武夷山國家級自然保護區夏季蛾類昆蟲多樣性調查及區系分析

閆振天，何憶，付文博，張馨丹，邱潔，吳佳峰，陳斌

重慶師范大學 昆蟲與分子生物學研究所/媒介昆蟲重慶市重點實驗室，重慶 401331

鱗翅目是昆蟲綱里僅次于鞘翅目的一個大目，包括蛾類和蝴蝶，其中蛾類為絕大多數，占比約90%．蛾類隸屬于節肢動物門Arthropoda昆蟲綱Insecta鱗翅目Lepidoptera異角亞目Heterocera．昆蟲資源是自然界寶貴的生命基因庫，其種類豐富多樣，占據著森林生態系統最終的一環——昆蟲子系統[1-3]．雖然蛾類幼蟲絕大多數取食農林作物，許多種類更是農林害蟲，但家蠶這種以產絲為主的蛾類是重要的資源昆蟲．蛾類還可以作為農林作物、農林植物的重要傳粉者，有些種類在食用、飼料、觀賞等方面具有較大的發展前景．

武夷山國家級自然保護區位于江西與福建西北部兩省交界處，位于武夷山脈北段，地理位置在東經117°27′～117°51′，北緯27°33′～27°54′，南北長52 km，東西寬22 km，總面積565.27 km2，主峰黃崗山海拔2 158 m，是中國大陸東南的最高峰．武夷山地貌類型豐富，植被類型多樣，包含了我國中亞熱帶地區所有的植被類型，是世界上同緯度現存面積最大、保存最完整的中亞熱帶森林生態系統，植物資源豐富，其生態環境為昆蟲提供了良好的繁衍生息場所[4-5]，因此享有“昆蟲的世界”“世界生物模式標本產地”等美譽．

對福建省蛾類昆蟲較為明確的記錄最早見于1982年趙修復[6]的《福建昆蟲名錄》．1999年，吳焰玉等[7]在現有資料的基礎上統計得到該保護區鱗翅目46科879種．2001年，劉信種等[8]出版了《江西武夷山國家級自然保護區科學考察報告集》，記載了武夷山31科589種蛾類昆蟲．同年，黃邦侃[9]在《福建昆蟲志》中記載了福建蛾類昆蟲58科1 788種，含10新種，3新屬，11中國新紀錄種，13福建新紀錄種，6特有種．2003年，汪家社等[10]出版了《武夷山自然保護區螟蛾科昆蟲志》，記載了12亞科183屬398種，其中新發現9種，中國新紀錄15種．2006年、2007年，汪家社[11-12]分別對武夷山自然保護區的螟蛾亞科昆蟲、水螟亞科昆蟲的多樣性進行了研究．2012年，在以前研究成果和項目研究的基礎上，福建省科學技術廳[13]編著的《中國·福建武夷山生物多樣性研究信息平臺》記載了武夷山46科729屬1 346種蛾類昆蟲．林濤等[14-15]整理記載了武夷山自然保護區天蛾科昆蟲33屬、75種和亞種，發現了9種福建省新記錄種．2013年，程松林等[16]歸總江西武夷山國家級自然保護區昆蟲綱增加物種紀錄為59種，其中9種蛾類昆蟲是福建武夷山國家自然保護區蛾類昆蟲新紀錄種．2014年，徐新宇等[17]報道確認江西武夷山國家級自然保護區內天蛾總科昆蟲共4亞科、19屬、32種，對比后發現武夷山國家自然保護區蛾類昆蟲種類增加了1屬2種新紀錄種．

近年來，隨著自然環境和氣候的變化，以及武夷山旅游和茶園經濟開發日益擴大，生物資源特別是昆蟲資源數量受到較大的影響，為了了解武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲的資源情況，保護和利用昆蟲資源，促進生態系統的可持續發展，本課題組對2018-2019年采集到的蛾類昆蟲進行了多樣性調查及區系分析研究，以期為該地區開展蛾類昆蟲的資源研究提供依據，更好地保護、開發和利用武夷山國家自然保護區的蛾類昆蟲．

