新疆东部天山蝶类多样性及其垂直分布

张 鑫, 胡红英，吕昭智

(1. 中国科学院新疆生态与地理研究所, 中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室, 乌鲁木齐 830011;2. 中国科学院大学, 北京 100049; 3. 新疆大学生命科学与技术学院, 乌鲁木齐 830046)

新疆东部天山蝶类多样性及其垂直分布

张 鑫1，2, 胡红英3，吕昭智1,*

(1. 中国科学院新疆生态与地理研究所, 中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室, 乌鲁木齐 830011;2. 中国科学院大学, 北京 100049; 3. 新疆大学生命科学与技术学院, 乌鲁木齐 830046)

2006—2008年研究了新疆东部天山蝶类多样性和垂直分布。结果表明：研究区域内共记录蝴蝶7科43属63种，占新疆已记录蝶类种数的24.80%，区系组成主要是古北种，占73%；其次是广布种，占27%，没有发现东洋种。其中蛱蝶科的物种数最多，为11属19种，蚬蝶科的物种数最少，只有1属1种。按海拔将生境分为5个垂直自然带，包括低山灌木草原带、山地森林草原带、亚高山草甸带、高山草甸带、垫状植被带。蝶类物种数和个体数排序为亚高山草甸带gt;山地森林草原带gt;低山灌木草原带gt;高山草甸带gt;垫状植被带。采用Shannon-Wiener指数和G-F指数对蝶类物种和科、属的多样性进行了分析评价，结果显示亚高山草甸带的蝶类多样性最为丰富，其次是山地森林草原带和低山灌木草原带，而高山草甸带和垫状植被带的蝶类多样性相对较低，物种和科、属多样性分析结果均一致。蝶类垂直分布明显，物种数和个体数随海拔变化的趋势类似，均为先增加后下降。蝶类区系成分随着海拔升高发生改变，广布种的比例逐渐降低，高山草甸带和垫状植被带只有古北种分布。研究结果显示，生境改变对蝴蝶群落影响明显，保护生境是保护蝴蝶生存的最主要措施。

东部天山; 蝶类; 多样性; 垂直分布

图1 研究区域示意图Fig.1 The sketch map of study area

蝶类是生物多样性研究的热点类群之一，因对环境敏感常被看作是生态环境监测和评价的指示生物[1]，尤其是针对草原、草甸等缺乏高大遮蔽物的开放性生境的良好指示生物[2]。中国西部是蝶类分布的热点区域之一，特有属、种较多，近年来我国许多地区已经开展了蝶类多样性的研究[3- 9]，但对天山蝶类多样性的研究极少，国内仅有黄人鑫等在20世纪80年代对新疆西部天山的蝶类多样性进行了调查，共记录6科20属37种[10]，而对新疆东部天山的蝶类多样性研究尚未见报道。本文通过实地调查新疆东部天山蝶类资源，对蝶类多样性、垂直分布及区系组成进行分析，试图揭示天山东部蝶类多样性及垂直分布特征，为生物资源的合理保护利用与全球变化背景下的生物响应提供基础资料和理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究地区概况

天山山脉位于亚欧大陆中部，从最西端的乌兹别克斯坦的克孜尔库木沙漠东部，经哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦，一直延伸到中国新疆维吾尔自治区，新疆境内的天山属于东部天山部分，长度超过1700 km[11]，是重要的森林、草原资源的集中地，也是中亚干旱区重要的水源涵养区域。

研究区域位于新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市以南的东部天山北坡。范围为43°05′—43°27′N，86°49′—87°40′E，海拔1150—4558 m，具有明显的温带大陆性气候特征，年均温5.7 ℃，年平均降水量483.8 mm[11]，研究区域内的植被类型主要包括山地草原、山地针叶林、亚高山草甸、高山草甸-垫状植被等(图1)。

在研究区域内选取了6个调查地点，由东向西分别是：苜蓿台子、庙儿沟、白杨沟、菊花台、后峡、一号冰川。调查地点的海拔由东向西逐渐升高，从最东部苜蓿台子低山草原带的1500 m以下上升到研究区域西南部一号冰川垫状植被带的3500 m以上。依据海拔、植被群落、土壤类型等因子将研究区域内的蝶类生境划分为5个垂直自然带，见表1。

