced crop damage. Lepidoptera pest damage was significantly higher in plots adjacent to wildflower strips, an ecosystem disservice, but a significantly higher crop productivity was recorded from these plots. Our results provide evidence that inclusion of non‐crop plant resources in agroecosystems can improve the conservation of beneficial arthropods and may lead to increased crop productivity.     

群落结构特征参数对葡萄园节肢动物群落作用的比较

利用主成分分析法,对葡萄园节肢动物群落、植食类亚群落、捕食类亚群落的特征参数进行分析.结果表明,葡萄园节肢动物群落、植食类亚群落、捕食类亚群落特征向量矩阵中第1主分量综合指标贡献率依次为66.70%、73.39%和54.17%.节肢动物群落的总个体数N、Hill多样性指数N₁、Hill多样性指数N₂和McIntosh指数D_mc的标准回归系数绝对值较大,对群落贡献大;植食类亚群落的N、N₂、N₁和物种数S的标准回归系数绝对值较大,对植食类亚群落贡献大;捕食类亚群落的N₂、N₁、Shannon-Wiener多样性指数H'和丰富度R的标准回归系数绝对值较大,对捕食类亚群落贡献大.综合分析,多样性指数N₁和N₂对3种类型群落贡献较大.