湖南省4个自然保护区蝶类多样性与相似性研究

丁艮凤 刘洋 曾爱平 游兰韶

摘要：对湖南省南岳、壶瓶山、天平山和舜皇山4个自然保护区蝶类资源进行了系统的调查，共鉴定4个自然保护区蝶类398种，分属于11科，169属。利用Jacard的相似性系数计算方法对4个保护区蝶类的区系相似性进行对比，并通过UPGMA聚类运算验证。结果显示南岳和舜皇山两个保护区的相似性系数大于0.6，为中等相似水平；南岳、舜皇山和壶瓶山、天平山4个保护区的相似性系数都在0.4以下，为中等不相似，并分析了原因，给出了4个自然保护区蝶类分布的相似性聚类图。

关键词： 蝶类资源；多样性；相似性系数；自然保护区；湖南省

中图分类号：Q969.44 文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.01.024

Study on Diversity and Similarity of Butterfly in Four Nature Reserves in Hunan

DING Gen-feng,LIU Yang, ZENG Ai-ping, YOU Lan-shao

(College of Bio-Safety Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ:Surveys on butterfly were conducted on Nanyue, Hupingshan, Tianpingshan and Shunhuangshan nature reserve in Hunan, 398 species in 169 genera of 11 famies were recorded in the study. The similarities among 4 nature reserve were studied by using clustering analysis with Jaccards similarity coefficient in this paper. The results showed that the similarity coefficient between Nanyue and Shunhuangshan nature reserve came up to 0.6. Similarity coefficient between Nanyue, Shunhuangshan and Hupingshan, Tianpingshan nature reserve was lower than 0.4. According to the result of faunal analysis similarity, similarity coefficient between Nanyue and Shunhuangshan nature reserve was high, mainly because of the geographical position, latitude and forestry vegetation were very similar. The 0.4 similarity coefficient between Nanyue, Shunhuangshan and Hupingshan, Tianpingshan nature reserve, mainly were the cause of geographical position, because both the formerly were located in central-south of Hunan, both the latterly were located near West-North of Hunan. Finally, dendrogram of butterfly in 4 nature reserve was also present.

Key words: butterfly resource; diversity; similarity coefficient; nature reserve; Hunan

中国动物地理区划中，古北界被分为4个区，即东北区、华北区、蒙新区、青藏区；东洋界被分为3个区，即西南区、华南区、华中区[1]。湖南省属华中区，地处北纬24°39′~30°28′，东经108°47′~114°45′之间，位于长江中游南岸，东临江西，南毗广西和广东，西接四川、贵州，北连湖北。境内东、南、西3面环山，幕阜山、罗霄山绵亘于东，五岭山脉屏障于南，武陵山、雪峰山逶迤于西，因西部与云贵高原相连，地势较东部高。中部大部分为丘陵盆地。北部有中国第二大淡水湖——洞庭湖。全省整体地势特征是：西、南、东三面地势高，向中部和东北部倾斜，形成一个马蹄形向北敞口的不完整性盆地状态[2]。自然保护区是陆地生态系统中结构最完美、功能最稳定、物种最丰富的自然生态系统，保存了许多珍稀物种，其动植物种类极具代表性。研究自然保护区系相似性对于各个自然保护区的管理有一定的意义。李密等[3]曾对湖南省自然保护区的天蛾科昆虫的相似性做过初步的研究。

笔者对壶瓶山、天平山、南岳和舜皇山4个自然保护区[4]的蝶类资源进行系统的对比，研究其区系相似性，以期为中国蝶类区系研究提供参考资料。

1材料和方法

1.1确定湖南省蝶类种类名录

本研究对湖南农业大学昆虫标本室蝶类标本进行整理鉴定，仔细核对了保存在湖南省林科院由中国科学院动物研究所方承莱、赵仲苓鉴定的150多种标本，并参考《湖南森林昆虫图鉴》等国内可信的专著和论文的蝶类名录[5-16]，确定湖南省蝴蝶种类名录，调研了在几个自然保护区的分布情况，所有种类均有可靠的来源和记录。

1.2自然保护区的选择

湖南省共有政府设立的自然保护区23个[4]，为了得到准确的研究结果，我们选择了已鉴定有较多蝶类标本，年代较久远的湘西、湘南各2个大的自然保护区作研究对象。

1.3数据处理方法

首先，采用Jacard的二元相似性系数公式来衡量4大自然保护区中蝴蝶种类分布的差异程度：SI=C/(A+B-C)；其中，A、B分别为要进行比较的两个不同地区的蝴蝶种类数量，C为两个区的共同种类数量，SI为相似性系数。当SI值为0.25～0.5时，为中等不相似；当SI值为0.5～0.75时，为中等相似；当SI大于0.75时，为极相似。然后运用phylip3.6软件进行UPGMA聚类运算验证[3]。

2结果与分析

2.14个自然保护区概况

2.1.1衡山南岳自然保护区衡山南岳自然保护区位于湖南省中南部，衡山县城以西的30 km处，地处东经112°45′，北纬27°12′，属湘中丘陵地区，海拔400~1 000 m，最高点祝融峰海拔1 289.8 m。共有古木大树45科、109种，均为珍贵濒危树种，本区现有蝶类245种。

