陕西子午岭国家级自然保护区昆虫多样性调查

杨美霞，党 蕊，丁昌萍，申 健，苑彩霞*

(1.陕西省动物研究所，陕西 西安 710032； 2.延安大学 生命科学学院，陕西 延安 716000)

生物多样性是人类赖以生存的物质基础，在自然界生态平衡中发挥着巨大的作用[1]。昆虫种类繁多、世代周期短、繁殖力强，在自然界起着不同的功能和作用，且生活在各种生境中，对生境的变化也更敏感，具有广谱的生物地理学和生态学探针功能[2]。在生态恢复和环境监测方面，昆虫已成为重要的生物指标之一[3]，近些年，我国学者对自然保护区的昆虫多样性进行了广泛调查，如在辽宁白狼山国家级自然保护区、观音山自然保护区、武功山国家级自然保护区、雁鸣湖自然保护区以及扎龙自然保护区等地开展的研究[4-8]。

陕西子午岭国家自然保护区位于陕西富县境内，黄土高原的腹地，是桥山山脉的一条支脉，介于泾河与洛河两大水系之间，西靠子午岭主脊，北临毛乌素沙漠边缘，南界渭北大平原。总面积406.21 km2，森林覆盖率高达92.1%，但对其昆虫资源缺乏系统调查，保护区不同区域昆虫多样性差异更是不清楚[9-10]，仅徐世才等对鞘翅目群落边缘效应和不同生境下蝶类多样性进行了研究，未对昆虫其他类群进行调查[11-12]。

本文选取陕西子午岭国家自然保护区不同样地，调查分析昆虫群落结构、多样性特征指数及相似性系数，探讨不同样地对昆虫多样性的影响，旨在为子午岭昆虫资源调查及昆虫多样性保护提供基础资料。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究地区概况

研究区位于陕西富县，保护区内气候属暖温带半湿润季风气候，年平均气温9.2 ℃，降水主要集中在6～9月，该区域地带性植被属于华北暖温带落叶阔叶林地带的北部落叶阔叶林。根据《中国植被》分类原则，植被分为森林、灌丛和草地3个植被类型，共20个群系，主要的群系有辽东烁林(Qercusliaotungensis)、白桦林(Betuiaplatyphylla)、山杨林(Populusdavidiana)、油松林(Pinustabulaeformis)、侧柏林(Platycladusorientalis)、狼牙刺灌丛(Sophoraviciifolia)、沙棘灌丛(Hippophaerhamnoides)、文冠果灌丛(Xanthocerassorbifolia)和二色胡枝子灌丛(Lespedezabicolor)等[10]。

1.2 研究方法

1.2.1 样地选择

依据研究地自然条件及植被分布特点，选取4块样地，分别为桦树沟(HSG)、石灰沟(SHG)、八面窑(BMY)和陈家河(CJH)。具体植被概况如下：HSG主要有杂草地、油松林和山杨林等；SHG主要有杂草地、油松林等；BMY主要有灌丛、侧柏林等；CJH主要有杂草地、油松林、白桦林和辽东烁林等。

1.2.2 标本采集与鉴定

每块样地设置1条样带，每条样带上均匀布设10个马氏网。马氏网是由涤纶或尼龙沙网构成，似长方体，其顶部为白色，其余为黑色，中间被黑色的纱网隔开，顶端是一边高一边低呈倾斜状。在高的一段有一孔通向塑料瓶做成的收集器，当昆虫进入马氏网内，会尝试离开，就朝向较高的一端爬行，最终掉进收集器内[13]，收集器内装有2/3的无水乙醇。2019年6月—8月，每15 d收集1次。然后带回室内鉴定并统计数据。标本鉴定参考相关文献[14-15]。

1.2.3 数据分析

群落特征指数和群落相似性测定使用以下4个指标[16-18]：Shannon-wiener多样性指数(Diversity Index)；Berger-Parker优势度指数(Dominance Index)；Pielou均匀度指数(Evenness Index)；Jaccard系数(相似性指数)。相似性等级划分：q=0.25～0.50，为中等不相似；q=0.50～0.75，为中等相似；q=0.75～1.00，为极相似。

