平朔礦區(qū)復(fù)墾林地蛾類調(diào)查及多樣性分析

王菊平，賀沛芳，石保明，賀振偉，趙 峰，岳建英，曹天文

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，山西太原030032；2.平朔煤炭工業(yè)公司，山西朔州036006；3.山西省生物研究所，山西太原030006）

生態(tài)恢復(fù)中的一個關(guān)鍵成分是生物體，因而生物多樣性的研究在生態(tài)恢復(fù)計劃、項目實施和評估過程中具有重要的作用[1]。平朔礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)重建工作開始于20世紀90年代初，人工重建的森林生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)已初具規(guī)模。

2007年6—9月，我們初步對山西省平朔礦區(qū)復(fù)墾林地的蛾類昆蟲資源進行了系統(tǒng)調(diào)查，并且進行了區(qū)系組成和多樣性分析，以期為平朔礦區(qū)復(fù)墾林地的管理、生態(tài)恢復(fù)和蟲害控制提供科學(xué)依據(jù)。

1 調(diào)查樣地與研究方法

1.1 調(diào)查樣地的自然概況

平朔礦是我國大型的露天開采煤礦，地處黃土高原東部、山西省北部的朔州市平魯區(qū)境內(nèi)，東經(jīng)112°10′～112°30′，北緯39°23′～39°37′。礦區(qū)屬典型的溫帶半干旱大陸性季風氣候，冬春干燥少雨、寒冷、多風，夏秋降水集中、溫涼少風[2]，礦區(qū)平均氣溫為4.8～7.8℃，年降水量為450mm左右，而年蒸發(fā)量為年降水量的5倍左右[3]。

礦區(qū)復(fù)墾地主要有南排土場、西排土場和內(nèi)排土場。各排土場的立地地形分為平臺和邊坡2類。根據(jù)復(fù)墾時間和植被類型的不同，調(diào)查組篩選出4個具有代表性的樣地作為調(diào)查點：1.南排土場12號平臺（S12）；2.南排土場2號平臺（S2）；3.西排土場 5 號平臺（W5）；4.內(nèi)排土場 18 號平臺（N18）（表1）。

表1 調(diào)查樣地及植被情況

1.2 研究方法

1.2.1 調(diào)查方法 調(diào)查工作于2007年6月上旬開始，到9月下旬結(jié)束。6，7，9月各調(diào)查1次，8月分別在上旬、下旬各調(diào)查1次。每次調(diào)查2 d以上。調(diào)查方法為燈誘法，誘集時間一般20：30—23：30。

將誘集的昆蟲標本作好采集記錄，然后集中帶回實驗室進行整理鑒定，并統(tǒng)計各個調(diào)查點每次采集標本的種類和個體數(shù)量。在標本鑒定工作中，以參考權(quán)威著作[4-5]和山西省及臨近省的地方志等文獻[6-11]為主，遇到疑難種類則送請有關(guān)權(quán)威專家審核鑒定。

1.2.2 分析方法 根據(jù)調(diào)查記錄與采集的標本，分別統(tǒng)計不同生境、不同復(fù)墾時間采集的蛾類昆蟲數(shù)量，并運用相關(guān)公式進行多樣性分析[3，12-13]。

本文運用的多樣性指數(shù)公式為：（1）物種豐富度指數(shù)（Margalef指數(shù)）：R＝（S－1）/ln N；（2）Shannon-Wiener多樣性指數(shù)：H′＝-∑Piln Pi；（3）Pielou 均勻度指數(shù)：E＝H′/H′max。

其中，R為Margalef物種豐富度指數(shù)；S為群落中的總種數(shù)；N為樣地中所有物種的總個體數(shù)；Ni為第 i種的個體數(shù)；H′為 Shannon-Wiener多樣性指數(shù)；Pi為種i的個體數(shù)占群落中總個體數(shù)的比例（Ni/N）；E 為 Pielou均勻度指數(shù)；H′max為最大的物種多樣性指數(shù)（ln S）。

2 結(jié)果與分析

2.1 區(qū)系組成

本次調(diào)查共捕獲蛾類標本1 359號，鑒定出155種，隸屬于12科，結(jié)果如表2所示。

表2 平朔礦區(qū)復(fù)墾林地蛾類區(qū)系組成

由表2可知，天蛾科Sphingidae3種，枯葉蛾科Lasiocampidae 3種，舟蛾科Notodontidae 1種，毒蛾科Lymantriidae2種，木蠹蛾科Cossidae4種，夜蛾科Noctuidae99種，尺蛾科Geometridae31種，螟蛾科Pyralidae 8種，苔蛾科Lithosiidae1種，波紋蛾科Thyatiridae1種，鞘蛾科Coleophoridae1種，卷蛾科Tortricidae1種。調(diào)查結(jié)果表明，夜蛾科Noctuidae為優(yōu)勢類群，個體數(shù)占全捕獲量的63.94%，種數(shù)占總種數(shù)的63.87%。尺蛾科Geometridae、螟蛾科 Pyralidae、天蛾科 Sphingidae、枯葉蛾科Lasiocampidae、木蠹蛾科Cossidae、毒蛾科Lymantriidae這6個科為常見類群。舟蛾科Notodontidae、苔蛾科 Lithosiidae、波紋蛾科Thyatiridae、鞘蛾科Coleophoridae、卷蛾科 Tortricidae分布狹窄而且個體數(shù)量少，為稀有類群。

