蜻蜓生活在不同的湿地中,并越来越多地被用作评估环境质量及其变化的生物指标[1,2,3,4,5]。稻田属人造湿地,蜻蜓成虫在稻田捕食水面上部的多种节肢动物,大蜻蜓也会取食小蜻蜓[6]。蜻蜓稚虫水生,取食稻田水体中的多种节肢动物[7]。蜻蜓体型和取食量都很大,相比稻田其他捕食性天敌,蜻蜓成虫和稚虫对稻田整体的节肢动物群落影响更大。因此蜻蜓可作为研究环境变化和耕种制度改变对稻田节肢动物影响的重要指示昆虫。
海南省地处亚热带和热带地区,是我国环境保护最好的地区之一。在优越的地理位置和气候条件下,海南包括蜻蜓在内的生物多样性在中国最为丰富,有文献记载稻田中常见蜻蜓种类也很多[6,7,8]。水稻是海南最主要的粮食作物,稻田面积为23.89万hm2[9,10]。耕作制度的改变和农药化肥的过量使用可能会改变当地环境,影响稻田包括蜻蜓在内的节肢动物群落[11]。因此,明确海南稻田蜻蜓种类和数量,蜻蜓种群是否在水稻不同生长期稳定存在,对于评价海南因为土地使用的改变（例如南繁）对蜻蜓群落产生的影响非常重要。本研究选择热带地区三亚和亚热带地区文昌的第1季和第2季稻田,重点研究两地水稻不同生长期蜻蜓成虫的种类、数量和种群变化情况。三亚位于南繁区,本研究可以为在海南进行南繁稻田蜻蜓种群的长期监测提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点
2017年分别在三亚市吉阳镇三亚南繁科学技术研究院基地、文昌市新桥镇平湖村选取稻田,进行两季蜻蜓种群研究试验。每个调查地点设3次重复,即3个小区,小区面积400 m2（20 m × 20 m）。当地播种时间分别为2016年12月和2017年4月,田间移栽时间为播种后1个月。
1.2 方法
1.2.1 调查方法 用捕虫网捕捉蜻蜓,在第1季和第2季水稻苗期、分蘖期、花期和结实期各调查1次。每次调查时,每个小区调查5个点,每个点1 m2,时间在11：00—13：00之间。捕捉到的蜻蜓装于可封口透明塑料袋内,带回实验室进行整理和分类鉴定。
1.2.2 指标计算 计算相关生态学指标：物种多样性指数（H′）、均匀性指数（J）、优势度指数（D）、优势集中性指数（C）、群落相似系数（Cs）。计算公式如下：
H′=-∑Piln(Pi),Pi为第i个种在全体物种中的重要性比例,ni为第i个种的个体数量,N为总个体数量,Pi=ni/N;
J=H′/lnS,S为物种总数;
D=(Nmax/N) × 100%,Nmax为数量最优势种个体数量,N为总个体数;
C=∑Pi2;
Cs=2j/(a+b),j为2个群落共有物种数,a和b分别为2个群落各自物种数。
1.3 数据处理
采用SPSS 16.0软件进行数据分析,蜻蜓种类和种群数量进行t检测。
2 结果与分析
2.1 三亚和文昌稻田蜻蜓成虫种类
表1 海南三亚和文昌稻田两季蜻蜓种类和优势度分析Tab. 1 Species and dominance of dragonflies in paddy fields of Sanya and Wenchang in Hannan |
| 种类 Species | 三亚种类数量（优势度指数D） Number in Sanya (Dominance index, D) | 文昌种类数量（优势度指数D） Number in Wencheng (Dominance index, D) | ||
|---|---|---|---|---|
| 第1季 SeasonⅠ | 第2季 Season Ⅱ | 第1季 SeasonⅠ | 第2季 Season Ⅱ | |
| 蟌科Coenagrionidae | 31(34.1) | 39(31.5) | 63(52.1) | 63(48.8) |
| 杯斑小蟌Agriocnemis femina | 0 | 0 | 22(18.2) | 23(17.8) |
| 黄尾小蟌Agriocnemis pygmaea | 2(2.2) | 1(0.8) | 1(0.8) | 1(0.8) |
| 翠胸黄蟌Ceriagrion auranticum | 0 | 0 | 7(5.8) | 5(3.9) |
| 褐斑异痣蟌Ischnura sengalensis | 29(31.9) | 38(30.6) | 33(27.3) | 34(26.4) |
| 蜻科Libellulidae Rambur | 60(65.9) | 84(67.7) | 58(47.9) | 66(51.2) |
