珠江口淇澳岛红树林及毗邻生境昆虫群落多样性
2014-12-16李志刚龚鹏博戴建青韩诗畴
李志刚,李 军,龚鹏博,戴建青,韩诗畴*
(1.广东省昆虫研究所广东省农业害虫综合治理重点实验室,广东省野生动物保护与利用公共实验室,广州 510260;2.中国科学院成都生物研究所,成都 610041)
红树林是生长在热带、亚热带海岸潮间带的特殊植物群落,是具有重要生态意义的海岸生境(Saenger,2002;彭逸生等,2008)。红树林主要分布在江河入海口及沿海岸线的海湾内,是陆地生态系统向海洋生态系统过渡的最后一道“生态屏障”,在维持生物多样性和全球生态平衡等方面具有不可替代的重要作用(林鹏,1990;黄初龙和郑伟民,2004;李庆芳等,2006)。在红树林湿地生态系统中,昆虫是生物多样性的重要组成部分,它们种类众多、数量巨大、分布广泛、食性多样,在生态系统复杂的食物网中占据着重要的中间环节,对红树林湿地生态系统的能量流动、物质转化以及自然平衡发挥着不可忽视的作用。
珠江河口历史上曾是华南红树林分布的重要区域,珠海淇澳岛四周滩涂曾有茂密的红树林,但由于大量围海造田、围垦养殖以及桥梁、码头建设等人为干扰,使这一珍贵资源不断减少,目前仅有大围湾32.2 hm2的天然红树林得以保存(廖宝文等,2008)。本文研究淇澳岛红树林及其周边不同生境类型区域的昆虫群落及多样性特征,以期利用昆虫的生态指示及调控功能,在监测和评价红树林湿地生态系统环境质量和可持续发展能力方面开辟新途径,为红树林的可持续利用与保护提供科学建议及决策依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
淇澳岛(113°36'40″-113°39'15″E,22°23'40″-22°27'38″N)是珠江口内伶仃洋内的一个小岛,位于珠海市唐家镇东北约2 km 处,海岛面积约24 km2,常住人口约2000 人(王树功等,2010)。属南亚热带季风气候,年均温22.4℃,年均日照1907.4 h,年均降水1964.4 mm,潮汐属不正规半日潮,水质较清洁,土壤属于滨海盐渍草甸沼泽土(麦荣基,1988)。
作为珠江三角洲天然红树林分布区之一,珠海市红树林主要分布在淇澳岛西北部的大围湾滩涂(陈桂珠等,2001),大围湾红树林是目前珠海市保存最完整、最集中连片的林分,真红树有10科13 属15种,主要有秋茄Kandelia candel、桐花树Aegiceras corniculatum、老鼠簕Acanthus ilicifolius、卤蕨Acrostichum aureum、海桑Sonneratia caseolaris、无瓣海桑 Sonneratia apetala、白骨壤 Avicennia marina 等;半红树有7 科9 属9种,主要有银叶树Heritiera littoralis 和水黄皮Pongamia pinnata 等;淇澳岛红树林湿地系统中的鸟类和鱼类资源亦十分丰富(廖宝文等,2008)。
1.2 调查方法
根据淇澳岛的地形地貌、植被类型和生境特征等,将研究区域划分为红树林区、基围鱼塘和陆域林地3个生境类型,每个生境类型区域设置10个10 m×10 m 的调查样方;分别于2008年6月、12月进行昆虫群落调查,每次调查对3个生境类型区域的所有样方进行网捕法定量采集,网径30 cm;将采集到的鳞翅目和蜻蜓目昆虫存放在三角纸袋内,其他昆虫放入装有75%酒精的采集瓶内保存,注明采集时间、地点及采集人,带回实验室进行标本制作、分类鉴定和数量统计,鉴定主要依据《昆虫分类》(郑乐怡和归鸿,1999)、《昆虫形态分类学》(忻介六等,1985)、《中国经济昆虫志》(中国科学院中国动物志编辑委员会,1994)和《中国动物志·昆虫纲》(中国科学院中国动物志编辑委员会,2003)。
1.3 数据分析
采用 Margalef 丰富度指数 dM(Margalef,1957)、Shannon-Wiener 多样性指数H'(Shannon& Wiener,1949)、Pielou 均匀度指数J(Pielou,1975)、McNaughton 优势度指数D 和相对多度Ra(马克平,1994;晏华等,2006)分析昆虫群落多样性特征,计算公式如下:
式中,S 为总类群数,Pi为类群i 的个体数占总个体数的比例,N 为所有类群的个体总数,N1、N2为群落中数量居第一、二位的优势类群的个体数,Ni为类群i 的个体数。
2 结果与分析
2.1 珠江口淇澳岛红树林及毗邻生境昆虫群落组成
珠江口淇澳岛红树林及毗邻生境的昆虫群落由10 目、68 科组成。个体数量最多的是半翅目,占总个体数量的26.65%,其次为膜翅目、双翅目、鳞翅目和鞘翅目。半翅目昆虫的类群最丰富,占全部类群的20.59%,其次为膜翅目、鳞翅目和鞘翅目,蜉蝣目、螳螂目和脉翅目的类群较为单一,均统计到1个科。优势类群为蝇科、蚁科、叶蝉科、丽蝇科、瓢虫科、绵蚧科、叶甲科和缘蝽科,相对多度大于1 的科有37个,占类群总数的54.41%。
