杨远发,涂 磊,邹 杨,张朝辉,潘 登,曹 锐,涂 昆,陈亮亮,汤 勇,夏 斌,邹志文*
(1.南昌大学生命科学学院生态系,江西 南昌 330031;2.九岭山国家级自然保护区管理局,江西 靖安 330600)
九岭山国家级自然保护区地处幕阜山脉与九岭山脉腹地,位于江西省靖安县境内,保护区内生境复杂多变,其间栖息着数十种国家保护动植物,区内海拔落差大,森林覆盖率高达97.82%[1]。
参照《中国自然地理》一书对中国动物地理的划分,中国陆地动物分属世界陆地动物地理区划的古北界和东洋界,我国范围内又细分为华北区、东北区、青藏区、蒙新区、华中区、华南区和西南区[2];九岭山保护区全境位于华中区。
据统计,全世界已知蜘蛛有129科4226属49652种[3]。蜘蛛在维持农林生态系统平衡方面有着巨大作用[4]。我国农林生态系统中的蜘蛛资源丰富[5],由于其肉食性特征,蜘蛛可用于防治农业害虫[6];但蜘蛛的种群数量也容易受到人类活动和植被结构变化的影响[7],蜘蛛的组成和数量变化是检测环境变化和评估农业景观生物多样性与生态系统服务功能的重要指标之一[8-9]。人类活动对生物多样性以及整个生态系统的影响受到人们的广泛关注[10]。
为了掌握保护区内优势蜘蛛的种类及蜘蛛种群数量,探明该区域蜘蛛多样性及地理区系分布特征的基本状况以及蜘蛛种群的发展趋势,预防虫害发生,通过该研究确定该区域蜘蛛多样性,更好地利用蜘蛛资源,为该区域生物多样性的保护和林区合理开发利用提供一定的依据,于2019~2021年针对保护区内的蜘蛛开展多次系统调查研究。
在2019年7月~2021年7月期间采用随机捕捉法、扫网法、筛网法和扣管法,对九岭山保护区内的青山保护站(28°9′73.44″N,115°26′98.88″E)、大杞山保护站(28°53′36.82″N,115°4′47.4″E)、宝峰保护站(29°2′27.15″N,115°22′32.1″E)和璪都保护站(29°0′24.92″N,115°10′22.07″)进行标本采集;扫网法是运用捕虫网收集树枝及草丛上的蜘蛛,筛网法主要采集地表蜘蛛,徒手法采集土壤穴居类蜘蛛[11]。
参照蜘蛛分类文献,依据蜘蛛的外生殖器官、体型、螯肢的齿式、体色、斑纹等对采集到的蜘蛛标本进行鉴定[12-14]。采集的蜘蛛标本先置于浓度为85%的酒精中脱水2~3 d,鉴定后置于装有浓度为75%的酒精玻璃试管中长期保存[15]。
根据《中国生物物种名录·第二卷动物·无脊椎动物(I)/蛛形纲/蜘蛛目》的所注明的物种地理分布情况[16],统计九岭山国家级自然保护区内蜘蛛在中国动物地理区划和世界地理区划中的归属,统计分析九岭山国家级自然保护区内蜘蛛的区系结构特点[17-18]。
通过计算Shannon指数(H)、Margalef指数(D)、Pielou指数(J)和Simpson指数(C),对保护区内蜘蛛的物种多样性进行评估[19-20]。
(1)Shannon多样性指数(H):
(2)Margalef丰富度指数(D):
D=(S-1)/lnN
(3)Pielou均匀度指数(J):
J=H/lnS
(4)Simpson优势集中性指数(C):
Pi为群落中第i物种个体数占总个体数的比例,N全部物种的总个体数,S为群落中所有的物种数。
(5)Jaccard相似性系数
q=c/(a+b-c)
a代表群落A中的物种数量,b代表群落B中的物种数量,c为A、B两个群落共有的物种数。当1.00≥q≥0.75时,结果为极相似;当0.75>q≥0.50时,结果为中等相似;当0.50>q≥0.25时,结果为中等不相似;当0.25>q≥0时,结果为极不相似[15]。所有数据均用Microsoft Excel 2019进行处理。
在九岭山自然保护区采集到蜘蛛共计2550头,分属26科81属130种。由表1可知,保护区内物种数和个体数最多的是园蛛科Araneidae,其分别占总物种数和总个体数的21.54%和23.65%;其次是跳蛛科Salticidae、蟹蛛科Thomisidae和肖蛸科Tetragnathidae的个体数占比均超过蜘蛛总个体数的10%,数量等级评定均为优势类群。拟扁蛛科Selenopidae、妩蛛科Uloboridae、卵形蛛科Oonopidae、花皮蛛科Scytodidae、圆颚蛛科Corinnidae、幽灵蛛科Pholcidae、卷叶蛛科Dictynidae、栅纺蛛科Hahniidae和拟壁钱科Oecobiidae最少,仅采集到1种,仅总种数的1.87%。
表1 九岭山国家级自然保护区蜘蛛各科物种数Table.1 Number of spiders in the Jiulingshan National Nature Reserve
通过对保护区下辖4个保护站的蜘蛛资源进行分析,由表2可知:(1)蜘蛛科数、种数和个体数均为大杞山站>宝峰站>青山站>璪都站;(2)蜘蛛属数为大杞山站>宝峰站>璪都站>青山站。大杞山站的蜘蛛科数、属数、种数和个体数量在4站种均为最多,其个体数占总个体数量的36.94%。
表2 九岭山自然保护区4个保护站蜘蛛组成统计Table.2 The results of spiders’constitute from four stations in Jiulingshan National Nature Reserve
从表3可知,丰富度指数、优势度集中性指数和均匀度指数均为大杞山站>宝峰站>璪都站>青山站,Shannon-Wiener信息多样性指数H由高至低排列顺序为大杞山站>宝峰站>青山站>璪都站。
