應龍山森林公園不同生境昆蟲群落多樣性分析

曹天棋 趙馨宇 楊舒涵 羅志文

摘要 [目的]探明應龍山森林公園昆蟲多樣性及生境情況，為保護生態系統提供科學依據。[主法]于2020年4—9月，采用樣線法、黃盤法、網捕法在應龍山森林公園進行昆蟲采集，按生境類型對采集到的昆蟲進行種類鑒定和數量統計。[結果]共記錄昆蟲11目43科82屬88種，共3 593只，優勢種25種，其中采集到的鞘翅目種類最多，占29.39%，包括4種生境：林緣、灌叢、草甸、濕地，不同生境的昆蟲個體數量為灌叢>草甸>林緣>濕地，且昆蟲對于不同生境有相應的選擇傾向，人為干擾較少的生境中昆蟲種類豐富，昆蟲多樣性高且群落穩定性好。[結論]應龍山的昆蟲多樣性保護應首先傾向于對濕地、林緣區域采取措施。

關鍵詞 應龍山森林公園;不同生境;昆蟲群落;多樣性

中圖分類號 Q 968? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）16-0130-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.16.035?? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Diversity of Insect Communities in Different Habitats of Yinglongshan Forest Park

CAO Tian-qi， ZHAO Xin-yu， YANG Shu-han et al （Jiamusi University， Jiamusi， Heilongjiang 154007）

Abstract [Objective]To explore the insect diversity and habitat in Yinglongshan Forest Park and provide scientific basis for the protection of ecosystem. [Method]Insect collection was carried out in Yilongshan Forest Park from April 2020 to September 2020 by wire sampling， yellow disc and net trapping methods， and species identification and quantitative statistics were performed on the collected insects according to habitat type. [Result]A total of 3 593 insects belonging to 82 genera， 43 families， 11 orders were recorded in this survey， with 25 dominant species. Among them， the species of Coleoptera were the most， accounting for 29.39%， including four habitats： forest edge，shrubbery，grassy marshland and wetland. The order of individual number of insects in different habitats was shrubbery>grassy marshland>forest edge>wetland.The results of population analysis showed that insects had a tendency of selection for different habitats. There were abundant insect species， high insect diversity and good community stability in the habitats with less human disturbance， such as grassy marshland and shrubbery. [Conclusion]Insect diversity conservation should be favoured at first for wetlands， limbic areas where measures are to be taken.

Key words Yinglongshan Forest Park;Different habitats;Insect community;Diversity

物種多樣性是人類可持續發展的重要基礎，保護和利用生物多樣性是國際社會普遍關注的問題。昆蟲多樣性的調查和監測是研究和利用昆蟲多樣性的基本前提，其重要性也是顯而易見的。作為以生態學為基礎的害蟲生態調控，自然調節是生物密度制約的重要因子。近年來，通過改善農田生物多樣性和強化農田生態系統保益控害的服務功能，實現作物病蟲害生態調控已成為國內外研究的熱點[1]。應龍山森林公園位于七臺河市開發新區內，由于人們開發該地資源、增加基礎設施，破壞了當地生態環境，導致昆蟲群落多樣性也受到了較大影響。為了掌握森林公園及周邊昆蟲多樣性及分布特征，筆者對應龍山森林公園及周邊不同生境昆蟲群落多樣性進行調查，旨在為開發和利用應龍山森林公園的昆蟲資源提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 研究樣地

七臺河市地處我國東北部，位于130 °～131°44′E，45°16′～45°37′N，年平均積溫5.1 ℃。整個地勢東南高，西北低，屬于寒溫帶大陸性季風氣候，寒暑分明，雨量充沛，無霜期短。春季干旱少雨，夏季高溫多雨，秋季秋高氣爽，冬季寒冷少雪，年平均降雨量545 mm。多年平均氣溫3.7 ℃，無霜期128 d，全年主導風為西南風，冬季以西北風為主，風力最大可達7～8級。應龍山森林公園位于七臺河市北部，是七臺河市的天然氧吧，對于寬甸的生態環境和旅游文化及民眾的休閑和健身運動有著重要意義。但近年來森林公園內外道路等基礎設施、商業等公共服務設施的開發，不僅改變了原來的生境群落類型，還造成生物多樣性的變化，森林質量也有所下降。在此背景下，筆者于2020年4—9月，集中對應龍山地區昆蟲資源多樣性進行了系統調查，并對應龍山森林公園及周邊生境昆蟲多樣性進行研究，采樣地分布見圖1。

