后河國家級自然保護(hù)區(qū)蛾類昆蟲的季節(jié)多樣性

查玉平，駱啟桂，徐 芬，陳京元，向啟波，向明貴

1 湖北省林業(yè)科學(xué)研究院，武漢 430075 2 華中師范大學(xué)，武漢 430079 3 后河國家級自然保護(hù)區(qū)，五峰 440000

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后河國家級自然保護(hù)區(qū)蛾類昆蟲的季節(jié)多樣性

查玉平1,*，駱啟桂2，徐 芬2，陳京元1，向啟波3，向明貴3

1 湖北省林業(yè)科學(xué)研究院，武漢 430075 2 華中師范大學(xué)，武漢 430079 3 后河國家級自然保護(hù)區(qū)，五峰 440000

后河國家級自然保護(hù)區(qū)位于湖北省與湖南省交界處，屬于武陵山脈,與湖南壺瓶山國家級自然保護(hù)區(qū)相鄰。該保護(hù)區(qū)自然環(huán)境優(yōu)越，為昆蟲繁衍提供了良好條件。為了研究后河國家級自然保護(hù)區(qū)蛾類昆蟲的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化，在春、夏、秋三季，選取茅坪、灣潭和獨(dú)嶺為樣地，采用燈光誘集方法，對后河國家自然保護(hù)區(qū)的蛾類昆蟲群落多樣性及季節(jié)變化進(jìn)行了調(diào)查。采用α-多樣性測度方法，分析了物種豐富度(S)、多樣性指數(shù)(科、屬及種級)(H)、均勻度指數(shù)(J)和優(yōu)勢度指數(shù)(D)。結(jié)果表明：后河國家自然保護(hù)區(qū)的蛾類昆蟲分屬21科173屬227種,其中夜蛾科的豐富度最高達(dá)到62。隨后是，尺蛾科和螟蛾科昆蟲，它們的物種豐富度指數(shù)分別為為58和25。從各科個(gè)體數(shù)來看，尺蛾科昆蟲最多有423頭，燈蛾科排第二，有351頭，第三的是夜蛾科昆蟲有336頭。蛾類昆蟲的物種豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)及優(yōu)勢度指數(shù)隨季節(jié)變化而變化。蛾類昆蟲的物種豐富度指數(shù)以夏季最高，達(dá)到117；然后依次是秋季和春季?？萍?、屬級和種級多樣性指數(shù)也以夏季最高，分別為2.22、4.05和4.29。均勻度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)以春季最高，分為2.40和0.12。研究得出后河國家級自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境好。

蛾；多樣性；后河國家級自然保護(hù)區(qū)；豐富度；均勻度；優(yōu)勢度

后河國家級自然保護(hù)區(qū)位于湖北省與湖南省交界處，屬于武陵山脈。保護(hù)區(qū)內(nèi)季節(jié)分明，冬冷夏熱，雨熱同季，多暴雨，垂直氣候明顯；全年多為靜風(fēng)或偏東風(fēng)，年平均氣溫為11.5℃，年平均降水量約1814mm，年平均蒸發(fā)量1100mm。保護(hù)區(qū)內(nèi)最高峰獨(dú)嶺(海拔2252.2m)也是武陵山脈東部最高峰，最低點(diǎn)在百溪河谷(海拔398.5m)。該地區(qū)屬于亞熱帶和溫帶植物區(qū)系的交匯地區(qū)，有大面積的亞熱帶常綠、落葉闊葉林和珙桐、紅豆杉、金錢豹、金雕等珍稀物種。該保護(hù)區(qū)森林單位面積所承載的物種數(shù)豐富、密集度高，被譽(yù)為“三峽綠寶石”[1]。

