陕西省子午岭国家自然保护区鞘翅目不同采集方法比较研究

党 蕊，徐世才, 2，柯莹莹，刘鹏冀，吴程浩，苑彩霞, 2

(1. 延安大学 生命科学学院,陕西 延安上716000；2. 陕西省区域生物资源保育与利用工程技术研究中心，陕西 延安 716000；3. 陕西省子午岭国家级自然保护区，陕西 延安 716000)

引 言

鞘翅目(Coleoptera)通称甲虫，是昆虫纲乃至动物界最大的类群，全世界已知360 000多种[1]。甲虫食性复杂，可分为植食性、捕食性、腐食性、尸食性、粪食性和寄生性，对环境具有较强的适应能力，是食物链中的重要组成部分，在生态系统中有重要作用[2～4]。可作为监测生境和生物多样性变化的指示物种[5]。在调查昆虫生态位、边缘效应、群落组成和区系分析中，传统的扫网法、振落法、搜索法、陷阱法以及手捡法常被应用[6～13]。马氏网法在膜翅目和双翅目采集中被大量使用[14～15]；聂瑞娥等人在国内首次报道飞行阻隔器在昆虫采集中的应用[16]，之后仅刘生冬使用类似的拦截诱捕器调查林区的甲虫动态[17]。

在已有的研究中，沙漠、草甸和林区甲虫的优势科、优势种都不尽相同，这与不同甲虫喜好不同环境、湿度以及温度都有一定的关系[18～19]，也说明甲虫生活环境多样，在进行采集时，单一的采集方法不能满足其多样性调查的需要。因此，笔者选取扫网、马氏网和飞行阻隔器3种采集方法，对陕西子午岭国家自然保护区进行鞘翅目昆虫调查，并对比分析采集结果，以期了解不同方法对采集甲虫不同类群的效果，为以后的甲虫多样性调查提供参考。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究地概况

陕西子午岭国家级自然保护区(35°45'～36°01' N, 108°30'～108°41' E)位于陕西和甘肃两省交界的子午岭陕西富县境内，西靠子午岭主脊，北临毛乌素沙漠边缘，南界渭北大平原。占地面积406.21 km2，海拔1,100～1,687 m，地带性植被类型属华北暖温带落叶阔叶林。保护区内春季多风，夏季炎热，秋季多雨，冬季干旱。年均降水量588.7 mm，且主要集中在6-9月。年平均气温9.2℃，气温年较差25.9℃[20]。保护区内人为活动极少，森林覆盖率达96.3%，植被保护完好，生态系统相对独立。

在榆林保护站石灰沟选择生境相同的3个样地，每个样地相隔200 m。每个样地都放有马氏网、飞行阻隔器，每样地取50网(每180°扫一次为1网)，于2019年6-8月，采用3种采集方式来收集甲虫。将标本根据相关专著进行鉴定[21～22]。

1.2 功能类群的划分

根据鞘翅目昆虫食性划分，将鞘翅目昆虫群落分为4个功能类群，即植食性昆虫、捕食性昆虫、寄生性昆虫、把腐尸性和粪食性昆虫划分为腐食性昆虫，根据本研究具体情况将寄生性昆虫划分到捕食性昆虫，因此本文将讨论植食性昆虫、捕食性昆虫和腐食性昆虫的功能类群[23]。

1.3 研究方法

研究中使用马氏网法、飞行阻隔器和扫网法来采集昆虫。具体方法如下：

(1)马氏网法：最早设计者是瑞典的膜翅目学家Malaise，后经美国昆虫学家Townes(1962)、Gressitt(1962)等不断改进，现使用非常便捷。马氏网是由涤纶或尼龙筛网构成，似长方形，其顶部为白色，其余为黑色，中间被黑色的筛网隔开，它的顶端是是一边高一边低呈倾斜状。在高的一段有一孔通向塑料管做成的收集器，当甲虫进入马氏网内，会尝试离开，就朝向较高的一端爬行，最终掉进收集器内[24]。收集器内装有2/3的无水乙醇。每15 d调查一次，取样结束将装有甲虫的收集器带回，装上新的装有无水乙醇的收集器。

(2)飞行阻隔器：其原理是利用垂直的屏幕阻隔甲虫的飞行，使其掉落到收集器内。飞行阻隔器是由pvc透明屏幕和pvc水槽，竹竿和绳子组成，用竹竿将屏幕挂起固定在两树中，用绳子将竹竿与pvc水槽连接，垂直挂在屏幕下方[16]，水槽中装有2/3的盐水。每2 d收集一次。