2.2 不同生境类型区域昆虫群落的数量特征
不同生境区域昆虫群落的数量特征存在差异(表1),基围鱼塘昆虫类群最为丰富,共统计到54 科,其次是陆域林地为51 科,红树林区昆虫类群较少,仅统计到38 科。昆虫群落的个体数量从大到小依次为基围鱼塘、陆域林地和红树林区。红树林区半翅目、鞘翅目和鳞翅目的昆虫类群较多,分别统计到11、6 和6个科,基围鱼塘昆虫类群较多的目为半翅目、膜翅目和鳞翅目,分别统计到11、11 和8个科,陆域林地半翅目、鞘翅目和膜翅目的昆虫类群较为丰富,分别统计到10、9和8个科。红树林区的优势类群为绵蚧科、丽蝇科、蝇科、蚁科和粉蝶科,基围鱼塘的优势类群为蚜科和叶蝉科,陆域林地的优势类群为叶蝉科和蝇科(表2)。
表1 珠江口淇澳岛红树林不同生境类型区域昆虫群落数量特征Table 1 Quantity indexes of insect communities in different habitats of Qi'ao Island mangrove in Pearl River Estuary
表2 珠江口淇澳岛红树林不同生境类型区域昆虫群落组成Table 2 Insect communities in different habitats of Qi'ao Island mangrove in Pearl River Estuary
(续上表)
(续上表)
2.3 不同生境类型区域昆虫群落多样性特征
如图1 所示,陆域林地和基围鱼塘昆虫群落的丰富度和Shannon-Wiener 指数较高,这两个区域小生境较为复杂,植物种类比较丰富,灌丛生长茂盛,为较多类群的昆虫提供了良好的栖息生境,红树林区的植被种类和群落结构较为单一,生境相对简单,昆虫群落的丰富度和Shannon-Wiener 指数均低于陆域林地和基围鱼塘。均匀度大小依次为基围鱼塘﹥陆域林地﹥红树林区。红树林区昆虫群落的优势度远高于基围鱼塘和陆域林地,说明该区域昆虫群落各类群个体数量差异较大,具有明显的优势类群,生境结构稳定性较差。
图1 珠江口淇澳岛红树林不同生境类型区域昆虫群落多样性特征Fig.1 Diversity indexes of insect communities in different habitats of Qi'ao Island mangrovein Pearl River Estuary
3 结论与讨论
珠江口淇澳岛红树林及毗邻生境的昆虫群落由10 目、68 科组成,优势类群为蝇科、蚁科、叶蝉科、丽蝇科、瓢虫科、绵蚧科、叶甲科和缘蝽科,相对多度大于1 的科占54.41%。不同生境类型区域昆虫群落的组成及多样性特征存在差异,基围鱼塘昆虫类群最为丰富,红树林区昆虫类群较少,昆虫群落的个体数量从大到小依次为基围鱼塘、陆域林地和红树林区;红树林区的植被种类和群落结构较为单一,生境相对简单,昆虫群落的丰富度和Shannon-Wiener 指数均低于陆域林地和基围鱼塘,优势度远高于基围鱼塘和陆域林地,均匀度大小依次为基围鱼塘﹥陆域林地﹥红树林区。
一个特定区域的昆虫群落组成与该区域寄主植物和生境类型密切相关,红树林保护区的生境较为独特,植物群落由红树植物、半红树植物和伴生植物构成,决定了该区域昆虫群落的组成特点。淇澳岛红树林昆虫群落与丁珌(2007;2009)对福建漳江口红树林昆虫群落的研究结果类似,从个体数量上看,均以半翅目、膜翅目、双翅目和鳞翅目为主要的优势类群,从各目的类群数量看,科数较多的均为半翅目、膜翅目、鳞翅目和鞘翅目。
淇澳岛基围鱼塘及陆域林地的生境相对复杂,且受潮汐的影响较小,可以为多种昆虫提供较好的栖息生境,其昆虫类群较为丰富,个体数量也较多,对提高红树林区昆虫群落的稳定性有重要的作用。蒋国芳等(2000)开展广西英罗港红树林昆虫群落及多样性研究,发现内滩红树林区昆虫群落的种类更多,其内部结构也较稳定,抗衡环境变化与自我平衡的调节能力较强,因为该区域与岸边陆地生态系统紧密相连,其昆虫群落与陆域林地之间容易形成较为复杂的相互关系,其营养通道能有更多的途径,各物种保持相对平衡状态,从而使群落趋于稳定。
生境多样性能够影响植食性昆虫与其天敌之间的平衡,同时也影响害虫和天敌的分布格局,只有建立合理的多样化的生境,才能提高天敌的捕食或寄生效能,充分发挥天敌的生态控制作用(魏永平等,2004)。淇澳岛红树林区昆虫群落多样性较低,营养结构较简单,一旦条件适宜,害虫种群就容易暴发成灾。红树林周边基围鱼塘及陆域林地的各种不同生境是大多数天敌寻求替代寄主或补充营养以及栖息繁衍的主要场所,这些陆生林地、灌丛、杂草和其他自然植被可为害虫天敌提供足够的替代寄主或猎物作为过渡期的食物资源,从而为大多数天敌提供必不可少的生存条件。在加强红树林生态恢复的同时要重视红树林周边区域的生境调控,合理配置周边生境内的植被种类和时空格局,给天敌创造适宜的生存空间,提高各种天敌对害虫种群的控制作用,就能有效抑制害虫数量的增长,减少红树林害虫种群暴发成灾的可能性(李志刚,2012)。