國內(nèi)不少學(xué)者對該地區(qū)的動(dòng)、植物資源進(jìn)行過調(diào)查[2- 4]，其中王文凱等人[5]對天?？?Cerambycidae)昆蟲、李傳仁等人[6]對半翅目(Hemiptera)昆蟲、謝廣林和王文凱[7]對直翅目(Orthoptera)昆蟲、筆者[8- 9]對鱗翅目(Lepidoptera)昆蟲進(jìn)行過初步的名錄調(diào)查，僅筆者[10]對該地區(qū)的蝴蝶開展了生物多樣性研究。

因此，本文以后河國家級自然保護(hù)區(qū)蛾類昆蟲為研究對象，采用燈光誘集的方法，研究其群落結(jié)構(gòu)及季節(jié)多樣性變化，提供后河國家級自然保護(hù)區(qū)蛾類昆蟲多樣性基本信息，為該保護(hù)區(qū)的生物多樣性監(jiān)測和保護(hù)提供基礎(chǔ)資料。

1 研究方法

1.1 研究地點(diǎn)

根據(jù)后河國家級自然保護(hù)區(qū)的地理?xiàng)l件，按不同的地形和不同的海拔高度設(shè)置：茅坪(800 —1100 m)、灣潭(900 —1200 m)、獨(dú)嶺(1800 —2000 m)等3個(gè)采集點(diǎn)。

1.2 調(diào)查方法

根據(jù)昆蟲在野外活動(dòng)的規(guī)律，分別在2003年夏季(7月)、秋季(9—10月)和2004年的春季(4月)、夏季(7月)、秋季(9—10月)進(jìn)行采集。18:00到22:00，應(yīng)用燈光誘集的方法采集蛾類昆蟲標(biāo)本。誘集燈為250 W的汞燈，幕布選用2 m×2 m的白布。在采集點(diǎn)隨機(jī)選取樣地，用鐵絲將幕布掛在誘集燈后方15—20 cm處，收集落在幕布前后的昆蟲。所有收集到的蛾類昆蟲用毒瓶殺死，小心放于紙袋中。依據(jù)《中國蛾類圖鑒》(1—4冊)、相關(guān)文獻(xiàn)[11-30]并結(jié)合檢索表進(jìn)行分類鑒定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)調(diào)查記錄和采集的標(biāo)本，運(yùn)用相關(guān)公式進(jìn)行多樣性分析。

(1) 物種豐富度指數(shù) 直接用物種數(shù)S表示。

(2) 優(yōu)勢度指數(shù) 采用Berger-Parker優(yōu)勢度公式D=Nmax/N，式中D為優(yōu)勢度指數(shù)；Nmax為優(yōu)勢種的種群數(shù)量；N為所有物種的種群數(shù)量。

(3) 多樣性指數(shù) 采用等級多樣性指數(shù)H(FGS)=H(F)+H(G)+H(S)，這里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)用Shannon-Wiener多樣性公式H=-∑PiInPi(其中Pi=Ni/N)計(jì)算，式中Pi為群落中屬于第i種的個(gè)體比例；N為物種總個(gè)體數(shù)；Ni為第i種個(gè)體數(shù)。

(4) 均勻度指數(shù) 采用Pielou均勻度公式J=H/lnS，式中J為群落的均勻度指數(shù)；H為實(shí)測群落的生物多樣性指數(shù)；S為物種數(shù)目。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛾類昆蟲群落的數(shù)量特征