表1 新疆东部天山蝶类不同生境类型比较

1.2 研究地点

1.2.1 低山灌木草原带(海拔1500 m以下)

处于海拔1500 m以下相对干旱，由针茅(Stipasp.)、狐茅(Festucasp.)和多种蒿类(Artemisiaspp.)构成的草原地带。

1.2.2 山地森林草原带(海拔1500—2000m)

位于天山云杉(Piceaschrenkiana)形成的针叶林及其林下的草原区域，植物种类繁多，生长着以多种蔷薇(Rosaspp.)、锦鸡儿(Caraganaspp.)、小檗(Berberisspp.)为主的灌丛。

1.2.3 亚高山草甸带(海拔2000—2800 m)

本带包括一部分由天山云杉(Piceaschrenkiana)形成的针叶林，以及针叶林上部的亚高山草甸区域。

1.2.4 高山草甸带(海拔2800—3500 m)

本带已经没有成片的针叶林生长，仅在海拔较低的地方零星存在，而主要的植物类群是以多种苔草(Carexspp.)、蒿草(Kobresiaspp.)、朱芽蓼(Polygonumviviparum)等为主的高山草甸。

1.2.5 垫状植被带(海拔3500 m以上)

本带气候严寒，植被单一，只有少量红景天(Rhodiolaspp.)、四蕊山莓草(Sibbaldiatetrandra)[12]以及一些苔藓和地衣组成小的垫状植物群落。

1.3 样线调查方法

于2006年—2008年每年的6—8月对所有调查地点的蝶类资源进行实地调查，每月15日对每个调查地点采集1 d，如遇阴雨天气则顺延。选择蝶类飞翔频繁的10:00—16:00，在调查地点内选择10 km的样线，沿样线行走，网捕采集线路两侧各2.5 m、高5 m范围内的所有蝶类成虫[13]，将采集到的标本装入三角纸袋，带回实验室对照文献资料进行分类鉴定和统计。鉴定采用周尧分类系统[14- 17]。

1.4 数据分析与计算

(1)物种丰富度S用不同生境类型中的物种数量来表示。

(2)物种多样性分析采用Shannon-Wiener多样性指数(H′)：

式中，Pi=Ni/N，为第i个物种个体数占群落中总个体数的比例，Ni为第i个物种的数量，N为群落个体总数[18]。

(3)科与属的多样性采用G-F指数

F指数

式中，F指数代表科的多样性，其中DF为F指数，m为生境中的科数，DFK代表k科的物种多样性[19]，其计算公式为：

式中,pi为生境中k科i属的物种数占k科物种总数的比值，n为k科中的属数[19]。

G指数：

式中，G指数代表属的多样性，其中DG为G指数，qj为生境中j属的物种数与总的物种数之比，p为生境中的属数[19]。

G-F指数：

DG-F=1-DG/DF

式中，DG-F为G-F指数，如果该地区仅有一个物种，或仅有几个分布在不同科的物种，则定义该地区的G-F指数为零[19]。

(4)物种均匀度分析采用Pielou均匀度指数(J)

J′=H′/lnS

式中,H′为Shannon多样性指数，S为物种数[20]。

(5)物种相似性采用Jaccard相似性系数(Cs)

Cs=c/(a+b-c)

式中,c为两种生境类型的共同物种数，a和b分别为生境类型A和生境类型B的物种数。当相似性系数Cs为0.00—0.25时为极不相似，Cs为0.25—0.50时为中等不相似，Cs为0.50—0.75时为中等相似，Cs为0.75—1.00时为极相似[21]。

2 研究结果

2.1 新疆东部天山蝶类物种组成及区系分析

在研究区域内共采集到蝶类7科43属63种，共计2072只，见附表1。其中蛱蝶科的属、种和个体数量最多；眼蝶科属和种的数量仅次于蛱蝶科，但其个体数量小于粉蝶科和灰蝶科；粉蝶科的属和种数要小于眼蝶科，但个体数量超过眼蝶科很多；蚬蝶科仅有1属1种，种类和个体数量最少。见表2。

