西北荒漠绿洲区非作物生境对地表节肢动物多样性的影响:探寻生态平衡的关键密码

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Agriculture, Ecosystems & Environment 6

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  农业集约化导致生物多样性下降,地表节肢动物数量及生态系统服务质量降低。研究人员在甘肃河西走廊新老绿洲,研究非作物生境对地表节肢动物多样性的影响。结果显示其影响随季节和耕种年龄变化。这为绿洲农田害虫防治提供科学依据。

  在广袤的大地上,农业生产就像一把双刃剑。一方面,它为人类提供了充足的食物,让我们得以生存和发展;另一方面,随着农业集约化程度越来越高,一系列问题也接踵而至。大量使用农药和化肥、不断简化的农田景观以及日益严重的栖息地丧失,使得生物多样性遭受重创,地表节肢动物(生活在地表的一类无脊椎动物,对生态系统至关重要)数量大幅减少,生态系统服务质量也显著下降。在这样的背景下,如何保护生物多样性,维持生态系统的稳定,成为了摆在科研人员面前的一道难题。
为了解开这道难题,来自国内的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦在西北荒漠绿洲区,这片独特的区域有着特殊的生态环境,对研究非作物生境(如灌溉沟渠、林带等除农作物种植区域以外的生态环境)对地表节肢动物多样性的影响提供了天然的实验场。研究人员在甘肃省河西走廊的新老绿洲,选取了玉米田(MF)、灌溉沟渠(ID)和林带(FB)作为研究对象,通过一系列严谨的研究,最终得出了重要的结论。这些结论不仅揭示了非作物生境在维持地表节肢动物多样性方面的关键作用,还发现其影响会随着季节变化以及农田耕种年龄的增长而有所不同。这一研究成果对于绿洲农田的害虫防治有着重要的指导意义,为农业生态系统的可持续发展提供了坚实的科学依据,该研究成果发表在《Agriculture, Ecosystems 》。

在研究过程中,研究人员采用了多种关键技术方法。其中,最为重要的是陷阱捕获法,通过在不同生境设置陷阱,收集地表节肢动物样本,以此来分析其群落组成和活动密度。同时,研究人员还对土壤理化性质进行了测定,包括地上生物量(AGB)、土壤容重(SBD)、总氮(TN)和土壤有机碳(SOC)等指标,以探究其对地表节肢动物群落的影响。

下面来详细看看研究结果。

  1. 作物和非作物生境中地表节肢动物群落组成:研究人员在 4 月、7 月和 10 月,于荒漠绿洲的玉米田、灌溉沟渠和林带中,共捕获了 1128 只地表节肢动物,分属于 41 个物种。新绿洲农田捕获 520 只、28 个物种,优势类群是隐翅虫亚科(相对多度 36.4%)和蠼螋(相对多度 24.6%) 。新绿洲中,作物和非作物生境的地表节肢动物群落组成差异显著;老绿洲中,这种差异则不太明显。由此可见,生境类型对地表节肢动物群落组成有着重要影响,且在不同发展阶段的绿洲表现不同。
  2. 地表节肢动物的活动密度:玉米田和灌溉沟渠生境中,地表节肢动物的活动密度并无显著差异,但在 7 月时,它们的活动密度明显高于林带(P < 0.05)。这表明不同生境在不同时间为地表节肢动物提供的生存条件存在差异,进而影响它们的活动密度。
  3. 捕食性和植食性昆虫的活动密度:捕食性昆虫活动密度趋势与地表节肢动物整体相似,但在 4 月和 10 月,灌溉沟渠和林带生境中植食性昆虫的活动密度超过了玉米田生境。这一现象说明在不同季节,非作物生境对不同食性昆虫的吸引力不同,可能会影响农田生态系统中害虫与天敌的平衡。
  4. 影响地表节肢动物群落变化的因素:在新绿洲,地上生物量(AGB)、土壤容重(SBD)和总氮(TN)解释了地表节肢动物群落 14.9% 的变化;在老绿洲,地上生物量(AGB)、土壤容重(SBD)和土壤有机碳(SOC)解释了 7.8% 的变化。这充分说明土壤理化性质在地表节肢动物群落结构形成中起着重要作用,且在不同绿洲的影响程度有所不同。

综合研究结论和讨论部分,非作物生境在荒漠绿洲生态系统中扮演着不可或缺的角色。它为地表节肢动物提供了食物、栖息地和繁殖场所,对维持其多样性意义重大。而且,非作物生境的这种作用会随着季节变化而改变,在不同耕种年龄的绿洲也有所差异。这一研究成果让我们对荒漠绿洲生态系统有了更深入的认识,为今后合理规划农田景观、优化非作物生境结构提供了科学指导。通过保护和改善非作物生境,可以更好地促进生物多样性保护和管理,实现绿洲农田生态系统的可持续发展,有效进行害虫防治,减少农药使用,保障农业生态安全。

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