海南東郊椰林蝶類多樣性及其季節(jié)動態(tài)分析

劉 博 覃偉權(quán) 閻 偉

( 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所，海南 文昌 571339)

昆蟲多樣性作為生物多樣性的重要組成部分，其在維持區(qū)域生態(tài)平衡中具有重要作用。蝶類物種數(shù)量繁多，對棲息地質(zhì)量要求較高、對生境變化能快速反應(yīng)，寄主植物專一性強，且體型較大、易于采集和觀察，是重要的檢測和評價環(huán)境的指示生物，因此蝴蝶的多樣性（Shannon-Wiener）指數(shù)、蝴蝶數(shù)量與環(huán)境關(guān)系的定量分析，可用于環(huán)境生物多樣性評估的指標(biāo)[1-7]。

近年來，我國許多地區(qū)開展了蝴蝶群落的多樣性研究[8-11]，而對海南島蝴蝶群落多樣性的研究報道較少，僅李中文等對瓊山地區(qū)鳳蝶種類及季節(jié)性變化進行了研究[12]，李麒麟等對三亞市蝴蝶群落多樣性進行了調(diào)查與研究[13]，張競可等對東寨港紅樹林蝴蝶群落多樣性進行了初步調(diào)查[14]。東郊椰林地處海南文昌東部，生態(tài)環(huán)境非常適合椰子林和蒲桃林群落生長。自漢代引種椰樹至今，椰林面積達2×104hm2，現(xiàn)已發(fā)展成為我國著名的椰子產(chǎn)區(qū)，具有重要的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益[15]。目前對東郊椰林生態(tài)系統(tǒng)中蝶類多樣性研究較少，本研究根據(jù)2016年12月至2018年11月的調(diào)查資料，對海南東郊椰林蝶類資源極其多樣性進行了研究，以期為海南東郊椰林蝶類資源的保護和可持續(xù)利用提供參考。

1 研方法

1.1 研究區(qū)域概況

東郊椰林地處海南文昌東郊半島，東、南瀕臨南海、西隔八門灣與文城鎮(zhèn)相望。地勢低平，海拔均小于10 m；年平均氣溫24.4 ℃，降水量1 529.8 mm，日照時數(shù)2 026 h，年活動積溫達8 928 ℃，太陽輻射總量482 kJ/（cm2·a），年平均相對濕度在85%～88%，屬熱帶北緣海洋季風(fēng)氣候類型；土壤以濱海砂土為主，濕度較高（0～20 cm 含水量均大于21.9%），pH 值為6～7。

1.2 調(diào)查方法

采用固定樣線法進行蝶類群落調(diào)查，在東郊椰林選取椰海村、八門灣綠道2個地點，各設(shè)置一條樣線，樣線長度約為2.5 km。2016年12月至2018年11月每個季節(jié)（Q1：12—2月，Q2：3—5月，Q3：6—8月，Q4：9—11月）調(diào)查一次，使用網(wǎng)捕、拍照和觀察（針對熟悉但難以捕捉的蝶類則直接記錄）3 種方法沿樣線進行調(diào)查，采集并記錄發(fā)現(xiàn)的蝴蝶種類和數(shù)量，調(diào)查時間為9：00—11：00，天氣為晴天。采集到的標(biāo)本制作成干制針插標(biāo)本保存于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所昆蟲標(biāo)本室，蝴蝶標(biāo)本依據(jù)《海南島蝴蝶》、《中國蝴蝶圖鑒》、《中國灰蝶志》、《中國動物志》等進行分類鑒定[16-20]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)調(diào)查記錄及標(biāo)本統(tǒng)計數(shù)據(jù)，使用Excel對相關(guān)多樣性公式進行計算分析[21-24]。

1）物種豐富度指數(shù)：使用物種數(shù)S表示。2）相對多度：

NiN

式中： 為第i個物種的個體數(shù)量， 為群落總個體數(shù)。

3）Berger-Parker 優(yōu)勢度指數(shù)：

NmaxN

式中： 為優(yōu)勢種種群數(shù)量； 為所有物種的種群數(shù)量。

4）Pielou 均勻度指數(shù)：

式中：H'為Shannon-Wiener 指數(shù)，S為物種數(shù)量。

5）Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)：

式中：S表示總的物種數(shù)，Pi表示第i個種占總物種數(shù)的比值。

等級多樣性指數(shù)：

式中：H（F）、H（G）、H（S）分別為科級、屬級和種級的多樣性指數(shù)，各級多樣性指數(shù)均采用Shannon-Wiener 指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 蝶類群落組成及數(shù)量特征