經(jīng)過標(biāo)本采集和鑒定，后河國家級自然保護(hù)區(qū)的蛾類昆蟲有21科173屬227種(表1)。就全年而言，夜蛾科昆蟲物種豐富度指數(shù)最高達(dá)到了62，種比例為27.31%。其次，尺蛾科昆蟲物種豐富度指數(shù)也達(dá)到了58，種比例為25.55%。螟蛾科昆蟲的物種豐富度指數(shù)排第3位，為25，種比例為11.01%。其他科昆蟲按物種豐富度指數(shù)大小排列，依次為燈蛾科、毒蛾科、舟蛾科、枯葉蛾科、鉤蛾科、刺蛾科、天蛾科、虎蛾科、卷蛾科、斑蛾科、波紋蛾科、鹿蛾科、木蠹蛾科、蠶蛾科、燕蛾科、大蠶蛾科、錨紋蛾科和網(wǎng)蛾科。從各科昆蟲的個(gè)體數(shù)來看，尺蛾科昆蟲最多有423頭，燈蛾科排第2，有351頭，第3的是夜蛾科昆蟲有336頭。其他科昆蟲個(gè)體數(shù)由高到低依次為螟蛾科、毒蛾科、虎蛾科、舟蛾科、木蠹蛾科、鉤蛾科、枯葉蛾科、天蛾科、刺蛾科、斑蛾科、卷蛾科、波紋蛾科、鹿蛾科、錨紋蛾科、網(wǎng)蛾科、燕蛾科和大蠶蛾科。在后河國家自然保護(hù)區(qū)除去夜蛾科、尺蛾科和螟蛾科等3個(gè)大類群，燈蛾科昆蟲的物種豐富度指數(shù)最高達(dá)且個(gè)體數(shù)最多，其次是毒蛾科昆蟲和舟蛾科昆蟲。

表1 后河國家級自然保護(hù)區(qū)蛾類群落的數(shù)量特征(2003—2004)

隨著季節(jié)的變化，蛾類昆蟲群落結(jié)構(gòu)組成有較大變化。春季有13科41屬41種，夏季有18科102屬117種，秋季有11科74屬95種。各類群的物種豐富度指數(shù)和個(gè)體數(shù)的排序也隨季節(jié)變化而有所變動(dòng)。春季，尺蛾科昆蟲物種豐富度指數(shù)最高為16，其后依次為夜蛾科、舟蛾科、枯葉蛾科、燈蛾科、天蛾科、木蠹蛾科、刺蛾科、毒蛾科、鉤蛾科、螟蛾科、大蠶蛾科和錨紋蛾科。其他科蛾類昆蟲未在春季采集到。同時(shí)個(gè)體數(shù)最多的也是尺蛾科昆蟲，有104頭，占所有蛾類昆蟲的40%。夏季，夜蛾科昆蟲物種豐富度指數(shù)最高達(dá)到了34，然后依次為尺蛾科、螟蛾科、燈蛾科、毒蛾科、鉤蛾科、刺蛾科、舟蛾科、天蛾科、虎蛾科、卷蛾科、斑蛾科、鹿蛾科、木蠹蛾科、枯葉蛾科、蠶蛾科、波紋蛾科和網(wǎng)蛾科。其他科蛾類昆蟲未在夏季采集到。而個(gè)體數(shù)最多依然是尺蛾科昆蟲，有225頭，占所有蛾類昆蟲的22.48%。秋季，夜蛾科和尺蛾科昆蟲物種豐富度指數(shù)最高，均達(dá)到了27，然后依次為燈蛾科、螟蛾科、毒蛾科、枯葉蛾科、鉤蛾科、舟蛾科、波紋蛾科、燕蛾科和錨紋蛾科。其他科蛾類昆蟲未在秋季采集到。個(gè)體數(shù)最多則是燈蛾科昆蟲，有102頭，占所有蛾類昆蟲的26.02%。在夜蛾科、尺蛾科和螟蛾科等3個(gè)大類群之外，春季舟蛾科昆蟲豐富度指數(shù)最高，而夏秋兩季則是燈蛾科昆蟲占優(yōu)。

