安徽菜子湖湿地鞘翅目昆虫区系分析及多样性研究

2014-03-22曹玉言武元园

生物学杂志 2014年2期

葛洋，郭苗，曹玉言，武元园，万霞

(安徽大学资源与环境工程学院生物多样性与湿地生态研究所, 安徽省生物物种资源信息中心, 合肥 230601)

菜子湖位于长江北岸，大别山东南侧，地理坐标为北纬30.75°～30.97°，东经117.00°～117.15°。行政区划归属安徽省安庆、枞阳和桐城交界处，濒临长江，系浅水漫滩型湖泊，湖体由菜子湖、白兔湖、嬉子湖3个彼此通连的湖泊组成。湖泊及周边形成的湿地丰水期面积为24230 hm2，枯水期面积为14520 hm2。该湿地属亚热带季风气候，夏季炎热潮湿，冬季寒冷干燥。整个湖区湿地位于东亚―澳大利亚迁徙水鸟的国际通道上，是具有国际意义的重要湿地。不仅是安庆沿江地区具有较强代表性的湖泊湿地之一，也是长江中下游地区相对保存较好的湿地。在动物地理区划上，东洋、古北两界在中国以长江为中心，有一个较广泛的过度带，它正处在古北界与东洋界东线交接的过渡地区[1，2]，该湿地复杂的生态环境为各种昆虫提供了优越的栖息和繁殖场所。目前，菜子湖湿地鞘翅目昆虫的区系及多样性方面的研究尚属空白，为此，我们于2012～2013年5—8月对菜子湖湿地的鞘翅目昆虫进行了调查，并对不同月份、不同生境的鞘翅目昆虫的生物多样性进行了研究和探讨，为该湿地的生物多样性编目提供基础数据。

1 调查及研究方法

1.1 调查方法

选取菜子湖湿地的3种不同的生境类型(滩涂-草丛、农田区、草丛-灌木区)作为取样点进行，均匀分布在菜子湖、白兔湖、嬉子湖3个湖区。于2012年至2013年的5月、6月、7月、8月进行，约20 d调查采集1次，每次平均采集5 d。白天主要采取扫网法进行昆虫采集，捕虫网直径38 cm，深度为50 cm，柄长1.5 m，扫网路径为在每个样方中以“Z”字形来回取50 网，扫网时一个往返为1次，每次往返呈180°；采用目测和网捕相结合的调查方法，在扫网取样的同时，另一采集人员观察上空的昆虫，记录种类数量，观察时间为开始扫网到结束。对于作物或灌木林上的昆虫采用拍打或抖动法，将一定样方中植物上的昆虫与其植物相分离后进行统计，以样线调查法作为补充采集。对于地下昆虫采用翻石块法；夜间主要用450 W的昆虫灯、2 m×2 m白色幕布进行灯诱，遇雨顺延以完成工作量。依据鞘翅目昆虫相关专著鉴定[3-17]，并请有关专家指导鉴定。

1.2 数据分析

调查数据采用EXCEL和SPSS18.0统计软件处理，采用多样性指数、丰富度指数、均匀度指数及优势集中性指数对采集到的昆虫进行分析。数据处理采用的公式如下：

(1)Shannon-Wiener物种多样性指数[18]：

H′=-∑pilnpi(i=1,2,3…s)；

(4)Margalef 丰富度指数[21，22]：E=S-1/lnS。

式中Pi=Ni/N，Ni为第i个物种的个体数；N为样地中所有物种的总个体数；S为样方物种总数。

2 结果与分析

2.1 菜子湖湿地鞘翅目昆虫物种多样性及区系组成

2.1.1 物种多样性

在2012年至2013年共采集到鞘翅目昆虫29科114属139种，其中虎甲科1种，步甲科27种，拟步甲科4种，锹甲科1种，隐翅虫科3种，天牛科15种，拟天牛科1种，瓢虫科20种，叶甲科24种，伪叶甲科3种，负泥虫科1种，豆象科1种，叩甲科3种，象甲科4种，卷象甲科3种，龙虱科2种，吉丁虫科1种，埋葬甲科1种，大蕈甲科1种，水龟甲科3种，长蠹科1种，小蠹科1种，犀金龟科2种，鳃金龟科5种，花金龟科2种，金龟科3种，丽金龟科3种，蜉金龟科1种，铁甲科2种。在各类群中，以步甲科、叶甲科、瓢虫科占优势，分别占总种数的19.42%、17.27%和14.39%，菜子湖湿地鞘翅目昆虫物种多样性编目如下(表1)。

