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合肥新桥国际机场通航前后飞行区昆虫多样性的变化

  摘要:飞行区草坪昆虫是吸引鸟类前来机场取食的主要诱因之一。本研究针对新桥国际机场2013年5月底正式通航的时间节点,于2012年9月至2013年8月对机场飞行区的昆虫多样性进行调研,以掌握通航前后昆虫的发生特点,为机场长期的虫情监测奠定基础,也为鸟类防范工作提供必要的数据。

  调查中共采集到昆虫6066只,隶属于10目71科113种,其中通航前后半翅目、鞘翅目昆虫均为优势类群。平均昆虫数量和多样性关系均为:通航前>通航后。多样性、均匀度以及丰富度的相关分析结果为:通航前机场昆虫多样性与丰富度、均匀度指数表现出非一致性,通航后机场昆虫多样性与丰富度、均匀度指数表现出一致性,这表明通航前后的人为干扰对昆虫多样性产生较大影响,而通航后机场昆虫群落趋于稳定。据此提出以下防治策略:①增加割草频次;②定期喷洒农药;③整治水源和枯草等,通过控制飞行区昆虫的种类和数量,进而对机场鸟类进行防控。

  关键词:新桥机场;飞行区;昆虫;物种多样性;鸟击防范

生态多样性

  0引言

  民用机场通常为半人工和半自然生态系统共同组成的特殊生态系统[1]。机场草坪区植物的异质性以及孳生昆虫的多样性都会对该机场鸟类的多样性和活动模式产生重要影响[2-3],进而对机场内飞机的起降构成潜在威胁[4]。因此,通过机场昆虫多样性的研究,可以有效控制昆虫的数量,进而减少机场鸟类对飞行器的威胁。目前,国内针对机场昆虫做了很多研究。从解剖机场鸟类定性研究机场昆虫与鸟类的关系[5],到定量分析不同时空动态下机场昆虫的发生情况[6],再到机场草丛动物与鸟类定量关系的进一步探究[7-13]。这些调查结果均表明,机场鸟类和昆虫之间存在关联性。草地生境和草丛动物的分布是吸引鸟类在机场栖息和摄食的主要原因[12],而肉食性鸟类的数量与生物量较大的直翅目昆虫的数量呈显著正相关[7][11]。

  王雪颖[3]的研究结果还表明昆虫活动旺盛期与鸟类活动高峰期的时空重叠加剧了机场内的鸟类活动。尽管国内已有大量机场昆虫的研究结果,但由于不同机场其地理位置不同,昆虫的发生程度相差甚远,并且合肥新桥机场作为新建机场,鸟击问题也更加严峻。因此,本研究通过对通航前后机场内昆虫的发生和变化规律进行调查和对比分析,从生态学角度提出防治策略,为机场鸟类的防控提供依据,也对国内其他新建或拟建的中小型民用机场提供一定的参考。

  1研究地概况

  合肥新桥国际机场(简称新桥机场)位于合肥市肥西县高刘镇境内(31°59′47″N,116°59′35″E),海拔65m,占地面积4.2km2。机场地处寿县西南部,属江淮丘陵地带,地貌起伏小,为典型的亚热带季风气候,四季分明,气候温和,年平均气温15.7℃,年平均降水量1000mm,全年无霜期200~250d。机场飞行区生态系统还处于不断演替状态,调查期间草坪植物种类主要包括狗牙根Cynodondactylon、雀稗Paspalumthunbergii、狗尾草Setairaviridis、结缕草Zoysiajaponica、矛叶荩草Arthraxonprionodes、白羊草Bothriochloaischaemun、马唐Digitariasanguinalis、一年蓬Erigeronannuus、青蒿Artemisiacarvifolia、白花三叶草Trifoliumrepens等。