2 结果与分析

通过调查，共采集昆虫标本109 428头，将标本按照目级阶元分类，隶属于16目，昆虫种类构成见图1，其中双翅目与膜翅目昆虫标本数量占个体总数的77%；其次，弹尾目占8%、鞘翅目占7%、半翅目占6%；其余各目共占比2%，包括脉翅目(0.54%)、革翅目(0.29%)、襀翅目(0.03%)、啮目(0.08%)、缨翅目(0.07%)、毛翅目(0.02%)、长翅目(0.01%)和直翅目(0.89%)。偶见石蛃目、蜻蜓目和蜉蝣目，标本数量占比总和为0.01%。

图1 陕西子午岭国家级自然保护区昆虫种类构成

2.1 昆虫群落组成结构的时间动态

由表1可知，6月份采集到11个目，双翅目和膜翅目为优势类群，鞘翅目、直翅目和半翅目等为常见类群，蜻蜓目和革翅目等5个目为稀有类群；7月份有15个目，双翅目和膜翅目为优势类群，常见类群变化为鞘翅目、弹尾目、半翅目，其余10个目为稀有类群，增加缨翅目、毛翅目、蜉蝣目以及石蛃目，但7月份未收集到蜻蜓目；8月份采集到14个目，双翅目、膜翅目和弹尾目为优势类群，常见类群为鞘翅目和半翅目，直翅目等9个目为稀有类群，但8月未发现蜉蝣目和石蛃目。

表1 不同月份昆虫个体数量和所占比例

2.2 各样地昆虫群落组成

由表2可知各样地昆虫类群采集情况，HSG采集16个目，其中双翅目与膜翅目个体数量占比为最大；SHG采集14个目，双翅目、膜翅目和弹尾目为优势类群，占比为84%，其余占比为15%；BMY采集11个目，双翅目与膜翅目为优势类群，弹尾目、鞘翅目、半翅目以及脉翅目为常见类群；CJH采集15个目，双翅目与膜翅目个体数量优势较大，蜉蝣目与石蛃目个体数量优势较小。从而可以看出，双翅目与膜翅目在各样地采集的个体数量为优势类群，鞘翅目、半翅目、弹尾目为常见类群，其余目多为稀有类群。

表2 不同样地昆虫类群个体数量和所占比例

2.3 昆虫群落特征指数

由表3可以看出，子午岭保护区各样地采集昆虫个体数量不同，HSG昆虫群落个体数量明显低于其他样地，CJH昆虫群落个体数量最高。

多样性指数特征值：BMY>HSG>CJH>SHG，优势度指数特征值：BMY>CJH>HSG>SHG，均匀度指数特征值：BMY>SHG>HSG>CJH，BMY样地的昆虫群落比其他样地较为丰富，昆虫群落较稳定。

表3 不同样地昆虫群落特征指数

2.4 昆虫群落特征指数时间动态分析

各样地的昆虫群落多样性特征指数时间动态如图2所示，6月份，SHG昆虫个体数量最高，BMY昆虫个体数量最低；7月份BMY与CJH迅速上升，且达到最高点；SHG呈小幅度上升趋势，达到最高点，8月份，SHG、BMY、CJH呈下降趋势，而HSG一直小幅度上升，波动幅度较小。

HSG 6月多样性最高，8月份最低，呈曲折趋势，且波动幅度较大；SHG 7月多样性达到最高，8月下降，达到最低点；CJH呈上升趋势，8月达到最高点。BMY 6月多样性最低，7月达到最高点，8月呈下降趋势。各样地多样性变化趋势不相同，波动幅度都较大，表明随时间变化各样地昆虫群落不相同。

HSG优势度指数时间动态呈“V”字形，变化幅度较大，BMY和CJH的优势度指数呈上升-下降趋势，7月优势度指数均为最高值，SHG优势度指数时间动态几乎无变化，呈线状。各样地昆虫群落的均匀度指数时间动态与多样性指数时间动态变化趋势相同，昆虫群落的均匀度指数和昆虫群落的多样性指数之间关系是密切的，具体关系还需进一步调查。