表1 菜子湖湿地鞘翅目昆虫种类及区系分布

续表1 Table 1(continued)科属种区系分布东洋区古北区广布种逮步甲属Drypta 22 ∗条逮步甲Drypta lineola√短角步甲属Trigonotoma 23 ∗铜胸短脚步甲Trigonotoma lewisi√星步甲属Calosoma 24 大星步甲Calosoma maximoviczi√细胫步甲属Agonum 25 布氏细颈步甲Agonum buchanani√尖须步甲属Acupalpus 26 尖须步甲Acupalpus testaceus√角胸步甲属Peronomerus 27 角胸步甲Peronomerus auripilis√广肩步甲属Calosoma 28 黑广肩步甲Calosoma maximoviczi√拟步甲科Tenebrionidae粉虫属Alphitobius 29 黑菌虫Alphitobius diaperinus√邻烁甲属Plesiophthalmus 30 ∗中型邻烁甲Plesiophthalmus spectabilis √粉甲属Aphitobius 31 黑粉甲Aphitobius dioperinus√土甲属Gonocephalum 32 毛列土甲Gonocephalum rusticum√锹甲科Lucanidae刀锹甲属Dorcus 33大刀锹甲Dorcus hopei√隐翅虫科Staphylinidae隐翅虫属Paederus 34 梭毒隐翅虫Paederus fuscipes√布里隐翅虫属Bledius 35 ∗布里隐翅虫 Bledius formosa√毛须隐翅虫属Corproporus 36 毛须隐翅虫Corproporus pulchellus√天牛科 Cerambycidae云斑天牛属Batocera 37 云斑天牛Batocera lineolata√钩突土天牛属Dorysthenes 38 钩突土天牛Dorysthenes sternalis √星天牛属Anoplophora 39 星天牛Anoplophora chinensis√松天牛属Monochamus 40 松墨天牛Monochamus alternatus √锥天牛属Spondylis 41 短角锥天牛Spondylis buprestodies√薄翅天牛属Megopis42 梭德氏薄翅天牛Megopis sauteri√43 毛角薄翅天牛 Megopis marginalis √姬天牛属Ceresium 44 瘦躯姬天牛Ceresium elongatum√斑纹锈天牛属Desiva 45 斑锈天牛Desiva variablilis √双星锈天牛属Ropica 46 双星锈天牛Ropica dorsalis √白缘锈天牛属Pterolophia 47 白缘锈天牛Pterolophia laterialba √刺角天牛属Trirachys 48 刺角天牛Trirachys orientalis √桑天牛属Apriona

续表1 Table 1(continued)科属种区系分布东洋区古北区广布种49 桑天牛Apriona germari√短梗天牛属Arhopalus 50 赤短梗天牛Arhopalus unicolor√小桶天牛属Phytoecia 51 菊小筒天牛Phytoecia rufiventris√拟天牛科Oedemeridae黑伪拟天牛属Nacerdes 52 黑伪拟天牛Nacerdes melanura√瓢虫科Coccinellidae异色瓢虫属Harmonia 53 异色瓢虫Harmonia axyridis√54 隐斑瓢虫Harmonia obscurosignata√龟纹瓢虫属Propylea 55 龟纹瓢虫Propylea japonica√裸瓢虫属Calvia 56 十五星裸瓢虫Calvia quindecimguttata√57 十四星裸瓢虫Calvia muiri√十三星瓢虫属Hippodamia 58 十三星瓢虫Hippodamia tredecimpunctata√六斑月瓢虫属Menochilus 59 六斑月瓢虫Menochilus sexmaculata√大丽瓢虫属Adalia 60 二星瓢虫Adalia bipunctata√四星瓢虫属Hyperaspis 61 四星瓢虫Hyperaspis repensis √小瓢虫属Scymnus 62 四斑小瓢虫Scymnus quadrillus√四斑月瓢虫属Chilomenes 63 四斑月瓢虫Chilomenes quadriplagiata√和瓢虫属Harmonia 64 八斑和瓢虫Harmonia octomaculata√小崎齿瓢虫属Afidentuta 65 小崎齿瓢虫Afidentuta manderstjernae√中齿瓢虫属Myzia 66 十二斑中齿瓢虫Myzia bissexnotata√纵条瓢虫属Coccinella 67 纵条瓢虫Coccinella longifasciata√异点瓢虫属Anisosticta68 展缘异点瓢虫Anisosticta kobensis √甜菜瓢虫属Bulaea 69 甜菜瓢虫Bulaea lichatschovi√黄瓢虫属Iueis 70 黄瓢虫Iueis koebelei√二十八星瓢虫属Henosepilachna 71 二十八星瓢虫Henosepilachna vigintioctopunctata √双带盘瓢虫属Lemnia72 双带盘瓢虫Lemniabiplagiata √叶甲科Chrysomeloidae薄荷金叶甲属Chrysolina 73 薄荷金叶甲Chrysolina exanthematica√角胸叶甲属Basilepta 74 褐足角胸叶甲Basilepta fulvipes√75 茶树茶角胸叶甲Basilepta melanopus√萝藦叶甲属Chrysochus76 中华萝藦叶甲Chrysochuschinensis √杨蓝叶甲属Agelasfica77 杨蓝叶甲Agelasfica alni√叶甲属Chrysomela

