摘 要：蝴蝶是城市化對生物多樣性影響評價的重要指示物種，為了探究廣州市蝴蝶群落多樣性與生境類型、城市化之間的關系。2023 年按照城市化梯度，選取 0～2 000、2 000～4 000、10 000 m 以外范圍的 6 條樣線，并按照樣線內植被類型將其劃分為近自然植物群落及人工植物群落，采用樣線調查法對蝴蝶的種類和數(shù)量進行調查并統(tǒng)計分析。結果表明：6 條樣線共調查蝴蝶8 科 32 屬 45 種，優(yōu)勢種為矍眼蝶 Ypthima balda；研究區(qū)域內蝴蝶 Margalef 種類豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener 指數(shù)、Simpson 指數(shù)、Pielou 物種均勻度指數(shù)、Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)均為近自然植物群落樣線＞人工植物群落樣線；蝴蝶群落特征中科屬種的數(shù)量、Margalef 種類豐富度指數(shù)、Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)、Shannon-Wiene 指數(shù)及 Simpson 指數(shù)均與距城市中心距離呈正相關關系，與可達方式呈負相關關系；Pielou 均勻度指數(shù)與距城市中心距離呈負相關關系而與可達方式呈正相關關系；蝴蝶屬的數(shù)量及 Shannon-Wiene 指數(shù)受人為活動影響較為明顯。由此可見生境類型和人類活動對蝴蝶物種分布具有重要影響，且城市化對廣州市蝴蝶多樣性具有較為顯著的影響。

關鍵詞：城市化；蝴蝶；多樣性

中圖分類號：Q968 文獻標志碼：A

文章編號：0253?2301（2024）05?0049?06

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.05.009

Analysis of Butterfly Community Structure and Species Diversity in Guangzhou City Based on Urbanization Gradient

SUN Shuang-shuang，YE Zhen，LUO Hai-lin，HUANG Chun-rong，XU Rui， ZHONG Zhi-qiang，LI Yu，PAN Kai-jun，LIANG Di-wen＊

（South China Institute of Environmental Sciences， Ministry of Ecology and Environment of the People’s Republic of China / State Key Laboratory of Environmental Protection Urban Ecological Environment Simulation and Protection，Guangzhou， Guangdong 510655， China）

Abstract： Butterflies are important indicator species for evaluating the impact of urbanization on the biodiversity. In order to explore the relationship among the butterfly community diversity， habitat types， and urbanization in Guangzhou. In 2023， based on the urbanization gradient， six sampling lines were selected from the range of 0?2 000m， 2 000?4 000 m and 10 000 m away， and were divided into the near-natural plant communities and artificial plant communities according to the vegetation forms within the sampling lines. The line transect sampling method was used to investigate and statistically analyze the species and quantity of butterflies. The results showed that a total of 45species belonging to 32 genera and 8 families of butterflies were investigated in the six sampling lines， with the dominant species being Ypthima balda. The Margalef species richness index， Shannon-Wiener index， Simpson index，Pielou species evenness index and Simpson dominance index of butterflies in the study area were all near-natural plant community sampling lines＞artificial plant community sampling lines. The number of families， genera and species，Margalef species richness index， Simpson dominance index， Shannon-Wiene index， and Simpson index in the community characteristics of butterfly were positively correlated with the distance from the city center and negatively correlated with the accessibility. The Pielou evenness index was negatively correlated with the distance from the city center and positively correlated with the accessibility. The number of butterflies and the Shannon-Wiene index were significantly influenced by human activities. It could be seen that the habitat types and human activities had important impact on the distribution of butterfly species， and the urbanization had relatively significant impact on the butterfly diversity in Guangzhou.

