摘要: 【目的】研究廣西大明山國家級自然保護區(qū)(以下簡稱“大明山保護區(qū)”) 直翅目昆蟲多樣性的海拔梯度格局及時間動態(tài)變化?!痉椒ā扛鶕竺魃奖Wo區(qū)內植被的垂直特征,在不同海拔的7 個采樣點設置馬氏網,定期采集直翅目昆蟲,通過查閱文獻對其進行分類鑒定,并對多樣性進行分析?!窘Y果】大明山保護區(qū)共有直翅目昆蟲19 科155 種,其中新紀錄科5 個,新紀錄種21 個。采集到的螽斯科(Tettigoniidae) 昆蟲最多,多樣性指數和豐富度指數最高,屬于優(yōu)勢類群。昆蟲數量隨海拔升高呈現先上升后下降的趨勢,在海拔1 110 m處的昆蟲個體數最多,多樣性指數和豐富度指數分別為0.96 和3.27。8 月的昆蟲數量達到高峰期,多樣性指數和豐富度指數分別為1.36 和4.80。【結論】大明山保護區(qū)直翅目昆蟲的分布受海拔和時間的影響。研究結果補充了部分新紀錄科和種,為大明山保護區(qū)直翅目昆蟲的生物多樣性保護提供了基礎數據。
關鍵詞: 大明山國家級自然保護區(qū);直翅目;多樣性;海拔梯度;時間動態(tài)
中圖分類號: S759.9 文獻標志碼: A 文章編號: 1004–390X (2024) 05?0016?07
直翅目(Orthoptera) 昆蟲是昆蟲綱(Insecta)的重要類群,在草原、林地、農田等多種生境中均有分布,對維持昆蟲的多樣性和生態(tài)系統的穩(wěn)定性具有重大意義[1]。大部分的直翅目昆蟲被認為是重要的農業(yè)害蟲,但也有部分是作為觀賞、娛樂、科研和食用的資源昆蟲,部分直翅目昆蟲還具有環(huán)境指示作用[2-3]。世界上已知的直翅目昆蟲種類有29 532 種[4],中國已記錄的種類超過3 600 種[5]。目前關于直翅目昆蟲在不同植被類型以及不同山區(qū)的多樣性分布已有較多報道[6-9],為生態(tài)系統管理和保護提供了依據。海拔、溫度和生境質量對昆蟲的生長發(fā)育、繁殖及分布具有重要影響,是維持昆蟲多樣性的關鍵因素[6, 10-11]。深入了解直翅目昆蟲的時空分布,對直翅目害蟲的防控以及資源昆蟲的利用具有一定的指導意義。
廣西大明山位于南寧市武鳴、上林、馬山和賓陽四縣(市、區(qū)) 的交界處,地處23°24′~23°30′ N,108°20′~108°24′E, 最高海拔1 760.4 m,是廣西中部的最高峰[12],2002 年升級為廣西大明山國家級自然保護區(qū)(以下簡稱“大明山保護區(qū)”)。保護區(qū)內動植物資源豐富,森林覆蓋率高達98.9%。已知維管束植物212 科764 屬1 721 種[13],野生脊椎動物31 目90 科208 屬294 種[14]。近年來,生物多樣性已成為生態(tài)學研究的熱點領域,對大明山保護區(qū)的昆蟲研究逐漸增多。周丕寧等[15]和劉歡歡等[16]對廣西大明山天然林的昆蟲多樣性進行了詳盡的調查,后者還進一步對比分析了天然林和人工林的昆蟲多樣性差異。周善義等[14]概述了保護區(qū)內昆蟲的總體情況,記錄了昆蟲綱15 目116 科1 011 種,其中直翅目昆蟲13 科133 種。楊瑞剛等[17-18]和陸春文[19]在大明山保護區(qū)分別開展了天??坪拖伩评ハx的區(qū)系分類研究,記錄了天牛昆蟲129 種和蟻科昆蟲147 種。然而,關于大明山保護區(qū)直翅目昆蟲在不同海拔和時間的分布尚無詳細報道。
為了探討大明山保護區(qū)直翅目昆蟲的多樣性及其時空分布,本研究利用馬氏網定期采集直翅目昆蟲,結合文獻資料對其進行分類和鑒定,并進一步分析其多樣性,以揭示大明山保護區(qū)不同海拔和時間直翅目昆蟲的分布情況,為后續(xù)深入研究提供基礎數據。
