无量山垂直带蚂蚁群落多样性研究

陈友等

摘要：调查了无量山4个垂直地带21个样地7种植被类型的蚂蚁群落多样性，有5亚科19属41种蚂蚁在样地中表现为优势种，其中举腹蚁属为优势种最多的属，共有7个优势种，优势性最好的物种是巴瑞弓背蚁，分别在4块样地中都表现为优势种。总体上，无量山西坡的蚂蚁群落多样性明显优于东坡，北段的蚂蚁群落多样性优于南段；西坡与东坡、南段与北段的蚂蚁群落都属于中等不相似水平；各项重要群落指标在不同海拔高度上表现为明显“中部优、两头差”的垂直地带性分布规律，即海拔1 750 m样地最优，并在1 750 m基础上随海拔的升高和降低都逐渐变差；各项重要群落指标在不同植被类型中呈现思茅松林最优、河谷稀疏灌木草丛最差的特点。

关键词：蚂蚁群落；多样性；优势种；无量山

中图分类号：S718.7 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）06-1386-05

无量山处于横断山系和云南高原两大地理区域的接合部，特殊的地理位置、多样的气候类型和高大的山体，导致区内野生动植物资源丰富，区系成分复杂，是中国生物多样性特别丰富和物种分化特别明显的地区之一[1]。蚂蚁是地球上分布最广泛的昆虫，是陆地生态系统的重要成员，具有重要的经济价值、生态价值和科学研究价值。由于蚂蚁易于采集，多样性高、对生态变化敏感，已作为生物多样性和环境变化的重要指示物种[2，3]。为了更好地保护和利用蚂蚁资源，课题组于2009～2011年间对无量山东西坡南北段4个垂直带的蚂蚁群落进行了系统调查，现报道如下。

1 研究方法

1.1 取样及调查方法

以云南省南涧县拥翠乡和碧溪乡为北段东坡的调查点，以南涧县公郎镇为北段西坡的调查点，以南涧县无量乡和景东县安定乡为南段东坡的调查点，以南涧县漫湾镇为南段西坡的调查点。在每个调查点上，沿山体海拔每升高250 m设置1个样地，在每个样地中，每隔10 m选取5个1 m×1 m样方，采集、统计样方内的地表蚂蚁，将野外采集的蚂蚁标本进行分离、制作。采用形态分类学方法对不同蚂蚁逐一鉴定，尽量鉴定到种[4-6]。对于不能鉴定的种类，作为形态种对待[7]。

1.2 群落指标

样地中物种个体数占群落个体总数的百分比超过10%的蚂蚁物种确定为优势种；根据Simpson优势度公式计算优势度指数；根据Shannon-Wiener物种多样性公式计算物种多样性指数；根据Pielou均匀度公式计算均匀度指数；根据Jaccard相似性公式计算相似性系数[8，9]。

2 结果与分析

2.1 优势种调查

对无量山4个垂直带21块样地中蚂蚁数量进行统计分析，结果表明，所采集的蚂蚁标本分属于6亚科30属91种，其中有41种蚂蚁在各自的样地中表现为优势种。由表1可知，41个样地优势种分别属于5亚科19属，其中蚁亚科的优势种有8属19种，切叶蚁亚科的优势种有5属16种，臭蚁亚科的优势种有4属4种，猛蚁亚科和伪切叶蚁亚科有1属1种；优势种最多的是举腹蚁属（7种），其次是大头蚁属（5种），拟毛蚁属、立毛蚁属和弓背蚁属（4种）。41个优势种中，巴瑞弓背蚁在4块样地中都表现为优势种，立毛举腹蚁、菱结大头蚁、中华大头蚁、布立毛蚁和无毛凹臭蚁等5种在3块样地中表现为优势种，上海举腹蚁、大阪举腹蚁、舒尔盘腹蚁、黑头酸臭蚁、罗思尼斜结蚁、丝光蚁、掘穴蚁、奇异毛蚁、黄毛蚁和东京弓背蚁等10种蚂蚁在2块样地中表现为优势种，其余的25种蚂蚁都只在1块样地中表现为优势种。在所调查的21块样地中，优势种数最多样地是南段西坡1 250 m样地（6个优势种），其次是北段东坡1 750 m样地和南段西坡1 000 m样地（5个优势种），南段东坡2 500 m和北段西坡1 250 m的优势种为2个，北段东坡2 500 m和北段东坡1 500 m样地只有1个优势种，其余14个样地的优势种都是3个。

