凉水自然保护区原始阔叶红松林蛾类群落结构及季节动态1)

2016-05-30顾伟马玲张子龙孙虎孙美欧李琳

东北林业大学学报 2016年5期

关键词：群落结构多样性

顾伟　马玲　张子龙　孙虎　　　孙美欧　李琳

(东北林业大学，哈尔滨，150040)　　　　　　　(黑龙江省带岭林业科学研究所)

凉水自然保护区原始阔叶红松林蛾类群落结构及季节动态1)

顾伟马玲张子龙孙虎孙美欧李琳

(东北林业大学，哈尔滨，150040)(黑龙江省带岭林业科学研究所)

摘要为研究小兴安岭阔叶红松林蛾类群落组成结构及季节动态，2013年和2014年6—9月份，通过灯诱法对阔叶红松林蛾类群落进行系统的调查。共采集蛾类样本8 919头，分属26科394种，夜蛾科和尺蛾科为优势类群；不同时期蛾类群落相似性均为极不相似，优势种组成具有极大的差异，各时期群落特有种均较多；蛾类物种多样性指数和丰富度均在夏季达最大值，均匀度指数在秋季达最大值，多样性指数与丰富度指数时间变化趋势为显著的正相关；种-多度分析表明，除生长季末期外均表现为对数正态分布。凉水自然保护区阔叶红松林生态系统蛾类群落组成季节差异较大，群落结构均较为稳定，环境条件较为优越。

关键词蛾类；群落结构；多样性；种-多度分析

分类号Q968.1

Community Structure and Seasonal Dynamic of Moths in Broad Leaved Korean Pine Forest of Xiaoxing’an Mountains//

Gu Wei, Ma Ling, Zhang Zilong, Sun Hu

(Northeast Forestry University, Harbin 150040, P. R. China); Sun Meiou, Li Lin(Dailing Forest Sciences Institute of Heilongjiang Province)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(5)：73-77.

The moth community was investigated by light trap in June to September 2013 and 2014 to reveal the community structure and seasonal dynamic of moths in broad leaved Korean pine forest of Xiaoxing’an Mountains. A total of 8 919 specimens were collected, belonging to 394 species, 26 families. Noctuidae and Geometridae were the dominant taxa, but both of them have great difference in different periods. The similarity of moth communities in different periods was very different, and dominant species composition had a great difference, the proportion of community specific species was larger in each period. In time series, the species diversity index was significantly positively correlated with the richness index. The species abundance distribution of the moth community was in accordance with the lognormal distribution, except for the end of the growing season. The moth communities in the broad leaved Korean pine forest ecosystem in Liangshui Nature Reserve are more stable, and the environmental conditions are superior.

KeywordsMoth; Community structure; Diversity; Species-abundance distribution

阔叶红松林是小兴安岭的地带性森林植被，是温带针阔混交林的典型代表。鳞翅目是昆虫纲中第二大目[1]，分布极为广泛，作为主要植食性昆虫类群之一，在森林生态系统食物营养网络体系中，与植物群落有着极为密切的关系，同时也是捕食性物种的重要食物来源，在食物链中起重要作用，是生态系统物质循环和能量流动中的重要环节[2]。昆虫群落结构和动态能及时准确地反映森林环境的变化[3]，研究蛾类的动态规律，及时应用于森林环境的保护和监测，有利于合理地利用和保护森林资源[2]。

迄今为止，对阔叶红松林蛾类群落已进行许多研究，问荣荣等[4]对小兴安岭的原始红松林与其他植被类型组成结构进行了比较研究；贾玉珍等[5]对长白山阔叶红松林不同演替阶段蛾类群落数量动态开展了研究；王珍等[6]对阔叶红松林、白桦林和落叶松林3种林型的蛾类群落结构和多样性进行比较。但对于蛾类群落季节动态的分析研究均没有深入开展。为此，本研究在小兴安岭凉水自然保护区原始阔叶红松林内，对蛾类群落进行系统的调查，分析蛾类群落组成结构、多样性及稳定性季节动态差异，以期为小兴安岭森林生态系统可持续发展及生物多样性保护提供理论依据。

1研究地概况

凉水自然保护区位于小兴安岭山脉南段达里带岭支脉东坡。土壤为暗棕壤。地带性植被是以红松为主的温带针阔混交林。具有明显的温带大陆性季风气候特征，冬季寒冷干燥，夏季温热多雨，年平均降水量680 mm[7]。选取原始阔叶红松林进行研究，调查地阔叶红松林树种组成为7红1冷1椴1榆，优势树种平均树龄220 a。

2研究方法

调查时间为2013年6—9月份和2014年6—9月份，每20 d调查一次，遇雨天顺延。调查方法为灯诱法，灯诱时间为19：30—11：30，诱集灯为450 W高压汞灯，幕布采用1.5 m×1.5 m白色幕布。在样地边缘用支架将诱虫灯挂于幕布前15 cm处，同时在诱集灯下方铺放白纸以收集落在地面的昆虫。将诱集到的昆虫用装有乙酸乙酯毒瓶毒杀，带回实验室分类鉴定并记录种类及个体数量[8-9]。