1.2 調查方法 該調查時間和頻次為每30 d調查2次，時間間隔15 d;遇天氣不良，則順延1 d。針對每條樣線，主要采用網捕法進行調查，記錄并拍攝每條樣線周圍5 m內的昆蟲種類和數量，所有昆蟲至少鑒定到科，對于現場無法鑒定的昆蟲進行標本采集和照片拍攝，帶回實驗室請相關專家鑒定。種類鑒定參考《中國昆蟲生態大圖鑒》[2]、《中國蝴蝶圖鑒》[3]、《中國北方常見金龜》[4]、《中國天牛彩色圖鑒》[5]。將采集的昆蟲帶回實驗室進行分類計數并制作標本，按昆蟲采集地點生境的不同，將生境分為濕地、林緣、草甸、灌木四大類，旨在探明應龍山森林公園昆蟲的種類及多樣性、不同生境對昆蟲分布的影響，并為合理保護原生態森林環境提供昆蟲多樣性的原始數據。

1.3 昆蟲多樣性分析

昆蟲多樣性評價主要選擇以下5個指標：物種多度 （S） 、Shannon-Wiener多樣性指數 （H′） 、Pielou均勻度指數 （E） 、Simpson優勢度指數 （C） 、Margalef豐富度指數 （D）， 計算公式：物種多度 （S） 采用昆蟲種數 S 測度[6]; Shannon-Wiener公式： H′=-P i ln P i ;Pielou均勻度指數 （E）：E=H′ /ln S ;Simpson優勢度指數： C=1-（N i/N）2;

Margalef豐富度指數： D=（S-1） /ln ?N 。式中， N i為樣地第i個物種的個體數;N為樣地內所有物種的個體數;P i為第i種個體數占總個體數（N）的比例，即P i=N i/N。

1.4 昆蟲群落相似性分析

昆蟲群落相似性采用Jaccard相似性系數 （J）進行分析。計算公式如下：J=c/（a+b）-c，（a為A生境類型中昆蟲種數，b為B生境類型中昆蟲種數，c為A、B 2種生 境類型中共有昆蟲種數）。根據Jaccard相似性系數原理，當 J 為0～0.25時，為極不相似;當 J 為>0.25～0.50時，為中等不相似;當 J 為>0.50～0.75時，為中等相似;當 J 為>0.75～1.00時，為極相似[7]。

將所有原始數據錄入Excel 2010中，并利用該軟件計算不同生境類型中的昆蟲群落多樣性指數和相似性系數。采用SPSS 20.0對數據進行統計分析，采用單因素方差分析（One-way，ANOVA）比較不同生境4類多樣性指數之間的差異，并采用最小顯著性差異（least significant difference）方法比較不同生境4類多樣性指數之間的差異顯著性（ P <0.05）[8]。昆蟲數量50頭以上為優勢種，分析不同生境類型對昆蟲群落多樣性的影響。通過Google Earth定位系統對觀測軌跡進行位點校對， TIF格式導出。繪圖使用Origin 2018。

2 結果與分析

2.1 昆蟲群落的數量特征

通過對應龍山森林公園進行采

集調查，共觀察采集到3 593頭昆蟲，隸屬11目43科82屬88種（表1）。經過對應龍山森林公園采集的昆蟲分類鑒定，在科級水平進行統計分析。對應龍山森林公園昆蟲多樣性的統計分析表明，昆蟲資源豐富。在昆蟲采集數量上鞘翅目最多，昆蟲數量采集最多的4個目，分別是鞘翅目（1 056頭）、鱗翅目（964頭）、膜翅目（540頭）、半翅目（355頭），占比分別為29.39%、26.83%、15.03%、9.88%;采集昆蟲科數最多的4個目分別是鞘翅目（12科）、鱗翅目（7科）、半翅目（6科）、雙翅目（5科），分別占總科數的27.91%、16.28%、13.95%、11.63%。

2.2 昆蟲群落的時空分布

由圖2可知，對不同生境采集到的昆蟲物種數排序為草甸>灌叢>林緣>濕地，個體數為灌叢>草甸>林緣>濕地，灌叢中昆蟲群落種類數量最多，濕地生境類型中的昆蟲種類數量最少。經計算，昆蟲數目最多的4個科分別是蟻科（404頭）、灰蝶科（311頭）、蛺蝶科（292頭）、葉甲科（278頭），分別占昆蟲總采集數的11.24%、8.66%、8.12%、7.73%。鞘翅目、鱗翅目、半翅目、雙翅目和膜翅目無論是科數還是種數都占有明顯優勢。說明上述類群在應龍山森林公園昆蟲群落中占主要地位，是應龍山森林公園昆蟲群落中的優勢目。