經(jīng)過調(diào)查和標(biāo)本鑒定，獲得海南東郊椰林蝶類昆蟲9 科54 屬80 種（表1）。根據(jù)總物種數(shù)目統(tǒng)計，蛺蝶科物種豐富度指數(shù)最高達到20，占比25.0%。各科按照物種豐富度指數(shù)大小排列，依 次 為： 蛺 蝶 科（ Nymphalidae）、 粉 蝶 科（ Pieridae）、 斑 蝶 科（ Danaidae）、 灰 蝶 科（Lycaenidae）、鳳蝶科（Papilionidae）、弄蝶科（Hesperiidae）、眼蝶科（Satyridae）、環(huán)蝶科（Amathusiidae）、珍蝶科（Acraeidae）。就總個體數(shù)來看，粉蝶科昆蟲數(shù)量最多，有317 頭，占比26.4%。各科昆蟲按照個體數(shù)由高到低排列依次為：粉蝶科、灰蝶科、斑蝶科、蛺蝶科、眼蝶科、鳳蝶科、弄蝶科、珍蝶科、環(huán)蝶科。

表1 海南東郊椰林蝶類群落數(shù)量特征Table 1 Quantitative indices of butterflies community diversity in Hainan Dongjiao coconut forest

隨著季節(jié)的變化，蝶類群落結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生改變?？偽锓N豐富度和個體數(shù)變化趨勢一致，物種豐富度指數(shù)和個體數(shù)均在6—8月最高，3—5月、9—11月、12—2月物種豐富度和個體數(shù)量依次降低。東郊椰林蝶類的種群數(shù)量與氣溫關(guān)系密切，隨著溫度的升高物種數(shù)和個體均呈現(xiàn)增多的趨勢，說明較高的平均溫度更適宜蝶類的繁衍。

各科物種豐富度和個體數(shù)的數(shù)量也隨季節(jié)變化而有所變化。6—8月蛺蝶科物種豐富度指數(shù)最高為18，其后依次為粉蝶科、斑蝶科、鳳蝶科、灰蝶科、弄蝶科、眼蝶科、環(huán)蝶科、珍蝶科；9—11月粉蝶科物種豐富度指數(shù)最高為11，其后依次是斑蝶科、蛺蝶科、鳳蝶科、灰蝶科、弄蝶科、眼蝶科、環(huán)蝶科、珍蝶科；12—2月粉蝶科物種豐富度指數(shù)最高為9，其后依次是斑蝶科、鳳蝶科、蛺蝶科、灰蝶科、眼蝶科、弄蝶科、環(huán)蝶科、珍蝶科。3—5月蛺蝶科物種豐富度指數(shù)最高為17，其后依次是粉蝶科、灰蝶科、鳳蝶科、斑蝶科、弄蝶科、眼蝶科、環(huán)蝶科、珍蝶科。各季蝴蝶個體數(shù)均以粉蝶科為最高，其中3—5月數(shù)值最大為110 頭，6—8月、9—11月、12—2月依次為101、58、48 頭。

2.2 蝶類群落優(yōu)勢物種

從表2 可看出：海南東郊椰林的蝶類群落的優(yōu)勢種為菜粉蝶（Pieris rapae），相對多度6.73；寬邊黃粉蝶（Euremahecabe），相對多度6.07；纖粉蝶（Leptosianina），相對多度4.90；翠袖鋸眼蝶（Elymniashypermnestra），相對多度4.24；凈雅灰蝶（Jamidespura），相對多度3.57；古樓娜灰蝶（Nacadubakurava），相對多度3.57。隨著季節(jié)的變化優(yōu)勢種類也有所變化，12—2月優(yōu)勢種是寬邊黃粉蝶，相對多度為14.68；3—5月優(yōu)勢種為菜粉蝶，相對多度為6.97；6—8月優(yōu)勢種為翠袖鋸眼蝶，相對多度為8.35；9—11月優(yōu)勢種為菜粉蝶，相對多度為7.17（表2）。各科蝶類優(yōu)勢種分別為：鳳蝶科玉帶鳳蝶（Papilio polytes），相對多度2.08；粉蝶科菜粉蝶，相對多度6.73；斑蝶科幻紫斑蝶（Euploea core），相對多度3.16；蛺蝶科波蛺蝶（Ariadne ariadne），相對多度1.66；眼蝶科翠袖鋸眼蝶，相對多度4.24；環(huán)蝶科串珠環(huán)蝶（Fauniseumeus），相對多度3.16；珍蝶科斑珍蝶（Acraea terpsicore），相對多度3.49；灰蝶科凈雅灰蝶，相對多度3.57；古樓娜灰蝶，相對多度3.57；弄蝶科金斑弄蝶（Cephrenesacalle），相對多度2.58（表3）。

表2 海南東郊椰林蝶類優(yōu)勢物種Table 2 The dominant species of butterflies in Hainan Dongjiao coconut forest

表3 海南東郊椰林蝶類各科優(yōu)勢物種Table 3 The dominant species of butterflies in each family in Hainan Dongjiao coconut forest

2.3 蝶類物種-多度關(guān)系

在X軸為倍程刻度（Log3 對數(shù)級數(shù)）、Y軸為普通算術(shù)刻度的坐標(biāo)系中，以蝶類個體數(shù)為橫坐標(biāo)，物種數(shù)為縱坐標(biāo)來描繪海南東郊椰林不同季節(jié)蝶類種-多度曲線（圖1）。結(jié)果表明，全年蝶類種-多度曲線服從Preston 對數(shù)正態(tài)分布，且擬合效果較好，富集種和稀有種的個體數(shù)量少于中間狀態(tài)的物種數(shù)。就各季節(jié)來看，3—5月、6—8月、12—2月、9—11月基本服從對數(shù)正態(tài)分布，其中3—5月擬合效果最好，6—8月次之。