调查数据应用Excel 2007和SPSS 18统计分析软件处理。

物种相似性采用Jaccard相似性系数(Cs):Cs=c/(a+b-c)(式中，a为A生境物种数；b为B生境物种数；c为A、B两生境共有的物种数)。根据Jaccard的相似性系数原理，当0

种-多度分析采用X轴为倍程刻度(log3对数级数)，Y轴为普通算术刻度的坐标系，以蛾类昆虫个体数为横坐标，蛾类种类数为纵坐标，描绘种-多度曲线图[15-16]。

3结果与分析

3.1不同季节蛾类群落组成

调查共捕获蛾类昆虫8 919头，分属26科394种，按个体数统计，夜蛾科、尺蛾科、螟蛾科和灯蛾科为优势类群，个体数所占比例分别为42.24%、19.63%、15.34%和6.50%。各类群物种数以夜蛾科和尺蛾科最多，个体数所占比例分别为31.47%和25.13%。

蛾类群落科级优势类群在不同时期表现出较大的差异(表1)，夜蛾科在全年均为优势类群，在6月下旬为第三优势类群，个体数所占比例为15.65%，其他时期均为第一优势类群，个体数所占比例为40.72%～75.89%，8月末达最高值；尺蛾科在全年也均为优势类群，但仅在6月下旬为第一优势类群，个体数所占比例为33.79%，在7月中旬为第三优势类群，其他时期均为第二优势类群，个体数所占比例为10.33%～34.16%；灯蛾科和波纹蛾科仅在6月下旬为优势类群，前者为第二优势类群，个体数所占比例为18.46%，后者为第四优势类群，个体数所占比例为12.12%；螟蛾科仅在7月中旬优势度较大，为该时期第二优势类群，个体数所占比例26.40%。各类群物种数季节分布表现为，夜蛾科和尺蛾科在全年各时期均较多，个体数所占比例合计均大于50%，舟蛾科仅在6月下旬物种数较多，个体数所占比例为10.66%，螟蛾科仅在7月中旬物种数较多，个体数所占比例为12.56%，其他类群在各时期个体数所占比例均小于10%。

3.2不同季节蛾类群落优势种变化

阔叶红松林蛾类群落全年的优势种(表2)为阴亥夜蛾(Hydrillodesfuneralis)、一色兜夜蛾(Cosmiaunicolora)和豆卷叶野螟(Pleuroptyaruralis)。但不同季节群落优势种组成具有较大的差异。6月初阴亥夜蛾优势度最大，为单优势种群；6月下旬头橙荷苔蛾(Ghoriagigantea)、Parectropissimilaria、宽太波纹蛾(Tetheaampliata)优势度较大，且仅在这一时期为优势种，全年其他时期个体数量极少；7月中旬群落优势种为一色兜夜蛾、豆卷叶野螟、白斑兜夜蛾(Cosmiarestituta)；8月初白夜蛾(Chasminodesalbonitens)、黑龙江首折线尺蛾(Ecliptoperacapitatacapitata)、东北网褥尺蛾(Eustromareticulatumobsoleta)、阴亥夜蛾、豆卷叶野螟优势度较大，但黑龙江首折线尺蛾、东北网褥尺蛾在其他时期个体数量较少或无分布；8月下旬一色兜夜蛾、白夜蛾、白斑兜夜蛾、彩色鲁夜蛾(Xestiaefflorescens)优势度较大，为群落优势种，其中彩色鲁夜蛾在其他时期个体数量极少或无分布；9月中旬一色兜夜蛾、绿鹰冬夜蛾(Valeriaviridimacula)、白点焦尺蛾(Colotoispennariaussuriensis)、Agrocholahelvola、白蜡绢野螟(Diaphanianigropunctalis)、缟裳夜蛾(Catocalafraxiniifraxinii)优势度较大，为群落优势种，其中绿鹰冬夜蛾、白点焦尺蛾、Agrocholahelvola、白蜡绢野螟在全年其他时期个体数量极少或无分布。

3.3不同季节蛾类群落相似性分析

不同时期蛾类群落相似性系数均小于0.250 0，表现为极不相似(表3)，说明阔叶红松林蛾类群落种类组成季节差异极大。各时期蛾类群落具有较多的特有种，6月初35种，物种数所占比例为35%，6月下旬39种，物种数所占比例为31.97%，7月中旬95种，物种数所占比例为44.19%，8月初11种，物种数所占比例为12.22%，8月末24种，物种数所占比例为23.76%，9月中旬10种，物种数所占比例为41.67%。

