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吉林蛟河不同林分腐木甲蟲(chóng)(鞘翅目)多樣性分析*

2021-03-13 08:09劉生冬史佳琦董詩(shī)睿吳新毅孟慶繁趙紅蕊靳英華
林業(yè)科學(xué) 2021年1期
關(guān)鍵詞:闊葉林分天牛

劉生冬 史佳琦 董詩(shī)睿 吳新毅 孟慶繁 李 燕 趙紅蕊 靳英華

(1.北華大學(xué)林學(xué)院 吉林 132013;2.長(zhǎng)白山地理過(guò)程與生態(tài)安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院 長(zhǎng)春 130024)

腐木甲蟲(chóng)(Saproxylic beetles)(鞘翅目Coleoptera)是指一生中的某一階段依賴(lài)腐木(Dying trees or deadwood)、其他腐生生物(Saproxylics)及相關(guān)微生境生存的甲蟲(chóng)類(lèi)群,包括在腐木上取食的捕食性和菌食性甲蟲(chóng)(Speight,1989;Alexander,2008)。根據(jù)食性可分為木食類(lèi)、菌食類(lèi)、腐食類(lèi)和捕食類(lèi)等功能群(Plewaetal.,2017)。腐木甲蟲(chóng)生活習(xí)性多樣、食性復(fù)雜,能夠加速林內(nèi)枯死木分解,在森林生態(tài)系統(tǒng)腐木分解和養(yǎng)分循環(huán)中發(fā)揮重要作用,是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分(Grove,2002;Siitonen,2011;Hammondetal.,2017)。腐木甲蟲(chóng)物種豐富、對(duì)森林生境變化敏感,是受威脅最嚴(yán)重的生物類(lèi)群之一,在德國(guó),大約56%的森林甲蟲(chóng)屬于腐木甲蟲(chóng)(Gossneretal.,2016),而近1/4的歐洲腐木甲蟲(chóng)種類(lèi)處于瀕危或近危狀態(tài)(Nietoetal.,2010;Seiboldetal.,2015a),部分種類(lèi)可以作用森林生境變化的指示種(Mazzeietal.,2018)。

森林中腐木和腐木生境對(duì)腐木甲蟲(chóng)多樣性維持至關(guān)重要(Seiboldetal.,2015a;Wendeetal.,2017)。然而,這些資源與林分組成和結(jié)構(gòu)密切相關(guān),森林結(jié)構(gòu)和組成能夠通過(guò)影響林內(nèi)的腐木資源和生境進(jìn)而影響腐木甲蟲(chóng)多樣性的分布(Siramietal.,2008;Janssen,2016)。林齡、林木徑級(jí)分布、林木密度等林分結(jié)構(gòu)異質(zhì)性影響著枯木特征、微生境,進(jìn)而影響腐木甲蟲(chóng)物種組成、多樣性和分布格局,但這種影響隨區(qū)域和林分組成等多種因素的變化而改變(Bougetetal.,2013;Larrieuetal.,2014;劉生冬等,2015;Landvik,2016;Plewaetal.,2017;Schaueretal.,2018)。同時(shí),林分結(jié)構(gòu)和組成對(duì)腐木甲蟲(chóng)的影響也受到林冠開(kāi)放度影響,林分郁閉度則通過(guò)影響林內(nèi)的光照和溫濕度、枯木含水率,進(jìn)而影響枯木的腐爛速度,以及通過(guò)影響腐木甲蟲(chóng)成蟲(chóng)活躍性影響腐木甲蟲(chóng)多樣性格局(García-Lópezetal.,2016;Lachatetal.,2016)。

在世界范圍內(nèi),對(duì)腐木甲蟲(chóng)的研究情況參差不齊,目前研究主要集中在歐洲、北美洲和澳洲的溫帶森林,發(fā)表的腐木甲蟲(chóng)研究論文最多,出版了《歐洲腐木甲蟲(chóng)紅色名錄》、《意大利腐木甲蟲(chóng)紅色名錄》,編輯了Nordic Saproxylic Database。在亞洲,僅有少量腐木甲蟲(chóng)研究報(bào)道(Seiboldetal.,2015b)。在國(guó)內(nèi),僅見(jiàn)數(shù)篇亞熱帶和溫帶森林腐木甲蟲(chóng)研究報(bào)道(Wuetal.,2008;2013a;2013b)。