Key words： Urbanization；Butterfly；Diversity

廣州市地處珠江三角洲，瀕臨南海，海洋性氣候特征顯著，海洋和大陸對廣州市氣候都有明顯的影響。廣州市各地年平均氣溫在 21.5～22.2℃，雨水資源豐富，平均年降水量為 1800 多 mm，年降水日數(shù)在 150 d 左右。廣州市的自然條件為多種動物棲息繁衍和植物生長提供良好的生態(tài)環(huán)境。蝴蝶對于植物的高度專一性，尤其體現(xiàn)在幼蟲，對研究城市內部生物多樣性具有重要的作用。蝴蝶對氣候和光線非常敏感。一旦生境惡化，蝴蝶會立即做出反應，速度通常比其寄主植物快 3～30 倍，蝴蝶對自然環(huán)境變化的敏感表現(xiàn)，因此眾多學者把蝴蝶作為環(huán)境指示物種。在研究蝴蝶和植物之間協(xié)同進化關系中，蝴蝶多樣性程度可以反映出該城市生境的優(yōu)良度。多位學者提出城市蝴蝶的保護和恢復對于城市生態(tài)環(huán)境來說至關重要，蝴蝶的多樣性特征可以作為城市生境質量和環(huán)境變化的指標。蝴蝶是城市化對生物多樣性影響評價的重要指示生物。2021 年 11 月生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了《區(qū)域生態(tài)質量評價辦法（試行）》，生態(tài)質量指數(shù)“EQI”首次納入了“十四五”生態(tài)環(huán)境保護主要指標?！秴^(qū)域生態(tài)質量評價方法（試行）》中生物多樣性指標已經(jīng)把蝴蝶作為區(qū)域生態(tài)質量評價指數(shù)之一，目前華南地區(qū)缺少系統(tǒng)性數(shù)據(jù)。因此，開展廣州市城市蝴蝶多樣性保護和恢復，對快速城市化區(qū)域尤為迫切。

本研究根據(jù)廣州市現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)，基于實際調查數(shù)據(jù)，闡明廣州市蝴蝶群落物種分布情況，分析蝴蝶多樣性與城市化和生境之間的關系，以期為該地區(qū)蝴蝶物種多樣性保護提供基礎數(shù)據(jù)并提出相應的保護建議。

1 材料與方法

1.1 樣線設置

按城市化梯度選取廣州市距城市中心分別為0～2 000、2 000～4 000、10 000 m 以外范圍的城市公園（風景區(qū)）內設置樣線，具體樣線設置見表 1。

0～2 000 m：樣區(qū)為廣州市區(qū)，選取兩條樣線LH、YC。LH 為流花湖公園，主要是人工自然植物群落，生境以人工植物群落為主，硬質化面積較小，水域面積較大但植被組成較為簡單，喬木以榕樹 Ficus microcarpa、宮粉羊蹄甲 Bauhinia varie gata L。YC 為盈翠公園，主要是近自然植物群落，周圍為小區(qū)、道路等，公園內部植被覆蓋率高且以高大常綠闊葉林為主，喬木以荔枝 Litchi chinensis Sonn、烏桕 Triadica sebifera（L.）Small、高山榕 Ficus altissima Blume 為主。

2 000～4 000 m：樣區(qū)為廣州市區(qū)，選取兩條樣線 LW、ZJ。LW 為荔灣湖公園，位于廣州市荔灣區(qū)，人流量較大，交通較為便捷，周圍多為住宅區(qū)，生境以人工植物群落為主，水域及硬質化面積較大，植被組成較為簡單，喬木以高山榕、榕樹Ficus microcarpa 為主。ZJ 為珠江公園，周圍為住宅區(qū)，人流量較大，生境以人工植物群落及近自然植物群落相結合，公園內部植被覆蓋率高且以高大常綠闊葉林為主，喬木以榕樹、鳳凰木 Delonix regia（Bojer）Raf 為主。

10 000 m 以外：樣區(qū)為廣州郊區(qū)，選取兩條樣線 XX、BS。XX 為從化星溪線，主要是位于從化郊區(qū)內，人為干擾少，道路密度小，以土路、砂石路為主，環(huán)境污染小，喬木以毛竹 Phyllostachys edulis（Carrière）J. Houz.、榕樹等為主。BS 為增城區(qū)白水寨風景區(qū)，位于增城郊區(qū)，風景區(qū)內植被覆蓋率高且以高大常綠闊葉林為主。