从动物地理区系分析，新疆东部天山位于古北区中亚干旱区，蝶类区系成分以古北区种类为主，共有46种；其次是广布种，共有17种，未发现东洋种分布。

表2 新疆东部天山蝶类组成及区系成分统计表

2.2 新疆东部天山蝶类垂直分布情况

2.2.1 低山灌木草原带( 海拔1500 m以下)

分布有蝶类5科17属19种，占调查蝶类物种的30.16%(表3)，其中古北种占47.37%，广布种占52.63%，广布种所占的比例超过了古北种，说明该区域由于相对干旱温暖，更有利于适应能力强的广布种生存。粉蝶科在这一区域相对数量较多，尤其是绢粉蝶(Aporiacrataegi)、云粉蝶(Pontiaedusa)、斑缘豆粉蝶(Coliaserate)等种类，蛱蝶科的朱蛱蝶(Nymphalisxanthomelas)数量也较多。

2.2.2 山地森林草原带(海拔1500—2000 m)

分布有蝶类6科30属38种，占所调查蝶类物种的60.32%，其中古北种占65.79%，广布种占34.21%，随着海拔的升高，广布种的比例大幅下降，更适应低温环境的古北种比例超过了广布种。本带蝶类物种的组成丰富，飞翔能力较强的金凤蝶(Papiliomachaon)在这里容易见到，取食小檗(Berberissp.)的中亚绢粉蝶(Aporialeucodice)代替了分布于较低海拔的绢粉蝶(A.crataegi)成为本带数量最多的粉蝶科种类，而世界性分布的小红蛱蝶(Vanessacardui)是本带的优势种类。灰蝶科的埃爱灰蝶(Ariciaeumedon)出现在本带的蓝花老鹳草(Geraniumpseudosibiricum)组成的花丛附近，是本带数量最多的小型蝶类。

2.2.3 亚高山草甸带(海拔2000—2800 m)

分布有蝶类6科33属48种，占所调查蝶类物种的76.19%，是所有垂直分布带中蝶类种类和数量最丰富的区域，其中古北种占72.92%，显著超过广布种所占27.08%，说明本带的温度进一步降低，气候条件已经不适宜分布在较低海拔的一部分广布种的生存。有多种蝶类仅分布在这里，如绿云粉蝶(Pontiachloridice)、黑纹粉蝶(Pierisnapi)、浅橙豆粉蝶(Coliasstaudingeri)；槁眼蝶(Karanasaregeli)、寿眼蝶(Pseudochazarahippolyte)、白室岩眼蝶(Chazaraheydenreichi)；孔雀蛱蝶(Inachisio)、白距朱蛱蝶(Nymphalisvau-album)、豹蛱蝶(Argynnispaphia)、珠蛱蝶(Issorialathonia)、狄网蛱蝶(Melitaeadidyma)；弄蝶(Hesperiacomma)和璃灰蝶(Celastrinaargiolus)等。

2.2.4 高山草甸带(海拔2800—3500 m)

分布有蝶类6科11属13种，占所调查蝶类物种的20.63%，蝶类的种数已显著减少，广布种消失(图2)，主要是由于本带气候寒冷，年平均气温低至-5.4 ℃[11]，绝大多数的蝶类已经难以生存。天山绢蝶(Parnassiustianschanicus)和中亚丽绢蝶(P.actius)成为本带耐寒蝶类的代表。时酒眼蝶(Oeneishora)在研究区域内仅分布于该带。

2.2.5 垫状植被带(海拔3500 m以上)

分布有蝶类3科3属3种，仅占所调查蝶类物种的4.76%，均为古北种，包括中亚丽绢蝶(Parnassiusactius)、天山小蚬蝶(Polycaenatimur)和中亚宝蛱蝶(Boloriasipora)。

表3 新疆东部天山不同生境类型蝶类区系组成

2.3 新疆东部天山蝶类的垂直分布变化

从图2可以看出，新疆东部天山的蝶类物种数和个体数随着海拔的升高呈现明显变化趋势，随着海拔高度上升到2500 m，蝶类物种数和个体数均逐渐增加；而海拔从2500 m上升到3500 m的过程中，蝶类物种数和个体数均迅速下降。从整体来看，新疆东部天山蝶类物种数和个体数随着海拔上升呈现先增加后下降的趋势，而广布种所占的比例随海拔上升从52.63%降至0%。