2.2 蛾類昆蟲群落的優(yōu)勢種類

由表2可以看出，后河國家級自然保護(hù)區(qū)的蛾類昆蟲中優(yōu)勢種為咖啡豹蠹蛾ZeuzeracaffeaeNietner、黃修虎蛾SeudyraflavidaLeech、白黑華苔蛾Agyllaramelana(Moore)和黃緣土苔蛾Eilemaflavicosta(Moore)。就全年來看，黃緣土苔蛾優(yōu)勢度指數(shù)最高為0.0617，其次是黃修虎蛾，優(yōu)勢度指數(shù)為0.0345，然后是白黑華苔蛾(優(yōu)勢度指數(shù)為0.0272)和咖啡豹蠹蛾(優(yōu)勢度指數(shù)為0.0163)。但是各個(gè)季節(jié)的優(yōu)勢種有所變化。春季的優(yōu)勢種是咖啡豹蠹蛾，優(yōu)勢度指數(shù)為0.1216；夏季的優(yōu)勢種是黃修虎蛾和黃緣土苔蛾，優(yōu)勢度指數(shù)均為0.0763；秋季的優(yōu)勢種是白黑華苔蛾和黃緣土苔蛾，優(yōu)勢度指數(shù)均為0.0658。

表2 后河國家級自然保護(hù)區(qū)各季蛾類優(yōu)勢種的優(yōu)勢度(D)

2.3 蛾類昆蟲群落季節(jié)多樣性

從表3來看，夏季的等級多樣性指數(shù)及豐富度指數(shù)都是最高的，分別為10.5539和117。然后依次是秋季和春季。但是春季的均勻度指數(shù)最高，為2.4049。接著是夏季和秋季。從全年來看，后河國家級自然保護(hù)區(qū)的蛾類昆蟲等級多樣性指數(shù)H(FGS)達(dá)到了11.5530，均勻度指數(shù)達(dá)到了2.1296。這表明后河國家級自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中的蛾類昆蟲群落結(jié)構(gòu)合理，比較穩(wěn)定。從圖1可以看出，后河國家級自然保護(hù)區(qū)的蛾類昆蟲的個(gè)體數(shù)和物種數(shù)的變化趨勢是一致的。夏季的個(gè)體數(shù)和物種數(shù)最多，這與該季氣候適宜大多數(shù)昆蟲的繁殖，是它們種群繁衍盛期有關(guān)[31]。

表3 后河國家級自然保護(hù)區(qū)蛾類昆蟲的豐富度、等級多樣性指數(shù)和均勻度

H(F)：科級多樣性指數(shù)indices of family diversity；H(G)：屬級多樣性指數(shù)indices of generic diversity；H(S): 種級多樣性指數(shù) indices of species diversity；H(FGS):等級多樣性指數(shù) indices of gradational diversity

圖1 后河國家級自然保護(hù)區(qū)蛾類昆蟲群落季節(jié)動(dòng)態(tài) Fig.1 The seasonal dynamic of insect community in Houhe National Nature Reserve

3 討論

后河國家級自然保護(hù)區(qū)的蛾類昆蟲群落由21科173屬227種組成，其中全年的優(yōu)勢類群是夜蛾科和尺蛾科，優(yōu)勢種是咖啡豹蠹蛾。不同季節(jié)保護(hù)區(qū)內(nèi)的蛾類昆蟲群落組成有所變化，并且各項(xiàng)多樣性指數(shù)有所不同，但基本上都是夏季指數(shù)最高。這也表明當(dāng)?shù)叵募镜臏貪穸雀m合蛾類昆蟲群落物種增長。

保護(hù)區(qū)內(nèi)的蛾類昆蟲群落多樣性指數(shù)達(dá)到了11.5530，說明該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境良好，蛾類昆蟲群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜。本研究發(fā)現(xiàn)保護(hù)區(qū)內(nèi)不同季節(jié)的蛾類昆蟲群落多樣性指數(shù)與均勻度并不一致，表現(xiàn)為生態(tài)位優(yōu)先占領(lǐng)假說，這和尤平等[32]、賈彥霞等[33]的研究結(jié)果是一致的。馬玲等[34]認(rèn)為昆蟲群落多樣性指數(shù)與均勻度不一致表明環(huán)境質(zhì)量好，因此本研究結(jié)果體現(xiàn)出后河國家級自然保護(hù)區(qū)的總體生態(tài)環(huán)境良好。