1.2 試驗方法

調查分別于 2022?2023 年分 6 次進行，每次對所有樣線采樣 1 次；采用樣線法調查，以廣州市為總體，根據(jù)景觀類型的不同層次，每一層為一副總體，根據(jù)副總體內生態(tài)類型的具體分布情況，按照隨機等概的原則布置樣線，樣線的數(shù)量滿足抽樣強度及統(tǒng)計量的要求。樣線長 2 km，網(wǎng)捕法采集，將采集的蝴蝶存放在注明時間、地點及采集人的三角紙袋內帶回試驗室進行標本制作和分類鑒定[1?4]。

1.2.1群落結構調查 根據(jù) HJ 710.9—2014《生物多樣性觀測技術導則蝴蝶》觀測方法對廣州市不同城市化梯度下城市公園進行蝴蝶多樣性調查，樣線長度為 2 km，觀測時沿樣線緩慢勻速前行，速度1～1.5 km·h?1。記錄樣線左右 2.5 m、上方 5 m、前方 5 m 范圍內見到的所有蝴蝶的種類和數(shù)量。對于不能確定的種類，如小型蝴蝶或特征不明顯、難以鑒定的蝶類，網(wǎng)捕鑒定后放生；對于不易識別的蝴蝶采集標本帶回實驗室進行鑒定。蝴蝶鑒定參考《中國蝴蝶原色圖鑒》[1]和中國蝶類圖譜[2]。

1.2.2物種多樣性分析 根據(jù)蝴蝶樣線調查結果對蝴蝶數(shù)量、種類、Margalef 物種豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener 指數(shù)、Simpson 指數(shù)、Pielou 均勻度指數(shù)、Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)、相對多度等進行分析。

Margalef 物種豐富度指數(shù)（R1）： R1 =（S?1）/lnN。

Shannon-Wiener 指數(shù)（H）： H = ?∑Pi lnPi（ i =1，2，3，···，S）。

Simpson 指數(shù)（D）：D = 1?∑P2i

Pielou 均勻度指數(shù)（E）：E = H/Hmax（ Hmax =lnS）。

Simpson 優(yōu)勢度指數(shù) （D’）： D’= 1?∑［Ni（Ni?1）/N（ N?1）］（i=1，2，3，···，S）。

相對多度 （Ｒa）：Ｒa = Ni/N×100% 。

式中，Ni 為物種 i 的個體數(shù)，N 為調查的總個體數(shù)，S 為調查的總物種數(shù)，Pi 為物種 i 的個體數(shù)占總個體數(shù)的比例。當Ｒa＞10% 時，該物種為該樣線的優(yōu)勢種[3]。

1.2.3相關性分析 采用 SPSS 22.0 對不同生境和城市化梯度樣線中蝴蝶群落組成、多樣性指數(shù)進行相關分析，采用 Pearson 相關系數(shù)及雙側檢驗差異顯著性， 觀察在 0.05 和 0.01 水平上是否具有統(tǒng)計學顯著性。

2 結果與分析

2.1 蝴蝶群落組成分析

2.1.1廣州市不同城市化梯度蝴蝶數(shù)量分布特征由表 2 可知，通過對選取的廣州市 6 條樣線進行蝴蝶群落多樣性調查，共統(tǒng)計蝴蝶 8 科 32 屬45 種。其中科的數(shù)量最多的是樣線 LH、YC、BS，均占總科數(shù)量的 87.50%，最少的是 LW，僅占總科數(shù)量的 37.5%；屬的數(shù)量較多的是距城市中心距離最遠的 BS，占總屬數(shù)量的 43.75%，最少的是 LW，占總屬數(shù)量的 9.38%；種的數(shù)量最多的是距城市中心距離最遠的 BS，占總的種數(shù)量的42.22%，最少的是 LW，僅占總的種數(shù)量的 8.89%。蝴蝶數(shù)量最多的是 BS，占總數(shù)量的 27.54%，最少的是 LW，僅占總數(shù)量的 5.08%。樣線可達方式數(shù)量排序分別為 LW＞LH=YC＞ZJ＞XX=BS。