2.1.2石门壶瓶山自然保护区壶瓶山自然保护区地处湖南省最北端，常德石门县西北，地处东经110°29′~110°59′,北纬29°58′。北与湖北鹤峰、五峰两县交界，是武陵山脉与鄂西山地相连处，有海拔1 000 m以上山峰26座，主峰虎坪2 098.7 m。气候温暖湿润，保护对象为第三纪孑遗的许多古老树种及珍稀兽类，本区有蝶类162种。

2.1.3桑植天平山自然保护区天平山自然保护区在湖南省西部，应包括在八大公山自然保护区内，位于桑植县的西北边境，西北部与湖北的宣恩、鹤峰相邻，位于云贵高原东侧，鄂西山地南端，属武陵山脉中山及中山山原地貌，地理位置为东经110°06′，北纬29°24′，最高峰海拔1 890.4 m。峰峦林立，植被丰富，气候温凉。受第四纪冰川影响较小，保存有大量的第三纪植物及延续下来的原始次生林。有国家规定的珍稀物种18种。本区现有蝶类193种。

2.1.4东安舜皇山自然保护区舜皇山跨新宁、东安两地，分别称新宁舜皇山自然保护区（东经111°02′，北纬26°25′）和东安舜皇山自然保护区（东经110°59′，北纬26°17′）。东安舜皇山在湖南省中南部，南与广西资源、龙胜交界，西与新宁舜皇山相邻。本区地处越城岭主脉东坡，湘江水系杨江上游，海拔1 500 m以上高峰17座，最高海拔1 882.4 m，气候温湿多雨，保护对象为珍贵的动植物种类，其中珍稀濒危树种18种，二级保护植物10种，有蝶类302种。

2.24个自然保护区蝶类资源的种类组成

经过调查整理、鉴定湖南省壶瓶山、天平山、衡山南岳、舜皇山4个自然保护区蝶类共398种，隶属于169属，11科。其中以蛱蝶科种类最多，有42属120种；其次为灰蝶科41属，61种；再次为弄蝶科，共36属69种，4个自然保护区蝴蝶种类的具体分布情况如表1。

从地域分布情况来看舜皇山蝴蝶种类最多，达302种，衡山南岳次之，有245种；壶瓶山和天平山分别为162和173种。各个自然保护区蝴蝶分布具体种数见表2。

2.3各保护区蝶类的相似度研究

应用Jaccard相似性系数的计算公式，将南岳、壶瓶山、天平山、舜皇山4个自然保护区的蝶类在种水平上的相似性进行了分析，结果见表3。

表3的结果显示，南岳和舜皇山两个自然保护区的相似性系数较高，大于0.6，为中等相似。天平山和壶瓶山及南岳的相似性系数只在0.4~0.5之间，为中等不相似；而衡山南岳和壶瓶山、天平山，壶瓶山和天平山的相似性系数处于0.3~0.4，为中等不相似。同时，运用phylip3.6软件进行UPGMA聚类运算，结果显示，南岳与舜皇山两个自然护区最先聚为一类，壶瓶山和天平山聚在一起。此结果可能与各保护区的地理位置(经纬度)、海拔、气候、林木及农业植物分布状况有关。

3结论与讨论

研究自然保护区昆虫区系的相似性系数，有助于说明自然保护区的群落结构及稳定性是否相似。从生物地理学的角度来说，不同的动物分布区系间由于地理屏障及气候差异的存在，昆虫种类和数量亦有明显的差异，一般区系距离越远，差异也越大，则相似性系数较低。

（1）根据蝶类相似性系数的系统聚类结果，南岳和舜皇山的两个保护区之间的相似性系数大于0.6，为中等相似，说明其群落稳定性基本相似。主要原因是两个自然保护区所处的经纬度相近，林木及农业植物（蝶类幼虫的食料）等植被条件相似[17]，海拔及气候条件相近。壶瓶山和天平山两个自然保护区虽为中等不相似，但两者的相似性系数亦接近0.5，主要是两个自然保护区都在湘西北，基本处于相同的经纬度上。

此外，舜皇山、南岳与壶瓶山、天平山4个自然保护区的相似性系数都在0.4以下，主要是从地理分布情况来看，南岳衡山和舜皇山处于湘中南部，而壶瓶山和天平山都处于湖南西北部，纬度差别较大，所以相似性系数也较低。本项研究所得的结果与李密等[3]对天蛾科昆虫所得的聚类分析研究结果基本相同。

（2）世界动物区系分为6大动物区，区域的划分则很大程度上受人为因素的影响，为便于管理，丁艮凤等[18]的湖南省蝶类地理区划分析研究，根据湖南省433种蝶类资源的聚类分析结果，将湖南省蝶类分为3个分布区。其聚类分析研究结果与本项研究的聚类分析结果基本吻合。

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收稿日期：2011-09-06；修订日期：2011-12-26

基金项目：湖南省教育厅基金项目（06C415）；湖南省科技厅项目(2010NK3011)；湖南省自然科学基金蝶类资源项目(95-23)

作者简介：丁艮凤(1986-), 女, 重庆人, 在读硕士生,主要从事昆虫系统学及生物防治研究。通讯作者为曾爱平。