長(zhǎng)白山林區(qū)是地帶性頂級(jí)植物群落闊葉紅松林的核心分布區(qū),經(jīng)過(guò)多年的過(guò)量采伐干擾形成了面積較大的次生闊葉混交林,僅在部分地區(qū)保存有零散的原始闊葉紅松林(代力民等,2004)。吉林省蛟河林業(yè)實(shí)驗(yàn)區(qū)管理局位于長(zhǎng)白山區(qū)張廣才嶺南部,其區(qū)內(nèi)保存了面積較大的原始闊葉紅松林和其他闊葉混交林(李良等,2004)。本次研究通過(guò)系統(tǒng)調(diào)查吉林蛟河楊樺林、水胡林、闊葉紅松林中腐木甲蟲(chóng)物種多樣性,分析林分類(lèi)型和林分因子對(duì)腐木甲蟲(chóng)多樣性的影響,闡明腐木甲蟲(chóng)與森林境變化的相互關(guān)系,為制定基于腐木甲蟲(chóng)物種多樣性保護(hù)和利用的森林生態(tài)系統(tǒng)管理方案提供指導(dǎo),為評(píng)價(jià)天然林在保護(hù)腐木甲蟲(chóng)多樣性中的作用提供依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)位于長(zhǎng)白山張廣才嶺南部吉林省蛟河林業(yè)實(shí)驗(yàn)區(qū)管理局,地理位置為127°35′—127°51′E,43°51′—44°05′N(xiāo)。區(qū)內(nèi)最高峰海拔為1 176 m,最低位置海拔約330 m。該區(qū)域氣候?qū)贉貛Т箨懠撅L(fēng)性山地氣候,雨熱同季,降水多集中在6—8月,7月份氣溫最高。研究區(qū)域植被屬長(zhǎng)白山植物區(qū)系,植物物種資源豐富,組成復(fù)雜,典型的植被類(lèi)型是闊葉紅松林、以及楊樺林、水胡林等次生的闊葉混交林。該區(qū)域采伐量較低,保存了面積較大的原始闊葉紅松林,林分的平均年齡較高,林木的平均徑級(jí)較大(王輝等,2012),喬木樹(shù)種主要有:紅松(Pinuskoraiensis)、臭冷杉(Abiesnephrolepis)、沙冷杉(A.holophylla)、長(zhǎng)白魚(yú)鱗云杉(Piceajezoensisvar.komarovii)、水曲柳(Fraxinusmandshurica)、花曲柳(F.rhynchophylla)、黃菠蘿(Phellodendronamurense)、胡桃楸(Juglansmandshurica)、紫椴(Tiliaamurensis)、糠椴(T.mandschurica)、色木槭(Acermono)、假色槭(A.pseudo-sieboldianum)、白牛槭(A.mandshuricum)、蒙古櫟(Quercusmongolica)、白樺(Betulaplatyphylla)、楓樺(B.costata)、裂葉榆(Ulmuslaciniata)、春榆(U.japonica)、千金榆(Carpinuscordata)、山楊(Populusdavidiana)等。常見(jiàn)的灌木有暴馬丁香(Syringareticulatavar.mandshurica)、長(zhǎng)白忍冬(Loniceraruprechtiana)、胡枝子(Lespedezabicolor)、東北鼠李(Rhamnusdavurica)、繡線(xiàn)菊(Spiraeathunbergii)、珍珠梅(Sorbariakirilowii)、衛(wèi)矛(Euonymusspp.)等。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置

研究樣地設(shè)置在吉林蛟河林業(yè)實(shí)驗(yàn)區(qū)管理局經(jīng)營(yíng)區(qū)內(nèi),根據(jù)樹(shù)種組成、林齡等選擇楊樺林(YHL-Ⅰ)、水胡林(SHL-Ⅱ)、闊葉紅松林Ⅲ(KHL-Ⅲ)和闊葉紅松林Ⅳ(KHL-Ⅳ)林分作為研究樣地,每個(gè)林分面積約為12 hm2(300 m×400 m),記錄林分中心點(diǎn)坐標(biāo),調(diào)查林分的樹(shù)種組成、林齡、郁閉度等因子,見(jiàn)表1。