表3 九岭山自然保护区蜘蛛群落多样性指数Table.3 The diversity indices of spider communities in Jiulingshan National Nature Reserve
通过对不同保护站蜘蛛群落Jaccard相似性指数分析(表4),可发现4个保护站的蜘蛛群落相似性指数均在0.25~0.50之间,各站之间均为中等不相似。4个保护站共有蜘蛛130种,其中共有种20种,仅占总物种数的15.38%。由此也进一步说明,4个站之间的蜘蛛群落结构差别较大。
表4 不同站之间的蜘蛛群落相似性指数群Table.4 The similarity index of spider communities in different stations
2.4.1 保护区内蜘蛛在世界动物地理区划中的区属特征
由表5可知,在东洋界+古北界一组中的蜘蛛种数最多,高达66种,占全部种数的50.77%;其次是仅在东洋界分布的达到48种,占36.92%。全球均有分布的只有4种,仅占3.08%。由此可见该保护区蜘蛛区系具有典型的东洋界特征,与古北界关系最紧密,结论符合该保护区的地理位置特征。
表5 九岭山国家级自然保护区蜘蛛在世界动物地理区的分布及所占比例Table.5 Distribution and proportion of spiders in Jiulingshan National Nature Reserve based on world zoogeographical flora distribution
2.4.2 保护区内蜘蛛物种在中国动物地理区划中的区属特征
由表6可知,保护区内蜘蛛共计有24种分布组合。由于保护区位于华中区范围内,故保护区内所采集的蜘蛛均在华中区存在分布,但仅在华中区分布的有10种且仅占总种数的7.69%;全国分布的类型与华中区+华南区的分布类型均有29种,占比均为22.31%;华中区+西南区+华南区的分布有20种蜘蛛,占比15.38%。只有1种蜘蛛的分布类型有12种,均只占分0.77%。因此,九岭山保护区的蜘蛛主要分布地由华中区、华南区、西南区及这几个区组成。保护区蜘蛛区系分布具有典型的华中区特征,与华南区关系最紧密,结论符合该保护区的地理位置特征,这与保护区地理位置处于华中区的核心亦临近华南区、西南区两区之间蜘蛛种类相互渗透有关。
表6 九岭山国家级自然保护区蜘蛛在中国动物地理区的分布及所占比例Table.6 Distribution and proportion of spidersin Jiulingshan National Nature Reserve based on Chinesezoogeographical flora distribution
九岭山国家级自然保护区蜘蛛资源丰富,但其蜘蛛的组成和数量分布方面与其他地区的研究结果也有所区别。
相较于九岭山国家级保护区2009年的考察报告,本次在九岭山采集到的跳蛛科有20属,蟹蛛科8属均高于其跳蛛科15属和蟹蛛科3属[1]。本研究中物种数最多的是园蛛科和跳蛛科,与马头山自然保护区的蜘蛛多样性研究结果一致[21]。江西水浆省级自然保护区的蜘蛛多样性研究报道了蜘蛛14科48属111种[22],较低于本研究报道的26科81属130种,姚英娟等人在2011年和2012年分别对江西省跳蛛科和园蛛科进行地理区系分布研究,共发现江西省跳蛛科蜘蛛30属63种[23],园蛛科21属90种,园蛛科艾蛛属最多,其次为金蛛属和新园蛛属[24],本研究在江西省九岭山国家级自然保护区共发现跳蛛科20属25种、园蛛科13属28种,园蛛科中最多的是新园蛛属和金蛛属,采集到的属占据江西园蛛科所有属的61.91%,表明保护区内跳蛛科和园蛛科蜘蛛资源较为丰富,但也有待进一步调查研究。
在生物多样性分析中,在群落稳定性和多样性方面大杞山站最高,璪都站最低。在分布均匀程度方面大杞山站最高,青山站与璪都站较低,其主要原因还是因为大杞山站深居九岭山保护区内,其植被覆盖率高[25],食物资源丰富,有利于多种蜘蛛栖息,因此蜘蛛群落多样性指数高、稳定性大;宝峰站、青山站和璪都站位于保护区外围,与人类居住环境接壤,周边植被群落类型较为单一[1],可供蜘蛛取食的动物种类和数量较少,因此蜘蛛的多样性和群落稳定性较差。蜘蛛生活环境受人为有影响较大[26],人为干扰会显著降低生境中蜘蛛丰富度和多度[27]。
在中国动物地理区划中,因研究地九岭山全境处于华中区,故在查阅相关资料后将以前未在华中区有记录的物种全部纳入华中区研究[29-31],王杰和杨贵军等人在研究贺兰山天牛科昆虫区系组成时将所采集天牛科昆虫全部纳入贺兰山所在的蒙新区进行研究[28],朱雪晶等人在研究江西皿蛛科蜘蛛区系结构时将在江西所采集到的18种皿蛛全部纳入华中区进行分析[29],但也有部分学者在做动物地理区划时未将在研究地采集到物种归入研究地所在区系[30-31]。
蜘蛛是一类农林益虫,通常作为害虫的生物防治天敌,有研究表明昆虫的数量与蜘蛛种类与数量呈正相关[32];保护区内蜘蛛多样性的保护有助于维持一定阈值的昆虫数量。
综上所述,不同保护站周边的物理因素差异和人为干扰程度的差异在很大程度上决定了蜘蛛的组成和数量分布。因此,保护生态环境、增加森林植被覆盖面积、减少人为干扰等对保护区内蜘蛛多样性保护都具有重要意义。