References)
Chen GZ,Wang XF,Gu CH.Recovering and constructing mangroves wetland ecosystem in Zhuhai-Aomen[J].Urban Environment and Urban Ecology,2001,14(3):21-23.[陈桂珠,王雪峰,顾传辉.珠海——澳门红树林湿地生态系统的恢复与建设[J].城市环境与城市生态,2001,14(3):21-23]
Ding B.Studies on Insect Community and Tactics of Integrated Major Pest Management in Mangrove Forests in Fujian Province[D].Fuzhou:Fujian Agriculture and Forestry University,PhD Dissertation,2007.[丁珌.福建红树林昆虫群落及主要害虫综合治理技术研究[D].福州:福建农林大学博士学位论文,2007]
Ding B.Study on the insect community structure of mangrove of Zhangjiang estuary[J].Journal of Fujian Forestry Science and Technology,2009,36(3):15-19.[丁珌.漳江口红树林昆虫群落结构的研究[J].福建林业科技,2009,36(3):15-19]
Editorial board of Fauna Sinica,the Chinese Academy of Sciences.Fauna Sinica.Insecta[M].Beijing:Science Press,2003.[中国科学院中国动物志编辑委员会.中国动物志.昆虫纲[M].北京:科学出版社,2003]
Editorial board of Fauna Sinica,the Chinese Academy of Sciences.Economic Insect Fauna of China[M].Beijing:Science Press,1994.[中国科学院中国动物志编辑委员会.中国经济昆虫志[M].北京:科学出版社,1994]
Huang CL,Zheng WM.Current progresses of chinese mangrove wetlands research[J].Wetland Science,2004,2(4):303-308.[黄初龙,郑伟民.我国红树林湿地研究进展[J].湿地科学,2004,2(4):303-308]
Jiang GF,Yan ZG,Cen M.Insect community and its diversity in mangrove forest at Yingluo Bay of Guangxi[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2000,11(1):95-98.[蒋国芳,颜增光,岑明.英罗港红树林昆虫群落及其多样性的研究[J].应用生态学报,2000,11(1):95-98]
Li QF,Zhang JE,Liu JL,et al.Reviews on ecosystem services of mangrove wetlands[J].Ecologic Science,2006,25(5):472-475.[李庆芳,章家恩,刘金苓,等.红树林生态系统服务功能研究综述[J].生态科学,2006,25(5):472-475]
Li ZG,Dai JQ,Ye JW,et al.Species,control status and outbreak causes of main pest insects in mangrove ecosystems in China[J].Acta Entomologica Sinica,2012,55(9):1109-1118.[李志刚,戴建青,叶静文,等.中国红树林生态系统主要害虫种类、防控现状及成灾原因[J].昆虫学报,2012,55(9):1109-1118]
