商丘市睢阳区直翅目昆虫的群落特征及多样性研究

王玉玲,张霁

(1.商丘师范学院 生物与食品学院，河南 商丘 476000；2.商丘职业技术学院，河南 商丘 476000)

商丘市睢阳区直翅目昆虫的群落特征及多样性研究

王玉玲1,张霁2

(1.商丘师范学院 生物与食品学院，河南 商丘 476000；2.商丘职业技术学院，河南 商丘 476000)

在2015年9月、10月和2016年6月、7月间，在商丘市睢阳区选择了4种不同的样地，利用挖掘法、捕网法等方法，对当地的直翅目昆虫进行了广泛的采集和分类鉴定.共获直翅目昆虫500多头,隶属11科20属22种.利用物种多样性指数、丰富度指数、优势度指数、均匀度指数及相似性指数对所采集的标本进行了多样性分析.结果表明，荒地的多样性指数最高,物种丰富；而林区、草地因受植物的分布和人为干扰较大,物种较少多样性较低.

直翅目昆虫；多样性；生境；商丘市睢阳区

直翅目(Orthoptera)属于节肢动物门(Arthropoda)昆虫纲(Insecta),是昆虫纲中的一大类群，所占比例较大,包括蝗虫、蟋蟀和蝼蛄等.其中很多种类都是重要的农业害虫.如蝗虫，其种类较多，数量较大，危害农作物严重，是农林牧业的重要害虫.但也有些直翅目昆虫则作为观赏娱乐资源昆虫,如某些蟋蟀自古以来就是人们所喜爱的鸣虫.由此可见，直翅目昆虫的分类研究可为农业害虫的防治提供指导，同时也能弥补直翅目昆虫在该地区研究的空白.

全世界已知直翅目昆虫有18000余种，隶属于64种3500属.中国已知有800余种.近年来我国对直翅目昆虫的研究有了很大的进展，水平也有所提高.本文通过对当地直翅目昆虫的分析研究，希望能对该地区生态系统的研究提供基础材料.

1 研究地概况

睢阳区原称商丘县，现为商丘市两个辖区之一，地处黄淮平原，地理坐标为北纬33°43′～34°52′，东经114°49′～116°39′.东西横距168 km，南北纵距128 km.属暖温带季风气候，主要特点是春季温暖多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽日照长，冬季寒冷少雨雪，年平均气温在13．9～14．3 ℃之间，年平均日照时数为2204．4～2427．6 h，无霜期平均为207～214 d.睢阳区气候适宜，土地肥沃，农副产品资源丰富.盛产小麦、玉米、棉花、花生、油菜、大豆、烟叶、瓜菜等，是国家商品粮、优质棉基地和黄淮平原农业开发区，也是闻名全国的“泡桐之乡”.

2 样地选择与研究方法

2.1 样地选择

根据直翅目昆虫的生长周期和栖息特点,我们课题组的成员于2015年9月、10月和2016年6月、7月，在商丘市睢阳区选择了不同的样地进行两次调查采集，选定的4种样地分别为草地、林区、荒地和农田.各样地的特点如下：草地：受一定的人为干扰，主要的植被有：虎耳草(SaxifragaStolonifera(L.)Ineerb)、泽漆(E.helioscopia L.)、田青(Sesbania Cannabina .(Retz)Pers)等；林区：主要植被有法国梧桐(PlatanusorientalisL)、垂柳(SalixbabylonicaL)等；荒地：以裸地(占20%)和杂草丛组成，植被有狗尾草(Setariaviridis(L.) Beauv.)、白羊草(Bothriochloaischaemum(L.)Keng)、远东芨芨草(AchnatherumextremiorientaleKeng ex P.C.Kuo )等；农田：主要有玉米(ZeamaysL.)、小麦(Triticumaestivum)、大豆(soybean)及棉花(Gossypiushirsutum)等；

2.2 调查方法

本次调查范围是商丘市睢阳区的所有乡镇，在每个乡镇随机选取以上4种样地进行取样调查.调查方法是采用“Z”字形取样方法，在各样地分别选择大小为10 m×10 m的样方进行定期捕捉[1].采集时间是在2015年9、10月和2016年6、7月，每个月的上、中、下旬进行，通常对直翅目昆虫调查的方法有扫网法、路线调查法和挖土法，其中扫网法主要适用于草地和荒地等生境.扫网直径为30～40 cm，来回扫网并记录数据[2,3].而林区树木整齐高大，一般采用路线调查法，在不惊扰直翅目昆虫的前提下，缓慢通过调查地区，目视1m范围内的种类并直接用捕虫网捕捉.由于蝼蛄科等为地下生活，则通过挖土法对此类昆虫进行采集.将采集到的昆虫放入盛有80%酒精的小瓶中带回实验室进行种类的鉴定和数量统计.

