胡庆玲
(1.陕西省河流湿地生态与环境重点实验室,陕西渭南 714099;2.渭南师范学院 环境与生命科学学院,陕西渭南 714099)
当今世界的焦点和社会普遍关注的问题之一为环境保护,而保护环境的重要措施之一就是保护生态系统中的生物多样性。生物多样性各个指数是最能反映生物群体各个水平的指标,并在一定程度上反映不同地理环境和自然环境下群落的发展情况[1]。研究某一地区的生物多样性可以使当地的生态资源得到合理利用,维持生态系统的稳定性和持续性[2],更好地保护该地生态环境的多样性,协调人类与自然生态系统的关系。
蝶类隶属昆虫纲(Insecta)鳞翅目(Lepidop⁃tera),由于其生长周期短、易采集、种群波动大和活动范围广等特点,常被作为环境监测的代表,是环境监测及评价的重要指示生物之一[3-5]。自然生境的丧失和破坏导致蝶类多样性加速下降和消失[6-7]。通过研究某一地区蝶类与环境变化的关系和其多样性组成的变化可对这个地区的生态环境质量进行评判,进而对环境保护与生态修复提出有用建议[8-9]。
近几年,对于蝶类种群与环境关系的研究已有报道。周欣等[10]对秦岭南坡蝶类区系的研究表明,暖温带阔叶林和针阔叶混交林良好的环境、适宜的气候条件和较少的人为干扰是秦岭南坡蝶类物种多样性丰富的主要因素。漆波等[11]发现三峡库区蝶类生境的破碎化影响蝶类分布的丰富度、多样性和均匀性。林芳淼[12]发现在城市化发展过程中,生境的破碎化对城市的蝶类会产生不利影响。欧剑锋等[13]通过对广州白云山蝶类的调查,发现蝶类赖以生存的环境如果受到人为活动的干扰将会影响蝶类的多样性。成帆等[14]对青海共和盆地不同生境蝶类的多样性进行了分析,结果表明蝶类多样性与生境类型有着密切关系,生境越复杂,蝶类多样性越丰富。吴兴波等[15]对甘肃兴隆山自然保护区蝴蝶种群动态进行了长期监测,结果表明单一生态系统中蝴蝶群落的种数、个体数、多样性指数较低,复杂生态系统的蝶类群落具有较高的多样性指数。目前关于秦岭南麓宁东段蝶类多样性的分析还未见报道,研究该地区蝶类多样性对该地区的生态系统保护及环境监测具有重要意义。
秦岭南麓宁东段(103°58′~109°58′E,32°29′~33°13′N)海拔1 300 m,为北亚热带湿润气候,年均气温10 ℃,年均降水量1 133 mm,以夏季降水量最多,占全年降水量的46.7%;年均蒸发量1 221.9 mm,年均日照时长1 638.3 h,无霜期199 天。处于暖温带落叶阔叶林以及针阔叶混交林向北亚温带常绿落叶混交林的过渡带[16],植物群落结构复杂,有丰富的乔木、灌木和草本植物。
1.2.1 调查方法
调查时间为2017—2018年的6—8月,采集方法为网捕法和观察法。采集时,选择晴天的10:00 ~17:00进行,采集和观察采集路线两侧共10 m内的蝴蝶。采用展翅法制作蝴蝶标本,鉴定主要参考《中国蝶类志》[17]以及《中国蝶类分类与鉴定》[18],对其种类和数目进行统计。
1.2.2 数据分析方法
物种多样性指数(H′)采用Shannon-wiener 多样性指数进行评价:
H′=-∑PilnPi,Pi=Ni/N
式中,Pi为第i个中的个体比例,Ni为第i个物种的个体数,N为全部物种的个体总数[7]。
优势度指数(D)采用BergerParker进行评价:
D=Nmax/Nt
式中,Nmax为优势种的种群数量,Nt为群落全部物种的种群数量[19]。
均匀度指数(J)采用Pielon进行评价:
J=H′/lnS
式中,S为群落中的物种数[7]。
物种丰富度(S′)也就是物种数目,可直接使用生境中的物种数量表示[7]。
经统计,2017—2018年5—6月共采集蝴蝶标本307 只,共6 科24 属41 种(表1)。各科蝶类属的数量为蛱蝶科>粉蝶科>凤蝶科>眼蝶科>灰蝶科=弄蝶科;蛱蝶科属数量最多,粉蝶科、凤蝶科和眼蝶科次之;灰蝶科和弄蝶科最少,为单属科。物种数量为蛱蝶科>粉蝶科>凤蝶科>眼蝶科>灰蝶科=弄蝶科;蛱蝶科种最多,粉蝶科、凤蝶科和眼蝶科次之;灰蝶科和弄蝶科最少,为单种科。从属和物种的数量来看,蛱蝶科、粉蝶科和凤蝶科都是该地区蝶类的优势类群,眼蝶科、灰蝶科和弄蝶科则是稀有类群。