图2 新疆东部天山蝶类垂直分布变化图Fig.2 The vertical distribution of butterflies in Xinjiang eastern Tianshan Mountain

2.4 新疆东部天山蝶类多样性分析

由表4可知，反映物种多样性的Shannon-Wiener指数和反映科、属多样性的G指数、F指数、G-F指数均为Ⅲgt;Ⅱgt;Ⅰgt;Ⅳgt;Ⅴ，结果显示亚高山草甸带的蝶类多样性最为丰富，其次是山地森林草原带和低山灌木草原带，而高山草甸带和垫状植被带的蝶类多样性相对较低，物种多样性和科、属多样性分析结果一致。各个生境之间的均匀度指数均较高，之间没有显著差异。

表4 新疆东部天山不同生境类型蝶类多样性指数

2.5 新疆东部天山蝶类相似性分析

由表5可知，新疆东部天山蝶类不同生境间相似性不高，仅生境Ⅰ和生境Ⅱ、生境Ⅱ和生境Ⅲ之间达到中等相似，而其他生境之间相似性均极低。说明生境变化对蝴蝶种类与分布影响较大。

表5 新疆东部天山各生境蝶类的相似性系数

由表6可知，东部天山的蝶类与西部天山、北部天山和阿尔泰山相似性均为中等相似，但与西部天山和阿尔泰山相比，东部天山与北部天山之间的蝶类相似性略高,这说明东部天山和阿尔泰山之间不但距离很远，而且存在准噶尔盆地的阻隔，栖息在中高海拔的蝶类无法互相迁移，因此两地蝶类物种的相似程度要低于同属天山山脉的不同区域蝶类物种的相似程度。

表6 天山山脉蝶类的相似性系数

3 结论与讨论

3.1 结论

3.1.1本研究共记录蝶类7科43属63种，占新疆已记录蝶类种数254种的24.80%[24]，种类超过新疆西部天山(37种)[10]，低于北部天山[22]和阿尔泰山[23]。蝶类区系成分以古北种为主，占调查总种数的73%，广布种占调查总种数的27%，由于暖湿气流很难穿越青藏高原到达新疆，蝶类中的东洋种很难迁移到该区，目前尚未发现东洋种。

3.1.2海拔高度的变化明显影响蝶类的分布情况，大部分蝶类生活在山地森林草原带(38种)和亚高山草甸带(48种)，而高山草甸带和垫状植被带由于气温低，蝶类种类相对较少，这与阿尔泰山蝶类多样性的研究结果相似[23]。随着海拔的升高，广布种的比例逐渐下降，高山草甸带和垫状植被带已经没有广布种分布。由于温度是影响蝶类物种分布的最主要因素之一[25]，这也反映尽管广布种相对古北种具有更广泛的适应环境的能力，但其耐受寒冷的能力弱于古北种。

3.1.3从多样性角度分析，Shannon-Wiener指数和G指数、F指数、G-F指数反映的结果相对一致，这说明在研究区域内，蝶类的物种多样性和科、属的多样性的分布格局趋于相同，这与广东石门台的蝶类多样性研究结果存在差异[26]，这可能与研究区域内分布的蝶类科、属数虽然较多，但缺乏含有很多种的“大属”有关。

3.1.4从相似性角度分析，新疆东部天山的蝶类与天山其他区域以及阿尔泰山的相似性不高，仅达到中等相似，说明东部天山作为天山山脉最东端的一部分，蝶类多样性相对天山山脉其他区域相对特殊。而研究区域内部不同生境之间相似性也不高，显示蝶类在这一区域存在显著的垂直分布形态。

3.2 讨论与建议

新疆东部天山作为天山山脉的最东段，蕴含着丰富的水、矿产、森林和动植物资源，是蝶类良好的栖息环境，也是受人类活动干扰频繁的地区之一，随着全球气候变化的影响[27- 28]，高山地区温度的上升更加明显，并导致雪线上移[29]，部分仅分布在高山草甸带和垫状植被带的蝶类物种的栖息地将受到影响。从物种多样性保护的角度上看，对蝶类而言最大的威胁就是因栖息地的破坏[30- 31]，从而导致相应寄主植物群落的消亡，尤其是中、高海拔地区的生境遭受破坏后生态恢复速度更为缓慢，甚至导致不可逆的生物多样性丧失。因此，对于新疆东部天山蝶类生物多样性的保护工作必须重视对天然生境的保护，尤其是海拔1500 m以上区域的蝶类物种多样性最为丰富，更需要作为保护的重点保护区域。针对这些地区进行的工业建设、农牧业生产、旅游开发等应得到充分的评估，以避免对新疆东部天山自然环境的不良影响。而如何在维持区域环境动态平衡的前提下对生物资源进行有计划的合理利用也应当成为今后研究的主要方向。