  2研究方法

  2.1调查区域及样地设置

  根据合肥新桥国际机场分区图,飞行区植草区选取7个样点开展以扫捕为主的昆虫调查,在7个样点中设立调查样方,样方为5m×5m的正方形,每种生境中设置5个重复。

  2.2调查时间及方法

  本研究工作于通航前(2012年的9月、10月和2013年的4月、5月)和通航后(2013年6月、7月、8月)进行,约30d调查1次,平均采集时间约2d。昆虫的采集以扫捕为主,在每处样方以“Z”字型来回取10网,扫网时1个往返为1次,每次往返呈180°;飞行昆虫需要其他采集人专门记录,时间为扫网开始到结束。昆虫样品的鉴定以查阅昆虫纲相关专著为主[14-16],并请有关专家指导完成,标本鉴定完成后加入无水乙醇-20℃保存。

  2.3数据分析

  昆虫物种多样性分析采用Shannon-Wiener多样性指数(H’)[17]、Simpson优势度指数(D)[18]、Pielou均匀度指数(J)以及Margalef物种丰富度指数(E)[19]。

  3结果与分析

  3.1机场昆虫的群落组成

  本次调查在新桥机场飞行区共采集昆虫6066只,隶属于10目71科113种。通航前共捕获昆虫3877只,隶属于10目65科105种。其中,数量最多的是半翅目昆虫,其次是鞘翅目和双翅目昆虫,再次是直翅目和鳞翅目昆虫,这5个目昆虫数量占据昆虫总量的93.71%,在昆虫群落中起主要作用,其余类群昆虫数量相对较少。优势类群中又以大青叶蝉Cicadellaviridis、短斑普猎蝽Oncocephalusconfusus的优势度居首,其次是小绿叶蝉Empoascaflavescens、南普猎蝽Oncocephalusphilppinus、齿缘龙虱Eretessticticus。

  通航后在新桥机场飞行区共捕获昆虫2189只,隶属于8目41科57种。其中,数量最多的是半翅目昆虫,其次是鞘翅目和直翅目昆虫,这3个目昆虫数量占据昆虫总量的91.41%,在昆虫群落中起主要作用。优势类群中又以小绿叶蝉Empoascaflavescens、龟纹瓢虫Propylaeajaponica的优势度居首,其次是小长蝽Nysiusericae和蒿金叶甲Chrysolinaaurichalcea。

  3.2通航前后昆虫种类和数量变化

  调查发现,通航前后合肥新桥机场的昆虫种类也呈现明显的季节性变化。其中机场飞行区昆虫季节变化关系为:类群数(目)和数量关系均为通航后>通航前。秋季(9、10月)昆虫逐渐减少活动,直至进入越冬休眠状态,本季节昆虫的种类相对夏季有所减少,但昆虫数量略高于夏季。优势类群为直翅目、半翅目、脉翅目和双翅目昆虫,中华剑角蝗Acridacinerea、南普猎蝽Oncocephalusphilppinus、中华草蛉Chrysoperlasinica和灰带管蚜蝇为本季的优势昆虫。

  春季(4、5月)为越冬昆虫解除休眠和繁殖期,此时优势昆虫类群主要为蜻蜓目、小型鞘翅目、鳞翅目和膜翅目,优势昆虫为褐斑异痣蟌Ischnurasengalensis、菜粉蝶Pierisrapae、四星瓢虫Hyperaspisrepensis等。夏季(6~8月)为昆虫的活动盛期,此时昆虫物种数最多,优势类群为直翅目、鞘翅目、半翅目和双翅目昆虫,优势昆虫主要包括小绿叶蝉Empoascaflavescens、龟纹瓢虫Propyleajaponica、日本条螽Ducetiajaponica等。

  3.3通航前后不同月份昆虫群落多样性分析

  昆虫不仅是节肢动物门,也是整个动物界中种类和数量最多、分布最广的一个纲[20],不同种类昆虫在不同的月份其特征明显不同。不同月份昆虫多样性指数由高到低依次为:5月>6月>9月>7月>8月>4月>10月。从4月份开始,昆虫在机场开始陆续活动,6月至8月是昆虫活动盛期,9月份开始昆虫活动能力逐渐减弱。不同月份昆虫的优势类群明显不同,全年的优势类群为半翅目昆虫。