蛾類昆蟲群落在不同樣地間個體數(shù)變化幅度較小，優(yōu)勢類群和常見類群在各樣地間分布比較均勻，未見有集中分布于個別樣地的現(xiàn)象。其中，夜蛾科在各樣地所捕獲的蛾類昆蟲中無論是種類還是數(shù)量上都占有很大比例（表2）。

2.2 蛾類發(fā)生的時間動態(tài)

對不同時間采集到的蛾類種類和個體數(shù)量進行統(tǒng)計分析，結(jié)果（圖1）表明，平朔礦區(qū)復(fù)墾林地蛾類昆蟲物種數(shù)和個體數(shù)在8月達到最高，物種數(shù)在8月初達到最高后開始下降，個體數(shù)則持續(xù)到8月下旬才開始下降，到9月顯著降低。物種數(shù)和個體數(shù)在7月都稍有下降，這可能與當時氣候情況有關(guān)，7月份調(diào)查時正值降雨，對標本的數(shù)量和種類可能都有一定的影響。可見，8月是平朔礦區(qū)蛾類昆蟲的盛發(fā)期，到9月中旬物種數(shù)和個體數(shù)都有明顯下降。

2.3 多樣性分析

生物群落多樣性是群落可測特性之一，是研究群落水平的重要指標。依據(jù)調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)，各樣地蛾類昆蟲群落的多樣性指數(shù)如表3所示。

表3 不同樣地蛾類昆蟲多樣性指數(shù)

由表3可知，各樣地蛾類昆蟲從大到小依次為：西排土場5號平臺（W5）＞南排土場12號平臺（S12）＞南排土場2號平臺（S2）＞內(nèi)排土場18 號平臺（N18），這與均勻度（E）、最大的物種多樣性（H′）、物種豐富度（R）的順序一致。

平朔礦區(qū)復(fù)墾林地蛾類群落的多樣性受季節(jié)、復(fù)墾時間、復(fù)墾模式等多種因素的綜合作用。受季節(jié)影響，該區(qū)蛾類發(fā)生比較集中，物種數(shù)和個體數(shù)均在8月達到最高，9月中旬有明顯下降。為了研究不同復(fù)墾時期植物多樣性變化狀況，將復(fù)墾時期劃分為復(fù)墾初期（1～5 a），復(fù)墾中期（6～10 a），復(fù)墾后期（10 a以上）[12]。4個樣地的復(fù)墾時間分別為：樣地W5復(fù)墾時間為11 a、樣地S12復(fù)墾時間為15 a、樣地S2復(fù)墾時間為15 a、樣地 N18復(fù)墾時間為 6 a。其中，樣地 W5，S12，S2均進入復(fù)墾后期，只有樣地N18剛進入復(fù)墾中期，本文運用相關(guān)多樣性指數(shù)公式所測得的蛾類群落多樣性的順序中樣地N18排在最后，可見復(fù)墾時間對蛾類群落豐富度和多樣性有一定的影響。3個進入復(fù)墾后期樣地中，樣地W5種植模式為沙棘、枸杞、刺槐混栽，枸杞種植失敗，沙棘（喬）長勢較弱，刺槐（灌）為優(yōu)勢種，同時由于平臺的復(fù)墾較好，群落內(nèi)草本植物的多樣性較高，樣地內(nèi)草本、喬木、灌木分布均勻；樣地S12種植模式為刺槐林，局部有榆樹、臭椿、山杏、槭樹，同時邊坡刺槐、沙棘混交長勢良好，大籽蒿入侵為優(yōu)勢群，雜草種類較少；樣地S2原始種植模式為檸條、冰草、沙打旺、草木樨、沙棘、刺槐，之后沙打旺、草木樨、沙棘、刺槐、冰草相繼退化，檸條成為單一的優(yōu)勢群落，只有刺槐零星分布，平臺路邊有油松、榆樹分布。根據(jù)樣地內(nèi)現(xiàn)有植物種類的不同配置模式，3個進入復(fù)墾后期的樣地中，植物群落的豐富度和多樣性由高到低依次為W5，S12，S2，與本文運用相關(guān)多樣性指數(shù)公式測得蛾類群落多樣性W5＞S12＞S2的順序一致?？梢?，植被組成的復(fù)雜性，不同植被配置模式對蛾類群落多樣性的影響不同，其中，草本、灌木和喬木多層次配置的蛾類群落多樣性最高。

3 討論

本研究對平朔礦區(qū)蛾類群落多樣性進行比較系統(tǒng)的調(diào)查，共記錄到蛾類昆蟲12科155種。其中，夜蛾科為優(yōu)勢種群，尺蛾科、螟蛾科、天蛾科、枯葉蛾科、木蠹蛾科、毒蛾科6科為常見類群?？梢姡谄剿返V區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中，夜蛾科在各樣地所捕獲的蛾類昆蟲中無論是在種類還是數(shù)量上都占很大比例，這與其食性雜、適應(yīng)性強，且礦區(qū)復(fù)墾林地大部分植物均為其適宜的寄主有一定關(guān)系。蛾類群落在不同樣地間個體數(shù)變化輻度較小，優(yōu)勢類群或常見類群（如夜蛾科、尺蛾科、螟蛾科等）在各樣地間分布比較均勻，未見在個別樣地有集中分布的現(xiàn)象。這與平朔礦區(qū)各排土場植被條件相似有關(guān)。平朔礦區(qū)蛾類群落多樣性的研究結(jié)果表明，植被組成的復(fù)雜性、不同植被配置模式對蛾類群落多樣性的影響不同，其中，草本、灌木和喬木多層次配置最好。

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