紅火蟻入侵對本地螞蟻多樣性的影響_cropped

1、第 32 卷第 2 期西 南 師 范 大 學 學 報 (自然科學版)Journal of Sout hwest China Normal University (Nat ural Science)2007 年 4 月Ap r .2007Vol . 32No . 2文章編號 : 1000 - 5471 (2007) 02 - 0093 - 05紅火蟻入侵對本地螞蟻多樣性的影響鵬1 ,2 ,趙秀蘭1 ,程登發(fā)2 ,鄭永權2 ,林芙蓉2沈1 . 西南大學 資源與環(huán)境學院 , 重慶 400716 ; 2 . 中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所 , 北京 100094摘要 : 在廣西北流地區(qū) , 采用餌誘法調(diào)

2、查了紅火蟻入侵對當?shù)匚浵伻郝涞挠绊?. 對入侵區(qū)與未入侵區(qū)比較發(fā)現(xiàn)不同生境下 , 紅火蟻入侵使本地螞蟻的個體數(shù)量明顯降低 , 豐富度 、多樣性和均勻性指數(shù)均下降 , 優(yōu)勢度指數(shù)升高 ,紅火蟻成為優(yōu)勢種 . 表明紅火蟻入侵對本地螞蟻群落造成了一定程度的影響 . 必須加強紅火蟻檢疫和危害區(qū)的普 查力度 , 發(fā)現(xiàn)新蟻巢及時處理 , 同時盡快研制出防治效果更好的藥劑 , 防止危害區(qū)域進一步擴大 .關 鍵 詞 : 紅火蟻 ; 多樣性 ; 本地螞蟻中圖分類號 : X835 ; Q9691 54文獻標識碼 : A紅火蟻 S ol e no ps is i n v i ct a B ure n 屬于膜翅目 H

3、 yme nop t e ra 、蟻科 Fo r mici dae 、切葉蟻亞科 Mymici nae 、火蟻屬 S ol e no ps is , 是一種入侵性很強的生物 . 紅火蟻原產(chǎn)于南美洲的巴拉圭和巴拿馬運河一帶 1 , 20 世紀 30 年代傳入美國并建立種群 2 , 此后就以每年 11 47 ×105 h m2 的速度擴散 , 目前在美國和波多黎哥紅火 蟻建立種群的面積超過了 11 14 ×108 h m2 3 . 紅火蟻在新西蘭 4 和澳大利亞 5 也有分布 . 2003 年我國首次 在臺灣發(fā)現(xiàn)紅火蟻 , 2004 年 9 月在廣東 、廣西 、湖南 、福建等省

4、以及港澳地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn) , 引起農(nóng)業(yè)部高度重視 , 2005 年 1 月 17 日正式將紅火蟻列入進境植物檢疫性有害生物名錄和全國植物檢疫性有害生物名錄, 依法對紅火蟻采取檢疫封鎖控制措施 6 - 8 .國外有關紅火蟻入侵導致本地螞蟻的豐富度和多樣性降低以及對其他節(jié) 肢 動物 群落 的影 響 已有 報道 9 - 14 .我國相關的工作近 2 年才開始. 通過現(xiàn)場調(diào)查 、CL IM EX 和 GA R P 生態(tài)位模型法預測等手段 , 指出紅火蟻是入侵危害性最強的昆蟲類群之一 15 ,16 , 在我國屬于中等危險的有害生物 17 , 紅火蟻入侵會造成農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失 、生態(tài)環(huán)境嚴重破壞 、威脅公共安全等

5、等 18 ,19 . 目前紅火蟻在我國的分布范圍比較局限 20 ,主要發(fā)生在廣東 、廣西兩省 , 且主要在較穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境中 , 如荒坡 、草地 、長滿雜草的田埂等 21 , 但在東 南部的廣大地區(qū)均可能適生或造成危害 22 . 研究紅火蟻的發(fā)生及危害規(guī)律對控制和減輕紅火蟻對我國的 危害具有重要意義 23 . 本研究以生境相似的并相鄰的未入侵地區(qū)為對照 , 比較了入侵地區(qū)紅火蟻對本地螞 蟻群落多樣性的影響 , 為紅火蟻發(fā)生區(qū)的生物多樣性保護提供基礎資料和科學依據(jù) .1 材料與方法11 1調(diào)查區(qū)概況調(diào)查區(qū)位于廣西東南部北流市田心工業(yè)區(qū) , 其地理位置為東經(jīng) 110°16, 北緯 22&