  3.4通航前后昆虫多样性、均匀度及丰富度的相关性分析

  均匀度、丰富度与多样性指数密切相关。新桥机场飞行区昆虫在不同月份,其多样性指数具有差异性,对shannon-wiener多样性指数H’与其他相关性进行分析。通航前不同月份多样性指数H’与均匀度J(r=0.324,P=0.676)、优势度指数D(r=-0.8,P=0.2)以及丰富度指数E(r=0.846,P=0.154)均不相关;通航后不同月份,昆虫多样性指数H'与均匀度J(r=0.997,P=0.05)和丰富度指数E(r=-0.981,P=0.126)高度相关,与优势度指数D(r=-0.997,P=0.05)不相关。上述分析说明:通航前不同月份昆虫多样性指数与均匀度、丰富度表现出非一致性。通航后不同月份昆虫多样性指数与均匀度和丰富度表现出一致性。

  4讨论与结论

  从调查的昆虫群落组成来看,通航前后飞行区半翅目和鞘翅目昆虫种类和数量最多,占昆虫总物种数和数量的比例为84.62%和79.68%;通航后飞行区半翅目和鞘翅目昆虫种类和数量最多,占昆虫总物种数和数量的比例为56.14%和81%。通航前后昆虫种类构成均以叶蝉科、猎蝽科、瓢虫科、蟌科、露螽科等常见昆虫为主,这些昆虫类群在机场昆虫群落的稳定中起主要作用,也反映出机场飞行区所形成的杂草生态系统的昆虫群落特征[21]。通航前昆虫物种数和月平均发生量均高于通航后,对比通航至今的监测数据表明,通航后割草、打药等人为干扰因素降低了机场昆虫的多样性。

  通航前不同月份昆虫多样性指数与均匀度、丰富度表现出非一致性,通航后不同月份昆虫多样性指数与均匀度和丰富度表现出一致性,表明通航后机场飞行区草坪昆虫群落趋于稳定[22]。通航前后的多样性变化表明:剧烈的人为干扰,对机场昆虫的群落多样性产生较大影响。研究结果还表明,机场植草区秋季昆虫数量最多,夏季次之,春季较少。结合周璐璐[23]的研究表明,新桥机场鸟类时空动态波动和昆虫变化一致,所以昆虫活动盛期与鸟类活动高峰期的时空重叠是加剧新桥机场鸟类活动的生态学因素之一[11][23]。新桥机场飞行区植物群落还处于不断演替状态,对比通航至今,监测数据表明:生态系统逐渐稳定后,昆虫多样性又逐渐增高,鸟类发生数量也相对较高。因此给我们一个启示:机场要适度加强对飞行区的人为干扰。

  具体做法如下:①定期割草,植物花、果期增加收割频次;将收割后的杂草及时清除,在人工不足的情况下可以使用打草机;加强植被管理,采用植草区换种等方法使草种趋于单一[24];②定期喷洒农药,使用广谱性杀虫和除草剂喷洒飞行区草坪;多种农药交替使用;虫口密度较大的区域可作为试验田,采取针对性用药;冬季农药搭配草坪漫灌使用;③春、冬季节在跑道两侧撒少量生石灰,填平机场内易积水低洼地,能有效减少蚊、蝇等双翅目昆虫的孳生;冬季定期清理枯草等杂物,以清除地底和枯草中越冬昆虫的卵、幼虫和蛹,减少来年昆虫的数量。

  参考文献

  [1]李安萍.太原武宿机场春季草丛昆虫和土壤动物的调查[J].太原师范学院学报(自然科学版),2008,7(1):147-150.

  [2]李士权,徐焕然,袁红,等.天津滨海国际机场地被昆虫的多样性特征[J].天津师范大学学报(自然科学版),2016,36(3):44-49.

  [3]王雪颖,胡劭骥,廖峻涛,等.昆明(巫家坝)国际机场植草区生态系统昆虫群落研究[J].安徽大学学报(自然科学版),2013,37(2):103-108.

  [4]柳毅,徐焕然,袁红,等.天津滨海国际机场鸟类群落结构及多样性特征[J].生态学杂志,2017,36(3):740-746.

  [5]王国秀,刘家武,戴宗兴,等.武汉天河机场草坪昆虫与鸟类食性关系的初步研究[C].中国昆虫学会.昆虫与环境——中国昆虫学会2001年学术年会论文集.成都:中国昆虫学会,2001:5.

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