[1] Nelson S M. Butterflies (Papilionoidea and Hesperioidea) as potential ecological indicators of riparian quality in the semi-arid western United States. Ecological Indicators, 2007, 7(2): 469- 480.

[2] Rákosy L, Schmitt T. Are butterflies and moths suitable ecological indicator systems for restoration measures of semi-natural calcareous grassland habitats? Ecological Indicators, 2011, 11(5): 1040- 1045.

[3] Li X S, Zhang Y L, Fang J H, Schweiger O, Settele J. A butterfly hotspot in western China, its environmental threats and conservation. Journal of Insect Conservation, 2010, 15(5): 617- 632.

[4] Fang L J, Zhang Y L. Community structure and diversity of butterfly in Mt. Liupanshan National Nature Reserve of Ningxia, China. Chinese Journal of Applied Ecology, 2010, 21(4): 973- 978.

[5] Chen Z N, Zeng Y, Bao M, Ke J. Butterflies in the drainage area of Huangshui river in Qinghai province. Sichuan Journal of Zoology, 2010, 29(2): 205- 208.

[6] Xie Z P, Ni Y Q, Li Z Z, Li X M. Vertical distribution and diversity of butterflies in the northern slopes of Qilian Mountains and Hexi Corridor. Acta Prataculturae Sinica, 2009, 18(4): 195- 201.

[7] Fang J H, Niu B, Luo Y Q, Du P, Chen L. The biodiversity of butterfly communities in southern Gansu: Parnassius species as representatives. Acta Ecologica Sinica, 2010, 30(18): 4976- 4985.

[8] Li X, Yuan X Z, Deng H L. Vertical distribution and diversity of butterflies in Hengduan Mountains, Southwest China. Chinese Journal of Ecology, 2009, 28(9): 1847- 1852.

[9] Jia Y X, Hu T H, Yang G J, Wang X P, Wang J F. Study on community diversity of butterfly in Helan mountain nature reserve. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2008, 36(30): 13197- 13199, 13233- 13233.

[10] Huang R X, Sun Q W. Butterflies and their vertical distribution in Xinjiang western Tianshan Mountain. Journal of Xinjiang University: Natural Science Edition, 1984, (2): 93- 96.

[11] Hu R J. Physical Geography of the Tianshan Mountains in China. Beijing: China Environmental Science Press, 2004.

[12] Jia B Q, Yan S, Li G Q, Xu Y Q. A preliminary study on the alpine vegetation and the biodiversity in the headwater area of Urumqi river in the Tianshan Mountains. Arid Zone Research, 2002, 19(2): 17- 20.

[13] Pollard E, Yates T J. Monitoring Butterflies for Ecology and Conservation: The British Butterfly Monitoring Scheme. London: Chapman amp; Hall, 1993.

[14] Chou I. Monograph of Chinese Butterflies. Zhengzhou: Henan Scientific and Technological Publishing House, 1999.

[15] Tuzov V K, Bogdanov P V, Devyatkin A L, Kaabak L V, Korolev V A, Murzin V S, Samodurov G D, Tarasov E A. Guide to the Butterflies of Russia and Adjacent Territories (Lepidoptera, Rhopalocera): Volume 1. Hesperiidae, Papilionidae, Pieridae, Satyridae. Moscow: Pensoft Publishers, 1997.

[16] Tuzov V K, Bogdanov P V, Churkin S V, Devyatkin A L, Dantchenko A V, Murzin V S, Samodurov G D, Zhdanko A B. Guide to the Butterflies of Russia and Adjacent Territories (Lepidoptera, Rhopalocera). Volume 2. Libytheidae, Danaidae, Nymphalidae, Riodinidae, and Lycaenidae. Moscow: Pensoft Publishers, 2000.