1 材料與方法

1.1 標本采集分布地及采集方式

本研究根據武夷山自然保護區的地形、地貌、氣候、生態系統類型等特點，為了能夠對武夷山昆蟲多樣性進行較為全面的觀測和調查，總共進行了2次調查，分別在2018年7-9月和2019年7-9月．夜間燈誘點共9個，主要采取網捕及黑光燈、日光燈誘集(表1)．

表1 福建武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲調查標本采集分布地及采集方式

1.2 標本制作與鑒定

2018-2019年在武夷山國家級自然保護區的不同生境下通過網捕及黑光燈、日光燈誘集等方法采集蛾類，用毒瓶殺死后裝入三角紙包中，后續帶回實驗室進行標本制作．采樣地點盡可能地覆蓋了武夷山自然保護區的重要生物多樣性保護樣地，以及不同的生境、海拔、植被群落．

在實驗室內將采集到的標本進行回軟、整姿、定形，放在通風櫥中干燥，兩周后收納到標本盒中進行鑒定和插標簽．根據蛾類外形參照相關資料[9，18-22]對其進行初步鑒定，在此基礎上未能鑒定到種的蛾類標本再送至專家進行再次鑒定．由于不同時期的學者從不同角度研究鱗翅目分類會有不同的結論，因此本課題組對蛾類的分類界元采用了國際上較為流行的分類方法，將本次采集到的蛾類分為16科，即刺蛾科Limacodidae、斑蛾科Zygaenidae、木蠹蛾科Cossidae、螟蛾科Pyralidae、草螟科Crambidae、枯葉蛾科Lasiocampidae、大蠶蛾科Saturniidae、天蛾科Sphingidae、鉤蛾科Drepanidae、尺蛾科Geometridae、舟蛾科Notodontidae、夜蛾科Noctuidae、燈蛾科Arcitiidae、鹿蛾科Ctenuchidae、毒蛾科Lymantriidae、波紋蛾科Thyatiridae．

1.3 數據計算方法

本研究采用Menhinick豐富度指數對蛾類種類豐富度進行分析，Menhinick豐富度指數以種的數目和全部種的個體總數很好地表示了物種的多樣性．其計算公式為：

式(1)中ds為物種豐富度指數，G為各科的科內物種數，Ns為各科的科內個體總數．

2 結果與分析

2.1 種類鑒定結果

通過2018-2019年的野外系統調查，共采集蛾類昆蟲樣本370只，通過形態學鑒定，它們隸屬于16科111屬142種．其中，大蠶蛾科5屬6種，天蛾科14屬19種，舟蛾科15屬19種，燈蛾科9屬11種，鹿蛾科1屬1種，斑蛾科2屬2種，枯葉蛾科4屬4種，木蠹蛾科2屬2種，螟蛾科3屬3種，草螟科6屬8種，波紋蛾科1屬1種，夜蛾科15屬18種，鉤蛾科5屬9種，刺蛾科2屬4種，尺蛾科23屬27種，毒蛾科4屬8種(表2)．

表2 本次采集的福建武夷山國家級自然保護區蛾類種類屬種數量及占比

將本次鑒定結果與前人研究結果對比后發現，武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲種類新增新紀錄屬11屬，新紀錄種28種；新增福建省新紀錄屬10屬，新紀錄種12種．因此，結合以往的研究結果[13]，武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲種類上升到46科740屬1 374種．