2.2 調(diào)查方法

在4個(gè)林分的樣地中各設(shè)置6條樣帶,每條樣帶間距約70 m。在每個(gè)樣帶交替布設(shè)8個(gè)漏斗式和擋板式飛翔攔截誘捕器(García-Lópezetal.,2016)。將每個(gè)誘捕器用鐵絲固定懸掛于2棵樹(shù)之間,并距離樹(shù)干大于1 m,誘捕器標(biāo)本收集杯距地表約30 cm,每個(gè)誘捕器之間的距離大于30 m。標(biāo)本收集杯中放入飽和鹽水,以防止標(biāo)本腐爛。

2.3 調(diào)查時(shí)間

調(diào)查時(shí)間為2012—2013年,在每年的5月中旬布設(shè)誘捕器,8月下旬收回誘捕器,時(shí)間涵蓋了腐木甲蟲(chóng)成蟲(chóng)整個(gè)活躍期,每月回收2次誘捕器所采集到的甲蟲(chóng)標(biāo)本。

2.4 甲蟲(chóng)鑒定

在實(shí)驗(yàn)室中,分類(lèi)統(tǒng)計(jì)采集到的甲蟲(chóng)標(biāo)本。所有標(biāo)本保藏在北華大學(xué)林學(xué)院昆蟲(chóng)標(biāo)本室,標(biāo)本鑒定參考現(xiàn)已出版的甲蟲(chóng)各個(gè)類(lèi)群的動(dòng)物志,以及相關(guān)的日本、韓國(guó)甲蟲(chóng)圖鑒和其他分類(lèi)資料。部分類(lèi)群種類(lèi)請(qǐng)國(guó)內(nèi)相關(guān)專(zhuān)家鑒定。腐木甲蟲(chóng)根據(jù)物種生物學(xué)特性,并參考北美和歐洲已經(jīng)發(fā)表的文獻(xiàn)和相關(guān)Nordic Saproxylic Database等確定。

2.5 數(shù)據(jù)處理與分析方法

3 結(jié)果與分析

3.1 闊葉紅松林腐木甲蟲(chóng)物種組成

在楊樺林、水胡林、闊葉紅松林Ⅲ、闊葉紅松林Ⅳ中,共采集甲蟲(chóng)239種7 776頭(劉生冬等,2018a),其中203種7 465頭為腐木甲蟲(chóng),隸屬于23個(gè)科(Slipinskietal,2011)。其中,叩甲科(Elateridae)、隱翅蟲(chóng)科(Staphylinidae)、露尾甲科(Nitidulidae)的個(gè)體數(shù)分別占總數(shù)的40.55%、14.93%和13.10%,從物種數(shù)上看,天???Cerambycidae)的物種數(shù)占總物種數(shù)的23.64%。叩甲科、隱翅蟲(chóng)科、露尾甲科和天??坪嫌?jì)占物種總數(shù)的64.51%和個(gè)體總數(shù)的77.64%。扁甲科(Cucujidae)等13個(gè)類(lèi)群的個(gè)體數(shù)所占比重小于1%,合計(jì)不足個(gè)體數(shù)的4%。腐木甲蟲(chóng)各類(lèi)群物種數(shù)與個(gè)體數(shù)見(jiàn)表2。

表2 腐木甲蟲(chóng)物種數(shù)與個(gè)體數(shù)

在全部的類(lèi)群中,花蚤科、大蕈甲科、皮蠹科、蠟斑甲科、條脊甲科每個(gè)類(lèi)群只采集到1個(gè)種,而四星蠟斑甲(Helotagemmata)、條脊甲(Rhysodescraciulus)只采集到1個(gè)個(gè)體。步甲科、埋葬甲科等一些不善飛翔的類(lèi)群也被采集到,但數(shù)量相對(duì)較少。

3.2 不同林分腐木甲蟲(chóng)多樣性

4個(gè)林分中,甲蟲(chóng)的物種數(shù)、個(gè)體數(shù)、豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)見(jiàn)圖1a—d。

圖1 不同林分腐木甲蟲(chóng)物種數(shù)(a)、個(gè)體數(shù)(b)、豐富度指數(shù)(c)和多樣性指數(shù)(d)