6、#176;42, 海拔 100 m 左 右 . 該工業(yè)區(qū)年平均氣溫 21 , 年降雨量 1 582 mm , 屬典型的亞熱帶季風氣候 , 土地利用類型主要為農(nóng)田 和果園 , 主要的地帶性土壤為紅壤 24 . 2005 年 8 月 16 日廣西農(nóng)業(yè)廳報告 , 該工業(yè)區(qū)發(fā)現(xiàn)并鑒定有入侵性紅火蟻 , 其紅火蟻發(fā)生危害的中心地帶蟻巢數(shù)目最多達到 18 個/ 100 m2 , 9 月 3 日廣西北流植保站使用硫 收稿日期 : 2006 - 12 - 20作者簡介 : 沈 鵬 ( 1981 - ) , 男 , 四川廣元人 , 西南大學碩士研究生 , 從事環(huán)境生物技術研究.通訊作者 : 趙秀蘭 , 副教授.

7、氟磺酰胺毒餌對該工業(yè)區(qū)進行了防治工作 , 整個防治區(qū)的面積約為 200 h m2 .11 2調(diào)查方法本調(diào)查于 2005 年 910 月初進行 . 研究樣地選在紅火蟻發(fā)生密度最高的北流市田心工業(yè)區(qū)的北流鎮(zhèn) 和西埌鎮(zhèn) , 平均活動蟻巢為 4 個/ 100 m2 (其中包括防治后新出現(xiàn)的蟻巢) , 而未入侵地區(qū)選在距發(fā)生區(qū)臨近 的地區(qū). 通過實地考察發(fā)現(xiàn) , 紅火蟻多發(fā)生在開闊的荒地和草坪上 , 在紅火蟻入侵區(qū)和未入侵區(qū)選擇荒地 和草坪 2 種生境 , 每種生境中隨機挑選 3 塊面積為 600 m2 的樣地 , 采用網(wǎng)格法布點 、餌誘法取樣調(diào)查樣區(qū)內(nèi)的螞蟻系統(tǒng) 9 ,25 , 具體過程為 : 將每塊

8、樣地大致分為 6 個 100 m2 取樣點 , 在每個取樣點按對角線放置 3個裝有面包屑的離心管 (50 mL ) , 離心管口與地面水平 , 并用鐵絲固定 , 以防被取走 , 放置 3 h 后 , 收集離心管中的螞蟻 , 將誘集到的螞蟻于盛 75 %乙醇的小瓶中保存 , 帶回室內(nèi)進行種類鑒定 、數(shù)量統(tǒng)計 .同時也使用人工采集螞蟻的方法 , 以使采集的螞蟻種類更為豐富 .11 3計算方法Sha n no n2Wie ner 多樣性指 :本研究SSH = - Pi l n P i= -( N i / N ) ln ( N i / N )i = 1i = 1Si mp so n 優(yōu)勢度指數(shù) :SS

9、2( Pi )= - ( N i / N )C =i = 1i = 1Pielo u 均勻度指數(shù) :E =H / l n SMa r galef 豐富度指數(shù) :R = ( S - 1) / l n N群落相似性采用 J acca r d 指數(shù) :q = c/ ( a + b - c)式中 : N i 是第 i 個物種的個體數(shù) , N 是 S 物種的總個體數(shù) , H 是 Sha nno n2Wie ner 信息多樣性指數(shù) , S 是 物種的數(shù)目 , a 為 A 群落物種數(shù) , b 為 B 群落物種數(shù) , c 為 A ,B 兩群落共有的物種數(shù) 26 .2 結果與分析21 1蟻類科 、屬種變化情況不