Liao BW,Guan W,Zhang JN,et al.Studies on dynamic development of mangrove communities on Q i'ao Island,Zhuhai[J].Journal of South China Agricultural University,2008,29(4):59-64.[廖宝文,管伟,章家恩,等.珠海市淇澳岛红树林群落发展动态研究[J].华南农业大学学报,2008,29(4):59-64]
Lin P.Mangrove Research Papers(1980-1989)[M].Xiamen:Xiamen University Press,1990.[林鹏.红树林研究论文集(1980-1989)[M].厦门:厦门大学出版社,1990]
Ma KP.Measurement of biotic community diversity I:Measurement of α diversity(A)[J].Chinese Biodiversity,1994,2(3):162-168.[马克平.生物群落多样性的测度方法I:α 多样性的测度方法(上)[J].生物多样性,1994,2(3):162-168]
Mai RJ.Zhuhai Soil[M].Haikou:Haikou People's Press,1988.[麦荣基.珠海土壤[M].海口:海南人民出版社,1988]
Margalef DR.Information theory in ecology[J].General Systems,1957,3:36-37
Peng YS,Zhou YW,Chen GZ.The restoration of mangrove wetland:a review[J].Acta Ecologica Sinica,2008,28(2):786-797.[彭逸生,周炎武,陈桂珠.红树林湿地恢复研究进展[J].生态学报,2008,28(2):786-797]
Pielou EC.Ecological Diversity[M].New York:Wiley-Inters,1975.
Saenger P.Mangrove ecology,silviculture and conservation[M].Dordrecht:Kluwer Academic Publishers,2002,1-10,101-146,243-249
Shannon CE,Weaver WJ.The Mathematical Theory of Communication[M].Urbana:University of Illinois Press,1949,117.
Wang SG,Zheng YH,Peng YS,et al.Health assessment of Qiao Island mangrove wetland ecosystem in Pearl River Estuary[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2010,21(21):391-398.[王树功,郑耀辉,彭逸生,等.珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统健康评价[J].应用生态学报,2010,21(21):391-398]
Wei YP,Hua L,Zhang YL.The effects of habitat manipulation on sustainable pest control in apple orchards[J].Chinese Agricultural Science Bulletin,2004,20(1):204-206.[魏永平,花蕾,张雅林.生境调节对苹果园害虫可持续控制作用[J].中国农学通报,2004,20(1):204-206]
Xin JL,Yang QS,Hu CY.Insect Morphological Taxonomy[M].Shanghai:Fudan University Press,1985.[忻介六,杨庆爽,胡成业.昆虫形态分类学[M].上海:复旦大学出版社,1985]
Yan H,Yuan XZ,Liu WP,et al.Butterfly diversity along a gradient of urbanization:Chongqing as a case study[J].Biodiversity Science,2006,14(3):216-222.[晏华,袁兴中,刘文萍,邓合黎,等.城市化对蝴蝶多样性的影响:以重庆市为例[J].生物多样性,2006,14(3):216-222]
Zheng LY,Gui H.Insect Classification[M].Nanjing:Nanjing Normal University Press,1999.[郑乐怡,归鸿.昆虫分类[M].南京:南京师范大学出版社,1999]