杨丽坤,任国栋,董赛红
(河北大学 生命科学学院,河北 保定 071002)
河北省小五台山自然保护区成立于1983年11月,并于2002年7月被批建为国家级自然保护区,其行政管辖隶属张家口市蔚县、涿鹿两县,属暖温带大陆季风型山地气候,一年中四季鲜明,降水量大且多集中在夏季,因境内有东、西、南、北、中五台而得名,其中东台海拔2 882m,为河北省最高峰.小五台山土壤的垂直变化导致了植被的垂直差异,其植被类型从高海拔到低海拔可分为7个垂直分布带,而复杂的气候条件和丰富的植物资源又孕育了丰富的动物物种资源,目前保护区已记录野生高等植物106科486属1 350种,占河北全省 总数的50%;陆 生 脊 椎 动 物4 纲18 目49 科137 种;昆 虫 资 源16 目203 科2 404 种;真 菌 和 粘 菌135属468种[1-3],使得小五台山享有“华北地区物种基因库”的美誉.
小五台山昆虫区系形成的时期基本与喜马拉雅山脉和青藏高原地区昆虫区系相似,形成于退海成陆之后.在此前由于没有高大山体阻隔,古北界和东洋界的昆虫成分可以在本地区自由交流;在此后,物种交流被大量天然屏障所阻隔,以古北界为主体的新的昆虫区系面貌逐渐形成.昆虫的区系组成和性质也随其自然选择性和适应进化而改变,即一些、甚至是大量昆虫可能因为不适应新环境而灭亡,也可能因为适应新环境而进化成更多的新类型,构成了现在的小五台山全昆虫区系,这就是本地区特有种比较丰富的原因之一.
对于小五台山的昆虫,一些学者对其进行了研究与分析[1,4-16],但对小五台山昆虫区系的组成与分析未见报道.
2007-2009年,河北大学与小五台山自然保护区管理局联手组织国内40余位专家进行了昆虫资源考察和资料整理,共计获得3 000多种昆虫和蛛形动物.本文仅根据昆虫考察结果,对其区系组成和性质进行初步分析.
研究材料来自2007~2009年间对小五台山自然保护区昆虫资源的考察和资料整理结果,其中包括大量河北大学博物馆鉴定的物种,一些种类来自河北大学组织完成的5卷《河北动物志》[17]和《中国动物志》[18-19]等相关资料记录.
中国动物地理区和昆虫分布类型均参考张荣祖[20]、陈学新[21]观点,欧亚大陆的温带陆地,包括不列颠群岛和日本构成古北界;东洋界包括亚洲南部和位于巽他大陆架上的一些大岛(加里曼丹、苏门答腊、爪哇)以及菲律宾,东达帝汶岛的西里伯斯和小巽他群岛,形成一条过渡到大洋洲区的地带;在伊朗则有一个向西到古北区的过渡带;喜马拉雅山以及它的东部和西部的延长部分在古北区和东洋区之间形成一条从东到西的屏障.本文将分布地在古北界的昆虫称为“古北界成分”,分布地在东洋界的昆虫称为“东洋界成分”,小五台山特有种类称为“土著昆虫”.将分布类型按Ⅰ-Ⅵ区型分别列出,在世界各动物地理区均有分布者称为“世界广布型”,在中国各动物地理区均有分布者称为“全国分布型”,将同时分布于多个地理区者称为“跨区分布型”.
对河北省小五台山自然保护区考察获得的昆虫标本进行整理、检查,参考国内外标准进行鉴定,同时对已有专家工作整理分析,共得到该地区昆虫16目203科1 404属2 404种(表1).表1数据显示,小五台山昆虫在大类上的组成情况是:由6目137科2 115种完全变态类和10目66科289种不完全变态类组成;种级阶元组成以鳞翅目和鞘翅目为主,共占总种数的59.15%,而其他14目共占40.85%;科级组成以鞘翅目最多,鳞翅目、半翅目次之,其次为双翅目,分别占科级总数的23.65%,19.21%,19.21%和13.30%,这4目昆虫共占总种数的75.37%,构成该区昆虫区系的主体.
表1 小五台山昆虫的种类组成Tab.1 Composing of insects species from Xiaowutai mountain
依据张荣祖[20]对动物地理区划的划分观点,小五台山隶属古北界东北亚界的华北区,位于东北区和华中区的过渡地带,其昆虫种类的分布与这2个区有密切的联系,可通过分布类型看其中的联系.通过对小五台山2 382种昆虫(除分布地记载不详的22种外)的地理分布分析,该区昆虫在世界动物地理区划中可划分为6类28种分布类型,包括2个Ⅰ区型,5个Ⅱ区型,8个Ⅲ区型,7个Ⅳ区型,5个Ⅴ区型和1个世界分布型(表2).