表1　不同季节蛾类群落数量组成

注：S为物种数；N为个体数量。

表2　不同季节蛾类群落优势种的优势度

在时间序列上，相邻时期蛾类群落相似性系数显著大于其他时期，说明随着季节的变化，蛾类群落物种组成虽然发生较大变化，但物种的更替是在逐步过渡。7月中旬是全年物种数最多的时期，8月初物种数显著减少，但群落相似性系数相对最大，说明季节环境的变化影响群落物种数量，但群落具有较强的自我调控能力，保持了一定的相同物种。

表3　不同季节蛾类群落相似性

注：右上部分数据为不同时期蛾类群落相似性系数；左下部分数据为不同时期蛾类群落相同物种数。

3.4蛾类群落多样性时间动态

阔叶红松林蛾类群落多样性指数值为7月中旬最大，9月中旬最小；均匀度指数值为8月初和9月中旬较大，6月初最小；丰富度指数值为7月中旬最大，9月中旬最小；群落优势集中性指数值为6月初最大，7月中旬最小(表4)。

在时间序列上，蛾类群落多样性各特征指数间相关性分析表明，多样性指数与丰富度指数呈显著的正相关性(r=0.825，P<0.05)，与群落优势集中性指数呈较大的负相关性(r=-0.759)，而与均匀度指数呈弱相关性；均匀度指数与群落优势集中性指数呈较大的负相关性(r=-0.726)，而与丰富度指数呈较弱的负相关;丰富度指数同时还与群落个体数呈极显著正相关(r=0.934，P<0.01)。

表4　不同季节蛾类多样性

3.5不同季节蛾类群落种—多度分布

种—多度变化是生物群落结构多样性的一个重要表征。阔叶红松林蛾类群落在全年的种—多度分布曲线基本服从对数正态分布(图1)，符合这种分布的群落中个体数量较多的优势种、个体数量极少的偶见种和稀有种较少，而个体数量居中的物种较多，多属于物种丰富度高的群落，环境条件也较为优越。

图1　不同季节蛾类群落种—多度分布

不同季节蛾类群落种—多度分布具有一定的差异，其中6月初至8月初种—多度分布均满足对数正态分布。8月末至9月中旬种—多度分布曲线接近于对数级数模型，即生态位优先占领假说，在这种假说下，群落中主要优势种优先占领有限资源的一定部分，次位优势种占领余下资源的一定部分，余此类推。在秋季，蛾类群落物种数和个体数量也相对于7月份显著减少，温湿度等综合环境因子的改变显著影响群落结构的变化，群落中稀有种物种数所占比例显著增大。

4结论与讨论

阔叶红松林蛾类物种较为丰富，种类共计394种。不同季节夜蛾科和尺蛾科物种数和个体数量均最多，其他类群中，灯蛾科、波纹蛾科和螟蛾科仅在部分时期为优势类群，其他时期个体数量和物种数均较少。在长白山阔叶红松林中，蛾类群落以尺蛾科为第一优势类群，其次是夜蛾科[17]，这与本研究中夜蛾科为第一优势类群的结果有所不同，可能与两地区阔叶红松林植物组成有一定差异有关联。

各时期的优势种组成分布差异较大，群落特有种除8月初外，物种数所占比例均较大，不同季节蛾类群落均表现为极不相似，说明季节变化引起生境微环境的改变显著影响蛾类群落的组成结构。

群落物种多样性与丰富度、均匀度和个体数量密切相关，贺答汉等[18]认为，荒漠草原昆虫群落的多样性指数与均匀度一致。万方浩等[19]研究的稻田昆虫群落则得出，在不同季节，多样性指数与均匀度不一致。刘文萍等[20]认为昆虫群落的种-多度曲线呈对数正态分布时，一般情况下多样性指数与均匀度一致。本研究中蛾类群落多样性指数时间变化趋势与丰富度指数和个体数量一致，而与均匀度指数不一致，在整个生长季期间，蛾类群落种—多度关系表现为对数正态分布，这与尤平等[21]在天津七里海的研究较为相似，这可能与群落稀有种所占比例相对较大有一定关系。

不同季节种—多度分布以夏末秋初为分界点，之前均满足对数正态分布，之后近似满足对数级数模型分布，群落稀有种逐渐增多。说明小兴安岭阔叶红松林蛾类群落在整个生长季群落结构较为稳定，昆虫群落具有较强的自我调节能力，但在生长季末期，群落稳定性相对减弱。

综上所述，阔叶红松林蛾类物种丰富，作为主要的植食性类群之一，蛾类群落对季节气候引起生境微环境的变化极为敏感，这与尤平等[2]的研究结论一致，说明用蛾类作为小兴安岭阔叶红松林环境变化的指示生物类群是可行的。同时在不同时期各类群昆虫间维持着一定的动态平衡，群落结构较为稳定，反映了阔叶红松林较为优越的环境条件。但在生长季末期，昆虫物种间的制约作用有减弱的趋势，因此，对于阔叶红松林蛾类群落与其他类群间的数量动态及相互作用关系需要进一步分析研究。

参考文献

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