蝶类个体数量为粉蝶科>凤蝶科>蛱蝶科>眼蝶科>灰蝶科= 弄蝶科。优势种(数量在25 只以上)共5 种,分别为东方菜粉蝶(Pieris canidia)、菜粉蝶(P. rapae)、麝凤蝶(Byasa alcinous)、绢粉蝶(Apo⁃ria crataegi)和橙黄豆粉蝶(Colias fieldii),占总数的52.8%;东方菜粉蝶数量最多,占总数的12.7%;麝凤蝶次之,占总数的11.4%。
表1 秦岭南麓宁东段蝶类种类和数量组成Tab.1 Species and quantity of butterflies in Ningdong section of southern Qinling Mountain
蝶类物种多样性指数为粉蝶科>凤蝶科>蛱蝶科>眼蝶科>灰蝶科=弄蝶科;均匀度指数为粉蝶科>凤蝶科>蛱蝶科>眼蝶科>灰蝶科=弄蝶科;优势度指数为蛱蝶科>粉蝶科>凤蝶科>眼蝶科>灰蝶科=弄蝶科;物种丰富度为粉蝶科>凤蝶科>蛱蝶科>眼蝶科>灰蝶科=弄蝶科(表2)。
粉蝶科多样性、均匀度和优势度指数都较高,表明粉蝶科种类丰富,优势种群较突出;蛱蝶科的多样性和均匀度指数较粉蝶科和凤蝶科低,但其优势度指数较高;眼蝶科、灰蝶科和弄蝶科的多样性、均匀度、优势度指数和物种丰富度都较低,表明该地区眼蝶科、灰蝶科和弄蝶科较少。
表2 秦岭南麓宁东段夏季蝶类多样性分析Tab.2 Analysis on butterfly diversity in Ningdong section of southern Qinling Mountain
秦岭南麓宁东段蝶类的均匀度指数与多样性指数呈正相关(R2=1)(图1),均匀度指数越大多样性指数也越大;优势度指数与多样性指数呈正相关(R2=0.557 9)(图2),优势度指数越大多样性指数也越大。
图1 多样性与均匀度指数相关性Fig.1 Correlation between diversity index and evenness index
图2 多样性与优势度指数相关性Fig.2 Correlation between diversity index and dominant index
秦岭南麓宁东段夏季蝶类共鉴定出6 科24 属41 种。从个体上看,多种属少,只占总数的26%,单种属多,占总数的74%;从个体数量上看,粉蝶科和凤蝶科较多,分别占总数的53.74%和28.34%;蛱蝶科和眼蝶科次之,分别占总数的13.68%和3.58%;灰蝶科和弄蝶科最少,各占总数的0.33%。研究结果表明秦岭南麓宁东段夏季蝶类从科、属和种角度看都较为丰富,原因可能是该地区远离城区,人为开发少,环境污染小,环境保护较好,植被种类丰富,蝶类受人为影响小。
3.2.1 保护蝶类的栖息生境
蝶类栖息生境的破坏和丧失以及对蝶类寄主植物的过度采集和使用是影响蝶类繁殖的主要因素[20],珍稀蝶类的生存威胁则主要来源于人们对其进行的大量捕捉和买卖。因此,要保护蝶类多样性必须将保护其栖息地的环境放在首位。制定完善的保护和管理政策,从根本上做到禁止随意采集和不正当的标本买卖活动,严格依法保护和管理该地区蝶类栖息地和寄主植物。
3.2.2 开展宣传教育活动
通过让当地居民参加有关野生动植物保护的活动和节目来大力宣传《中华人民共和国野生动植物保护法》及其相关的法律法规,向居民宣传保护蝶类多样性的意义及重要性,使居民了解保护生物多样性不仅仅是一项法律法规,它与人类的生活也密切相关。
3.2.3 产品商业养殖
对于商业价值较高的蝶类,可引导当地居民在合理范围内对其进行人工养殖。邀请专家进行指导及培训,让养殖户了解蝴蝶的生存环境、生活习性及疾病防治的方法,使当地居民能通过科学的方法富裕起来,减少对野生蝶类的随意捕捉。