河北省不老青山林區(qū)鱗翅目多樣性初探

郭欣樂，任國棟*，崔文霞，曹維林

(1. 河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河北省動(dòng)物系統(tǒng)學(xué)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，河北保定 071002；2. 邢臺(tái)縣林業(yè)局森防站，河北邢臺(tái)054000)

河北省不老青山林區(qū)鱗翅目多樣性初探

郭欣樂1，任國棟1*，崔文霞2，曹維林2

(1. 河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河北省動(dòng)物系統(tǒng)學(xué)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，河北保定 071002；2. 邢臺(tái)縣林業(yè)局森防站，河北邢臺(tái)054000)

不老青山是位于河北省南部太行山東麓的森林景觀，至今沒有鱗翅目多樣性方面的專門考察報(bào)道。本研究于2015年和2016年的5-9月，從該區(qū)選取多個(gè)樣地，采用網(wǎng)捕以及燈光誘集的方法，共獲得鱗翅目標(biāo)本7438頭，隸屬26科306屬419種，其中蛾類21科268屬370種，蝶類5科38屬49種。在物種數(shù)以及個(gè)體數(shù)量構(gòu)成上，蛾類的夜蛾科、尺蛾科、螟蛾科以及蝶類的蛺蝶科為優(yōu)勢(shì)種群，占總種數(shù)的52.19%，其他類群共計(jì)占47.81%；對(duì)其物種豐富度(S)、多樣性指數(shù)(H)、均勻度指數(shù)(J)、和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)分析結(jié)果表明，蛾類的各項(xiàng)指數(shù)在7月、8月份達(dá)到較高水平，多樣性指數(shù)達(dá)到11.9894，表明該森林景觀的蛾類種群組成結(jié)構(gòu)趨于合理；而蝶類在各個(gè)水平上的指數(shù)均較低，表明該森林景觀的生境條件對(duì)蝶類多樣性均產(chǎn)生了明顯影響。

鱗翅目；物種多樣性；不老青山；河北省

不老青山隸屬河北省邢臺(tái)縣管轄，是冀南第一高峰，位于河北省南部太行山東麓，最高海拔1822 m，其西側(cè)與山西省昔陽縣交界、北與河北省內(nèi)丘縣相鄰，處于太行山脈的深處大斷裂帶上，是一座“一腳踏兩省，雞鳴傳三縣”的高山。該山以石質(zhì)山地為主，地勢(shì)險(xiǎn)峻、裸石嶙峋，草甸和林地成片或塊狀分布，平緩地帶栽種有大量核桃樹和板栗樹，自然環(huán)境受人為干擾較大。不老青山的大陸性季風(fēng)特征顯著，雨熱同季、四季分明、寒暑懸殊、干濕明顯，年均降雨量618.7 mm，年均氣溫13.2℃，垂直高度超過900 m，屬暖溫帶半干旱季風(fēng)氣候區(qū)(張曉麗，2006,2007；武愛娜，2009)。

不老青山是河北省正在開發(fā)建設(shè)的生態(tài)旅游區(qū)，域內(nèi)動(dòng)、植物資源缺乏比較完整的調(diào)查和文字記錄，尤其是昆蟲資源知之甚少。隨著該地觀光旅游業(yè)的興起和農(nóng)林業(yè)規(guī)模的擴(kuò)展，將給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境帶來更大影響。為此，盡快摸清其生物資源本底成為該區(qū)當(dāng)前十分緊迫的任務(wù)。本項(xiàng)研究在河北省林業(yè)廳專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持和當(dāng)?shù)卣拇罅ε浜舷拢_展了為期2年的昆蟲本底考察。本文是這項(xiàng)考察工作的一部分，以鱗翅目昆蟲為研究對(duì)象，初步揭示該類昆蟲在不老青山的物種多樣性及其燈下活動(dòng)情況，以期為該生態(tài)景觀保護(hù)和區(qū)域農(nóng)林業(yè)區(qū)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究材料

本文所用到的鱗翅目標(biāo)本的材料，全部為本實(shí)驗(yàn)室于2014年5-9月及2016年5-9月在不老青山采集獲得。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 采集點(diǎn)布局

以核心區(qū)宋家莊鎮(zhèn)的大北溝村為固定考察點(diǎn)，參考區(qū)域內(nèi)不同海拔高度和不同生境，共設(shè)置 6個(gè)采集樣點(diǎn)，于2015年5-9月及2016年5-9月分別在這些樣點(diǎn)進(jìn)行周期性采集(表1)。