4—9月昆蟲物種豐富度、多樣性指數、均勻度指數、優勢度指數的時間動態見圖3。物種多樣性指數、豐富度指數和優勢度指數，4—5月上升，因為天氣轉暖，物種數增多，6月由于降雨多，昆蟲種類單一，但到9月達到最大值，可見采集時間對物種數有顯著影響 （F=3.485，P <0.05），同時對個體數有極顯著影響。多樣性指數最高出現在9月，7月時有所回升，最低出現在8月。推測與采集的溫度、天氣有關，東北天氣寒冷，4月偶爾下雪導致昆蟲種類數量極少，5—8月溫度逐漸升高，降雨量增多，9月天氣轉涼，降雨量減少。極端天氣與暴雨事件相對較多， 氣溫相對較低，可能是導致昆蟲物種數高峰期出現在9月而未觀測到許多種昆蟲的原因。植物生長較為茂盛，溫濕度適宜，昆蟲種類逐漸增多[9]。

通過對比分析4—9月昆蟲在不同生境的數量變化發現（圖2），林緣生境昆蟲數量由4月開始增加，7月達到最大值，9月呈下降趨勢，原因可能在于9月氣溫變化大，降雨量多，風力較大，且飯后散步、旅游的居民多，人為干擾較為嚴重，且周圍有放養雞、鴨、牛的農戶，會影響昆蟲的組成，高強度和低強度放牧導致灌叢、草甸的物種組成顯著不同[10]。捕食性昆蟲較少，這與以植食性昆蟲在受干擾時數量種類更多的發現一致[11];9月降溫降雨，觀測到的昆蟲逐漸減少，林緣生境中數量最多的昆蟲種類是榆紫葉甲、黃脛小車蝗、楊葉甲、白星花潛等。草甸生境昆蟲數量從4月開始增加，8月達到最大值，9月草甸昆蟲數量顯著減少，推測原因在于8月份降雨量大，可能有些昆蟲躲藏起來未被觀測記錄到。草甸生境中數量最多的昆蟲種類是薊溝無網蚜、斑點筒喙象、烏頭眉紋蟋蟀等。6月濕地生境昆蟲數量增多，原因在于氣溫升高，且采樣地在林緣不遠處，降雨量充沛，觀測到的昆蟲主要是以水黽、日本弓背蟻、黑毛蚊為主。灌叢生境中昆蟲變化趨勢為先升高后降低，推測與氣溫升高、降雨量逐漸增多有關，觀測到最多的昆蟲為藍灰蝶、銀灰蝶、烏頭眉紋蟋蟀、楊葉甲等。

2.3 不同生境昆蟲多樣性

對應龍山森林公園不同生境中昆蟲多樣性特征進行比較分析，發現不同生境類型中物種豐富度指數為草甸>灌叢>林緣>濕地，物種數排序為灌叢>草甸>林緣>濕地;灌叢和草甸生境中昆蟲物種數均超過75種，其中，草甸生境和灌叢生境類型豐富度指數和物種多度顯著高于其他2種生境（表2），原因可能在于應龍山東側平原有一處藥草種植基地，開花植物較多，草甸和灌叢正是連接種植基地與城鎮的生境類型;多樣性指數排序為草甸>濕地>灌叢>林緣，草甸生境中昆蟲多樣性指數最高，通過實地調查發現草甸植物種類也是最多的，植被種類多樣可以導致昆蟲物種多樣[12]。均勻度指數為濕地>草甸>灌叢>林緣，濕地生境中全部物種個體數目的分配均勻度最高。優勢度指數為濕地>草甸>灌叢>林緣，濕地生境類型的植被更加單一，濕地生境昆蟲群落也單一，受到人為干擾較重[13]。總體來看， 草甸生境類型物種數、個體數、多樣性指數和物種豐富度指數最高，優勢度指數較高，表明草甸生境類型昆蟲群落結構相對穩定和復雜。林緣生境類型優勢度指數、豐富度指數居中;濕地生境優勢度相對較高，但物種豐富度、多樣性較低，具有明顯的優勢種群。灌叢生境類型昆蟲優勢度偏低，均勻度較高，多樣性指數較低， 物種豐富度較高，說明昆蟲種類相對豐富，群落結構穩定，有明顯的優勢種群。