2.1.2廣州市不同城市化梯度蝴蝶科的分布特征不同科蝴蝶的數(shù)量在不同樣線分布有較為明顯的區(qū)別。各科蝴蝶出現(xiàn)數(shù)量分別為鳳蝶科＞蛺蝶科＞粉蝶科＞眼蝶科＞灰蝶科＞弄蝶科＞斑蝶科＞蜆蝶科（圖 1）。其中鳳蝶科在 6 條樣線均有分布，且在 XX 分布數(shù)量最多；蛺蝶科、粉蝶科、灰蝶科在 5 條樣線中有分布，其中蛺蝶科、粉蝶科在 BS 分布較多，灰蝶科在 ZJ 分布較多；眼蝶科在 4 條樣線中有分布，且在 YC 分布較多；弄蝶科在 3 條樣線中均有分布，且在 XX 分布較多；斑蝶科僅在其中 2 條樣線內（ZJ、XX）有分布，且數(shù)量較少；分布最少的是蜆蝶科，僅在 YC 出現(xiàn)，有且只發(fā)現(xiàn) 1 頭。

2.1.3廣州市不同生境內蝴蝶分布特征 廣州市不同生境蝴蝶群落多樣性指數(shù)間存在差異（圖 2）。調查中發(fā)現(xiàn) LH、LW、ZJ 等樣線內植被主要以人工栽培園林植物為主，樣線中有蝴蝶 7 科 15 屬19 種 67 頭，分布較多的是粉蝶科，其次是鳳蝶科，分布較少的是弄蝶科和斑蝶科，蜆蝶科在以人工植物群落為主的綠地中未分布；分布數(shù)量最多的是玉帶鳳蝶（13 頭），其次是遷粉蝶（12 頭），有 5 個蝴蝶僅記錄 1 頭。YC、XX、BS 以近自然植 物 群 落 為 主 的 樣 線 中 包 含 8 科 25 屬 33 種166 頭，蝴蝶數(shù)量遠高于以人工植物群落為主的樣線，樣線中分布較多的是鳳蝶科，其次是蛺蝶科，分布較少的是斑蝶科和蜆蝶科；分布數(shù)量最多的是矍眼蝶（41 頭），其次是玉帶鳳蝶、報喜斑粉蝶、黃襟蛺蝶（均為 15 頭），有 14 種蝴蝶僅記錄數(shù)量為 1 頭。

2.2 蝴蝶群落多樣性分析

調查結果顯示（表 3），蝴蝶物種數(shù)量排序分別為BS＞XX＞LH＞YC＞ZJ＞LW，Margalef 種類豐富度指數(shù)為 BS＞XX＞LH＞YC＞ZJ＞LW，Simpson優(yōu)勢度指數(shù)為 BS＞XX＞LH＞YC＞ZJ＞LW，其中 BS、XX 物種數(shù)量、Margalef 種類豐富度指數(shù)及 Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)較高，樣線 BS、XX 均位于遠離城市中心的郊區(qū)，物種資源豐富，人為活動影響較少；LW、ZJ 中蝴蝶物種數(shù)量、Margalef種類豐富度指數(shù)及 Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)較少，且均為人工植物群落，生境內植物種類較為單一，人流量較大，人類活動影響較大；LH、YC 中蝴蝶物種數(shù)量、Margalef 種類豐富度指數(shù)及 Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)處于中等位置，其區(qū)域范圍內或周圍物種資源較為豐富。蝴蝶 Pielou 物種均勻度指數(shù)為LW＞LH＞ZJ＞XX＞YC＞BS，Pielou 物種均勻度指數(shù)較高區(qū)間的是 2000～4000 m 區(qū)間的綠地，其蝴蝶分布較為均勻，主要原因是蝴蝶種類較少且生境較為簡單，處于較低水平的是 0～2 000 m 區(qū)間及 10000 m 以外的綠地，其蝴蝶種類及數(shù)量較多，區(qū)域內物種資源豐富生境較為復雜。蝴蝶Shannon-Wiener 指數(shù)排序為 BS＞LH＞XX＞ZJ＞YC＞LW，Simpson 指數(shù)排序均為 LH＞BS＞ZJ＞XX＞LW＞YC，說明在 BS、LH 樣線中蝴蝶多樣性較高，LW、ZJ 兩條樣線多樣性較小，其主要原因是近自然植物群落的生境類型物種資源較為豐富且距城市中心距離較遠，人為活動影響較小。