1.2.2 采集方法

蝶類采集以網(wǎng)捕為主，在各月份不同時(shí)間段均進(jìn)行采集調(diào)查，將捕獲的標(biāo)本用三角紙袋臨時(shí)封存并帶回；蛾類從每年的5月開始至8月底結(jié)束，燈誘時(shí)間在20 ∶00-04 ∶30，每周燈誘1次，其他6個(gè)樣點(diǎn)隨機(jī)采集。采集方法為夜間使用450 W高壓汞燈與2 m×2.5 m的白色幕布對(duì)蛾類進(jìn)行燈光誘集，收集幕布周圍5 m×5 m范圍內(nèi)的所有蛾類。大型蛾類用廣口毒瓶,小型蛾類用冷凍管,毒殺劑為乙酸乙酯。

表1 河北省不老青山昆蟲采集調(diào)查樣地概況

1.3 標(biāo)本鑒定

蛾類標(biāo)本鑒定參考各類專著，如：《中國動(dòng)物志·昆蟲綱》(朱弘復(fù)和王琳瑤，1991，1996，1997；陳一心，1999；薛大勇和朱弘復(fù)，1999；方承萊，2000；劉友樵和李廣武，2002；武春生和方承萊，2003；趙仲苓，2003；劉友樵和武春生，2006；韓紅香和薛大勇，2011)和《中國經(jīng)濟(jì)昆蟲志》各相關(guān)卷冊(cè)(朱弘復(fù)和陳一心，1963；朱弘復(fù)和方承萊，1963；朱弘復(fù)等，1964；趙仲苓，1978，1994；王平遠(yuǎn)，1980；朱弘復(fù)和王琳瑤，1980；陳一心，1985)、《中國蛾類圖鑒》(I-IV)(中國科學(xué)院動(dòng)物研究所，1981-1983)、《華北燈下蛾類圖志》(北京農(nóng)業(yè)大學(xué)，1978)、《河北省森林昆蟲圖冊(cè)》(《河北省森林昆蟲圖冊(cè)》編寫組，1985)、 《北京蛾類圖譜》(虞國躍，2014)等。

1.4 數(shù)據(jù)分析

①物種豐富度(S)：直接用物種數(shù)目(S)來表示。

②優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)采用Berger-Parker公式：D=Nmax/N。公式中：Nmax為優(yōu)勢(shì)種群數(shù)量，N為全部種群數(shù)量。

③多樣性指數(shù)(H)采用Shannon-wiener公式：H=-∑PilnPi。公式中：Pi是第i種的個(gè)體數(shù)Ni占全部個(gè)體總數(shù)N中的比例，即Pi=Ni/N。

等級(jí)多樣性指數(shù)公式為：H(FGS)=H(F)+H(G)+H(S)。公式中：H(F)為科級(jí)多樣性，H(G)為屬級(jí)多樣性，H(S)為種級(jí)多樣性。

④均勻度指數(shù)(J)采用Pielou公式：J=H/lnS。公式中：J為均勻度，H為Shannon-wiener多樣性指數(shù)，S為物種數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鱗翅目物種多樣性組成

經(jīng)過2年為期8個(gè)月的采集，由不老青山共獲得鱗翅目昆蟲標(biāo)本7438頭，其中蛾類6966頭，隸屬于21科268屬370種；蝶類472頭，隸屬于5科38屬49種(表2和表3)。

表2 河北省不老青山蛾類種群組成和所占比重

續(xù)上表

科Families屬Genera所占比例(%)Proportion物種數(shù)Species所占比例(%)Proportion個(gè)體數(shù)Individuals所占比例(%)Proportion舟蛾科Notodontidae2593236973568816毒蛾科Lymantriidae726112324176253燈蛾科Arctiidae14522236227361057鹿蛾科Amatidae1037205460086夜蛾科Noctuidae702612102275710461502總計(jì)Total2681003701006966100

蛾類的屬、種和個(gè)體數(shù)量組成比例以夜蛾科、尺蛾科和螟蛾科最高(表2)，分別達(dá)到26.12%、27.57%和15.02%、19.40%、16.49%和19.15%、14.93%、14.60%和18.06%；其次分別是舟蛾科9.32%、9.73%和8.16%、天蛾科6.34%、7.57%和10.48%、燈蛾科5.22%、6.22%和10.57%、刺蛾科3.73%、3.78%和8.24%、毒蛾科2.61%、3.24%和2.53%、枯葉蛾科1.87%、1.62%和2.01%、鉤蛾科1.87%、1.35%和1.26%、波紋蛾科1.49%、1.35%和1.18%、卷蛾科1.87%、1.62%和0.37%。