在應龍山森林公園的調查中，4種生境類型昆蟲物種相似度系數均低于0.750 0，只有草甸和灌叢生境表現為中等相似，相似度系數為0.681 8。林緣和草甸、林緣和灌叢中等不相似，草甸和濕地、濕地和灌叢表現為極不相似;林緣和濕地最低，僅0.075 5（表3）。

3 結論與討論

該研究通過數據分析得出4種生境間昆蟲種群存在顯著差異，草甸生境類型與濕地生境類型昆蟲種群存在顯著差異，其他生境類型差異不明顯。相似度系數體現出了應龍山森林公園不同生境昆蟲生態結構的相似性。該調查中，生境之間相似性系數除林緣和濕地間為極不相似（0.075 5）外，多表現為中等不相似，這是由于在調查過程中為了直觀體現不同生境間昆蟲的種類差異，盡量避免在生境過渡帶進行調查。灌叢和草甸的相似度最高，原因可能在于應龍山周邊有農田，灌叢和草甸多為農田和城鎮周邊的過渡型生境，且面積廣，少有人涉足，生境類型多樣;而人類在濕地周邊活動較為頻繁、濕地植被種類少導致濕地生境昆蟲種類單一。該研究的物種組成與其他森林公園昆蟲多樣性的調查結果基本一致[14-15]。

該研究對七臺河市應龍山森林公園昆蟲種類進行系統性調查，采集的昆蟲共涉及11個目，體現出該區域昆蟲類群的多樣性。研究中昆蟲采集的方式主要為樣線掃網，結合黃盤法，因條件無法支持故未在夜晚采集昆蟲，蛾類在采集中獲取的昆蟲數量較少。調查結果顯示，應龍山森林公園優勢昆蟲隸屬于半翅目、雙翅目、鱗翅目、鞘翅目、直翅目和膜翅目等。采集的最優勢的5個科的昆蟲有2種隸屬鱗翅目，1種為半翅目作物害蟲且多采集于農田周邊的草甸和灌叢中。在應龍山森林公園南部草甸、灌叢中發現多種半翅目類群的昆蟲，數量較多但不同調查點優勢科不同，灌叢生境類型多為2類生境的中間過渡帶，有多種的生境覆蓋[16]，但通過調查研究發現灌叢中各類害蟲猖獗，極大破壞了生態平衡，植食性昆蟲危害園林生態，天敵昆蟲種類數量不足以解決害蟲的發生，建議園林部門采取相關措施防治害蟲，保護森林環境，及時防止蟲害繼續蔓延到周邊農田及原始森林環境;造成害蟲大量發生的原因可能在于開發應龍山森林公園，游客數量增加，人為干擾嚴重導致自然生態被破壞。產生這一結果的主要原因可能是近年來應龍山森林公園的大面積改造破壞了生境的穩定性，從而對昆蟲群落產生了較大影響[17]，而土地利用在很大程度上決定了許多生物的系統發育多樣性[18]。應龍山森林公園的森林生態系統以針葉林和闊葉林為主要生境，昆蟲生存環境生境多樣，優勢種個體數量多，榆紫葉甲（ Ambrostoma quadriimpressum）、楊葉甲（Chrysonieln populi）、白星花潛（Potosia brevitarsis）等植食性昆蟲數量多，危害森林公園中楊樹（Populus L）、榆樹（Ulmus pumila）、旱柳（Salix matsudana）、蒙古櫟（Quercus mongolica）， 且天敵昆蟲數量少。

因此，在規劃建設應龍山森林公園的過程中建議考慮如下方面：①對應龍山森林公園的昆蟲資源進行系統調查研究，優先保護具有重要生態服務功能和受威脅的昆蟲群落;②對市民和游客進行宣傳教育，普及保護生物多樣性的科學知識，避免人類活動的過度干擾。

4 展望

該研究僅從數量上對不同時間、不同生境類型中昆蟲群落的相似性進行了初步研究，下一步可對昆蟲特異性種類進行深入調查，進一步研究昆蟲與寄主植物、棲息環境的相互關系等，為分析保護生態系統的變化規律提供科學依據。森林管理應同時考慮林分內樹種豐富度和景觀尺度的森林隔離度，以激發對昆蟲和病原體的抗性[19]。應對害蟲防治，主要基于“預防為主，生態優先，整合治理，精準施策”的原則，由于應龍山森林公園害蟲泛濫即將成災，建議園林部門采取生態調控技術、結合生物防治和合理的化學防治等手段，構建 “經濟、簡便、有效”的生態技術體系，將害蟲控制在生態經濟閾值水平之下[20-21]。

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