(3)扫网法：利用捕虫网对样地杂草或小灌木进行采集小型飞行甲虫。每4 d调查一次。

1.4 数据分析

优势类群的划分以个体数量大于捕获总量的10.0%以上者为优势类群，占1.0%～10.0%为常见类群，不足1.0%者为稀有类群[25]。

(1)相对丰富度: Pi= Ni/N式中:Ni为i类群数量；N为全部类群数量；

(2)Shannon-wiener多样性指数:H’=-ΣPilnPi(Pi=Ni/N)，式中:H 为群落的多样性指数，Pi=第i类群的个体数占类群总数的比例；

(3)Pielou均匀度指数: E= H’/Hmax式中: H’为物种多样性指数；

(4)Simpson优势集中性指数:C=ΣPi2(Pi=Ni/N)2，式中：Ni为每个科的个体数，N为每个科的全部数量；

(5)功能团优势度：将鞘翅目昆虫鉴定到科，科优势度计算=鞘翅目科个体数量/总类群数量，将优势度用百分比表示，将百分比数据进行反正弦平方根转化[26～27]。

利用SPSS 22统计软件进行单因素方差分析，Excel 2016软件作图。

2 结果与分析

2.1 鞘翅目昆虫物种多样性比较

本研究共采集甲虫15 659头，其中马氏网采集到20科1 323头，飞行阻隔器30科10 330头，扫网法得到24科4 006头。

对结果进行分析，从表1可得：飞行阻隔器采集鞘翅目甲虫数量明显高于马氏网法与扫网法，三者具有明显差异。多样性指数：马氏网与飞行阻隔器以及扫网法的多样性指数具有显著性差异。均匀度指数：马氏网、飞行阻隔器和扫网法的均匀度指数具有显著性差异。优势集中性指数：扫网法与马氏网法的优势集中性指数不显著，与飞行阻隔器的优势集中性指数具有显著性差异。相对丰富度指数：马氏网与飞行阻隔器和扫网法的相对丰富度指数相比具有显著性差异，后两者的相对丰富度指数不具有显著性差异。

表1 三种方法采集的鞘翅目昆虫多样性比较

2.2 功能类群优势度

从表2中可以看出：马氏网采集植食类昆虫的优势度高于飞行阻隔器与扫网法；马氏网与飞行阻隔器以及扫网法的捕食性甲虫优势度不具有显著性差异。飞行阻隔器和马氏网采集腐食性甲虫优势度高于扫网法。由此说明，采集植食性甲虫可采用马氏网法；采集腐食性甲虫可采用马氏网法和飞行阻隔器法；因三种采样方法采集的捕食性甲虫优势度相等，三种方法均可。

表2 鞘翅目功能类群优势度

2.3 不同采集方式的优势科比较

马氏网法采集优势科有5个，分别为象甲科、花蚤科、金龟科、隐翅甲科、叶甲科。飞行阻隔器采集优势科有2个，金龟科和隐翅甲科。扫网法采集优势科有2个，叶甲科和拟叩甲科。其中三种采集方式最高的优势科均为植食性甲虫，且植食性的优势科所占比例高于捕食性和腐食性。

表3 不同采集方式的优势科比较

2.4 不同采集方式对鞘翅目昆虫采集效率分析

由图1可得：三种采集方式都采集到17科，马氏网与飞行阻隔器同采集到18科，马氏网与扫网法同采集到16科，扫网法与飞行阻隔器同采集到21科。

图1 三种采集方式获得甲虫科级效率对比

由表4可得：马氏网采集到伪瓢虫科，飞行阻隔器采集到粪金龟科、皮蠹科、萤科、长朽木甲科、皮金龟科。扫网法采集到豆象科、虎甲科。

表4 三种采集方式获得的甲虫科级对比图

3 讨论与结论

从采集结果中可以看出飞行阻隔器在甲虫数量明显大于马氏网和扫网法这与聂瑞娥等人在对比飞行阻隔器和马氏网的捕虫数量的结果一致[16]。

马氏网、飞行阻隔器及扫网法所得植食性甲虫、捕食性甲虫以及腐食类甲虫数量及优势度指数有差异，可能是甲虫会受林分、地表温度、土壤含水量的关系影响。对于不同功能类群的甲虫可利用这3种方式进行采集标本。

不同采集方式下的优势科都不一样，马氏网采集的优势类群有象甲科、花蚤科、金龟科、隐翅甲科、叶甲科。常见类群有叩甲科、天牛科，稀有类群有吉丁科、郭公甲科等。飞行阻隔器采集的优势类群金龟科和隐翅甲科，常见类群有花蚤科、叶甲科、阎甲科等，稀有类群有埋葬甲科、吉丁科。扫网法采集优势类群叶甲科和拟叩甲科，常见类群有瓢虫科、叩甲科、象甲科、花蚤科、拟步甲科、铁甲科。稀有类群有金龟科、天牛科等，对此差异可能与飞行阻隔器主要拦截空中飞行甲虫，马氏网主要采集地表爬行甲虫，以上两种方法属于被动采集方式，会受天气外力影响。而扫网法采集草木小的甲虫，且人力采集有一定不可控的因素所在，在与徐世才等[28]利用扫网法与搜捕法中所得甲虫优势类群步甲科、叶甲科、瓢虫科。常见类群：叩甲科、天牛科、金龟科、拟步甲科等，稀有类群：虎甲科、锹甲科等比较下意见相左。

在采集过程中在每个样地还放置臭鱼诱罐，优势科为金龟科-蜣螂亚科，埋葬甲科、隐翅甲科。常见类群叩甲科、蜉金龟亚科、步甲科、粪金龟科。稀有类群；球蕈甲科、露尾甲科、象甲科、叩甲科以及郭公虫科。每种采集方式都有采集到其他采集方式所采集不到的甲虫。但是此收集法受天气、温度的影响，可针对腐食性昆虫采集的良好采集方法。