续表1 Table 1(continued)科属种区系分布东洋区古北区广布种78 杨叶甲Chrysomela populi√79 柳十八斑叶甲Chrysomela salicivorax√茶肖叶甲属Demotina 80黄角茶肖叶甲Demotina flavicornis√光叶甲属Smaragdina 81 梨光叶甲Smaragdina semiaurantiaca√82 黑额光叶甲 Smaragdina nigrifrons√肖叶甲属Colasposoma 83 甘薯肖叶甲Colasposoma dauricum√守瓜属Aulacophora 84 黄守瓜Aulacophora femolalis √85 黑守瓜Aulacophora lewisii√86 黑足黑守瓜Aulacophora nigripennis√拟守瓜属Paridea 87 斑角拟守瓜Paridea angulicollis √胫跳甲属Chaetocnema 88 麦凹胫跳甲Chaetocnema hortensis√蚤跳甲属Psylliodes 89 油菜蚤跳甲Psylliodes punctifrons √萤叶甲属Monolepta 90 双斑萤叶甲Monolepta hieroglyphica√91 竹长附萤叶甲Monolepta pallidula√92 菱角萤叶甲Galerucella birmanica √瓢萤叶甲属Oides 93 十星瓢萤叶甲Oides decempunctatus √二条叶甲属Paraluperodes 94 二条叶甲Paraluperodes suturalis√跳甲属Phyllotreta95 黄宽条跳甲Phyllotreta humilis√椐胸叶甲属syneta betulae96 桦椐胸叶甲syneta betulae√伪叶甲科lagriidae黑胸伪叶甲属Lagria 97 黑胸伪叶甲Lagria nigircouis √98 林氏伪叶甲Lagria Hirta√角伪叶甲属Cerogria 99 普通角伪叶甲Cerogria papularis√负泥虫科Crioceridae水叶甲属Donacia 100 ∗横胸水叶甲Donacia transversicollis √豆象科Lariide豆象属Callosobruchus 101 绿豆象Callosobruchus chinensis√叩甲科Elateridae叩甲属Elater 102 西氏叩甲Elater sieboldi√细胸叩甲属Agriotes subvitatus103 细胸锥尾叩甲Agriotes subvitatus√104 细胸叩甲Agriotes fuscicollis√象甲科Curculionoidea甜菜象甲属Bothynoderes 105 甜菜象甲Bothynoderes punctiventris√绞象甲属Myllocerinus106 茶树茶丽绞象甲Myllocerinus aurolineatus√松瘤象属Sipalus 107 松瘤象Sipalus gigas √沟眶象属Eucryptorrhynchus 108 臭椿沟眶象Eucryptorrhynchus brandti√

