松花湖自然保护区金龟总科物种多样性研究

宋子龙，崔书丹，孙国文，吴相菊，张秋艳

(1.吉林省林业试验区国有林保护中心,吉林 吉林 132517；2.吉林省林业调查规划院，吉林 长春 130022 )

金龟总科(Scarabaeoidea)属昆虫纲，鞘翅目，是鞘翅目中大类群之一，世界纪录种类在3万种以上[1]。我国金龟种类最早纪录为866种，后增补到1 300种[2]。很多金龟种类是农林业重要地下害虫，20世纪初，随着地下害虫危害日趋严重，人们对金龟子区系、重要种类生活史、生物学习性及防治途径的研究逐渐深入[3-9]。

松花湖自然保护区植被类型多样，以蒙古栎林、杨桦林为主的天然次生林面积和蓄积所占比例最大，该区多样化的生境孕育着丰富的金龟物种。但是，目前对该区金龟子物种多样性缺乏系统的调查研究，该类群的物种多样性本底和种群的季节动态尚不清楚。

因此，对松花湖金龟总科物种多样性本底进行系统调查，有助于了解金龟科多样性本底、潜在害虫种类及其种群动态，对该区金龟科物种多样性保护、潜在害虫种类的种群监测和种群控制具有重要意义。

1 研究方法

1.1 自然概况

松花湖自然保护区位于吉林省中部吉林市南郊，属长白山余脉，松花江中游，总面积354 000 hm2。地理位置42°58′～43°48′N，126°41′～127°18′E。该区属温带大陆性季风气候，春季少雨多风，夏季温热多雨，秋季天气晴爽，冬季漫长严寒。年平均气温3.6 ℃，1月平均气温-18 ℃，绝对最低温度-45 ℃，7月平均气温20 ℃，绝对最高温度36.6 ℃，年温差41.6 ℃。

松花湖自然保护区植被属长白山植物区系，植物种类繁多。森林群落主要有针阔混交林、阔叶混交林、蒙古栎林、杨桦林及以落叶松、红松、樟子松为主的各种人工林。

1.2 调查方法

野外调查于2008年、2009年进行，每年5—9月，每月1次。

1.2.1 试验材料及工具

捕虫网、毒瓶、乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)、三级台、展翅板、三角纸卡、三角袋、昆虫针、标本盒、诱集灯及幕布、剪刀、镊子、数码相机。

1.2.2野外调查

野外调查主要采用灯诱、网捕和观察相结合的方法。

灯诱：根据金龟多在夜间活动，有趋光性，于19：30—23：30开灯，收集所诱金龟，编号记载，带回室内，分类鉴定。

网捕：利用实习和业余时间，分别在春、夏、秋三个季节，对金龟主要聚集地点进行网捕，然后编号记载，带回试验室，整理并分类鉴定。

1.2.3室内鉴定

对野外采集到的金龟科昆虫进行标本制作，并对标本进行分类鉴定和数量统计。

1.3 数据处理与分析方法

1.3.1优势种的确定

优势种：个体数占总个体数的10 %以上；常见种：个体数占总个体数的1 %～10 %；稀有种：个体数占总个体数少于1 %。

1.3.2 多样性指数

(1)物种的丰富度，采用物种数S。

(2)物种多样性指数采用Shannon-Wiener信息多样性指数。

式中：pi为第i个个体数占群落总个体的比率。

(3)均匀度指数采用Pielou(1967)均匀度指数。

(4)优势度指数(Dominance Index)采用Berger-Parker指数。

D=Nmax/NT

式中：Nmax为优势种的种群数量；NT为群落全部种类的种群数量。

(5)优势集中性指数。

式中：N为群落总个体数；ni为物种i的个体数[10]。

2 结果与分析

2.1 松花湖自然保护区金龟总科群落组成结构

2.1.1种类组成

共获得金龟总科昆虫414头，隶属于5科19属25种。

表1 松花湖自然保护区金龟总科组成

从表1中可以看出，松花湖自然保护区金龟总科由犀金龟科Dynastidae、丽金龟科Rutelidae、鳃金龟科Melolonthidae、花金龟科Cetoniidae 和斑金龟科Trichiidae 5科组成。

从属级水平看，鳃金龟科约占总属数的47.3 %，丽金龟科和花金龟科，各占21 %，犀金龟科和斑金龟科，各占5.2 %。总体看，这5个科的属级水平相差较大。

从物种数水平看，丽金龟科和鳃金龟科，约占总物种数的36 %，花金龟科占20 %，犀金龟科和斑金龟科，各占4 %。

从个体数水平看，丽金龟科约占总物种数的49.52 %，花金龟科占37.92 %，鳃金龟科占10.63 %，犀金龟科占1.69 %，斑金龟科占0.24 %。

2.1.2金龟总科优势类群

在金龟总科中，主要优势种有丽金龟科的中华弧丽金龟PopilliaquadringuttataFabricius、铜绿异丽金龟AnomalacorpulentaMotschulsky、多色异丽金龟AnomalachamaeleonFairmaire，花金龟科的铜绿花金龟CetoniaviridopacaMotschulsky和小青花金龟OxycetoniajucundaFaldermann。