2.3 数据分析

采用Shannon-wiener多样性公式、Margalef丰富度公式、Simpson优势度公式、Pielou均匀度公式和Jaccard相似性公式进行数据处理计算.具体公式如下[2,3,4,5]：

(1)物种多样性指数 根据Shannon-Wiener多样性公式计算物种多样性指数，即：

式中，Pi=Ni/N，Ni为第i个物种的个体数，N为S个物种的总个体数.

(2)优势度指数 根据Simpson优势度公式计算优势度指数，即:

式中Ni为第i个物种的个体数，N是S个物种的总个体数，S是物种数.

(3)均匀度指数 根据Pielou均匀度公式计算均匀度指数，即：

E=H/lnS

式中H为Shannon-Wiener物种多样性指数，S为物种数.

(4)丰富度指数 根据Margalef丰富度公式计算丰富度指数,即：

R=(S-1)/lnN

(5)群落相似性指数 根据Jaccard相似性公式计算相似性指数，即：

Cs=c/(a+b-c)

式中a为A群落中的物种数﹑b为B群落中的物种数、c为A、B两群落中的共有物种数.

3 结果与分析

3.1 直翅目昆虫群落种类及数量组成

两次采集的直翅目昆虫标本共计500多头(表1)，各样地的数量分布由多到少如下：荒地最多共17种247头(49.4%)、农田为14种153头(30.6%)、草地为10种63头(12.6%)、林区为8种38头(7.6%).

经鉴定标本为22种，隶属4总科11科21属[6，7]，以蝗总科最多，共6科431头(86.3%).其中优势种类有中华剑角蝗(Acridacinerea.Thunberg)、短额负蝗(AtractomorphasinensisBolivor)、东亚飞蝗(LocustamigratoriaMeyen) 、短星翅蝗(CalliparnusabbreviatusIkonnikov)等，分别占个体总数的21%、19%、12%、10.8%.有一些直翅目昆虫只生活在某些特定的生境中：如优雅蝈螽(Gampsondeissedakovii)、笨蝗(HaplotropisbrunnerianaSaussure)生活在荒地中，长翅素木蝗(ShirakiacrisshirakiiBolivar)生活在林区.而单刺蝼蛄(GrullusunispinSussure)、多伊棺头蟋(LoxoblemmusdoenitziStein) 、长瓣树蟋(OecanthuslongicaudaMatsumura)等直翅目昆虫栖息地较隐蔽、采集到的标本较少，因此无法确定其栖息地.

3.2 物种多样性分析

多样性指数(H)从群落和群落个体数的均匀性两方面衡量群落结构，是反映群落稳定性的重要指标[8].由表2可以看出各样地Shannon-wiener多样性指数由大到小为：荒地(2.419)>农田(2.214)>草地(1.959)>林区(1.797)；Margalef丰富度指数由小到大为：荒地(2.904)>农田(2.584)>草地(2.172)>林区(1.939).由此可见各样地直翅目昆虫物种数量、分布与样地的植物多样性呈现正相关.主要原因如下：荒地由小部分裸地斑块和旱生杂草丛为主、土壤干旱瘠薄 ﹑植被高度均不相同，具有一定的垂直结构，因此物种较多，多样性指数较大[3]；田地次之是因为6、7月份、9月份和10月份庄稼正处于收割或成熟阶段，农田中存在一些玉米、大豆、小麦、杂草等植物，利于直翅目昆虫取食.

表1 商丘市睢阳区直翅目昆虫种类组成

草地一般离居民区较近，在一定程度上受人为干扰，很多动物为躲避人为干扰而远离此地区；林区中植被比较高大，表面透光性较差，其下阴暗潮湿，不利于直翅目昆虫的取食，另外，蝗虫多为阳性昆虫不适于在郁蔽度小的环境下栖息.而各样地的优势度与多样性指数和丰富度正好相反，以林区(0.198)最高，其次分别为草地(0.173)、田地(0.139)、荒地(0.108).主要原因是林区植被单一，故其结构最不稳定，优势集中性明显[9,10].荒地和田地物种较丰富，结构稳定，因此优势种不明显[4,8].从4种生境的空间异质性来看环境复杂程度、植被的分布是影响群落分布的重要因素，当然在一定程度上也受人为因素干扰.