腐木甲蟲(chóng)物種數(shù)在闊葉紅松林Ⅲ中最高,水胡林中最低,闊葉紅松林Ⅲ和闊葉紅松林Ⅳ顯著高于楊樺林和水胡林(F=30.140;df=3,20;P<0.001)。個(gè)體數(shù)在闊葉紅松林Ⅲ中最高,水胡林中最低,各林分間差異顯著(F=61.159;df=3,20;P<0.001)。物種數(shù)與個(gè)體數(shù)顯著正相關(guān),(R=0.910,N=24,P<0.001)。物種豐富度在闊葉紅松林Ⅲ中最高,水胡林中最低,各林分間差異顯著(F=17.828;df=3,20;P<0.001),闊葉紅松林2個(gè)林分的豐富度都顯著高于楊樺林和水胡林。多樣性指數(shù)在闊葉紅松林Ⅳ中最高,在楊樺林中最低,各林分間差異顯著(F=3.897;df=3,20;P<0.05)。

3.3 不同林分主要類(lèi)群物種數(shù)、個(gè)體數(shù)

叩甲科、隱翅蟲(chóng)科和露尾甲科的個(gè)體數(shù)均超過(guò)了總數(shù)的10%,天??频奈锓N數(shù)超過(guò)了物種總數(shù)的10%。叩甲科的物種數(shù)在闊葉紅松林(Ⅲ和Ⅳ)中最多,水胡林中最少,楊樺林、闊葉紅松林Ⅲ、闊葉紅松林Ⅳ的數(shù)量顯著高于水胡林(F=6.653;df=3,20;P<0.01)。隱翅蟲(chóng)科的物種數(shù)在闊葉紅松林Ⅲ中最多,楊樺林中最少,闊葉紅松林Ⅲ數(shù)量顯著高于其他3個(gè)林分(F=6.014;df=3,20;P<0.01)。露尾甲科的物種數(shù)在闊葉紅松林Ⅲ中最多,水胡林中最少,各林分?jǐn)?shù)量間差異不顯著(F=1.895 3;df=3,20;P>0.05)。天??频奈锓N數(shù)在闊葉紅松林Ⅳ中最多,水胡林最少,闊葉紅松林Ⅳ、闊葉紅松林Ⅲ中的數(shù)量顯著高于楊樺林、水胡林(F=14.335;df=3,20;P<0.001)。楊樺林、水胡林、闊葉紅松林Ⅲ、闊葉紅松林Ⅳ中叩甲科的物種數(shù)量都顯著高于隱翅蟲(chóng)科、露尾甲科和天???,同時(shí),每個(gè)林分中,天??频奈锓N數(shù)量顯著高于隱翅蟲(chóng)科(F>54.566;df=3,20;P<0.001),見(jiàn)圖2a。

圖2 不同林分叩甲科、隱翅蟲(chóng)科、露尾甲科、天??莆锓N數(shù)(a)和個(gè)體數(shù)(b)

叩甲科的個(gè)體數(shù)在楊樺林中最多,水胡林中最少,楊樺林和闊葉紅松林Ⅳ顯著高于闊葉紅松林Ⅲ和水胡林(F=7.913;df=3,20;P<0.01)。隱翅蟲(chóng)科和露尾甲科的個(gè)體數(shù)都在闊葉紅松林Ⅲ中最多,水胡林中最少,闊葉紅松林Ⅲ顯著高于其他3個(gè)林分(F=9.563;df=3,20;P<0.001)。天??频膫€(gè)體數(shù)在闊葉紅松林Ⅳ和闊葉紅松林Ⅲ顯著高于水胡林和楊樺林(F=55.07;df=3,20;P<0.001)。楊樺林中叩甲科的個(gè)體數(shù)量顯著高于其他3個(gè)類(lèi)群,而天??频臄?shù)量顯著低于其他3個(gè)類(lèi)群(F=126.335;df=3,20;P<0.001)。水胡林中叩甲科的個(gè)體數(shù)量顯著高于其他3個(gè)類(lèi)群(F=108.601;df=3,20;P<0.001)。闊葉紅松林Ⅲ中叩甲科的個(gè)體數(shù)量顯著高于其他3個(gè)類(lèi)群,而天??频臄?shù)量顯著低于其他3個(gè)類(lèi)群(F=19.718;df=3,20;P<0.001)。闊葉紅松林Ⅳ中叩甲科的個(gè)體數(shù)量顯著高于其他3個(gè)類(lèi)群(F=130.88;df=3,20;P<0.001),見(jiàn)圖2(b)。