表2显示,小五台山昆虫在世界动物地理区划中共分28个分布类型,种类最多者为古北界和东洋界共有成分,共计1 083种,占总数的45.47%;古北界成分次之,共计1 028种,占总数的43.16%,东洋界成分3种,占总数的0.13%;其他区系成分所占比例仅为11.25%.说明小五台山昆虫以古北界和东洋界共有成分为主,古北界成分占重要地位,并与东洋界关系密切,这与小五台山所处地理位置相一致.对小五台山昆虫在世界动物地理区中跨区分布类型进行复计比较(表3),也得出同样结论,含东洋界的跨区分布型复计种数17式1 288种,复计比率为54.07%;含新北界跨区分布型复计种数15式201种,占8.44%;含热带界的跨区分布型复计种数12式97种,占4.07%;含新热带界跨区分布类型的复计种数12式75种,占3.15%;含大洋界的跨区分布型复计种数11式104种,占4.37%.
表2 小五台山昆虫的地理分布类型Tab.2 Form of geographic distribution of insects from Xiaowutai mountain
表3 小五台山昆虫在世界动物地理区中跨区分布型的复计率比较Tab.3 Accumulating percentage of the spanned distribution patterns from insects from Xiaowutai mountain in zoogeographic area of the world
对小五台山昆虫在中国动物地理区中的分布进行统计分析,得到7类62个分布类型,其中Ⅰ-Ⅵ区分布型分别是1,6,15,17,16个和6个,全国广布型1个(表4).
表4 小五台山昆虫在中国动物区划中各种分布型的种数和比例Tab.4 Number and percentage of the distribution form of the insects from Xiaowutai mountain in zoogeographic area of China
续表4Continue tab.4
由表4可知,小五台山昆虫的分布类型比较复杂,它与中国其他动物区有或近或远的关系,依次是:Ⅰ区型(仅在华北区分布)311种(13.06%);Ⅱ区型(华北区+东北区)203种(8.52%);Ⅲ区型(华北区+东北区+蒙新区)194种(8.14%);在中国各动物区广泛分布者164种(6.88%);Ⅳ区型(华北区+东北区+华中区+西南区)108种(4.53%);华北区+蒙新区分布型105种(4.41%).从这些数据看出,小五台山昆虫在地理分布上与东北区关系最为密切,与华中区和蒙新区的关系次之,而与其他动物区的关系较远,这与小五台山所处的地理位置相吻合.
为进一步探讨小五台山与中国地理区之间的关系,对小五台山昆虫进行跨区分布类型的复计统计(表5).
表5显示,小五台山昆虫在中国动物区中的跨区分布类型的复计率由高到低依次是:含东北区的跨区分布型有31 式1 447种(60.74%);含华中区的跨区分布型有32式1 119种(46.98%);含蒙新区的 跨 区 分 布 型 有 31 式 1 070 种(44.92%),与 西 南 区 的 跨 区 分 布 型 有32式1 050种(44.08%);含华南区和青藏区的复计率分别为24.69%和28.17%,相对较少.同样说明小五台山昆虫的分布与东北区关系紧密,与华中区、西南区和蒙新区关系较近,与青藏区和华南区较远.
表5 小五台山昆虫在中国动物地理区跨区分布的复计率比较Tab.5 Accumulating percentage of the spanned distribution patterns from the insects from Xiaowutai mountain in zoogeographic area of China
目前已知分布于小五台山及其毗邻地区的土著昆虫17种,占总种数的0.71%.这些土著种是昆虫长期自然选择、适应该山特定气候条件的结果,同时也是生物作用该生态环境并形成适应进化特性的真实写照,尽管大量昆虫种类还需要挖掘,但从这些初步数字可以了解小五台山生态景观的特殊性.
小五台山昆虫的组成以完全变态类占优势,不完全变态类昆虫次之,前者6目137科2 115种,分别占该区昆虫目的37.50%、科的67.49%和种的87.98%;后者10 目66 科289 种,分别占该区昆虫目的62.50%、科的32.51%和种的12.02%;种类组成以鳞翅目和鞘翅目为主,占到总种数的59.15%,而其他14目仅占40.85%;科级组成以鞘翅目(48科)、鳞翅目(39科)、半翅目(39科)和双翅目(27科)最多,分别占科级总数的23.65%,19.21%,19.21%和13.30%,这4目昆虫种类占该区已知昆虫总体的84.86%.
1)研究数据显示,小五台山地处古北界向东洋界的过渡地带,其昆虫的区系组成以古北界+东洋界共有种类为主体,占总数的45.47%;古北界成分占总数的42.16%,古北界、东洋界以及2界共有成分占已知总数的88.75%,而其他地理界的成分仅占11.25%,说明其与古北界、东洋界的联系紧密,而与其他动物界的关系疏远.
2)对种类分布的复计表明,小五台山昆虫分布与东北区关系紧密,种数复计率为60.74%,与蒙新区、西南区和华中区的种数复计率相差不大,与华南区、青藏区关系疏远.表明小五台山位居华北区的东北部,它北邻东北区和蒙新区,与这2个地区的昆虫区系关系最为密切.同时也由于小五台山是华北区的组成部分,其整体性分布与往南往西延伸的黄淮平原地区、黄土高原区不无联系.
小五台地区的土著昆虫17种,占总种数的0.71%,它们是在自然选择压力下形成的适应小五台山特殊生境的进化生物.
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