不老青山的蝶類以蛺蝶科最為豐富，無論是種數(shù)還是個(gè)體數(shù)，均超過總種數(shù)的50%。其種數(shù)由高到低分別是：鳳蝶科(7種)=灰蝶科(7種)>弄蝶科(6種)>粉蝶科(3種)(表3)。

表3 河北省不老青山蝶類的物種群組成和所占比重

2.2 燈下蛾類種群數(shù)量變化

(1)蛾類種群特征。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不老青山的蛾類昆蟲的科、屬和種級(jí)數(shù)量及其個(gè)體數(shù)量，都處在高量狀態(tài)(圖1-4)。由各圖可以看出，隨著氣溫升高，燈下蛾類的種類和數(shù)量都在迅速增加，在7月和8月達(dá)到最高水平?？?、屬、種的數(shù)量和個(gè)體數(shù)量的走勢(shì)基本一致，只有7月、8月份的物種數(shù)和個(gè)體數(shù)量規(guī)律有些不一致。這與不老青山的氣候溫度有很大關(guān)系，7月份的平均氣溫最高，進(jìn)入8月下旬氣溫下降明顯， 導(dǎo)致7月份的物種個(gè)體數(shù)量比 8月份要高。

(2)蛾類多樣性指數(shù)。從表4顯示的變化趨勢(shì)看，蛾類物種多樣性指數(shù)以5月份最低。由于該山的海拔較高，5月份氣溫還處于比較低的狀態(tài)，大部分蛾類還沒有羽化，只有為數(shù)不多種類的成蟲如枯黃貢尺蛾、旱柳原野螟的數(shù)量相對(duì)較大，故這2種蛾子的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最高；以后隨氣溫升高，氣候逐漸回暖，燈下出現(xiàn)的蛾類成蟲逐漸增多，導(dǎo)致多樣性指數(shù)持續(xù)增加，一直到8月份達(dá)到最高值，但由于種類以及個(gè)體數(shù)量的大幅增加，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)則開始下降；此時(shí)蛾類的均勻度指數(shù)一直徘徊在2.1左右。從全年情況看，不老青山蛾類昆蟲等級(jí)多樣性達(dá)到了11.9894，均勻度指數(shù)達(dá)到2.0275，表明其昆蟲種群組成的結(jié)構(gòu)合理，分布比較均勻、生態(tài)比較穩(wěn)定。

圖1 蛾類科級(jí)水平動(dòng)態(tài) Fig.1 Time tendency of month families

圖2 蛾類屬級(jí)水平動(dòng)態(tài)Fig.2 Time tendency of moth generas

圖3 蛾類物種數(shù)動(dòng)態(tài)Fig.3 Time tendency of moth species

圖4 蛾類個(gè)體數(shù)量動(dòng)態(tài)Fig.4 Time tendency of moth individuls

月份Month優(yōu)勢(shì)度指數(shù)Domonanaceindices等級(jí)多樣性指數(shù)IndicesofgradationaldiversityH(F)H(G)H(S)H(FGS)均勻度Evennessindices5017801798231056316748071220528601619207354032842678103741204417007122230343242454691110142105380034022928473254972411997721941全年Fullyear00786722513470945028711989420275

圖5 蛾類種群多樣性指數(shù)變化Fig.5 The monthly changes of diversity indices on moths communities

2.3 蝶類活動(dòng)情況

在不老青山對(duì)蝶類調(diào)查中，共獲得蝴蝶標(biāo)本5科 472頭，由此看出，該區(qū)是蝶類物種分布十分貧乏的環(huán)境。已知蝶類在各月份的數(shù)量活動(dòng)情況見表5。不老青山的蝶類多樣性總體較低，且蝶類隨季節(jié)變化和溫度升高，其多樣性指數(shù)沒有多大變化；從5月份到6月份的氣溫增長明顯，7、8月份的溫度和氣候更適合山地昆蟲的活動(dòng)，但多樣性指數(shù)缺逐漸降低。究其原因，主要與該區(qū)大面積石質(zhì)山地裸露，綠色植物較少有關(guān)，也與當(dāng)?shù)卮迕裨谏缴洗罅糠N植板栗、核桃等果樹，經(jīng)常性的使用殺蟲藥劑有關(guān)。

表5 河北省不老青山蝶類種群組成及多樣性指數(shù)