2.2 群落多样性分析

对无量山4个垂直带21块样地中蚂蚁群落多样性进行统计分析，结果见表2。由表2可知，不同样地的蚂蚁物种数为2～23，平均为10种，种类超过15种的有北段西坡1 750 m（23种）和1 500 m样地（23种）、南段东坡1 750 m样地（15种），而蚂蚁物种最少的是北段东坡2 500 m（1种）和1 500 m（2种）样地；不同样地的蚂蚁个体数量为2～267头，平均100.6头，个体数超过160头的样地有北段东坡2 000 m（267头）和2 250 m（265头）样地、北段西坡1 750 m（178头）和1 500 m（166头）样地、北段东坡1 750 m（165头）样地，最少的是北段东坡2 500 m样地（2头）；优势度指数为0.101 5～1.000 0，平均为0.307 3。优势度指数低于0.200 0的样地有北段西坡的1 750 m（0.101 5）和1 500 m（0.115 0）、南段东坡1 750 m（0.1315）、南段西坡1 250 m（0.149 1）、北段东坡1 750 m（0.160 8）、南段西坡1 750 m（0.180 7）和1 000 m（0.198 6）样地；物种多样性指数为0.000 0～2.630 4，平均为1.613 8。多样性指数超过2.0的依次是北段西坡1 750 m样地（2.630 4）、北段西坡1 500 m样地（2.503 8）、南段东坡1 750 m样地（2.341 3）、南段西坡1 750 m样地（2.087 4）、北段东坡1 750 m样地（2.060 6）和南段西坡1 250 m样地（2.008 8），最低是北段东坡2 500m样地（0）；均匀度指数为0～0.878 7，平均为0.701 3，均匀度指数高于0.850 0的样地有南段东坡1 500 m样地（0.878 7）、南段西坡1 250 m样地（0.872 4）、南段东坡1 750 m样地（0.864 6）、南段西坡2 000 m样地（0.859 4）。

总体上，北段平均每个样地的蚂蚁物种为11.4种，南段为8.8种，西坡为12.3种，东坡为7.6种；北段平均每个样地的蚂蚁个体数为149.6头，南段为56.1头，西坡为101.6头，东坡为99.5头；北段各样地的平均优势度指数为0.379 3，南段为0.241 8；西坡为0.219 4，东坡为0.403 9；北段各样地的平均多样性指数为1.515 7，南段为1.703 0，西坡为1.865 1，东坡为1.337 3；北段各样地的平均均匀度指数为0.589 7，南段为0.802 7，西坡为0.764 6，东坡为0.631 5。不同海拔高度样地重要群落指标的平均值如图1所示，不同植被类型样地重要群落指标的平均值如图2所示。

2.3 群落相似性研究

经统计，得到无量山4个垂直带21块样地之间蚂蚁群落相似性系数，结果见表3。根据Jaccard相似性系数原理，当q为0.00～0.25时，为极不相似；当q为0.25～0.50时，为中等不相似；当q为0.50～0.75时，为中等相似；当q为0.75～1.00时，为极相似。从表3可知，21块样地之间的210组相似性系数中，有119组具有相似性，其中南段西坡2 000 m样地与北段西坡2 000 m样地（0.50）1组为中等相似，南段东坡1 750 m样地与南段西坡1 750 m样地（0.33）、北段西坡1 750 m样地与南段西坡1 750 m样地（0.29）、北段西坡1 500 m样地与北段西坡1 250 m样地（0.26）、北段西坡2 250 m样地与北段西坡2 000 m样地（0.25）等 4组为中等不相似，其余114组为极不相似；另有91组间没有相同物种，完全不具相似性。