2.2 松花湖自然保护区金龟总科季节动态

2.2.1金龟总科群落组成的季节动态

表2 松花湖自然保护区金龟总科季节动态

(1)金龟总科个体数量季节动态

图1 松花湖自然保护区金龟总科个体数量季节动态

从图1中可以看出，金龟总科的个体数量季节动态曲线均呈单峰型。各科的个体数量5月、9月较低，6月、7月显著增加，到8月以后又显著下降。具体表现为，花金龟科从5月份到9月份为止，一直都有出现。其中6月份是花金龟科个体数最多的时期，逐渐呈下降趋势。丽金龟科和鳃金龟科只出现在6月、7月，都是7月份的个体数量较多。斑金龟科也出现在6月、7月，只是6月份的个体数量较多。犀金龟科则是出现在6月、7月、9月份，相比之下6月、7月份的个体数量较多，9月份只有1个。从整体来看松花湖地区金龟总科个体数量发生的最高峰在6月、7月份，是大发生时期。在组成类群中，花金龟科的个体数最大，曲线变化趋势与整个金龟子总科个体数季节动态曲线相一致，其他各科也表现出了大致相近的变化趋势。

(2)金龟总科物种丰富度季节动态

图2 松花湖金龟总科物种丰富度季节动态

从图2中可以看出，金龟总科物种丰富度的季节动态曲线均呈单峰型。表现大致为，5月、8月、9月物种丰富度较低，6月物种丰富度达到峰值，7月略有下降。花金龟科的种数出现最多的在6月，鳃金龟科、丽金龟科的种数最多出现在6月、7月，犀金龟科的种数在6月、7月多，9月少。斑金龟科的种数仅在6月和7月采集到，其他月份未采集到。在组成类群中，丽金龟科的物种丰富度最大，曲线变化趋势与整个金龟总科物种丰富的季节动态曲线相一致，其他各科也表现出了大致相近的变化趋势。

(3)松花湖自然保护区金龟总科属级丰富度季节动态

图3 松花湖金龟总科属级丰富度季节动态

从图3中可以看出，金龟总科内属的丰富度季节动态均呈单峰型。5月、8月、9月属的丰富度较低，6月、7月属的丰富度较高。各科5月—6月属的丰富度显著增加，6月、7月均处于缓慢波动状态，8月以后只有犀金龟科的属丰富度略有升高，其他各科均呈下降趋势。鳃金龟科的属丰富度最大，曲线变化趋势与金龟总科属丰富度季节动态曲线相一致，其他各科也表现出了大致相近的变化趋势。

2.2.2金龟总科物种多样性的季节动态

在不同季节的植被中，其水分、温度等环境因子的差异，会导致昆虫主要类群所占比例不同。因此，它们在群落中所表现的多样性、均匀性和优势集中性指数也有一定的差异。为进一步分析不同月份松花湖金龟总科昆虫群落的变化，对不同月份松花湖金龟科群落生物多样性进行比较分析，见图4、图5、图6。

图4 松花湖金龟总科物种多样性指数

Fig. 4 Species diversity index of Scarabaeoidea in Songhua Lake Reserve

从图4中可以看出，金龟总科物种多样性指数的变化趋势为6月>7月>9月>5月=8月。

图5 松花湖金龟总科均匀性指数

从图5中可以看出，金龟总科均匀性指数的变化趋势为6月>7月>9月>5月=8月。

图6 松花湖金龟子总科优势集中性指数

从图6中可以看出，金龟总科优势集中性指数的变化趋势为6月>7月>5月=8月=9月。

由以上可以看出，5月气温刚刚复苏，松花湖自然保护区金龟总科的物种多样性指数处于极低的水平，随着气温的升高、植被的生长，以及各营养级的丰富，金龟多样性指数呈现明显上升趋势。在6月达到最高值，7月略有下降， 8月直线下降，9月又零星出现。

从均匀性指数来看，趋势变化和多样性指数的趋势变化基本相同，也是6月最高，7月略有下降，8月直线下降。5月和8月因环境因子不利，导致均匀性指数也处于较低的水平。

从优势集中性指数来看，6月指数明显高于其他月份，7月、8月出现缓慢下降的趋势，直至9月未见任何起伏。可能是由于6月金龟子优势种较多的缘故。

3 结论

通过对松花湖自然保护区金龟总科昆虫的系统调查，明确了该区的种类组成、优势类群及其季节动态。

共获得金龟标本414头，隶属于5科19属25种。其中，鳃金龟科9属9种，花金龟科4属5种，丽金龟科4属9种，斑金龟科和犀金龟科各1属1种。丽金龟科昆虫的种群数量最大。

松花湖自然保护区金龟总科的优势属为弧丽金龟属、异丽金龟属、彩丽金龟属、玛绢金龟属和星花金龟属。优势种中华弧丽金龟、铜绿异丽金龟、多色异丽金龟，花金龟科的铜绿花金龟、小青花金龟。

松花湖自然保护区金龟总科昆虫表现出明显的季节动态。物种个体在5月开始出现，7月最多，8月开始逐渐减少。群落物种相对集中时期在6月、7月。

松花湖自然保护区金龟总科物种多样性的季节动态变化趋势表明，物种多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数均在6月达到峰值。