1 材料與方法
1.1 昆蟲采集
2021 年6—12 月,根據大明山保護區(qū)內植被的垂直特征,在不同海拔選擇7 個采樣點(表1)設置馬氏網,每15~20 d 收集1 次昆蟲樣品。
1.2 查閱文獻和資料
查閱有關廣西大明山昆蟲研究的文獻、資料,以及國家動物標本資源庫和中國動物主題數據庫,統計涉及的直翅目昆蟲數據。
1.3 室內鑒定
根據直翅目昆蟲的觸角、后足跗節(jié)、前足基節(jié)與聽器、雌性產卵器等外部形態(tài)特征,通過查閱相關文獻和資料,參考《中國昆蟲生態(tài)大圖鑒》《昆蟲家譜》《廣西大明山昆蟲》《常見螽斯蟋蟀野外識別手冊》等昆蟲分類書籍,對采集到的昆蟲樣本進行分類鑒定。
1.4 數據分析方法
參考黃敦元等[20]和杜春花等[21]的研究,采用Shannon-Wiener 多樣性指數(H′)、豐富度指數(R) 和Peilou 均勻度指數(J) 對大明山保護區(qū)的昆蟲多樣性進行分析。各指數的計算公式為:
式中:S 為物種數,Pi 為第i 種昆蟲個體占群落中總個體數的比例;N 為群落中的總個體數。
2 結果與分析
2.1 直翅目昆蟲群落的組成和多樣性
大明山保護區(qū)共記錄直翅目昆蟲19 科155 種(表2),包括文獻資料[14-15]記錄的14 科134 種。此次野外調查共采集到267 頭直翅目昆蟲, 其中84頭為若蟲,無法鑒定至種,其余183 頭經鑒定隸屬于11 科37 屬40 種,其中新增記錄科5 個,新增記錄種21 個 (表3)。
此次調查中,采集到的螽斯科(Tettigoniidae)物種數量最多,共12 種77 頭,占42.07%。其中,鈴木庫螽(Kuzicus suzukii) 的個體數最多,占12.02%;其次是蟋蟀科(Gryllidae),共7 種,個體數占9.30%;第三為駝螽科(Rhaphidophoridae),共6 種,其個體數量占20.21%。采集到蟋螽科(Gryllacrididae) 共5 種,蛉蟋科(Trigonidiidae)、斑腿蝗科(Catantopidae) 和蚱科(Tetrigidae)各2 種,蝗螽科(Mimenermidae)、蜢科(Eumastacidae)、瘤錐蝗科(Chrotogonidae) 和鱗蟋科(Mogoplistidae)各1 種(表3)。螽斯科的多樣性指數(1.22) 和豐富度指數(2.11) 最高,為優(yōu)勢類群。多樣性指數從高到低依次為:螽斯科、駝螽科、蟋蟀科、蛉蟋科、蟋螽科、斑腿蝗科、蝗螽科、蚱科、蜢科、鱗蟋科和瘤錐蝗科;豐富度指數排序前三的科依次為:螽斯科、蟋蟀科和駝螽科;均勻度指數排序前三的科依次為:螽斯科、蛉蟋科和駝螽科(表4)。
2.2 不同海拔直翅目昆蟲的分布
由圖1 和表5 可知:不同海拔的直翅目昆蟲科級差異較??;但隨著海拔的升高,種數和個體數大致呈先上升后下降的趨勢。在中間海拔(1 110 m) 采集到的直翅目昆蟲屬數(16 屬)、種數(18 種) 和個體數(45 頭) 最多,且多樣性指數、豐富度指數和均勻度指數均高于其他海拔;在海拔376 m 處采集到的昆蟲數量最少,且多樣性指數、豐富度指數和均勻度指數也最低。
2.3 不同時間直翅目昆蟲的分布
由圖2 和表6 可知:保護區(qū)內直翅目昆蟲的種類和數量在不同時間變化明顯。6—8 月,昆蟲數量不斷增加,8 月的昆蟲數量最多,共61 頭,分屬于10 科25 屬26 種,其多樣性指數(1.36)、豐富度指數(4.80) 和均勻度指數(0.42) 均最高;8月后直翅目昆蟲的種類和數量逐漸減少,多樣性指數、豐富度指數和均勻度指數也呈下降趨勢;10—12 月,直翅目昆蟲的種類和數量最少。