表2 商丘市睢阳区直翅目物种的多样性指数

3.3 各样地的相似性分析

其中根据Jaccard相似性原理得知Cs为0～0.25时为极不相似，当Cs为0.25～0.50时为中等不相似， Cs为0.50～0.75时为中等相似，当Cs为0.75～1.00时为极相似.

通过对各样地直翅目昆虫相似性的计算(表3)，结果表明：荒地与农田之间的相似性系数0.55为中等相似，而其余各地相似性指数均0.25

表3 不同样地的相似性系数

4 讨论与小结

本次实验共采集直翅目昆虫22种.隶属4总科、11科20属.这与我国已有800多种相差甚远.这是由于该地区处于平原地带，地形结构比较单一.而空间异质性学说表明物理环境越复杂，异质性越高，动、植物群落的组成就越复杂，栖息在那里的动植物种类和数量越多.

多样性指数是反映物种丰富度和均匀度性的综合指标，他们之间呈现一定的变化规律.4种生境中直翅目昆虫的多样性指数和丰富度指数一致：荒地>农田>草地>林区，可见多样性指数与丰富度指数呈正相关；而均匀度指数为林区>荒地>草地>田地，总体上看多样性指数与均匀度指数呈负相关，但由于荒地生境中各个生存条件都比其他生境有利，因此均匀度也较大.

在自然因素的作用下，环境产生分异.生物适应环境的同时，形成了相应的群落，4种生境中荒地与农田相距较近，表现为中等相似.而其他各生境之间都表现为中等不相似.

各种群落的生存和数量都与周围环境因子存在相互依赖、相互制约的关系，即保持着一种动态状态.不同的生境对群落数量、多样性等指标均有显著差异.

[1]Sutherland W J.生态学调查方法手册[M].北京:科学技术文献出版社, 1997:1-202.

[2]姜卓文, 任国栋.河北御道口草原直翅目昆虫的群落特征与物种多样性分析[J].昆虫分类与多样性, 2005, 8(1):41-46.

[3]刘大胜, 林育真.济南地区直翅目昆虫群落多样性[J].生态学杂志, 2000, 19(5):30-34.

[4]张智英, 李玉辉，等.云南石林公园不同生境蚂蚁多样性研究[J].生物多样性, 2005, 13(4):357-362.

[5]林育真.生态学[M].北京:科学出版社, 2004:102-105.

[6]郑乐怡, 归鸿.昆虫分类学(上)昆虫纲:直翅目[M].南京：南京师范大学出版社, 1999：245-281.

[7]郑哲民, 夏凯龄.中国动物志昆虫纲第十二卷直翅目蝗总科斑翅蝗科网翅蝗科[M].北京:科学出版社, 1998.

[8]候艳飞, 任宝红.湖北省佛山风景区蝴蝶多样性考察初报[J].四川动物, 2006, 25(4):791-793.

[9]李宏实.吉林省西部草原蝗虫群落的集团结构[J].生态学学报, 1991, 11(1):73-78.

[10]陈欣, 唐建军, 王兆赛.农业活动对生物多样性的影响[J].生物多样性, 1999, 7(3):234-239.

[责任编辑：徐明忠]

Study on community structure and species diversity of orthoptera insects in Suiyang district of Shang qiu

WANG Yuling1,ZHANG Ji2

(1.College of Biology and Food, Shangqiu Normal University,Shangqiu 476000,China; 2.Shangqiu Professional Training College, Shangqiu 476000,China)

In September-October 2015 and June-July 2016, we collected the local Orthoptera insects widely by digging and netting from four different habitats and had a classification and identification.All 500 Orthoptera insects belonged to 22 species 20 genera 11 families .We studied the divesity of the Orthoptera insects in Shannon-wiener index, Margalef index, Pielou index, Simpson index and Jaccard Index.All illustrates that the wasteland had the highest species diversity ,owning abuandant species,while the grassland, frostland and farmland′s diversity were lower and had fewer species because of the vegetation′s distirbution and human′s disturbance .

Orthoptera species; diversity; habitats; Suiyang district of Shangqiu

2016-12-23；

2017-01-04

王玉玲(1968—),女,河南柘城人，商丘师范学院副教授,主要从事动物学教学及昆虫研究.

Q969.26

A

1672-3600(2017)06-0045-04