[17] Gorbunov P Y. The Butterflies of Russia: Classification, Genitalia, Keys for Identification (Lepidoptera: Hesperioidea and Papilionoidea) [D]. Saint Petersburg: Russian Academy of Sciences, 2001.

[18] Liu C R, Ma K P, Lü Y H, Kang Y L. Measurement of biotic community diversity VI: the statistical aspects of diversity measures. Biodiversity Science, 1998, 6(3): 229- 239.

[19] Jiang Z G, Ji L Q. Avian-mammalian species diversity in nine representative sites in China. Biodiversity Science, 1999, 7(3): 220- 225.

[20] Mulder C P H, Bazeley-White E, Dimitrakopoulos P G, Hector A, Scherer-Lorenzen M, Schmid B. Species evenness and productivity in experimental plant communities. Oikos, 2004, 107(1): 50- 63.

[21] Yang H X, Lu Z Y. Methods of Quantitative Classification in Plant Ecology. Beijing: Science Press, 1981.

[22] Korb S K. The butterfly fauna (Lepidoptera, Rhopalocera) of the Kungey Ala-Too Mt. Range (Northern Tien Shan). Entomological Review, 2009, 89(7): 793- 804.

[23] Lü X N, Duan X L, Wang W G, Li W, Shi H T, Gou B H. A study on species and vertical distribution of butterflies in Altai Montains Xinjiang, China. Biodiversity Science, 1999, 7(1): 8- 14.

[24] Huang R X, Zhou H, Li X P. Butterflies in Xinjiang. Urumqi: Xinjiang Technological and Medical Publishing House, 2000.

[25] Menéndez R, González-Megías A, Collingham Y, Fox R, Roy D B, Ohlemuller R, Thomas C D. Direct and indirect effects of climate and habitat factors on butterfly diversity. Ecology, 2007, 88(3): 605- 611.

[26] Wang M, Huang G H, Fan X L, Xie G Z, Huang L S, Dai K Y. Species diversity of butterflies in Shimentai Nature Reserve, Guangdong. Biodiversity Science, 2003, 11(6): 441- 453.

[27] Meehl G A, Stocker T F, Collins W D. Global climate projections. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, 2007.

[28] Yuan Q X, Wei W S. Annual climate change in the Tianshan Mountainous since Recent 40 Years. Arid Zone Research, 2006, 23(1): 115- 118.

[29] Nogués-Bravo D, Araújo M B, Errea M P, Martínez J P. Exposure of global mountain systems to climate warming during the 21st Century. Global Environmental Change, 2007, 17(3/4): 420- 428.

[30] Mousson L, Nève G, Baguette M. Metapopulation structure and conservation of the cranberry fritillaryBoloriaaquilonaris(Lepidoptera, Nymphalidae) in Belgium. Biological Conservation, 1999, 87(3): 285- 293.

[31] van Swaay C A M, Warren M S. Red Data Book of European Butterflies (Rhopalocera). Nature and Environment, No. 99. Strasbourg: Council of Europe Publishing, 1999.

参考文献:

[4] 房丽君, 张雅林. 宁夏六盘山国家自然保护区蝶类群落结构和多样性. 应用生态学报, 2010, 21(4): 973- 978.

[5] 陈振宁, 曾阳, 鲍敏, 柯君. 青海湟水流域蝶类. 四川动物, 2010, 29(2): 205- 208.

[6] 谢宗平, 倪永清, 李志忠, 李晓明. 祁连山北坡及河西走廊蝶类垂直分布及群落多样性研究. 草业学报, 2009, 18(4): 195- 201.

[7] 方健惠, 牛犇, 骆有庆, 杜品, 陈莉. 以绢蝶为代表的甘肃南部蝶类多样性. 生态学报, 2010, 30(18): 4976- 4985.

[8] 黎璇, 袁兴中, 邓合黎. 横断山区蝶类的垂直分布及其多样性. 生态学杂志, 2009, 28(9): 1847- 1852.

[9] 贾岩霞, 胡天华, 杨贵军, 王新谱, 王继飞. 宁夏贺兰山国家级自然保护区蝴蝶多样性研究. 安徽农业科学, 2008, 36(30): 13197- 13199, 13233- 13233.