3 討論
《廣西大明山昆蟲》共記錄了13 科133 種直翅目昆蟲[14],本次調查歷時半年,發(fā)現了該書中記錄的19 種,同時發(fā)現了21 個新紀錄種,說明利用馬氏網能夠輔助采集到掃網所不能獲得的直翅目昆蟲,其中,本研究中數量較多的駝螽科在該書中未見記錄,可能是因為駝螽科昆蟲具有趨光性且為夜行性昆蟲[22],相比其他直翅目昆蟲,更容易被馬氏網誘集。本研究共鑒定11 科37 屬40 種直翅目昆蟲,少于周丕寧等[15]對廣西大明山天然林直翅目昆蟲的調查結果(14 科49種),這可能與天然林的植物多樣性及調查方式的不同有關。綜上所述,大明山保護區(qū)的直翅目昆蟲目前已知共有19 科155 種。
昆蟲的多樣性分布不僅受到宿主植物、種間競爭及天敵等生物因素的影響,同時也受到一些環(huán)境因素的限制[23-24]。海拔梯度包含溫度、濕度和光照等多種環(huán)境因子,對生物多樣性分布格局具有重要影響[25]。研究表明:許多物種的海拔梯度分布呈馬鞍形,即多樣性在中海拔地區(qū)達到峰值[26]。本研究調查結果顯示:直翅目昆蟲的多樣性隨著海拔升高呈先增加后降低的趨勢,在海拔1 110 m 處,個體數量和多樣性均達到最高值,說明中海拔區(qū)域適合昆蟲棲息生長。崔文夏等[27]對云南哀牢山國家級自然保護區(qū)的研究表明:螞蟻在中海拔地區(qū)物種數最多;劉曄等[23]調查發(fā)現:長江三峽庫區(qū)中海拔區(qū)域的昆蟲種類最豐富,多樣性指數最高,與管涔山昆蟲、蝴蝶、地表甲蟲、土壤甲螨、跳蟲等無脊椎動物的多樣性隨海拔梯度變化趨勢相似[28-31]。此外,大明山保護區(qū)海拔1 110 m 處的植被類型為南亞熱帶常綠闊葉林,植物資源豐富,為昆蟲提供了充足的食物,有利于直翅目昆蟲的生長繁殖。
溫度和降雨量是影響昆蟲多樣性的關鍵因子之一[32]。研究發(fā)現:蝴蝶的多樣性與溫度呈正相關[33],昆蟲的物種豐富度隨宿主植物物種豐富度的增加而增加[34-36]。本研究發(fā)現:大明山保護區(qū)直翅目昆蟲的群落組成與分布隨季節(jié)更替而有所不同,昆蟲種類和個體數量呈先上升后下降的趨勢,在8 月達到峰值,共26 種61 頭,占33.33%,其多樣性指數、豐富度指數和均勻度指數均為最高。廣西大明山8 月為雨熱同期,適宜的氣候條件促進了植物生長,為植食性的直翅目昆蟲提供了良好的棲息和生存環(huán)境。陳志敏等[36]對貴州喀斯特高原山區(qū)灌叢草地昆蟲群落多樣性的調查發(fā)現:物種數和豐富度最高值出現在8 月;何祝清等[3]的調查結果顯示:在天目山,7、8 月螽斯和蟋蟀的物種數量最多,均與本研究結果相似。
本次調查主要采用馬氏網采集昆蟲,對于直翅目昆蟲的捕獲具有一定的局限性,在今后的研究中將進一步優(yōu)化采集方法,完善調查結果。
4 結論
大明山保護區(qū)直翅目昆蟲共記錄19 科155種,其中新紀錄科和種分別為5 個和21 個。直翅目昆蟲的分布受海拔和季節(jié)的影響,在中海拔(1 110 m) 處的數量和多樣性最高,在夏季(8 月)的物種數和個體數達到峰值。本研究在一定程度上揭示了直翅目昆蟲在不同海拔和不同時間的分布情況,同時補充了部分新紀錄科和種,為廣西大明山直翅目昆蟲的生物多樣性保護提供了基礎數據。
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責任編輯:何承剛
基金項目:廣西科技基地和人才專項(桂科AD21220140)。