| 纹蓝小蜻Diplacodes trivialis Rambur | 14(15.4) | 18(14.5) | 12(9.9) | 13(10.1) |
| 赤褐灰蜻Orthetrum pruinosum | 4(4.4) | 2(1.6) | 1(0.8) | 4(3.1) |
| 华丽灰蜻Orthetrum chrysis | 3(3.3) | 2(1.6) | 2(1.7) | 3(2.3) |
| 狭腹灰蜻Orthetrum Sabina | 7(7.7) | 12(9.7) | 11(9.1) | 11(8.5) |
| 红蜻Crocothemis servilia | 6(6.6) | 3(2.4) | 3(2.4) | 2(1.6) |
| 黄蜻Pantala flavescens | 18(19.8) | 20(16.1) | 18(14.9) | 19(14.7) |
| 截斑脉蜻Neurothemis fulvia | 0 | 0 | 5(4.1) | 2(1.6) |
| 网脉蜻Neurothemis fulvia | 1(1.1) | 1(0.8) | 0 | 0 |
| 湿地狭翅蜻Potamarcha congener | 3(3.3) | 8(6.5) | 1(0.8) | 1(0.8) |
| 斑丽翅蜻Rhyothemis variegata | 0 | 5(4.0) | 1(0.8) | 1(0.8) |
| 黄翅蜻Brachythemi contaminata | 3(3.3) | 12(9.7) | 4(3.3) | 8(6.2) |
| 锥腹蜻Acisoma panorpoides | 0 | 1(0.8) | 0 | 1(0.8) |
| 玉带蜻Pseudothemis zonata | 1(1.1) | 0 | 0 | 1(0.8) |
| 春蜓科Gomphidae | 0 | 1(0.8) | 0 | 0 |
| 霸王叶春蜓Ictinogomphus pertinax | 0 | 1(0.8) | 0 | 0 |
2.2 三亚和文昌稻田蜻蜓成虫优势种分析
按优势度D≥10%、5%≤D<10%、1% ≤D<5%、D<1%,分别将物种称为群落的优势种、丰盛种、常见种、偶见种[12]。在三亚两季稻田中均采集到蜻蜓成虫3个优势种：褐斑异痣蟌（Ischnura sengalensis）、纹蓝小蜻（Diplacodes trivialis）和黄蜻（Pantala flavescen）;两季稻田中均采集到2个丰盛种,第1季的丰盛种有狭腹灰蜻（Orthetrum sabina）和红蜻（Crocothemis servilia）,第2季的丰盛种有狭腹灰蜻和湿地狭翅蜻（Potamarcha congener）;第1季和第2季的常见种分别有7个和4个,第1季的常见种有黄尾小蟌（Agriocnemis pyqmaea）、华丽灰蜻（Orthetrum chrysis）、赤褐灰蜻（Orthetrum pruinosum）、网脉蜻（Neurothemis fulvia）、湿地狭翅蜻、黄翅蜻（Brachythemi contaminata）和玉带蜻（Pseudothemis zonata）,第2季的常见种有华丽灰蜻、赤褐灰蜻、红蜻和斑丽翅蜻（Rhyothemis variegata）;第1季未采集到偶见种,第2季有4个偶见种：黄尾小蟌、网脉蜻、锥腹蜻（Acisoma panorpoides）和霸王叶春蜓（Ictinogomphus pertinax）。在文昌第1季和第2季稻田中分别采集到蜻蜓成虫优势种3个和4个,其中第1季有褐斑异痣蟌、杯斑小蟌（Agriocnemis femina）和黄蜻,第2季比第1季增加了纹蓝小蜻;第1季和第2季的丰盛种分别有3个和2个,第1季的丰盛种有狭腹灰蜻、纹蓝小蜻和翠胸黄蟌（Ceriagrion Auranticum）,第2季有狭腹灰蜻和黄翅蜻;第1季和第2季的常见种分别有4个和5个,其中第1季有华丽灰蜻、红蜻、截斑脉蜻（Neurothemis tullia）和黄翅蜻,第2季有翠胸黄蟌、赤褐灰蜻、华丽灰蜻、红蜻和截斑脉蜻;第1季和第2季的偶见种分别有4个和5个,其中第1季有黄尾小蟌、赤褐灰蜻、湿地狭翅蜻和斑丽翅蜻,第2季有黄尾小蟌、湿地狭翅蜻、斑丽翅蜻、锥腹蜻和玉带蜻。杯斑小蟌、翠胸黄蟌和截斑脉蜻是文昌稻田中的蜻蜓成虫优势种或常见种,而在三亚两季均未见这些种群（表1）。