2.2 福建武夷山國家級自然保護區蛾類物種多樣性和豐富度分析

由表2可知，該研究采集整理鑒定出的蛾類標本分別屬于16科．從屬級水平來看，從大到小依次為尺蛾科(20.72%)、舟蛾科和夜蛾科(13.51%)、天蛾科(12.61%)、燈蛾科(8.11%)、草螟科(5.41%)、大蠶蛾科和鉤蛾科(4.50%)、枯葉蛾科和毒蛾科(3.60%)、螟蛾科(2.70%)、斑蛾科和木蠹蛾科及刺蛾科(1.80%)、鹿蛾科和波紋蛾科(0.90%)．從種級水平來看，從大到小依次為尺蛾科(19.01%)、舟蛾科和天蛾科(13.38%)、夜蛾科(12.68%)、燈蛾科(7.75%)、鉤蛾科(6.34%)、草螟科和毒蛾科(5.63%)、大蠶蛾科(4.23%)、枯葉蛾科和刺蛾科(2.82%)、螟蛾科(2.11%)、斑蛾科和木蠹蛾科(1.41%)、鹿蛾科和波紋蛾科(0.70%)．從個體數上來看，從大到小依次為尺蛾科(18.11%)、天蛾科(14.05%)、夜蛾科(13.51%)、舟蛾科(10.81%)、燈蛾科(10.54%)、鉤蛾科(6.76%)、草螟科(4.86%)、大蠶蛾科(4.32%)、毒蛾科(3.78%)、枯葉蛾科和刺蛾科(3.51%)、螟蛾科(2.43%)、斑蛾科(1.89%)、鹿蛾科(0.81%)、木蠹蛾科和波紋蛾科(0.54%)．

通過比較可以明顯看出，尺蛾科在屬級水平、種級水平、個體數上都占絕對優勢，有23屬27種67頭，分別占總屬數、總物種數、總個體數的20.72%，19.01%，18.11%．鹿蛾科、波紋蛾科在屬級水平和種級水平所占百分比最低，只有1屬1種，在總屬數、總物種數中分別占0.90%，0.70%．而且，波紋蛾科與木蠹蛾科個體數也最少，只有2頭，占總個體數的0.54%．各科的屬數、物種數和個體數都有差別，表明福建武夷山國家級自然保護區蛾類種類的多樣性較高．結合本研究的結果，福建武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲種類上升到1 374種，占福建省已知總數[14]的76.85%，而武夷山國家級自然保護區只占福建省0.46%的面積，足以說明武夷山國家級自然保護區物種豐富度極高．

2.3 福建武夷山國家級自然保護區蛾類種類豐富度指數分析

根據豐富度指數從科級水平上看，從大到小依次為尺蛾科、天蛾科、夜蛾科、舟蛾科、燈蛾科、鉤蛾科、草螟科、大蠶蛾科、毒蛾科、枯葉蛾科和刺蛾科、螟蛾科、斑蛾科、鹿蛾科、木蠹蛾科和波紋蛾科．尺蛾科標本27種，共67頭，豐富度指數最高，為3.30．鹿蛾科豐富度指數最低，為0.58，只有1種，3頭標本(表3)．

表3 本次采集的福建武夷山國家級自然保護區蛾類種類豐富度指數

2.4 武夷山國家級自然保護區蛾類動物地理區系分析

2.4.1 武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲在世界動物地理區系中的分布及比例

世界動物地理分為東洋、古北、新北、澳洲、非洲、新熱帶六界，按世界動物地理區劃，武夷山國家級自然保護區屬于東洋界．由表4統計結果可知，武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲在世界動物地理區系中的歸屬情況．其中，東洋、古北共有型占優勢，共93種，占比為65.49%；其次是東洋型，東洋、古北、澳洲共有型，均為20種，占比均為14.08%；最少的是古北型，東洋、古北、非洲共有型，東洋、澳洲、新熱帶共有型，以及東洋、古北、非洲、澳洲共有型，均只有1種，占比均為0.70%．而且，包含東洋區的達到99.30%，包含古北區的達到81.69%，表明武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲以東洋區為優勢分布型，而且其多數為東洋、古北共同分布型，這與武夷山的地理位置有關，因為該研究地區處于東洋區和古北區的過渡地帶，數據結果也很好地表明了這一點．

表4 本次采集的福建武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲在世界地理動物區系中的分布及比例