续表1 Table 1(continued)科属种区系分布东洋区古北区广布种卷象甲科Attelabidae梨象甲属Rhynchites 109 梨象甲Rhynchites foveipennis√卷象甲属Apoderus 110 榛卷象Apoderus coryli√榆卷象属Tomapoderus 111 榆卷象Tomapoderus ruficollis√龙虱科Dytiscidae齿缘龙虱属Eretes 112 齿缘龙虱Eretes occidentals√带纹龙虱属Sandracottus 113 带纹龙虱Sandracottus mixtus √吉丁虫科Buprestidae潜吉丁属Trachys 114 潜吉丁Trachys minuta√埋葬甲科Silphidae尺葬甲属Necrodes 115 黄角尺葬甲Necrodes littoralis √大蕈甲科Erotylidae艾蕈甲属Episcapha 116 红斑艾蕈甲Episcapha hypocrita√水龟甲科Hydrophilidae粪水龟属Sphaeridium117 ∗五斑粪水龟Sphaeridium quinquenmaculatum√大水龟属Hydrophilus 118 大水龟Hydrophilus acuminants√刺鞘牙甲属Berosus 119 ∗路氏刺鞘牙甲Berosus lewisius √长蠹科Bostrychidae异翅长蠹属Heterobostrychus120 棕异翅长蠹Heterobostrychus brunneus √小蠹科Scolytidae小蠹属Dendroctonus 121 细脂大小蠹Dendroctonus valens √犀金龟科Dynastidae双叉犀金龟属Allomyrina 122 双叉犀金龟Allomyrina dichotoma √扁犀金龟属Eophileurus 123 华晓扁犀金龟Eophileurus chinensis√鳃金龟科Melolonthidae鳃金龟属Holotrichia 124 暗黑鳃金龟Holotrichia parallela√125 华南大黑鳃金龟Holotrichia sauteri√126 东北大黑鳃金龟Holotrichia diomphalia√绒金龟属Maladera127 黑绒金龟Maladera orientalis √叶鳃角金龟属Macrodactylus 128 鳃角金龟Macrodactylus chafer√花金龟科Cetoniidae花金龟属Protaetie 129 白星花金龟Protaetie brevitarsis √130 东方白点花金龟Protaetieorientalls√金龟科Scarabaeidae凹蜣螂属Onitis 131 掘凹蜣螂Onitis excavatus√132 镰双凹蜣螂Onitis falcatus√青金龟属Anomala133青铜金龟Anomala expansa√

续表1 Table 1(continued)科属种区系分布东洋区古北区广布种蜣螂属Catharsius 134神农洁蜣螂Catharsius molossus √丽金龟科Rutelidae异丽金龟属Anomala 135 铜绿异丽金龟Anomala corpulenta √斑喙丽金龟属Adoretus 136 斑喙丽金龟Adoretus tenuimaculatus √蜉金龟科Aphodiidae蜉金龟属Aphodius 137 二星蜉金龟Aphodius elegans 铁甲科Hispidae√趾铁甲属Dactylispa 138 踞齿叉趾铁甲Dactylispa angulosa √梳龟甲属Asipdomorpha 139 金梳龟甲Asipdomorpha dotsata√

*—安徽省新记录种[24]

2.1.2 区系分析

中国昆虫区系是世界陆地动物区系的一部分，分别属于世界六大动物地理区中的古北区和东洋区，菜子湖湿地地处长江中下游地区，为东洋界和古北界的过渡区域。以章士美[23]《中国农林昆虫地理区划》为依据对菜子湖湿地鞘翅目的139种昆虫在东洋、古北、东洋古北两界共有种区系中的归属及所占比例进行分析，从图1可以看出菜子湖湿地鞘翅目昆虫区系组成特点：跨东洋古北两大区域的广布种类最多，东洋区次之，古北区最少。其中广布种87种，占62.59%；东洋区38种，占27.34%；古北区14种，占10.07%。区系分析结果表明，菜子湖湿地以古北东洋共有种最多，东洋种次之，古北种最少。

2.2 菜子湖湿地鞘翅目昆虫群落多样性

2.2.1 不同生境鞘翅目昆虫群落多样性分析

本次调查在菜子湖湿地选择不同的生境样地作为取样点，主要划分成滩涂—草丛、农田区、草丛—灌木区3种生境作为多样性指数的比较分析(表2)，以探究不同的生境类型对甲虫多样性的影响。其中滩涂—草丛植被类型主要有：陌上菅(Carexthunbergii)、朝天委陵菜(Potentillasupina)、附地菜(Trigonotispeduncularis)、稗子(Echinochloacrusgalli)、葎草(Humulusscandens)、通泉草(Mazusjaponicus)等，植被盖度约97%；农田区主要的植被类型有：油菜(Brassicacampestris)、红足蒿(Artemisiarubripes)、棉花(Gossypiumspp)、鼠曲草(Gnaphaliumaffine)、小飞蓬(Conyzacanadensis)、蚕豆(Viciafaba)、蛇床(Cnidiummonnieri)、狗尾草(Setairaviridis)等，植被盖度约80%；草丛—灌木区主要的植被类型有香樟(Cinnamomumcamphora)、枫杨(Pterocaryastenoptera)、构树(Broussonetiapapyrifera)、华桑(Moruscathayana)、臭椿(Ailanthusaltissima)等。从表2可见，不同生境中鞘翅目昆虫群落多样性指数高低顺序是：草丛—灌木区>农田区>滩涂—草丛。