植被狀況、寄主植物豐度、氣候、人為活動(dòng)等多種因子都會(huì)對蛾類昆蟲群落多樣性產(chǎn)生影響，蛾類昆蟲群落結(jié)構(gòu)能夠很好地保持同保護(hù)區(qū)內(nèi)豐富植物資源和生態(tài)保護(hù)措施密切相關(guān)。昆蟲是森林生態(tài)系統(tǒng)中物種多樣性的重要組成部分，在森林物質(zhì)和能量流動(dòng)與轉(zhuǎn)化中起著不可忽視的作用。有學(xué)者[35-36]認(rèn)為許多蛾類昆蟲對森林環(huán)境變化敏感，其分布狀態(tài)及種群動(dòng)態(tài)可以很好地反映森林生態(tài)系統(tǒng)狀況，可作為自然保護(hù)區(qū)的質(zhì)量評價(jià)和環(huán)境監(jiān)測的指標(biāo)。當(dāng)然，其對森林生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評價(jià)和環(huán)境監(jiān)測中的指示作用還有待于進(jìn)一步研究。

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Seasonal moth diversity in Houhe National Nature Reserve

ZHA Yuping1,*, LUO Qigui2, XU Fen2, CHEN Jingyuan1, XIANG Qibo3, XIANG Minggui3

1 Hubei Academy of Forestry, Wuhan 430075, China 2HuazhongNormalUniversity,Wuhan430079,China3HouheNationalNatureReserve,Wufeng440000,China

Houhe National Nature Reserve is located in the junction of Hubei and Hunan provinces (29°59′—30°10′ N, 110°22′—110°52′E) in the Wuling mountains adjacent to Hupingshan National Nature Reserve of Hunan Province. The favorable natural environment of Houhe National Nature Reserve provides good conditions for insect reproduction. A field investigation of moth diversity was performed in this Reserve, with sampling locations in Maoping, Wantan, and Duling. Light traps were used to collect moth samples, and the specimens were identified in the laboratory. Indices of species richness (S), diversity (H), evenness (J), and dominance (D) of the community were examined at the family, genus, and species levels in spring, summer, and autumn by assessing α-diversity. A total of 227 species belonging to 173 genera in 21 families were collected. Noctuidae was the richest family (S= 62). TheSvalue of Geometridae was 58, and that of Pyralidae was 25. However, Geometridae had the largest number of individuals (n= 423), followed by Arctiidae (n= 351) and Noctuidae (n= 336). The dominant species in Houhe National Nature Reserve wereZeuzeracaffeaeNietner,SeudyraflavidaLeech,Agyllaramelana(Moore), andEilemaflavicosta(Moore). The richness, diversity, evenness, and dominance indices of the moth community changed seasonally. Species richness and diversity were highest in summer, while evenness and dominance were highest in spring. Species richness in summer was 117, and summerHvalues for family, genus, and species were 2.22, 4.05, and 4.29, respectively. The evenness and dominance indices in spring were 2.40 and 0.12, respectively. From these results, we conclude that the environmental quality in Houhe National Nature Reserve is good.

moth; diversity; Houhe National Nature Reserve; species richness; evenness; dominance

湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2002AB106)；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30901154)

2015- 03- 14;

日期:2015- 12- 14

10.5846/stxb201503140494

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zhayuping@163.com

查玉平，駱啟桂，徐芬，陳京元，向啟波，向明貴.后河國家級自然保護(hù)區(qū)蛾類昆蟲的季節(jié)多樣性.生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(17):5575- 5580.

Zha Y P, Luo Q G, Xu F, Chen J Y, Xiang Q B, Xiang M G.Seasonal moth diversity in Houhe National Nature Reserve.Acta Ecologica Sinica,2016,36(17):5575- 5580.