广东南岭国家级自然保护区实蝇多样性研究
2014-12-09张永庆梁广文许益镌陆永跃谢国光
张永庆,梁广文,许益镌,陆永跃,谢国光,曾 玲*
(1.华南农业大学昆虫生态研究室,广州 510642;2.广东南岭国家级自然保护区,广东韶关 512727)
实蝇科Tephritidae 是双翅目Diptera 中具有重要经济意义的科之一 (Enkerlin and Mumford,1997),迄今全世界已知共约500 属4500 余种,其中果蔬类有害实蝇类群达15 属22 亚属150 余种(White and Elson-Harris,1992;Wang,1996;Wang and Chen,2002)。除了在北极和南极地区外,实蝇广泛分布于世界各地,以热带和亚热带为多(White and Elson-Harris,1992;陈旭等,2010)。
南岭山脉是我国南部一条主要的东西走向的山脉,它跨越江西、湖南、广东三省及广西壮族自治区,东西绵延1400 余千米,从地理位置上分割了长江流域和珠江流域(张璐等,2007)。南岭以南气候常年温暖,少见霜雪;南岭以北冬季较寒冷,常见雪,是我国自然地理的一个重要分界。(张璐等,2007)。南岭是我国生物多样性热点地区之一,研究该地区的实蝇多样性可为我国重要实蝇监测、预防等提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 调查地点
研究地点位于广东南岭国家级自然保护区内(24°37'-24°57'N,112°30'-113°04'E)。属于亚热带季风气候区,自然保护区本部(海拔500 m)年平均气温17.4℃,最冷月(1月)平均气温7.1℃,最热月(7月)平均气温26.2℃。
1.2 试验材料
GPS 定位仪,由合众思壮公司生产;桔小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)引诱剂 (methyl eugenol,简称Me),广州瑞丰生物科技有限公司提供;瓜实蝇B.cucurbitae (Coquillett)引诱剂(cuelure,简称Cue),广东省昆虫研究所研制;进口水解蛋白诱饵,广东出入境检验检疫局提供;3%阿维菌素,由江西正邦公司提供;塑料圆筒状实蝇诱捕器由广州瑞丰生物科技有限公司提供,用于Me 及Cue 性诱剂;水解蛋白专用实蝇诱捕器,由广东出入境检验检验局提供,为一种应用水解蛋白作诱饵盛有水的壶形瓶状实蝇诱捕器,并在诱捕器中加入3-4 滴阿维菌素,实蝇进入后被毒死于瓶内。
1.3 调查方法
1.3.1 调查点设置
从公园门口海拔约570 m 处开始挂瓶,使用GPS 定位仪定位每上升约海拔150 m 设立一个监测点,一直到海拔约1300 m 处为第5 个监测点,另外在通往广东第一峰的海拔约1050 m 处的保护区设立第6 个监测取样点。
1.3.2 调查取样方法
从2010年12月开始调查至2011年11月结束,在6 个调查取样点各挂10 个诱瓶,包括5 个水解蛋白诱瓶和5 个性诱瓶,以1 个性诱瓶和1 个蛋白诱瓶为一组,各组中两个诱瓶之间的距离为30 m 左右,各组诱瓶之间的距离则为相距大于50 m,挂瓶高度距地面约1.5 m。每个性诱瓶每次滴在诱芯上1 mL桔小实蝇诱剂(Me)和1 mL 瓜实蝇诱剂(Cue)的混合液,每个蛋白诱瓶放入5颗水解蛋白,加入约500 mL 的自来水(离瓶外沿约1.5 cm),滴入3-4 滴阿维菌素,用以毒死进入诱瓶中的实蝇。每月收取一次虫并换一次诱剂,隔两个月换一次性诱瓶的诱芯,每次取虫发现诱瓶损坏或者丢失时补上新的,把取到的虫放入塑料瓶中。
1.4 标本制作与分类鉴定方法
将从野外采集的实蝇带回实验室,一部分整肢、烘干后贴上标签并编号归类,一部分浸泡在装有75%酒精的塑料瓶中,并且都密封保存。根据相关资料鉴定实蝇种类,对无法鉴定的实蝇种类寄送至有关专家鉴定。
1.5 数据分析方法
本研究的数据统计、处理和分析均采用Excel和spss18.0 软件完成。
采用的物种多样性指数包括丰富度指数(E)、优势度指数(D)、多样性指数(H')和均匀度指数(J)。
1.5.1 丰富度指数(E)
Margalef 丰富度指数公式:
其中:S=物种数,N=所有物种的个体数之和。E 表示群落中物种的丰富程度,E 越大,群落中生物种类越多。
1.5.2 优势度指数(D)Simpson 优势度指数公式:
其中:N=群落总个体数,Ni=第i 个种的个体数。D 表明群落内物种的优势程度,D 值越大,群落的稳定性越高。
1.5.3 多样性指数(H')
Shannon-Wiener 信息多样性指数公式:
其中:Pi=第i 个种的个体数占群落总个体的比率,即Pi=Ni/ N。H'表明群落的复杂程度,H'越大,群落所含有的信息量越大。
1.5.4 均匀度指数(J)
Pielou 均匀度指数公式:
其中:Hmax=最大多样性指数,Hmax=lnS,S=种类数,ln=自然对数。J 表明群落内生物种分布的均匀程度,J 越大,物种越丰富。
2 结果与分析
2.1 物种组成
2011年对南岭国家森林公园定期系统采集,鉴定出实蝇科昆虫2 亚科5 族11 属19种,见表1。