3.4 林分因子對(duì)腐木甲蟲(chóng)各類(lèi)群的影響

森林中林分因子對(duì)腐木甲蟲(chóng)的分布有較大的影響,本研究選擇了4個(gè)林分中與腐木甲蟲(chóng)關(guān)系比較密切的郁閉度、平均胸徑、公頃蓄積、公頃株數(shù)、灌木蓋度5個(gè)主要林分因子進(jìn)行分析。不同林分類(lèi)型對(duì)5個(gè)林分因子都有顯著影響(P<0.01)。闊葉紅松林2個(gè)林分的郁閉度、平均胸徑、蓄積都顯著高于楊樺林和水胡林,楊樺林和水胡林的每公頃喬木株數(shù)和灌木蓋度都顯著高于2個(gè)闊葉紅松林,闊葉紅松林2個(gè)林分的5個(gè)因子都無(wú)顯著差異,見(jiàn)表3。23個(gè)腐木甲蟲(chóng)類(lèi)群與4個(gè)林分和5個(gè)林分因子典范對(duì)應(yīng)分析排序結(jié)果見(jiàn)圖3。

表3 不同林分主要5個(gè)林分因子(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)

圖3 23個(gè)腐木甲蟲(chóng)類(lèi)群與4 種林分和5個(gè)林分因子間典范對(duì)應(yīng)分析

5個(gè)林分因子X(jué)1—X5線(xiàn)段長(zhǎng)短表示這個(gè)因子所起作用的大小,林分或腐木甲蟲(chóng)類(lèi)群到林分因子垂線(xiàn)的點(diǎn)與箭頭的距離表示與這個(gè)因子的相關(guān)大小,與箭頭距離越小表示相關(guān)性越高。第1軸和第2軸的貢獻(xiàn)率分別為56.73%和33.49%,累積達(dá)到了90.22%,說(shuō)明排序圖能較好的反映相關(guān)信息。第1排序軸與郁閉度(X1)、平均胸徑(X2)、公頃蓄積(X3)呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.797 5、0.676 3、0.707 1,這些因子與第2軸也呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.574 4、0.736 3、0.703 8,這3個(gè)因子相互間具有較高的相似性,可以歸為一類(lèi)。喬木公頃株數(shù)(X4)、灌木蓋度(X5)與第1軸呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.744 7和-0.908 8,與第2軸也呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.650 4和-0.412 3,這2個(gè)因子相似性較高,可歸為一類(lèi)。

從圖3中可以看出,楊樺林(YHL-I)和水胡林(SHL-II)都位于第三象限,可以歸為一類(lèi),楊樺林對(duì)應(yīng)第1軸和第2軸負(fù)值較高,水胡林對(duì)應(yīng)第1軸和第2軸負(fù)值相對(duì)較低,2個(gè)林分都對(duì)應(yīng)較高的喬木公頃株數(shù)(X4)和灌木蓋度(X5),而楊樺林與這2個(gè)因子的相關(guān)性最高。闊葉紅松林Ⅲ(KHL-Ⅲ)位于第四象限,在第1軸正值較高和第2軸負(fù)值相對(duì)較低,依次對(duì)應(yīng)于較高的郁閉度(X1)、公頃蓄積(X3)。闊葉紅松林Ⅳ(KHL-Ⅳ)位于第二象限,依次對(duì)應(yīng)于較高的是平均胸徑(X2)、公頃蓄積(X3)。

通過(guò)對(duì)腐木甲蟲(chóng)與楊樺林(YHL-I)、水胡林(SHL-II)、闊葉紅松林Ⅲ(KHL-Ⅲ)、闊葉紅松林Ⅳ(KHL-Ⅳ)的典范對(duì)應(yīng)分析(圖3)可以看出,蕈甲科和條脊甲科只在闊葉紅松林內(nèi)被采集到,蠟斑甲科只在水胡林中被采集到。相對(duì)于其他類(lèi)群,叩甲科、吉丁蟲(chóng)科、扁甲科與灌木蓋度與有較強(qiáng)的相關(guān)性,露尾甲科、鍬甲科、螢科、皮蠹科與公頃株數(shù)有較強(qiáng)的相關(guān)性。天??坪徒瘕斂?、長(zhǎng)朽木甲科、赤翅甲科與平均胸徑和公頃蓄積有較強(qiáng)的正相關(guān)性,顯示出這2類(lèi)甲蟲(chóng)傾向于選擇林齡較大的林分。筒蠹科、郭公蟲(chóng)科、步甲科、扁甲科、花螢科、紅螢科與郁閉度的相關(guān)性較強(qiáng)。