10、同生境螞蟻種類和個體數(shù)量組成見表 1 . 紅火蟻入侵后 , 各生境螞蟻種類和數(shù)量發(fā)生明顯變化. 在 紅火蟻入侵區(qū)的荒地中采集到的螞蟻隸屬 2 亞科 4 屬 5 種 , 共 320 號 , 而未入侵區(qū)的荒地采集到的螞蟻隸屬 3 個亞科 7 屬 10 種 , 共 6513 號 , 即紅火蟻入侵使螞蟻減少了 1 個亞科 , 3 個屬和 5 種 , 個體數(shù)量降低了951 09 %. 以各種螞蟻數(shù)量大于各生境捕獲量的 10 %作為優(yōu)勢種看 27 , 未入侵區(qū)荒地的黑頭酸臭蟻 、花居 小家蟻 分 別 占 捕 獲 量 的 711 40 % 和 131 57 % , 有 2 種 優(yōu) 勢 種 , 而 入 侵 區(qū)

11、 荒 地 的 紅 火 蟻 占 總 捕 獲 量 的821 81 % , 優(yōu)勢種僅 1 種 .從紅火蟻入侵區(qū)和未入侵區(qū)的草坪采集到的螞蟻均隸屬于 3 亞科 5 個屬 , 種類數(shù)量分別為 5 種和 8 種 , 個體數(shù)量分別為 748 號和 12549 號 , 表明紅火蟻入侵使草坪生境下的螞蟻種類和個體數(shù)量明顯減少 . 同樣從各種螞蟻的百分比看 , 未入侵區(qū)草坪的螞蟻中 , 哀弓背蟻 、黑頭酸臭蟻 、花居小家蟻為優(yōu)勢種 , 分別 占總捕獲量的 511 80 % , 251 05 % 和 111 52 % , 而侵區(qū)草坪螞蟻中 , 僅紅火蟻的個體數(shù)量占螞蟻個體總數(shù)的831 02 % , 是唯一的優(yōu)勢種

12、, 優(yōu)勢種數(shù)量減少.上述結果表明 , 紅火蟻入侵使當?shù)匚浵伒姆N類明顯減少 , 紅火蟻已成為入侵區(qū)的優(yōu)勢種 , 入侵區(qū)的螞 蟻數(shù)量減少更為明顯 , 整個入侵區(qū)螞蟻個體總數(shù)還不到未入侵區(qū)的 1/ 10 , 其原因除與紅火蟻入侵大大降低 了本地螞蟻的數(shù)量和種類 28 外 , 還與入侵區(qū)使用硫氟磺酰胺等毒餌有關.表 1紅火蟻入侵區(qū) 、未入侵區(qū)不同生境螞蟻種類和個體數(shù)量組成Ta ble 1Co n stit ut e s of t he Sp ecie s a nd Indivi dual s of A nt s i n Diff e re nt Eco2e nviro nme nt i n t he

13、Impo rt e d Fi re a nt Inva ded a nd No n2i nva de d Sit e s荒地草坪 入侵區(qū)未入侵區(qū) 入侵區(qū)未入侵區(qū)個體數(shù)%個體數(shù)%個體數(shù)%個體數(shù)%切葉蟻亞科 Myr micinae火蟻屬 Solenop si s紅火蟻 Solenop si s invicta Buren大頭蟻屬 Pheidole We st woo d伊大頭蟻 Pheidole yeensi s Fo rel奇大頭蟻 Pheidole ap hra sta Zho u et Zheng大頭蟻 Pheidole sp1長節(jié)大頭蟻 Pheidole f ervens Smit h舉腹

14、蟻屬 C re m at o g as te r L und比羅舉腹蟻 Cremato gaa ster biroi Mayr小家蟻屬 M onom o ri um Mayr花居小家蟻 Mo no mo rium f lo ricola (J er do n)邁氏小家蟻 Mo no mo rium mayri Fo rel鋪道蟻屬 Tet ra m ori u m Mayr克氏鋪道 Tet ramo rium kraepeli ni Fo rel巨首蟻屬 P hei dol o get on Mayr全異巨首蟻 Pheidolo geto n diver sus (J er do n)臭蟻亞科