表1 南岭国家森林公园实蝇科昆虫种类组成Table 1 Species of Tephritidae in Nanling National Nature Reserve
2.2 南岭国家森林公园不同月份实蝇科昆虫种类和数量的动态变化
2011年1-11 月对南岭实蝇群落的调查结果(表2)表明,各月份诱集到的实蝇种类数无显著差异(χ2=14.083,df=9,p=0.119)而诱集的虫量存在不同(χ2=2715.516,df=9,p<0.001),数量高峰期出现在7-8月。
表2 南岭国家森林公园不同月份诱集的实蝇科昆虫的种类和数量Table 2 Species number and trapped number of Tephritidae in different months in Nanling National Nature Reserve
2.3 不同采样地区实蝇科昆虫群落组成
6 个采样地10 次采集的实蝇种类及数量见表3。随着海拔升高,所诱集的实蝇个体数量逐渐减少(χ2=197.564,df=4,<0.001),但种类数没有随海拔的递增而呈现变化(χ2=4.632,df=4,p=0.327)。海拔1007 m 处保护区的实蝇种类数和个体数均大于其他5 个调查地点,此调查点为南岭所取5 个调调查点以外的另一个山峰。
表3 南岭国家森林公园不同采样地实蝇科昆虫的种类和数量Table 3 Species number and trapped number of Tephritidae in different sampling sites in Nanling National Nature Reserve
2.4 不同月份实蝇科昆虫群落组成
一月份仅诱捕到了桔小实蝇、南瓜实蝇、具条实蝇三种,南瓜实蝇个体数占总个体数的71.43%,为优势种。
三月份仅诱捕到具条实蝇、淡笋拟羽角实蝇、东亚刺脉实蝇,并且诱捕到的个体数也较少,相对来说以具条实蝇和东亚刺脉实蝇较多,分别占个体总数的57.14% 和35.71%。
四月份实蝇种种类包括具条实蝇、拟羽角实蝇、中横实蝇、东亚刺脉实蝇、刺脉实蝇、普通斜脉实蝇、光沟实蝇、Carpophthoracidia sp.等8种,以拟羽角实蝇为优势种,占52.33%。
五月份实蝇种类包括南瓜实蝇、具条实蝇、淡笋拟羽角实蝇、拟羽角实蝇、中横实蝇、三点棍腹实蝇、迈实蝇、刺脉实蝇、环纹短羽实蝇等9种,以拟羽角实蝇为优势种,占29.27%。
六月份实蝇种类包括桔小实蝇、南瓜实蝇、具条实蝇、淡笋拟羽角实蝇、C.birittata、锈红果实蝇、环纹短羽实蝇等7种,以桔小实蝇为优势种,占64.18%。
七月份实蝇种类包括桔小实蝇、南瓜实蝇、瓜实蝇、具条实蝇、透翅实蝇、中横实蝇等6种,以桔小实蝇为优势种,占93.55%。
八月份实蝇诱捕到桔小实蝇、南瓜实蝇、瓜实蝇、具条实蝇等4种,以桔小实蝇为优势种,占86.70%。
九月份实蝇诱捕到,其中桔小实蝇、南瓜实蝇、具条实蝇。桔小实蝇为优势种,占75.76%。
十、十一月份仅诱捕到桔小实蝇、南瓜实蝇,比例分别为93.10%、81.48%。
2.5 实蝇科昆虫群落多样性
对1640 号标本归类统计,应用优势度指数(D)、多样性指数(H')、物种丰富度指数(E)、均匀度指数(J)等群落多样性指标进行计算分析,结果见表4、5。可以看出,不同月份和不同采样地各总体多样性指数以4、5、6月最高而10、11月最小;以海拔898 m、1007 m 保护区处较大,1278 m 处最小。
表4 不同月份实蝇科昆虫多样性指数Table 4 Biodiversity indices of Tephritidae in different months
表5 不同地点实蝇科昆虫多样性指数Table 5 Biodiversity indices of Tephritidae in different sampling sites
2.5.1 多样性指数
不同海拔采样地点实蝇科昆虫多样性指数(H')大小依次为海拔898 m >海拔1007 m 保护区>海拔1054 m >海拔564 m >海拔1278 m。实蝇科昆虫主要发生在夏季,在海拔898 m 处有适合生存温度并且具有丰富的植物类群;在海拔1278 m处气候终年较凉,不适合实蝇的生存,其多样性程度较低。
不同时间实蝇科昆虫的多样性指数(H')由大到小为5月>4月>6月>3月>1月>9月>8月>11月>7月。
2.5.2 优势度指数
五个不同海拔采样地中海拔759 m 实蝇科昆虫优势度指数(D)最低;海拔1007 m 保护区处的优势度指数(D)较高。不同月份的实蝇科昆虫优势度指数(D)以5月份最大。
2.5.3 物种丰富度指数
不同海拔采样地实蝇科昆虫的丰富度指数(E)随海拔高度的变化而变化,由大到小依次为1007 m 保护区>898 m >1054 m >759 m >564 m >1278 m,可见在1007 m 保护区处实蝇科昆虫物种丰富。不同取样时期中5月份实蝇科昆虫丰富度指数(E)最大。
2.5.4 均匀度指数(J)
不同海拔高度采样地中以海拔898 m 处地区的均匀度指数为最高,不同月份实蝇科昆虫均匀度指数以5月最大。
3 结论与讨论
