祝 银,赵 微,郑延丽,2*,张艳梅
(1.贵州师范学院地理与资源学院,贵州贵阳 550018;2.贵州省地理国情监测重点实验室,贵州贵阳 550018)
蝴蝶体型小,生活周期短,易观察捕捉,且栖境要求专一性强,对细微环境变化十分敏感[1],能够快速反映气候和栖境的变化,是用于生物多样性监测、环境评估的重要指示生物[2]。蝴蝶种群的时空动态和群落结构特征演变能够快速、有效地反映环境质量、生态系统健康程度及人类活动干扰等生态环境状况,其多样性观测数据可作为各类型生态系统的重要评价依据[3]。通过调查乌当区内的蝶类资源,进行物种多样性分析,调查结果能为乌当区内的生态保护提供数据支持,也能对生态环境质量进行评判,进而对环境保护与生态修复提出建议。
2019 年7 月至2020 年9 月,在乌当区内的5 条样线上网捕、观测到的蝶类及贵州师范学院馆藏标本。
在乌当区内选定了5 条样线,选择晴朗或多云、温暖无风或微风时的9:00—17:00,每30 d 采集1~2 次,每次间隔15 d 以上。通过网捕、观测记录、拍照等方法记录蝴蝶,捕捉到的蝴蝶带回实验室,将其整姿展翅,干燥后放入标本盒保存。其鉴定参考《中国蝴蝶图鉴》《中国蝶类分类与鉴定》《中国蝶类志》《贵州蝴蝶》[4-7]。
用Excel 和SPSS 软件处理。主要分析物种多样性指数(H′)、G-F指数、均匀度指数(J)、优势度指数(D)、物种丰富度(R)。
1.3.1 物种多样性指数(H′)
物种多样性指数(H′)采用Shannon-Wiener 多样性指数进行评价[8-12]:
式(1)中:Pi为第i种的个体比例,Pi=Ni/N,Ni为第i个物种的个体数,N为全部物种的个体总数,S为物种数。
1.3.2G-F指数
F指数(科的多样性,DF):
式(2)中:DFk为k科中的物种多样性。DFk计算公式为:
式(3)中:Pi为群落中k科i属中的物种数占k科物种总数的比值,n为k科中的属数,m为群落中的科数。若某科在某个群落内仅有1 个属1 个种,则该科在该样线的物种多样性则为0。
G指数(属的多样性,DG):
式(4)中:qj为群落中j属的物种数与总的物种数之比,p为群落中的属数。
G-F指数(DG-F):
G-F指数测定1 个地区1 个生物类群中科属间的物种多样性。如果G-F指数趋近1,则代表科间多样性的F指数下降,或者代表属多样性的G指数上升;否则G-F指数趋近零或为负数。
1.3.3 均匀度指数(J)
均匀度指数(J)采用Pielon 进行评价:
式(6)中,S为群落中的物种数。
1.3.4 优势度指数(D)
优势度指数(D)采用BergerParker 进行评价:
式(7)中,Nmax为优势种的种群数量,Nt为群落全部物种的种群数量。
1.3.5 物种丰富度(R)
物种丰富度(R)采用Margalef 公式进行评价:
式(8)中:S为物种数,N为个体数。