圖1 不同季節(jié)蝶類群落種-多度曲線Fig. 1 Species abundance curves for butterfly in different seasons

2.4 蝶類群落多樣性

從各季蝶類多樣性（表4）來看，等級多樣性指數(shù)最高值出現(xiàn)在3—5月，多樣性指數(shù)為9.36 83，其后依次為6—8月、9—11月、12—2月；均勻度指數(shù)最高值出現(xiàn)在3—5月，其后依次是12—2月、9—11月、6—8月；優(yōu)勢度指數(shù)12—2月最高，為0.146 8，其后依次是6—8月、9—11月、3—5月；說明3—5月蝶類群落多樣性最高，群落結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定，12—2月優(yōu)勢種的集中度較高，蝶類群落多樣性最低。全年等級多樣性指數(shù)達到9.388 2，均勻度指數(shù)達2.142 4。

表4 海南東郊椰林蝶類群落多樣性指數(shù)Table 4 Indices of each diversity of the butterflies in Hainan Dongjiao coconut forest

從各科多樣性數(shù)據(jù)來看（表5），蛺蝶科屬級多樣性最高為2.357 2，各科屬級多樣性指數(shù)由高到低排列依次為：蛺蝶科、灰蝶科、粉蝶科、弄蝶科、眼蝶科、斑蝶科、鳳蝶科、環(huán)蝶科、珍蝶科。根據(jù)種級多樣性指數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，蛺蝶科種級多樣性最高為2.673 7，各科種級多樣性指數(shù)由高到低排列依次為：蛺蝶科、鳳蝶科、斑蝶科、粉蝶科、灰蝶科、眼蝶科、環(huán)蝶科、珍蝶科。從各季節(jié)多樣性數(shù)據(jù)來看，各科蝴蝶種級多樣性在3—5月或9—11月最高，12—2月最低；各科屬級多樣性隨季節(jié)的變化趨勢不一致，其中蛺蝶科、灰蝶科、粉蝶科、弄蝶科屬級多樣性變化趨勢與種級多樣性變化趨勢較為一致，其余各科變化趨勢不明顯，這可能與這些科的屬數(shù)量較少相關(guān)。

表5 海南東郊椰林蝶類各科昆蟲多樣性指數(shù)Table 5 Indices of each diversity of the butterflies in each family in Hainan Dongjiao coconut forest

3 結(jié)論與討論

2016年12 月至2018年11月對海南東郊椰林蝶類昆蟲資源進行了調(diào)查，共記錄蝴蝶種類80 種，隸屬于9 科54 屬。其中，粉蝶科、眼蝶科、灰蝶科為優(yōu)勢類群，菜粉蝶為優(yōu)勢種。蝶類物種豐富度6—8月最高，12—2月最低；等級多樣性指數(shù)（H（FGS））3—5月最高，12—2月最低；均勻度指數(shù)3—5月最高；優(yōu)勢度指數(shù)12—2月最高。蝶類種-多度曲線符合Preston 對數(shù)正態(tài)分布。

東郊椰林蝶類物種數(shù)量高于海南南麗湖國家濕地公園（45 種）、東寨港紅樹林（39 種），低于三亞亞龍灣（181 種），占海南省蝶類記錄的13.1%[14，25-27]。東郊椰林各科蝶類物種占比與海南林區(qū)相比[16]，東郊椰林蝶類中鳳蝶科、粉蝶科、斑蝶科物種占比偏高，而灰蝶科、弄蝶科物種占比偏低，缺少喙蝶科和蜆蝶科蝴蝶。造成這一差異的原因與椰林植被群落結(jié)構(gòu)相關(guān)，椰林植被群落結(jié)構(gòu)中，椰子樹占據(jù)冠層，喬木層植被缺乏，垂直結(jié)構(gòu)植被豐富度較低，缺少喙蝶科（Libytheidae）和蜆蝶科（Riodinidae）生態(tài)位。此外，椰林中存在大量旅游開發(fā)項目與農(nóng)村，其間種植有大量蕓香科（Rutaceae）、番荔枝科（Annonaceae）、十字花科（Brassicaceae）、禾本科（Poaceae）、豆科（Leguminosae）、?？疲∕oraceae）、夾竹桃科（Apocynaceae）等可食用或綠化植物，為粉蝶科、灰蝶科、眼蝶科、鳳蝶科、斑蝶科昆蟲提供充足的寄主，導(dǎo)致粉蝶科、眼蝶科、灰蝶科等物種具有較高的優(yōu)勢度。[1]Oostermeijer J G B， van Swaay C A M. The relationship between butterflies and environmental Indicator values: a tool for conservation in a changing landscape [J]. Biological Conservation， 1998， 86(3):271-280.