2.4.2 武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲在中國動物地理區系中的分布及比例

中國動物地理區系分為了7個區，即西南、華中、華北、華南、東北、蒙新、青藏，按中國動物地理區劃，武夷山國家級自然保護區屬于華中區．由表5統計結果可知，研究地區蛾類昆蟲在中國動物地理區系中有29種分布型，其中單區型3種，占比為2.11%；雙區型5種，占比為17.61%；三區型6種，占比為7.04%；四區型6種，占比為23.24%；五區型5種，占比為23.24%；六區型2種，占比為20.42%；七區型1種，占比為6.34%．由此可見，四區型、五區型的種類最多，單區型最少．在區系成分中含華中區的蛾類種類達到了136種，占比為95.77%，其次是華南區，達到了135種，占比為95.07%，往后依次為西南區、青藏區、華北區、東北區、蒙新區，分別占比為71.13%，69.72%，54.93%，26.06%，21.83%．華中區、華南區的蛾類昆蟲種類占據了極大優勢，這與武夷山國家級自然保護區處于華中區，且極其靠近華南區的地理特點相符合．在這些分布型中“西南—華中—華南—青藏”種數最高，占27種；其次是“西南—華中—華南—華北—青藏”占26種；然后是“華中-華南”占19種；說明武夷山自然保護區蛾類昆蟲大部分為跨區分布的種類，在中國地理區劃中主要是華中區、華南區、西南區、青藏區占優勢，這與其地理位置有較大關系．福建武夷山國家級自然保護區在中國動物地理區系劃分中屬于華中區，與華南、西南、華北區相鄰，但卻與青藏區較遠，而在分布中青藏區卻占比較高，這可能與以下原因有關：① 大多數蛾類昆蟲分布地都有四川，而四川跨華中、西南、青藏三區；② 蛾類昆蟲本身具有極強的遷飛能力．

表5 本次采集的福建武夷山國家自然保護區蛾類昆蟲在中國地理動物區系中的分布及比例

續表5

3 討論與結論

本次調查共獲得武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲標本370頭．通過形態分類鑒定，共16科111屬142種，其中刺蛾科2屬4種13只，斑蛾科2屬2種7只，木蠹蛾科2屬2種2只，螟蛾科3屬3種9只，草螟科6屬8種18只，枯葉蛾科4屬4種13只，大蠶蛾科5屬6種16只，天蛾科14屬19種52只，鉤蛾科5屬9種25只，尺蛾科23屬27種67只，舟蛾科15屬19種40只，夜蛾科15屬18種50只，燈蛾科9屬11種39只，鹿蛾科1屬1種3只，毒蛾科4屬8種14只，波紋蛾科1屬1種2只．課題組發現了武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲新紀錄屬11屬，新紀錄種28種，福建蛾類昆蟲新紀錄屬10屬，新紀錄種12種，結合以往的研究結果，武夷山國家級自然保護區已知蛾類昆蟲種類上升到46科740屬1 374種，這對武夷山國家級自然保護區已知蛾類昆蟲種類的保護、開發和利用具有重要的科學價值，為該地區開展蛾類昆蟲資源研究提供了科學依據．由于蛾類昆蟲種類較繁雜，鑒定較難，而且采集人員較少、采集面積覆蓋廣度有限，因此本次調查鑒定出的蛾類昆蟲只占武夷山國家級自然保護區記載的一小部分，該保護區還有大量已記載的蛾類昆蟲未被采集到，今后需要對武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲進行深度調查，檢測時間加長，采集覆蓋面擴大，盡可能涵蓋各種生境和季節，進一步弄清該自然保護區蛾類昆蟲的種類及其多樣性．

武夷山國家級自然保護區處于東洋區和古北區的過渡地帶，在區系分析中武夷山國家級自然保護區的蛾類昆蟲以東洋區為優勢分布型，而且其多數為東洋、古北共同分布，這一結果與該地區的地理位置相符合．武夷山國家級自然保護區蛾類昆蟲在中國動物地理區系中大部分為跨區分布的種類，在中國地理區劃中主要是華中區、華南區、西南區、青藏區占優勢，這與其地理位置有較大關系．物種分布型由物種的生物學、自然地理和歷史氣候等共同決定，氣候、溫度、環境等因素變化也會影響蛾類昆蟲的分布，而且蛾類昆蟲本身具有很強的遷飛能力，此次調查就發現了在該研究地區未記載過的28種新紀錄種．因此，對該地區蛾類進行系統性和全面性的調查必須長時間、大面積地檢測，且需要更進一步完善采集過程．