图2 不同样地昆虫群落特征指数时间动态变化图

2.5 昆虫群落相似性系数分析

由表4可知，BMY与其他3块样地的相似性系数均为中等相似，与CJH的相似性系数最低为0.620，HSG与SHG、CJH的相似性系数极为相似，HSG与CJH的相似性系数最高为0.937，其次是SHG为0.875，表明不同海拔高度的昆虫群落是存在相似性差异，不同植被间存在相似性差异，差异程度可能与植被、海拔有关。

表4 不同样地昆虫群落相似性系数

3 结论与讨论

通过过对4块样地的调查，共采集昆虫标本109 428头，隶属于16个目。经分析得出，膜翅目和双翅目为优势类群，弹尾目、半翅目和鞘翅目为常见类群，这与子午岭保护区内半湿润的季风气候有关，光照充足，降雨充沛和空气湿润，使得区内植被茂盛以及水文系统强大[9-10]，这为双翅目与膜翅目生存提供了良好的环境，另外这也与采用的采集方法有关，马氏网法对双翅目和膜翅目昆虫的采集效果尤为好。区内丰富的枯枝落叶层是弹尾目和鞘翅目昆虫喜好的环境，丰富多样的植被为半翅目和植食性甲虫提供了充足的食物。

各样地采集昆虫数量、群落类群皆不同，这可能与植被，受光照程度有关，温健等认为植被、温湿度、土壤等生物与非生物因子之间的不同，对昆虫种类、数量、分布都有一定影响[19]。

子午岭各样地昆虫群落多样性指数均有不同，BMY样地的各类指数特征值均大于其余3块样地，而采集昆虫个体数量居中，这与马玲等认为多样性指数受均匀度指数的影响极为显著，而与群落个体数量相关性较弱相一致[2]。韩争伟等研究认为群落物种多样性和丰富度与均匀度有复杂的关系[20]，本文研究得出的结果与之相同，可能是各类多样性指数受不同样地因素影响，导致呈现复杂关系[20]。

各样地的多样性指数与均匀度指数时间动态变化几乎相同。顾伟等研究表明，扎龙湿地昆虫多样性指数和均匀度随时间变化相一致，群落结构稳定[21]。崔麟等在武功山草甸地区昆虫群落的研究中认为昆虫群落多样性指数与均匀度指数随时间变化趋势均表现出正相关性，表明群落结构稳定[6]。马玲等研究认为，小兴安岭不同林型的昆虫多样性与均匀度呈正相关性且昆虫群落较稳定。本研究中各样地多样性指数与均匀度指数随时间变化相一致呈正相关性，因此，子午岭保护区昆虫群落稳定[2]。

各样地优势度指数与均匀度指数时间呈相反趋势，与杜秀娟等对长白山北坡访花昆虫群落研究结果相一致[22]。昆虫物种多样性与植被、海拔、温湿度、土壤及人为干扰程度有着密切联系，低海拔区，可能遭受人为干扰[23]，导致物种种类及数量减少，高海拔区，因海拔较高，昆虫物种多样性降低。也与植被所处坡向有关，当处于向阳坡，温度较高，水分充足，适于昆虫生长温度，物种多样性升高，处于阴坡，植被和温度不及向阳坡，昆虫物种多样性将低于向阳坡。HSG、SHG和CJH相似性系数极为相似，这与3块样地具有类似植被，导致昆虫物种差异较小，重叠种类较多[19]。而BMY主要以侧柏林、灌木较多，与其他3块样地植被具有差异，导致昆虫种类重叠少。

对子午岭保护区内4块样地的昆虫资源做出调查，得出BMY多样性指数较高，主要由海拔、植被和坡向多样等因素影响，使其不同生境昆虫分布差异较大，这与何云川等和秦伟春等研究结果相似[24-25]。另外，本文仅采用1种采集方式，且只从目级阶元分析子午岭昆虫分布，不能全面反映子午岭昆虫资源状况，要深入研究，可增加采集方法，进行长期系统监测，将昆虫各分类阶元更细致划分。