15、 Dolicho derinae酸臭蟻屬 T a p i nom a Foer ster黑頭酸臭蟻 Tapinoma melanocep halum( Fabricius)蟻亞科 Fo r micinae弓背蟻屬 Ca m p onot us哀弓背蟻 Ca mpo no t us dolendus Fo rel265821 81621831 022 301 63301185454 . 622 . 840 . 69263 . 485821054 . 640 . 84790 . 631201 . 845 31713 35 . 314 . 0688418013 . 572 . 760 . 671 4

16、4667811 . 525 . 40640 . 9801 9816 3640 . 132371 194 650711 404051 353 143251 0520 36 51301 3110071 49100511 80100567486 50012 549合計320100注 : %表示占各生境螞蟻總量的百分數(shù) ; 個體數(shù)右上角帶有 3 標記的為人工采集 . No te s : % of ant to tal of diff erent en2viro nment ;“ 3 ”indicate s ha nd2collecting21 2生境螞蟻多樣性比較分析根據(jù)不同生境采得的螞蟻種類和個體數(shù)

17、量 , 分別計算出優(yōu)勢度指數(shù) ( C) 、均勻度指數(shù) ( E) 、物種豐富度 指數(shù) ( R) 和多樣性指數(shù) ( H ) . 結果見表 2 . 兩種生境下 , 紅火蟻入侵均使優(yōu)勢度指數(shù)上升 , 豐富度 、多樣性 指數(shù)和均勻度指數(shù)降低 , 但兩種生境的變化幅度不同 . 與未入侵區(qū)相比 , 紅火蟻入侵區(qū)荒地的優(yōu)勢度指數(shù)升高了 301 64 % , 而豐富度 、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)分別降低了 321 39 % ,311 47 % ,111 40 %. 紅火蟻入侵區(qū)草坪的優(yōu)勢度指數(shù)升高了 491 93 % , 豐富度 、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)分別降低了 181 60 % , 501 19 % ,351

18、 55 %.表 2紅火蟻入侵地區(qū)和未入侵地區(qū)不同生境螞蟻多樣性指數(shù)比較Ta ble 2Co mp a ri so n of Bio diver sit y Inde xe s of A nt sInva ded a nd No n2i nva de d Sit e si n t he Impo rt e d Fi re a nt荒地草坪樣 區(qū)入侵區(qū)未入侵區(qū)入侵區(qū)未入侵區(qū)優(yōu)勢度指數(shù) C豐富度指數(shù) R多樣性指數(shù) H均勻度指數(shù) E01 69501 69301 66301 41201 53211 02511 07101 46501 69901 60401 65601 40801 35001 74211

19、 31701 633本研究發(fā)現(xiàn)紅火蟻入侵區(qū)螞蟻物種豐富度降低幅度為 181 60 %321 39 % , 而 Po r t er 和 Savi gna no 調(diào)查研究的結果是入侵地區(qū)螞蟻物種豐富度下降了 50 % , 用餌誘法調(diào)查的結果是 941 5 % 9 . 造成這種差異的原 因可能是我國紅火蟻發(fā)生范圍或蟻巢密度與美國東南部相比都要小得多 23 , 施藥造成紅火蟻數(shù)量減少 、密度降低 29 及同時人為產(chǎn)生的干擾 , 如破壞蟻巢結構等 . 至于以上那方面影響更大 , 還需進一步長期調(diào)查.21 3物種相似性比表 3紅火蟻入侵區(qū)和未入侵區(qū)螞蟻物種相似性系數(shù)表Table 3Similarit y

20、Coefficient (q) of Ant Species in The Imported Fire Ant Invaded and No n2invaded Sites荒地草坪樣區(qū)入侵區(qū)未入侵區(qū)入侵區(qū)未入侵區(qū)01 36101 6701 36101 4401 6401 441入侵區(qū)未入侵區(qū) 入侵區(qū)未入侵區(qū)1荒 地草 坪根據(jù) J acca r d 相似性系數(shù)的原理 , 當 q 為 01 0001 25 時為極不相似 ,q 為 01 2501 50 時為中等不相似 , q 為 01 5001 75 時為中等相似 , q 為 01 7511 00 時為極相似 . 不同生境之間的相似性系數(shù)列于表 3