综合统计，北段有蚂蚁73种，南段有61种，南北段共有物种43个，南段和北段的蚂蚁群落相似性系数为0.47，为中等不相似；西坡有蚂蚁72种，东坡有54种，东西坡共有物种35个，东坡和西坡的蚂蚁群落相似性系数为0.38，为中等不相似；海拔2 500 m所有样地中有蚂蚁7种，2 250 m有28种，2 000 m有26种，1 750 m有44种，1 500 m有34种，1 250 m有19种，1 000 m有9种，不同海拔高度的蚂蚁群落相似性系数值见图3。由图3可见，垂直带上蚂蚁群落之间的相似性系数全都小于0.25，为极不相似，高海拔与低海拔样地之间几乎没有相似性。

3 小结与讨论

1）无量山西坡和东坡的蚂蚁群落属于中等不相似水平，西坡的蚂蚁群落多样性明显优于东坡。西坡有蚂蚁72种，东坡有54种，东西坡共有物种35个，东坡和西坡的蚂蚁群落相似性系数为0.38。每个样地蚂蚁平均物种数、平均个体数、平均多样性指数和平均均匀度指数都表现为西坡大于东坡，且物种最多的样地、个体数最多的样地、优势度指数最低的样地和多样性指数最高的样地都出现在西坡。西坡的优势度指数小于东坡也恰恰说明了这一规律。主要原因是大多数蚂蚁通常喜欢温度高、阳光充足、湿度较小的环境，在这一条件上西坡更适宜于蚂蚁的生活。

2）无量山北段和南段的蚂蚁群落属于中等不相似水平，北段的蚂蚁群落多样性优于南段。北段有蚂蚁73种，南段有61种，南北段共有物种43个，南段和北段的蚂蚁群落相似性系数为0.47。每个样地蚂蚁平均物种数和平均个体数表现为北段多于南段，且物种最多的样地、个体数最多的样地、优势度指数最低的样地和多样性指数最高的样地都出现在南段，说明蚂蚁群落多样性在整体上是北段优于南段。但每个样地的平均多样性指数和平均均匀度指数都表现为南段稍大于北段，是因为北段东坡2 500 m和1 500 m有两个较为极端的不适应蚂蚁生活的样地，其多样性指数和均匀度指数都极低。主要是因为北段植被保存相对完好，而南段山体中部和下部由于人为的农牧业活动导致植被次生化和片段化。

3）无量山各垂直带上的蚂蚁群落属于极不相似水平，蚂蚁群落指标在山体上表现为明显“中部优、两头差”的垂直地带性分布规律。垂直带上蚂蚁群落之间的相似性系数全都小于0.25，为极不相似水平，说明垂直带上不同海拔地段的物种之间差异显著。无量山因垂直高差显著，生物气候垂直带明显，蚂蚁群落也表现出明显的垂直地带性规律，即“中部优、两头差”的垂直地带性特点。每个垂直带上都是1 750 m样地的蚂蚁物种最多、多样性指数最高，并在1 750 m的基础上随海拔的升高和降低都逐渐减小，其中在1 500 m样地处有一些例外，是因为在北段东坡的1 500 m位置出现了一个极端的干热河谷样地，从而导致了这一海拔位置的各项群落指标下降。就不同海拔高度所有样地重要群落指标的平均值而言，物种数、多样性指数、优势度指数和均匀度指数等几项重要群落指标也都反映出这一分布规律。蚂蚁优势种分布也表现一定的垂直分布特点，同一海拔高度上不同地段的优势种具有一定的相似性。

4）无量山蚂蚁群落多样性在不同植被类型中呈现思茅松林最优、河谷稀疏灌木草丛最差的特点。无量山所调查的7种植被类型中，蚂蚁的物种数、物种多样性指数、均匀度指数在思茅松林表现为最好，中山湿性常绿阔叶林和河谷稀树灌木草丛表现最差。因为原始中山湿性常绿阔叶林森林郁闭度高，林内阴暗潮湿，不利于大多数蚂蚁的生活，而稀疏灌木草丛分布于干热河谷地段，环境极度干旱，也不利于大多蚂蚁的生活。

参考文献：

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