耕作强度对农田节肢动物捕食者越冬群落的影响及其生物防治意义

本研究针对不同耕作强度（免耕no till、减耕reduced tillage、翻耕inversion tillage）下农田节肢动物捕食者（步甲carabids、隐翅虫staphylinids、蜘蛛spiders）与害虫的越冬生态机制展开调查，揭示了免耕显著提高越冬捕食者物种多样性，而耕作强度对群落组成（β-多样性）具有选择性影响。研究为优化农业管理以增强生物防治提供了关键依据。

　　

在当代农业生态系统中，节肢动物捕食者（如步甲、隐翅虫和蜘蛛）是天然害虫调控的关键角色。然而，集约化耕作导致的土壤扰动可能破坏这些天敌的越冬栖息地，进而削弱其生物防治潜力。尽管已有研究关注耕作对地表活动种群的影响，但关于不同耕作强度下捕食者与害虫的越冬策略差异，以及越冬群落对生长季种群补充的贡献仍缺乏系统认知。

为解答这一问题，研究人员在2020-2021年对29块常规管理的农田（种植冬油菜前茬为冬谷类作物）展开调查，比较免耕（no till/direct drill）、减耕（reduced tillage/non-inversion）和翻耕（inversion tillage）三种管理模式对节肢动物越冬群落的影响。通过系统采样越冬期土壤核心样本及生长季地表陷阱法监测，结合多样性指数和群落相似性分析，揭示了耕作强度对生态功能的级联效应。

关键技术方法包括：1) 多时间点采样设计（越冬期至收获期）；2) 节肢动物分类鉴定（聚焦carabids、staphylinids和spiders三大类群）；3) 基于耕作强度的田间试验分组；4) 物种丰富度（α-diversity）与β-多样性分析；5) 单位面积个体密度统计（ind./m²）。

主要研究结果

1. 越冬期群落特征：免耕田的捕食者物种多样性显著高于翻耕田（P<0.05），但耕作强度对物种数无显著影响。β-多样性分析显示耕作管理显著改变群落组成（如翻耕田偏好地表活动种）。
2. 季节性动态：翻耕田在早春呈现更高的捕食者与害虫出土量（可能与土壤温度波动相关），而减耕田在生长季中后期表现出更持续的种群补充优势。
3. 生态功能衔接：越冬群落与生长季地表群落在早期差异显著（Bray-Curtis相似性<30%），但随着作物生长逐渐趋同（相似性>60%），证实越冬个体对田间种群重建的贡献。
4. 密度评估：每平方米农田平均越冬密度达108头步甲、604头隐翅虫和56头蜘蛛，凸显农田土壤作为越冬庇护所的重要生态价值。

结论与意义
该研究首次量化了不同耕作制度下节肢动物捕食者的越冬-生长季种群动态关联，证明免耕通过维持更高的微生境异质性支持多样性保护，而减耕在平衡土壤扰动与生物防治效能方面展现出独特优势。值得注意的是，越冬个体对生长季种群的补充贡献存在显著时滞效应，这为制定基于生态过程的耕作决策（如保留越冬栖息地的间歇性免耕）提供了理论依据。研究成果发表于《Agriculture, Ecosystems & Environment》，对推动农业景观尺度下的生物多样性保护与害虫综合治理具有重要实践价值。