21、 .荒地 、草坪紅火蟻入侵區(qū)與未入侵區(qū)螞蟻的相似系數(shù)分別為 01 36 , 01 44 , 為中等不相似 , 進一步表明紅火 蟻入侵對本地螞蟻多樣性的不利影響.結論31) 紅火蟻入侵使荒地的螞蟻隸屬的亞科 、屬 、種類和個體數(shù)量減少 , 使草坪的螞蟻的種類和個體數(shù)量減少 , 但對草坪的螞蟻隸屬的亞科 、屬的影響不大.2) 紅火蟻入侵使荒地 、草坪螞蟻的物種豐富度指數(shù) 、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)降低 , 優(yōu)勢度上升.3) 紅火蟻入侵區(qū)與未入侵區(qū)螞蟻物種群的相似性系數(shù)介于 01 2501 50 , 為中等不相似 , 說明紅火蟻入 侵對本地螞蟻群落已產(chǎn)生了一定的影響.4) 紅火蟻對本地螞蟻群落已造成了

22、破壞性的影響 , 必須加強紅火蟻檢疫和發(fā)生危害區(qū)域普查力度 , 發(fā) 現(xiàn)新蟻巢及時處理 , 同時盡快研制出防治效果更好的藥劑 , 防止危害區(qū)域進一步擴大.螞蟻標本由廣西師范大學周善義教授幫助鑒定 , 特此致謝 !參考文獻 :Buren W F , Allen G E , Whitco mb W H , et al1 Zoo geo grap hy of t he impo rted fire a nt s1 J N Y Ento mol Soc , 1974 : 82 :113 1241 1 Loff ren C S1 Hi sto r y of impo rted fi re ant s in

23、 t he U nited States1 Fire A nt s a nd L eaf2cut ting A nt s , West view Press , Bo ul2der , Colo rado , 1986 : 36 471 2 3 Callco t t A2M A , Collins H I1 Inva sio n and range expa nsio n of impo rted fire ant s ( Hymenop tera : Fo r micidae) in No rt hA merica f ro m 1918 - 19951 Flo rida Ento mol

24、, 1996 , 79 : 240 2511 4 5 Pa scoe A1 Tur ning up t he heat o n fire a nt sJ 1 Bio securit y , 2001 , 32 : 61Solley G O , Va bderwo unde C , Knight G K1 A nap hylaxi s due to red impo rted fire a nt sting1 Medical J o ur nal of A ust raliaJ 1 2002 , 176 : 521 5231 6 中國農(nóng)業(yè)部 1 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部公告 , 第 453 號 EB

25、/ OL . ht tp :/ / www1 agri1 go v1 cn/ ztzl / zwj y/3579291 ht m. 20051中 國 農(nóng) 業(yè) 部 1 中 華 人 民 共 和 國 農(nóng) 業(yè) 部 公 告 , 第 499 號 EB/ OL 1 ht tp :/ / www1 agri1 go v1 cn/ blgg/3675131 ht m. 20051中 國 農(nóng) 業(yè) 部 1 中 華 人 民 共 和 國 農(nóng) 業(yè) 部 公 告 , 第 574 號 EB/ OL 1 ht tp :/ / www1 agri1 go v1 cn/ blgg/5007191 ht m. 20051t200504

26、18 _ 7 t20050509 _ 8 t20051123 _ 9 Po rter S D , Savignano D A1 Inva sio n of polygyne fire a nt s decimates native ant s a nd di sr up t s a rt hropo d co mmunit y J 1Ecolo gy , 1990 , 71 :2095 21061 10 Allen C R , Epp er so n D M , Ga r mesta ni A S1 Red impo rt ed fire a nt imp act o n wildlif e

27、: A decade of resea rch J 1 The A2merica n Midla nd Nat urali st , 2004 , 152 : 88 1031 11 Allen C R , Dema ri s S , L utz R S1 Red impo rted fire a nt impact o n wildlif e : a n o verview J 1 Texa s J o ur nal of Science ,1994 , 46 : 51 591 12 Allen C R , L utz R S , Dema ri s S1 Red impo rted fire