[10] 黄人鑫, 孙庆文. 新疆天山西部的蝶类及其垂直分布. 新疆大学学报: 自然科学版, 1984, (2): 93- 96.

[11] 胡汝骥. 中国天山自然地理. 北京: 中国环境科学出版社, 2004.

[12] 贾宝全, 闫顺, 李国旗, 许英勤. 天山乌鲁木齐河源区高山带植被及其生物多样性初步研究. 干旱区研究, 2002, 19(2): 17- 20.

[14] 周尧. 中国蝶类志. 郑州: 河南科学技术出版社, 1999.

[18] 刘灿然, 马克平, 吕延华, 康永亮. 生物群落多样性的测度方法 Ⅵ: 与多样性测度有关的统计问题. 生物多样性, 1998, 6(3): 229- 239.

[19] 蒋志刚, 纪力强. 鸟兽物种多样性测度的G-F指数方法. 生物多样性, 1999, 7(3): 220- 225.

[21] 阳含熙, 卢泽愚. 植物生态学的数量分类方法. 北京: 科学出版社, 1981.

[23] 吕学农, 段晓东, 王文广, 李伟, 师海涛, 苟宝华. 阿勒泰山蝴蝶种类调查及其垂直分布的研究. 生物多样性, 1999, 7(1): 8- 14.

[24] 黄人鑫, 周红, 李新平. 新疆蝴蝶. 乌鲁木齐: 新疆科技卫生出版社, 2000.

[26] 王敏, 黄国华, 范骁凌, 谢国忠, 黄林生, 戴克元. 石门台自然保护区蝴蝶物种多样性研究. 生物多样性, 2003, 11(6): 441- 453.

[28] 袁晴雪, 魏文寿. 中国天山山区近40a来的年气候变化. 干旱区研究, 2006, 23(1): 115- 118.

附表1 新疆东部天山蝶类名录及垂直分布与区系

续表

物种Species个体数量Individuals垂直分布VerticaldistributionⅠⅡⅢⅣⅤ区系Fauna古北东洋广布天山小蚬蝶Polycaenatimur00046+绿斑珍眼蝶Coenonymphasunbecca0152800+蟾眼蝶Triphysaphryne02000+图兰红眼蝶Erebiaturanica0321300+褐眉云眼蝶Hyponephelelycaon1612300+西方云眼蝶Hyponepheledysdora54000+时酒眼蝶Oeneishora00030+仁眼蝶Hipparchiaautonoe0521400+槁眼蝶Karanasaregeli00700+寿眼蝶Pseudochazarahippolyte001600+突厥寿眼蝶Pseudochazaraturkestana00620+八字岩眼蝶Chazarabriseis22131100+白室岩眼蝶Chazaraheydenreichi001800+艾岩眼蝶Chazaraenervata04100+单环蛱蝶Neptisrivularis358800+小红蛱蝶Vanessacardui171023200+孔雀蛱蝶Inachisio001500+白钩蛱蝶Polygoniac-album51000+白距朱蛱蝶Nymphalisvau-album00800+朱蛱蝶Nymphalisxanthomelas5619700+黄缘蛱蝶Nymphalisantiopa07100+荨麻蛱蝶Aglaisurticae15412500+豹蛱蝶Argynnispaphia00900+银斑豹蛱蝶Argynnisaglaja0041170+灿福蛱蝶Argynnisadippe002860+福蛱蝶Argynnisniobe015800+珠蛱蝶Issorialathonia001200+中亚珍蛱蝶Clossianahegemone0296400+中亚宝蛱蝶Boloriasipora00073+狄网蛱蝶Melitaeadidyma001000+阿拉网蛱蝶Melitaeaala01400+网蛱蝶Melitaeacinxia015200+月牙网蛱蝶Melitaeasibina94000+卡弄蝶Carcharodusalceae51000+星点弄蝶Muschampiatessellum01600+弄蝶Hesperiacomma002100+新灰蝶Neolycaenasinensis016000+灰蝶Lycaenaphlaeas84000+橙灰蝶Thersamonolycaenadispar25000+昙灰蝶Thersamoniathersamon111000+珠灰蝶Lycaeidesargyrognomon015300+依眼灰蝶Polyommatusicarus0073240+灿灰蝶Agriadespheretiades00370+埃爱灰蝶Ariciaeumedon0622700+点灰蝶Agrodiaetusdamone04300+璃灰蝶Celastrinaargiolus00200+豆灰蝶Plebejusargus6152200+