经初步鉴定统计,调查所得蝶类隶属于9 科43 属66 种,其中蛱蝶科17 属25 种、凤蝶科5 属14 种、粉蝶科6 属11 种、眼蝶科6 属6 种、斑蝶科3 属4 种、蚬蝶科2 属2 种、环蝶科1 属1 种、珍蝶科1 属1 种、灰蝶科2 属2 种,共统计1235 号标本,乌当区蝶类种类和数量组成见表1。各科蝶类属的数量为蛱蝶科>粉蝶科=眼蝶科>凤蝶科>斑蝶科>蚬蝶科=灰蝶科>环蝶科=珍蝶科,蛱蝶科属数量最多,粉蝶科和眼蝶科次之;环蝶科和珍蝶科最少,为单属科。从属和种的物种数量来看,蛱蝶科、粉蝶科和凤蝶科都是乌当区蝶类的优势类群,环蝶科和珍蝶科则是稀有类群。
表1 贵阳市乌当区蝶类种类和数量组成
蝶类个体数量为粉蝶科>蛱蝶科>凤蝶科>眼蝶科>灰蝶科>斑蝶科>珍蝶科>蚬蝶科>环蝶科。优势种(数量在25 只以上)[13]共10 种,分别为菜粉蝶、东方菜粉蝶、斑缘豆粉蝶、翠蓝眼蛱蝶、斐豹蛱蝶、虎斑蝶、柑橘凤蝶、金凤蝶、青凤蝶和矍眼蝶,占总数的70.5%;东方菜粉蝶数量最多,占总数的24.5%;柑橘凤蝶次之,占总数的8.3%。
乌当区蝶类多样性、均匀度、优势度和物种丰富度见表2。蝶类物种多样性指数为粉蝶科>蛱蝶科>凤蝶科>眼蝶科>珍蝶科>斑蝶科>环蝶科>蚬蝶科>灰蝶科;均匀度指数粉蝶科>蛱蝶科>凤蝶科>眼蝶科>珍蝶科>斑蝶科>蚬蝶科>环蝶科=灰蝶科;物种丰富度为蛱蝶科>凤蝶科>粉蝶科>斑蝶科>眼蝶科>蚬蝶科>珍蝶科>环蝶科=灰蝶科。粉蝶科多样性、均匀度和优势度指数都较高,表明粉蝶科优势种群突出;蛱蝶科物种丰富度最高,但物种多样性和均匀度指数低于粉蝶科,优势度指数与粉蝶科和凤蝶科相比较低;凤蝶科物种多样性和均匀度指数与粉蝶科和蛱蝶科相比都较低,其优势度仅次于粉蝶科,物种丰富度仅次于蛱蝶科;蚬蝶科、环蝶科和珍蝶科物种多样性指数、优势度指数、均匀度指数和物种丰富度都很低,表明该地区蚬蝶科、环蝶科和珍蝶科种类较少。
表2 乌当区蝶类多样性分析
调查得知,乌当区的蝴蝶隶属于9 科43 属66 种,其中蛱蝶科25 种,占总数的37.9%,处优势地位,为明显的优势种;凤蝶科14 种,占总数的21.2%;粉蝶科11 种,占总数的16.7%;眼蝶科6种,占总数的9.1%;斑蝶科4种,占总数的6.1%;蚬蝶科2 种,占总数的3%;环蝶科1种,占总数的1.5%;珍蝶科1 种,占总数的1.5%;灰蝶科2 种,占总数的3%。由此,乌当区的蝶类组成中蛱蝶科>凤蝶科>粉蝶科>眼蝶科>斑蝶科>蚬蝶科=灰蝶科>环蝶科=珍蝶科。乌当区蝶类科占比为81.2%,属占比为43.4%,种占比为35.7%。研究结果表明,乌当区蝴蝶种类资源丰富,其原因可能是乌当区位于郊区,开发较少,植被种类丰富,环境污染少,环境保护较好。
蝴蝶的生物多样性与其生存环境密切相关,影响蝴蝶生存的因素主要有气候、温度、寄主植物及人为活动等。乌当区林木种质资源优势科分别为蔷薇科、蝶形花科、五加科、樟科、芸香科、禾本科、壳斗科、榆科、木犀科、忍冬科、大戟科、鼠李科、马鞭草科及葡萄科等16 科[14]。本次调查结果得出,乌当区蝶类多样性中的优势科与乌当区林木种质资源优势科有着对应关系,但灰蝶科、珍蝶科、环蝶科等的物种数量极少。蝶类多样性不仅能反映地区的环境质量,同时也可反映当地的林木种质资源多样性,虽然乌当区内蝶类资源丰富,但较为珍惜的物种却极少,因此可多种植一些灰蝶科、珍蝶科、环蝶科及珍稀蝶类的寄主植物。