28、 a nt imp act o n No rt her n Bo bw hite pop ulatio n J 1 Ecolo gical Applica2tio ns , 1995 , 5 : 632 6381 13 Mack M , D A nto nio C1 Imp act s of biolo gical inva sio ns o n di st ur ba nce regi mes J 1 Trends in Ecolo gy a nd Evol utio n ,1998 , 13 (5) : 195 1981 14 Mo r ri so n L M1 Lo ng2ter m i

29、mpact s of an a rt hrop do d2co mmunit y inva sio n by t he impo rted fire ant , Soleop si s invicta J 1Ecolo gy , 2002 , 83 (8) : 2337 23451 15 張潤志 , 任 立 , 劉 寧 1 嚴防危害性害蟲紅火蟻入侵 J 1 昆蟲知識 , 2005 , 42 (1) : 6 101 16 董 慧 , 楊 定 1 紅火蟻入侵的種群生物學與行為遺傳學 J 1 植物保護 , 2005 , 31 (4) : 18 231 17 鄭 華 , 趙宇翔 . 外來有害生物紅火蟻

30、風險分析及防控對策 J 1 林業(yè)科學研究 , 2005 , 18 (4) : 479 4831 18 楊偉東 , 余道堅 , 陳志粦 1 紅火蟻對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和社會 、經(jīng)濟的影響 J 1 植物保護 , 2005 , 31 (5) : 75 781 19 王福祥 , 林芙蓉 , 朱景全 1 紅火蟻的檢疫與控制 J 1 植物檢疫 , 2005 , 19 (3) : 150 1531 20 雷仲仁 , 羅禮智 , 鄭永權 , 等 1 對危害性外來入侵生物紅火蟻的考察 J 1 植物保護 , 2005 , 31 (3) : 64 661 21 曾 玲 , 陸永躍 , 何曉芳 , 等 1 入侵中國大陸的紅

31、火蟻的鑒定及發(fā)生危害調(diào)查 J 1 昆蟲知識 , 2005 , 42 (2) : 144 1481 22 薛大勇 , 李紅梅 , 韓紅香 , 等 1 紅火蟻在中國的分布區(qū)預測 J 1 昆蟲知識 , 2005 , 42 (1) : 57 601 23 羅禮智 1 基于控制我國紅火蟻危害的幾點思考 J 1 植物保護 , 2005 , 31 (2) : 5 81 24 北流縣志編纂委員會編 . 北流縣志 . 廣西 : 廣西人民出版社 , 1993 , 108 1141 25 Euba nk s M D1 Estimates of t he Direct a nd Indirect Eff ect s

32、of Red Impo rted Fire A nt s o n Biolo gical Co nt rol in Field Crop sJ 1 Biolo gicalCo nt rol , 2001 , 21 : 35 431 26 馬克平 1 生物群落多樣性的測度方法 1 見 :中國科學院生物多樣性委員會編 , 生物多樣性研究的原理與方法 1 北京 :中國科學技術出版社 , 1994 , 1 2371 27 王宗英 , 路有成 , 王慧芙 1 九華山土壤螨類的生態(tài)分布 J 1 生態(tài)學報 , 1996 , 16 (1) : 58 601 28 Go telli N J , A r net

33、t A E1 Bio2geo grap hic eff ect s of red fire a nt inva sio nJ 1 Ecolo gy L et ter s , 2000 , 3 : 257 2611 29 羅禮智 , 覃貴亮 , 王曼波 , 等 1 應用硫氟磺酰胺毒餌防治紅火蟻 J 1 植物保護 , 2006 , 32 (1) : 22 271Impacts of the Imported Fire Ant ,Solenopsis InvictaInva sion on the Diversity of Native AntsPe ng1 ,2 ,Z H A O Xi u2la n1 , C H EN G De ng2f a2 ,S H ENZ H EN G Yo ng2qua n2 ,L IN F u2ro ng211 S c hool of Re s ourc e s a nd