2.3 蝴蝶群落多樣性與人類活動相關性分析

由表 4 可知，蝴蝶群落特征中科屬種的數(shù)量、Margalef 種類豐富度指數(shù)、Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)、Shannon-Wiene 指數(shù)及 Simpson 指數(shù)均與距城市中心距離呈正相關關系，而與可達方式呈負相關關系，其中蝴蝶屬的數(shù)量和 Shannon-Wiene 指數(shù)與可達方式呈顯著負相關關系，即蝴蝶多樣性受人類活動影響較為明顯；Pielou 物種均勻度指數(shù)與距城市中心距離呈負相關關系與可達方式呈正相關關系。因此蝴蝶群落多樣性與人類活動有相關性關系，其中人類活動越明顯蝴蝶科屬種的數(shù)量、Margalef 種類豐富度指數(shù)、Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)、Shannon Wiene 指數(shù)及 Simpson 指數(shù)越低，而 Pielou 物種均勻度指數(shù)越高。

3 討論與結論

3.1 蝴蝶多樣性與綠地植被類型關系分析

本調查中可以發(fā)現(xiàn)，綠地植被類型越豐富，蝴蝶科屬種數(shù)量越多，在調查中可以發(fā)現(xiàn)人工植物群落如荔灣湖公園的綠地內其蝴蝶數(shù)量及種類明顯低于近自然植物群落的綠地，珠江公園內蝴蝶雖然個體數(shù)量較多但科屬種數(shù)量低于盈翠公園及流花湖公園，可能原因是人工植物群落中植被類型較為單一，植物種類較少，人為干擾因素較大，無法為蝶類等昆蟲提供較好的棲息地及繁衍條件。因此雖0～2 000 m 和 2 000～4 000 m 均位于市區(qū)內，但因植被類型較為單一同樣也會影響蝴蝶種類。市區(qū)城市化進程較快，人為干擾較強，植被覆蓋率低且結構較單一，適合各種蝶類生存和繁衍的資源不足[5]。本研究對 6 條樣線進行同步檢測，距城市中心 0～2 000 m 的市區(qū)共記錄蝴蝶 6 科 13 屬 17 種，2 000～4 000 m 共記錄蝴蝶 5 科 9 屬 10 種，10 000m 以外共記錄蝴蝶 7 科 21 屬 28 種。這支持蝴蝶多樣性與生境類型多樣性之間存在關聯(lián)性，即生境越復雜，植物資源越豐富，蝴蝶的種類及數(shù)量越多。研究表明， 蝶類群落的相似度與生境質量及植被類型的差異有關[6]。因此雖然城市化會影響生境的破碎化，但可以通過提升優(yōu)化生境中植被類型及植物資源在一定程度上能夠提高蝶類等昆蟲的多樣性。

3.2 蝴蝶多樣性與城市化水平關系分析

蝴蝶樣線可達方式的數(shù)量可以直接體現(xiàn)城市化梯度，本調查中可以發(fā)現(xiàn)，城市化水平越高，蝴蝶種數(shù)和個體數(shù)量越少，兩者均呈負相關。結果顯示，蝴蝶科屬種數(shù)量、Margalef 種類豐富度指數(shù)、Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)、Shannon-Wiene 指數(shù)及Simpson 指數(shù)均以城市化水平較低的郊區(qū)最大，可能原因是郊區(qū)受人為因素干擾較少，植物資源及植被類型較為豐富，水、氣、土等受污染程度較市區(qū)低，為蝶類等昆蟲提供了多樣的棲息地和繁衍條件，因此郊區(qū)鳳蝶科及蛺蝶科數(shù)量及種類高于市區(qū)。城市的發(fā)展不但極大程度地改變了生物的生存環(huán)境，而且導致生物多樣性的急劇變化[7]。本研究結果支持蝴蝶的種類和數(shù)量與城市化水平存在顯著負相關關系。