3 結(jié)論與討論

蛾類是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其多樣性大小不僅反映了群落本身的狀況，也反映了棲息生境的優(yōu)良，對(duì)生態(tài)平衡和環(huán)境質(zhì)量能起到較好的指示作用(王章訓(xùn)等，2015)。從現(xiàn)有考察結(jié)果看，不老青山的鱗翅目昆蟲已知26科306屬419種，其中蛾類昆蟲的種類和個(gè)體數(shù)量約占88%，蝶類約占12%，整體上屬于太行山鱗翅目昆蟲物種比較貧乏的地區(qū)。造成這種結(jié)果有3個(gè)主要原因：一是區(qū)域面積較小，而面積與物種數(shù)有一定關(guān)系；二是水資源缺乏，影響植物的廣泛性分布，整體植被較差，影響了鱗翅目昆蟲的的分布和棲息；第三是當(dāng)?shù)亻_墾山地，大面積種植農(nóng)作物和果樹，加上經(jīng)常性噴灑農(nóng)藥保護(hù)果樹和作物，影響蛾蝶的廣泛分布和數(shù)量增加，生態(tài)質(zhì)量欠佳。

本研究調(diào)查的蛾類多樣性指數(shù)達(dá)到了11.9894，而蝶類則只有7.2042，說明該地區(qū)的總體生態(tài)環(huán)境基本良好，蛾類的種群結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；但由于人為的因素，農(nóng)藥的較多使用，環(huán)境遭到一定程度的破壞，導(dǎo)致蝶類昆蟲多樣性指數(shù)相對(duì)較低。人為干擾對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響是普遍的(楊立軍和張丹丹，2014)，盡管蝶類只是昆蟲當(dāng)中的一小部分，但由于其對(duì)生活環(huán)境及食物的依賴程度較高,對(duì)棲息地植被及微環(huán)境變化十分敏感(房麗君和張雅林，2010)，從中又反映出該景區(qū)生態(tài)環(huán)境欠佳和人類對(duì)環(huán)境造成的影響較大，說明昆蟲多樣性與植物多樣性也緊密相關(guān)(朱慧等，2008)。

鑒于調(diào)查時(shí)間和采點(diǎn)的局限，可能還有一些鱗翅目種類還未發(fā)現(xiàn)，需要進(jìn)一步調(diào)查挖掘。

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Primary investigation of Lepidoptera diversity from the Mt. Bulaoqing in Hebei Province

GUO Xin-Yue1, REN Guo-Dong1*, CUI Wen-Xia2, CAO Wei-Lin2

(1. College of Life Sciences, Hebei University, The Key Laboratory of Zoological Systematics and Application, Baoding 071002, Hebei Province, China；2. Department of Forest Disease and Pest Control Station in Xingtai County, Xingtai 054000, Hebei Province, China)

The Bulaoqing Mountain is a forest landscape of the southern Taihang Mountains in Hebei Province, so far no special inspection reports of Lepidoptera diversity. During May to September in 2015 and 2016, we collected multiple sample from the area, using the screen trap and the light trap methods,

7438 specimens belonging to 26 families, 306 genera and 419 species, of which there were 21 families, 268 genera and 370 species of the moth; 5 families, 38 genera and 49 species of butterflies. From the number of species and individuals, the Noctuidae, Geometridae, Pyralidae and Nymphalidae were the dominant groups, accounting 52.19% of the total species in the mountain, and other groups were accounted for 47.81%. Regarding the species richness (S), diversity index (H), evenness index (J), and the dominance index (D); the results of the analysis showed that the moth in all kinds of index reached a higher level in July and August, diversity index was 11.9894, it showed that the forest landscape of moth population structure was more reasonable. The each level of the index of butterflies was low, it showed that the forest landscape of habitat conditions had significant effect on the butterflies diversity.

Lepidoptera; species diversity; Bulaoqing Mountain; Hebei Province

河北省林業(yè)有害生物普查項(xiàng)目(2015-2016)；河北省無脊椎動(dòng)物系統(tǒng)學(xué)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目(HBI2016006)

郭欣樂，女，1992年生，河北人，研究生，研究方向?yàn)槔ハx系統(tǒng)進(jìn)化

*通訊作者Auhtor for correspondence, E-mail: gdren@hbu.cn

Received: 2016-09-28; 接受日期Accepted: 2016-12-20

Q968.1;S433

A

1674-0858(2017)02-0357-08

郭欣樂，任國棟，崔文霞,等.河北省不老青山林區(qū)鱗翅目多樣性初探[J].環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào)，2017,39(2):357-364.