2.3 三亚和文昌稻田蜻蜓成虫群落指数分析
2017年三亚稻田蜻蜓成虫第1季有2科12种,第2季有3科14种,两季的群落相似系数（Cs）为0.846;文昌稻田蜻蜓成虫第1季有2科14种,第2季有2科16种,两季的群落相似系数（Cs）为0.933。三亚稻田两季的蜻蜓成虫优势种相似系数（Cs）为1.000,文昌稻田两季的优势种相似系数（Cs）为0.857;三亚和文昌稻田的优势种相似系数（Cs）为0.857,而三亚和文昌两季整体相似系数（Cs）为0.701（表2）。
表2 文昌和三亚两季稻田蜻蜓群落相似性分析Tab. 2 Analysis of similarity of dragonflies communities in two seasons in rice fields of Wenchang and Sanya |
| 地区&季节 Region & Season | 所有种类Cs Cs of all species | 优势种Cs Cs of dominant species | 丰盛种Cs Cs of abundant species | 常见种Cs Cs of common species | 偶见种Cs Cs of rare species |
|---|---|---|---|---|---|
| 三亚第1季和第2季 | 0.846 | 1.000 | 0.500 | 0.364 | 0 |
| 文昌第1季和第2季 | 0.933 | 0.857 | 0.400 | 0.444 | 0.667 |
| 三亚和文昌 | 0.701 | 0.857 | 0.286 | 0.375 | 0.400 |
三亚和文昌两季稻田的蜻蜓群落多样性指数（H′）为2.007~2.193,均匀性指数（J）为0.786~ 0.808,优势集中性指数（C）为0.148~0.190（表3）。
表3 文昌和三亚稻田两季蜻蜓群落结构参数Tab. 3 Parameters of community of dragonflies in two seasons in rice fields of Wenchang and Sanya |
| 地区&季节 Region & Season | 物种多样性指数H′ Species diversity index, H′ | 均匀性指数J Evenness index, J | 优势集中性指数C Dominance concentration index, C |
|---|---|---|---|
| 文昌第1季 | 2.122 | 0.804 | 0.155 |
| 文昌第2季 | 2.193 | 0.791 | 0.148 |
| 三亚第1季 | 2.007 | 0.808 | 0.190 |
| 三亚第2季 | 2.074 | 0.786 | 0.167 |
2.4 三亚和文昌不同生长期稻田的蜻蜓数量分析
蜻蜓在海南文昌和三亚两季水稻的不同生长期都稳定存在,在水稻苗期蜻蜓种类最少,三亚和文昌分别为5种和6种;种类最多的时期为分蘖期,三亚和文昌分别有12种和15种;三亚水稻成熟期的蜻蜓数量最少,每百丛（3.70±0.67）头,文昌水稻分蘖期的蜻蜓数量最多,每百丛（14.00±0.57）头。在三亚第1季和第2季的分蘖期、花期和结实期的蜻蜓个体数量有显著差异（P<0.5）,而文昌两季不同时期的个体数量无显著差异（P>0.5）（图1）。
3 讨论
蜻蜓稚虫水生,对水质要求较高,否则不能完成生活史。海南稻田的蜻蜓优势种和丰盛种在田间交配和产卵,通过稻田底栖动物调查显示,三亚和文昌稻田水体中有包括优势种褐斑异痣蟌和杯斑小蟌,丰盛种黄蜻、狭腹灰蜻、纹蓝小蜻等的稚虫[7],表明稻田是其栖息地。而偶见种可能仅在稻田进行捕食,这还有待于对稻田蜻蜓稚虫作进一步研究。杯斑小蟌、翠胸黄蟌和截斑脉蜻在文昌稻田中是优势种和丰盛种,而在三亚南繁区稻田中未发现这些蜻蜓种类,文献显示这些蜻蜓种类喜欢栖息在沼泽等受人工影响比较少的地方[6],可能与三亚南繁稻田农药化肥和重金属污染等人为影响比文昌严重有关[20]。这些蜻蜓种类是否可以作为海南稻田环境监测的敏感种类有待进一步研究。
本研究证明蜻蜓是海南稻田稳定存在的重要天敌。由于蜻蜓体型大,捕食种类多,取食量也很大,可以在生物防治中起到重要作用。稻田环境变化和污染会影响蜻蜓成虫数量和种类,所以对海南稻田蜻蜓群落的监测研究工作有待长期进行。