南岭分布着较丰富的实蝇种类,以桔小实蝇、南瓜实蝇和具条实蝇最多,其都属于实蝇科果实蝇属,南岭全年的实蝇发生量之中,果实蝇属种类发生量最大。诱集数量与温度关系密切 (Ye and Liu,2005),在全年气温最高的7、8月份诱集数量最多,1、3、11月气温较低,所以诱集实蝇的数量最少,在7、8月份诱集的种类较少可能是因为此时优势种发生量大,抢占了其他稀有种的生存空间与寄主。不同采样地和不同时间实蝇科昆虫优势度指数(D)、多样性指数(H')、物种丰富度指数(E)、均匀度指数(J)随时间的变化趋势基本一致。
南岭国家森林公园不同地点实蝇科昆虫的种类、数量和群落多样性存在一些差异。处在同一山脉线上的五个点中,随着海拔升高,所诱集的实蝇个体数量逐渐减少,但种类数没有随海拔的递增而呈现递增现象,另一山脉线上海拔1007 m保护区处诱集的实蝇种类和数量都高于其他5 个调查点,此处种植有较多的植物种类和较大面积的果树,并且人为干扰较少,说明实蝇的发生情况和除了与气温,湿度等气候条件外,还与所种植物种类和人的活动对环境的影响紧密相关(刘红卫等,2004)。南岭国家森林公园作为南岭旅游风景区的一部分,会有大量游客前往游玩,这必然会对南岭实蝇科昆虫的生物多样性造成一定的影响。因此,深入探讨旅游业对南岭自然保护区实蝇昆虫乃至其他昆虫生物多样性的影响,具有理论和实际意义。
另外,本研究所选择的采样地仅限于海拔1400 m 以下,对于更高海拔的地区没能进行调查,一些实蝇种类有可能没被调查到。调查期间每月调查一次的时间跨度较大,增大了物种遗漏的概率,也可能对研究的结果存在一定程度的影响。
References)
Chen X,Liu XF,Ye H.The major fruit fly (Diptera:Tephritidae)pest species and their geographic distribution in Yunnan Province [J].Acta Ecologica Sinica,2010,30 (3):717-725.[陈旭,刘晓飞,叶辉.云南主要有害实蝇种类及区划[J].生态学报,2010,30 (3):717-725]
Enkerlin W,Mumford J.Economic Evaluation of Three Alternative Methods for Control of the Mediterranean Fruit Fly (Diptera:Tephritidae)in Israel,Palestinian Territories,and Jorda [J].Journal of Economic Entomology,1997,90 (5):1066-1072
Liu HW,Lin ZL,Su HK,et al.Investigation of the present intrusion situation,and the influence of intrusive alien species on ecology in Guangdong [J].Ecology and Environment,2004,13 (2):194-196.[刘红卫,林志凌,苏华轲,等.广东省外来物种入侵现状及其生态环境影响调查[J].生态环境,2004,13 (2):194-196]
Wang XJ.The fruit flies(Diptera:Tephritidae)of the East Asian region[J].Acta Zootaxonomic Sinica,1996,21 (Suppl.):338.
Wang XJ,Chen XL.A revision of the genus Gastrozona Bezzi from China(Diptera:Tephritidae)[J].Acta Entomologica Sinica,2002,45(4):507-515.
White IM,Elson-Harris MM.In Fruit flies of economic significance:their identification and bionomics [M].CAB International.1992.
Ye H,Liu JH.Population dynamics of the oriental fruit fly,Bactrocera dorsalis (Diptera:Tephritidae)in the Kunming area,southwestern China [J].Insect Science,2005,12 (5):387-392.
Zhang L,Su ZY,Li ZK.Variations in βdiversity of forest communities along altitudinal gradient in Nanling National Nature Reserve,China[J].Journal of Tropical and Subtropical Botany,2007,15 (6):506-512.[张璐,苏志尧,李镇魁.南岭国家级自然保护区森林群落β 多样性随海拔梯度的变化[J].热带亚热带植物学报,2007,15 (6):506-512]