ButterflydiversityandverticaldistributionineasternTianshanMountaininXinjiang

ZHANG Xin1, 2, HU Hongying3, LÜ Zhaozhi1,*

1KeyLaboratoryofBiogeographyandBioresourceinAridLandofChineseAcademyofSciences,XinjiangInstituteofEcologyandGeography,ChineseAcademyofSciences,Urumqi830011,China2UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China3CollegeofLifeScienceandTechnology,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China

The Tianshan Mountain area is a large system of mountain ranges that spans China and a number of other Central Asian countries, with a length of more than 1700 km within the Xinjiang Uyghur Autonomous Region, northwest China. It has a typical temperate continental climate, has abundant forest and grassland resources, and is one of the most important water sources in the arid region of Central Asia. The Tianshan Mountains are also considered a biodiversity hotspot that plays a key role in the function of regional ecosystems, providing various habitats for plants and animals, including butterflies, which are considered environmentally sensitive and thus have potential to be used as ecological indicators. Surveys in the Xinjiang eastern Tianshan Mountains from 2006 to 2008 recorded 63 species of butterflies, which belonged to seven families and 43 genera, accounting for 24.80% of the total butterfly species recorded in Xinjiang. Palearctic species were dominant (73%), while widely distributed species made up the rest of the species (27%). No oriental species were recorded because of the geographical isolation. The Nymphalidae were the most diverse group with 19 species and 11 genera, while only 1 species of Riodinidae was recorded. The butterfly habitats in the Xinjiang eastern Tianshan Mountain area were divided into 5 altitudinal zones, including low mountain shrub grassland, mountain forest steppe, subalpine meadow, alpine meadow, and the cushion vegetation zone. In terms of butterfly species richness and total butterfly abundance these habitat zones were ranked from highest to lowest as follows: subalpine meadow gt; mountain forest steppe gt; low mountain shrub grassland gt; alpine meadow gt; cushion vegetation zone. The diversity of butterfly species, genera, and families were comprehensively evaluated using the Shannon-Wiener index and the G-F index. The results indicated that subalpine meadow habitats had the highest species diversity, followed by mountain forest steppe, low mountain shrub grassland, alpine meadow habitats, and finally the cushion vegetation zone. The Shannon and G-F indices showed similar patterns, demonstrating high species evenness among habitats and similar distribution patterns of butterfly families, genera, and species diversity in the study area. Changes in the number of species and butterfly abundance were related to changes in altitude, initially increasing with altitude and then declining. The fauna composition also changed along the altitudinal gradient. The proportion of widely distributed species gradually declined, and there was no distribution especially in meadow and cushion vegetation zone. However, Palearctic species showed an opposite trend, rising with increasing altitude. Our results indicate that butterfly communities in the eastern Tianshan Mountain area were different from those at Altai Mountain and two other parts of the Tianshan Mountain area. Both diversity and fauna composition were strongly affected by different types of habitats. Attention should be paid to the potential consequences of habitat loss on butterflies that are only distributed in the cushion vegetation and alpine meadow zones. These species and habitats are particularly vulnerable as temperatures are expected to rise by a greater amount at higher altitudes in the future, which could cause the snowline to rise. To avoid the irreversible loss of biodiversity, habitat protection should be considered fundamental for the conservation of butterflies, and particularly the preservation of higher altitude habitats.

eastern Tianshan Mountain; butterfly; diversity; vertical distribution

中国科学院西部之光人才培养计划联合学者项目(LHXZ200603)

2012- 01- 20;

2013- 05- 29

*通讯作者Corresponding author.E-mail: zhaozhi@ms.xjb.ac.cn

10.5846/stxb201201200119

张鑫, 胡红英，吕昭智.新疆东部天山蝶类多样性及其垂直分布.生态学报,2013,33(17):5329- 5338.

Zhang X, Hu H Y, Lü Z Z.Butterfly diversity and vertical distribution in eastern Tianshan Mountain in Xinjiang.Acta Ecologica Sinica,2013,33(17):5329- 5338.