表2 不同生境鞘翅目昆虫群落多样性指数

2.2.2 不同月份鞘翅目昆虫群落多样性分析

鞘翅目昆虫是昆虫纲中种类最多、分布最广的目，迄今全世界已知35万多种[25]，不同种类在不同的月份中表现出明显的不同特征。从表3可见，不同月份鞘翅目昆虫多样性指数高低顺序是：5月>7月>6月>8月。从5月份开始，甲虫开始陆续活动，7月、8月是甲虫活动的繁盛期。不同月份鞘翅目昆虫的优势种明显不同，从5月到8月的优势种分别为：异色瓢虫(Harmoniaaxyridis)、龟纹瓢虫(Propyleajaponica)；褐足角胸叶甲(Basileptafulvipes)、梭毒隐翅虫(Paederusfuscipes)；暗黑鳃金龟(Holotrichiaparallela)、桦锯叶甲(synetabetulae)；蒿金叶甲(Chrysolinaaurichalcea)、大水龟(Hydrophilusacuminants)。全年优势种为异色瓢虫(Harmoniaaxyridis)。

表3 不同月份鞘翅目昆虫群落多样性指数

2.2.3 多样性、均匀性及丰富度的相关分析

均匀度和丰富度是与多样性指数密切相关的两个参数。菜子湖湿地鞘翅目昆虫在不同生境、不同月份的多样性参数具有差异，对Shannon-Wiener多样性指数H′与其它参数相关性进行分析，分析结果见表4。在不同生境中，多样性指数H′与均匀度J(r=0.995，P=0.064)、丰富度E(r=0.993，P=0.077)呈弱相关，与优势度指数D呈高度相关(r=0.999*，P=0.035)。不同月份多样性指数H′与均匀度J(r=0.942，P=0.058)、优势度指数D(r=0.935，P=0.065)、丰富度E(r=0.944，P=0.056)均呈弱相关。以上相关分析说明：在不同生境、不同月份的鞘翅目昆虫多样性指数均匀度、丰富度均表现出一致性。

表4 不同生境、不同月份多样性指数与其它参数相关性分析

3 讨论

从采集的鞘翅目昆虫的物种组成来看，菜子湖湿地鞘翅目昆虫种类主要以步甲科、叶甲科、瓢虫科种类最多，占总种数的50.36%。菜子湖湿地的昆虫区系组成以古北、东洋共有种居多，东洋种次之，而古北种最少，这与该湿地的生物地理学特性有较密切的联系。菜子湖湿地位于长江中下游地区，已有的动物地理学研究认为，东洋、古北两界在中国以长江为中心，有一个较广泛的过渡带[2]，而菜子湖湿地正处在古北界与东洋界东线交接的过渡地区，两大动物界的物种能在此交汇分布，菜子湖湿地鞘翅目昆虫东洋、古北两界共有种居多也支持了这样的研究结果。

本研究采用Shannon-Wiener物种多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数这4 种常用的群落多样性指数对菜子湖湿地的鞘翅目昆虫群落进行了分析。结果表明，不同生境、不同月份鞘翅目群落物种丰富度、均匀度、多样性指数值均有一定的差异。不同生境中鞘翅目昆虫的多样性指数高低顺序为草丛-灌木区>农田区>滩涂-草丛，这与鞘翅目昆虫种类的觅食和栖息环境不同有关，不同生境的植被类型不同，因此在各个生境中生存的昆虫种类具有很大差异。不同月份的鞘翅目昆虫的多样性指数不同与鞘翅目昆虫的生物学特性及菜子湖湿地的气候环境有关，受到光周期和温度的调控作用。

在不同生境、不同月份，菜子湖湿地鞘翅目昆虫多样性指数与均匀度、丰富度指数均一致，贺汉达等[26]研究认为草原昆虫群落多样性指数与均匀度一致时，群落结构是稳定的，宋文军等[27]也认为扎龙湿地湖泊边昆虫多样性指数与均匀指数随时间变化趋势一致，菜子湖湿地鞘翅目昆虫群落不同生境、不同月份的多样性指数与均匀度指数表现与上述情况相同，表明菜子湖湿地鞘翅目昆虫群落较稳定。

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