蝴蝶在城市生境中的成功定殖與其生態(tài)習性有關[8?9]，但可用的棲息地可能更為關鍵，這主要依賴于寄主植物等資源的分布[10?11]?！度蛏锒鄻有圆呗浴分赋觯骸氨３治锓N的最佳途徑是保持它們的生境。”城市化會造成生境片段化、破壞當?shù)卦械纳?、引起物種多樣性減少。利用蝶類對微環(huán)境的極端敏感性及其與植物相互依存、協(xié)同演化的密切關系等因素對蝶類種群組成結構、多樣性及其動態(tài)、趨勢等進行分析研究[12]，可以評估城市化水平及預測其發(fā)展趨勢。

綜上，生境類型和城市化梯度對蝴蝶物種分布具有重要影響，本研究中近自然植物群落中綠地生境植被類型更為豐富且人為干擾較少，更適合大部分蝴蝶氣息；人工植物群落的城市綠地生境較為單一，人為干擾較大。因此在對蝴蝶等昆蟲進行保護時應注重提高不同生境類型的生境質量。城市化對生物造成的影響不可忽視，在規(guī)劃城市建設與生態(tài)保護之間應進行綜合考慮，對城市公園內應提升植被結構類型，提高鄉(xiāng)土樹種、蜜源植物等植物種類，豐富城市綠地類型，為蝴蝶等昆蟲營造良好的棲息環(huán)境，減少人類活動對生物多樣性的影響。

參考文獻：

[1 ]周堯. 中國蝴蝶原色圖鑒［M］.鄭州 ：河南科學技術出版社，1999.

[2]李傳隆 ，朱寶云.中國蝶類圖譜［M］. 上海 ：上海遠東出版社，1992.

[3]王敏，黃國華，范驍凌，等. 石門臺自然保護區(qū)蝴蝶物種多樣性研究［J］. 生物多樣性，2003，11（6）：441?453.

[4 ]曹麗娟 ，趙紅蕊 ，杜祥林 ，等. 白河林業(yè)局森林昆蟲群落多樣性［J］. 東北林業(yè)大學學報，2018，46（3）：6.

[5 ]顧偉 ，馬玲 ，劉哲強 ，等.小興安嶺涼水自然保護區(qū)蝶類多樣性［J］. 生態(tài)學報，2015，35（22）：7387?7396.

[6]梅杰，冉輝，楊天友，等.貴州梵凈山國家級自然保護區(qū)蝴蝶多樣性［J］. 生態(tài)學雜志，2015，34（2）：6.

[7]李俊生，高吉喜，張曉嵐，等. 城市化對生物多樣性的影響研究綜述［J］. 生態(tài)學雜志，2005，24（8）：5.

[8]HAND，ZHANGC，WANGC，etal.DifferencesinResponseofButterflyDiversityandSpeciesCompositioninUrbanParkstoLandCoverandLocalHabitatVariables［J］. ，2021，12（2）：140.

[9]SOGA，MASASHI，KAWAHARA， TAKAYUKI， FUKU-YAMA，KENJI，etal. Landscape versuslocal factorsshapingbutterfly communities in fragmented landscapes： Doeshost plant diversity matter？［J］ . ，2015，19（4）：781?790.

[10]SOGAM，KOIKES.Relativeimportanceof quantity，qualityandisolationof patches forbutterflydiversityinfragmentedurbanforests［J］. ，2012，27（2）：265?271.

[11]MATTESONKC ，LANGELLOTTOGA.Determinatesof innercitybutterfly andbee species richness[J]. ，2010，13（3）：333-347.

[12]房麗君，徐海根，關建玲.歐洲蝴蝶監(jiān)測的歷史、現(xiàn)狀與我國的發(fā)展對策［J］. 應用生態(tài)學報，2013，24（9）：8.

（責任編輯：柯文輝）