4 討論

在歐洲和北美,長(zhǎng)期積累的豐富的甲蟲(chóng)分類(lèi)和物種生物學(xué)文獻(xiàn)支撐了腐木甲蟲(chóng)相關(guān)研究的開(kāi)展。而在國(guó)內(nèi),由于多數(shù)區(qū)域甲蟲(chóng)多樣性本底不清,物種生物學(xué)特性不明,在很大程度上限制了包括腐木甲蟲(chóng)在內(nèi)的甲蟲(chóng)生態(tài)系統(tǒng)功能方面的研究。本研究中,對(duì)于生物學(xué)特性明確的物種,根據(jù)腐木甲蟲(chóng)的定義來(lái)確定其是否為腐木甲蟲(chóng);對(duì)于生物學(xué)尚不完全清楚的種或?qū)伲ㄟ^(guò)對(duì)比歐洲和北美等地區(qū)已經(jīng)發(fā)表或出版的文獻(xiàn),以及歐洲腐木甲蟲(chóng)數(shù)據(jù)庫(kù)中是否有該種或該屬來(lái)確定其是否為腐木甲蟲(chóng)。在所采集到的239種甲蟲(chóng)中,腐木甲蟲(chóng)為203種,約占甲蟲(chóng)種類(lèi)的84.94%。這與國(guó)外研究森林中絕大多數(shù)甲蟲(chóng)屬于腐木甲蟲(chóng)相一致(Sandovaletal.,2007;Milleretal., 2011;Johansson,2011;Quintoetal.,2013)。

本研究利用腐木甲蟲(chóng)多樣性研究中最常用的飛翔攔截誘捕器法采集活躍期的腐木甲蟲(chóng)成蟲(chóng)(García-Lópezetal.,2016)。通過(guò)連續(xù)的采集,最大限度地采集林分中具有飛翔能力的腐木甲蟲(chóng)成蟲(chóng),不僅采集到了木食類(lèi)的天牛、象甲、吉丁蟲(chóng)、長(zhǎng)朽木甲等,腐食類(lèi)的叩甲、隱翅蟲(chóng)、金龜,菌食類(lèi)的筒蠹、赤翅甲、紅螢、大蕈甲等,也采集到了捕食類(lèi)的步甲、花螢、扁甲、閻甲和郭公蟲(chóng)等,更客觀地反映林分中腐木甲蟲(chóng)的物種多樣性組成。此外,采集強(qiáng)度的一致,使得林分間的科學(xué)比較成為可能。但也應(yīng)看到,盡管攔截誘捕器也采集到一些常被認(rèn)為飛翔能力相對(duì)較弱,主要在地面活動(dòng)的步甲、埋葬甲、隱翅蟲(chóng)等甲蟲(chóng),但該類(lèi)方法不能采集不具飛翔能力的腐木甲蟲(chóng),因而總體上低估了林分中腐木甲蟲(chóng)的多樣性(Cateauetal.,2016)。

森林的樹(shù)種組成結(jié)構(gòu)影響著腐木類(lèi)型、多樣性,以及腐木甲蟲(chóng)的生存環(huán)境,進(jìn)而影響著腐木甲蟲(chóng)多樣性的分布格局(Bougetetal.,2013;Janssen,2016;Janssenetal.,2017;Parisietal.,2019)。本研究中,2個(gè)成熟的闊葉紅松林林分結(jié)構(gòu)復(fù)雜,平均胸徑、林齡都較大,林內(nèi)的枯腐木量和多樣性高,部分大徑級(jí)林木存在樹(shù)洞和傷口樹(shù)液流出等微生境,且林內(nèi)下木較少,有利于腐木甲蟲(chóng)飛翔,腐木甲蟲(chóng)的豐富度和多度都顯著高于其他林分(圖1)。這與原始林成熟度、腐木資源多樣性和環(huán)境異質(zhì)性高,能為腐木甲蟲(chóng)提供充足的食物資源和多樣適宜的生存環(huán)境,允許更多腐木甲蟲(chóng)物種生存的結(jié)論相一致(Lassauceetal.,2013;Jonselletal.,2004;Perceletal.,2018;H?m?l?inenetal.,2019;Weissetal.,2019)。

