信阳高空灯下昆虫种群群落结构的分析

闫创，阮小玉，王稳稳，胡路伟，李想，王懿祥，张云慧，张方梅*

(1.信阳农林学院 农学院,河南省豫南农作物有害生物绿色防控院士工作站, 河南 信阳 464000;2. 中国农业科学院植物保护研究所, 植物病虫害生物学国家重点实验室, 北京 100193)

信阳位于淮河以南，气候属于亚热带季风类型，经常性降雨，空气比较湿润。信阳河流众多，属于长江、淮河水系。其中，淮河水域面积占据总面积较大，而长江水系的流域面积所占甚微。昆虫在地球生物圈中占有重要地位，在世界生态系统的运行中有着基础功能[1]。信阳地区生态环境多样，植被很多，空气湿润，特殊的地理位置及环境条件为多种不同昆虫的生存和繁殖提供了良好的条件，大大提升了信阳地区生物资源的多样性与丰富性。

生物多样性是人类生存和发展的基础，是生态系统可持续性发展的前提[2]。世界上绝大多数生物多样性都由昆虫种群构成。因此，昆虫是生物多样性的重要组成部分，庞杂的昆虫种群在自然生态平衡中起着非常重要的作用[3-5]。当前，生物多样性管理研究中最紧迫的任务就是保护和利用生物多样性，在环境监测、农林业及绿化指导方面的研究，对昆虫群落的物种组成和多样性特征具有重要的参考意义，对害虫防治具有重要的指导意义。本试验是在信阳农林学院校内设置高空探照灯，通过每日对高空探照灯下昆虫的种类、数量进行鉴定和统计，分析种群的相对多度、物种丰富度、群落生态优势度及群落多样性等多样性指数，期望能为信阳地区灯下昆虫的生物多样性提供重要的基础材料。

1 材料与方法

1.1 灯诱地点与时间

高空探照灯设置在信阳农林学院实验楼2A513的外阳台，型号为GT75，光源为ZJD1000W。开灯时间为2020年5月～11月(夏季：20:00～6:00，冬季：18:00～8:00)。

1.2 试验灯具

将探照灯放在白色铁皮制成的大型漏斗中，漏斗置于四方体的支架上，漏斗下方是一个收集昆虫的口(直径是10cm)。集虫袋由40目尼龙纱网制成，顶部有一圆形开口。该集虫袋侧面有拉链，方便取虫。

1.3 试验方法

高空探照灯下的网袋需要每日进行更换，将换下来的网袋放入冰箱中，冷冻7～8h后，从冰箱中取出，根据昆虫鉴定相关的参考书和昆虫分类相关的文献，结合昆虫的外部特征如翅、口器、触角、足等特征进行鉴定。对高空探照灯下昆虫的种类进行鉴定，并记录各昆虫种类的数量。

1.4 昆虫群落特征的分析

将诱集到的昆虫进行鉴定后，统计其种类和数量，利用Excel 2010计算以下物种多样性指数。

相对多度分析(%)：Ra=100Ni/N，即各类群个体数量占群落调查个体数量的比例。

群落生态优势度分析以Simpson集中性指数(C)表示：C=∑pi2。

群落多样性分析按下列指数计算：

Simpson多样性指数(D)：D=1-∑pi2=1-C。

Shannon-Winner多样性指数(H')：H'=-∑piInpi。

群落均匀度指数(J)计算：J=H′/Hmax。

2 结果与分析

2.1 灯下昆虫的群落组成

2020年5月底～11月初，信阳地区探照灯下共诱集到昆虫11目70科29131头(表1)。其中，鳞翅目昆虫诱集到的数量最多，共有8971头，占总数量的30.80%，为优势种群；其次是鞘翅目、半翅目和直翅目，其中鞘翅目有6542头、半翅目有6062头、直翅目有5896头，分别占总数量的22.46%、20.81%和20.24%。其余目诱集到数量相对来说均较少：脉翅目有948头，占总数量的3.25%；膜翅目有196头，占总数量的0.67%；同翅目有184头，占总数量的0.63%；革翅目有145头，占总数量的0.50%；螳螂目有75头，占总数量的0.26%；蜻蜓目有71头，占总数量的0.24%；双翅目有41头，占总数量的0.14%。

表1 信阳地区高空灯下昆虫的相对多度

2.2 灯下昆虫种群发生量和物种丰富度

由图2可知，2020年诱集到的昆虫种群数量与其物种丰富度趋势基本一致。本年度昆虫的种群发生量有3个高峰，分别在8月22日、9月2日和9月9日，当日诱集到的物种数量分别达1769头、1202头和1520头。物种丰富度有两个高峰，分别在8月7日和8月29日，当日诱集到的物种数分别达到了43种和44种。在其它时间，诱集到的昆虫种群数量和物种丰富度在不同水平上出现了一定的波动。

2.3 灯下昆虫群落特征指数分析

由图3可知，由于本次试验所诱集到的昆虫种类较多，优势度(C)显示的值较小并且不是特别明显，导致Shannon-Wiener多样性指数(D)无限趋近于1。Shannon-Wiener多样性指数(H')从6月底到7月初呈下降趋势，从7月中旬到8月呈上升趋势。Simpson-Wiener多样性指数(H')和均匀度指数(J)在7月31日均出现了一个高峰。表明信阳地区的昆虫多样性在此时最为丰富。也就是说，在这个时间段里所诱集到的昆虫种类最为丰富、数量也最多。进入10月份之后，天气渐渐变冷，昆虫数量越来越少。这一结果与图2中的种群发生量变化趋势基本一致。总体而言，生态优势度指数(C)和Shannon-Wiener多样性指数的变化相对较稳定。

3 结论与讨论

本试验多样性分析和群落优势度结果表明，鳞翅目、半翅目和鞘翅目是信阳地区灯下昆虫群落多样性最高的3大目，同时也是信阳地区的3大主要优势目。张智等[6]、付晓伟等[7]和高丽娜等[8]对我国北方地区的灯下昆虫群落的研究结果表明，昆虫的物种组成均是以鳞翅目、半翅目和鞘翅目为主。周先涌等[9]对我国南海地区的昆虫多样性调查也显示，南繁基地夜间空中昆虫群落也以鳞翅目、半翅目和鞘翅目为主，以上研究结果均与本试验结果一致，反映了在自然界中灯下昆虫的种群群落构成情况基本一致。

昆虫多样性研究是生物多样性研究的重要组成部分，昆虫的多样性在一定程度上可以代表本地区的环境条件[10]。根据信阳地区(5月至11月)的气象数据，该地区的降雨量为1100 mm，空气比较湿润，相对湿度每年为77%。六月的降雨量最大。信阳地区昆虫种群、物种丰富度和群落特征指数随时间的变化与气象条件的变化而变化。昆虫群落结构可以反映出昆虫种群之间、昆虫与环境之间的影响。近年来，研究昆虫工具的应用对揭示地区性空中昆虫的优势种群、区域性昆虫种群消长规律以及季节性迁飞规律发挥了重要作用[11]。本研究的内容也为信阳地区生物多样性的保护和昆虫的种群消长规律提供了基础材料。