森林中微生境如樹(shù)洞、潰瘍、樹(shù)干縫隙、樹(shù)皮損傷及苔蘚、真菌、冠層枯枝等的豐富程度與林木的胸徑和蓄積具有較強(qiáng)的正相關(guān)性,這些微生境的豐富程度影響著腐木甲蟲(chóng)多樣性的分布(Bougetetal.,2013)。林分因子和腐木甲蟲(chóng)的對(duì)應(yīng)分析表明(圖3),林分平均胸徑、郁閉度、公頃蓄積對(duì)大多數(shù)腐木甲蟲(chóng)具有正向影響,隨著這些因子的升高,甲蟲(chóng)的數(shù)量會(huì)有所增加。這與腐木甲蟲(chóng)物種豐富度與林分中大徑級(jí)林木數(shù)量呈正相關(guān)的研究結(jié)論相似(Sverdrup-Thygesonetal.,2002;Grove,2002;Dollinetal.,2008;Buseetal.,2010; 劉生冬等,2018b)。這主要與林分中大徑級(jí)林木長(zhǎng)時(shí)間的生長(zhǎng)和積累,能夠提供更豐富的微生境有關(guān),這些微環(huán)境能夠?yàn)榧紫x(chóng)取食和產(chǎn)卵提供多樣和適宜場(chǎng)所,甚至能夠?yàn)橐恍┫∮蟹N類(lèi)提供避難所(?klandetal.,1996;Parisietal.,2016;Plewaetal.,2017),從而影響甲蟲(chóng)多樣性的分布格局(Larrieuetal.,2014;Zanetal.,2016)。這些微環(huán)境,尤其是一些大徑級(jí)樹(shù)木上的樹(shù)洞能夠提供一些樹(shù)葉的腐殖質(zhì),昆蟲(chóng)殘?bào)w,以及一些枯枝、木屑等能夠吸引一些腐木甲蟲(chóng)取食(Landvik,2016;Schaueretal.,2018;Peuhuetal.,2019),有助于防止一些種群滅絕,在保護(hù)腐木甲蟲(chóng)多樣性具有重要意義(García-Lópezetal.,2016)。

本研究顯示,林分類(lèi)型對(duì)隱翅蟲(chóng)科和露尾甲科沒(méi)有顯著的影響,可能是由于他們對(duì)林分因子變化相對(duì)不敏感有關(guān)(喬志宏等,2019)。天??评ハx(chóng)在闊葉紅松林中的數(shù)量顯著高于其他2個(gè)林分,這與天牛多為木食類(lèi)和腐食類(lèi),部分種類(lèi)具有訪(fǎng)花行為,林齡、胸徑較大的闊葉紅松林能為天牛提供更加適宜的環(huán)境有關(guān)(高文韜等,2005;劉生冬等,2015)。數(shù)量占優(yōu)勢(shì)的叩甲科對(duì)楊樺林具有較強(qiáng)的選擇性,這可能與楊樺林中較多的喬木株數(shù)和較高的灌木蓋度,能為叩甲取食或生存提供適宜的環(huán)境條件有關(guān)。

5 結(jié)論

闊葉紅松林內(nèi)腐木甲蟲(chóng)種類(lèi)和數(shù)量豐富,叩甲科、隱翅蟲(chóng)科、露尾甲蟲(chóng)科和天??频姆N類(lèi)和數(shù)量較多,四星蠟斑甲和條脊甲在本地首次被采集到。叩甲科的物種數(shù)和個(gè)體數(shù)在各個(gè)林分中都占優(yōu)勢(shì),且顯著高于其他類(lèi)群。天??圃陂熑~紅松林豐富度和多度較高,林分類(lèi)型對(duì)隱翅蟲(chóng)科和露尾甲科的物種數(shù)影響較弱,吉丁蟲(chóng)科、扁甲科、露尾甲科、鍬甲科、螢科等對(duì)灌木蓋度和林木株數(shù)多的林分具有較強(qiáng)的選擇傾向性。林齡、胸徑、蓄積高的闊葉紅松林林分腐木甲蟲(chóng)具有較高的多樣性,這與地表甲蟲(chóng)多樣性分布格局比較相似,林齡高、林分組成復(fù)雜的闊葉紅松林在保護(hù)腐木甲蟲(chóng)多樣性方向發(fā)揮著重要作用。

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