小兴安岭凉水自然保护区云杉人工林蛾类多样性及季节动态

李天芳 ，王 强 ，顾 伟 ，孙 虎 ，王利东

（1.黑龙江省濒危野生动物救护繁育中心，黑龙江 哈尔滨 150090；2. 中国科学院 东北地理与农业生态研究所，吉林 长春 130102；3.东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150010）

小兴安岭凉水自然保护区云杉人工林蛾类多样性及季节动态

李天芳1，王 强2，顾 伟3，孙 虎3，王利东3

（1.黑龙江省濒危野生动物救护繁育中心，黑龙江 哈尔滨 150090；2. 中国科学院 东北地理与农业生态研究所，吉林 长春 130102；3.东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150010）

系统调查了凉水自然保护区封山育林状态下云杉人工林蛾类群落，结果表明：共捕获蛾类样本17 313只，隶属于23科450种，夜蛾科为优势类群，豆卷叶野螟、稠李巢蛾、苹果巢蛾和一色兜夜蛾为优势种；多样性指数与均匀度指数季节动态变化趋势相一致；种—多度分布符合对数正态分布模型；不同季节群落优势种组成差异极为显著，优势种组成仅7月中旬与全年群落特征相同； 群落种—多度分布仅为7月中旬和8月末与全年群落特征相同。

蛾类多样性；群落结构；种—多度分布；凉水自然保护区

生物多样性作为人类赖以生存的物质基础，在维持区域可持续发展过程中发挥重要作用[1]。昆虫在生物食物链中起重要作用，且分布极为广泛，是生态系统物质循环和能量流动中的重要环节[2]。鳞翅目是昆虫纲中仅次于鞘翅目的第二大目，蛾类占据了鳞翅目昆虫的90%以上[3]，许多研究认为蛾类昆虫群落的结构和动态能及时准确地反映森林环境的变化,可作为鳞翅目物种多样性和温带森林植被组成变化的指示类群[4]。

目前，对该保护区昆虫多样性已开展了一些研究，殷秀琴等[5]和安静超等[6]研究了不同林型土壤昆虫群落多样性，刘哲强等[7]研究了原始林和几种典型人工林的昆虫多样性，顾伟等[8]对不同生境蝶类多样性及群落结构开展了研究调查，但对蛾类群落结构及多样性的研究报道仍较少，为此，本研究选取小兴安岭凉水自然保护区内云杉Picea asperata人工次生林，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恢复期森林资源合理开发、生物多样性保护及生态系统可持续发展提供理论基础。

1 研究地概况

凉水自然保护区位于小兴安岭山脉的南段，达里带岭支脉的东坡。土壤为暗棕壤，地带性植被是以红松Pinus koraiensis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680mm左右[9]。

本研究选取凉水自然保护区内处于封山育林状态50 a的云杉人工林，样地位于保护区实验区，主要树种以云杉、冷杉Abies fabri为主，林下植物以稠李Prunus racemosa、荨麻Urtica fi ssa、蕨类等为主，植被覆盖率大于95%。

2 研究方法

2.1 调查方法

调查采样时间为2013年和2014年的6月至9月，每20 d调查1次，遇雨天顺延。调查方法为灯诱法，灯诱时间为19:30至次日00:30，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，分类记录昆虫种类及个体数量。大部分蛾类标本均鉴定到种，部分难于鉴定的标本鉴定到科[10-11]。

2.2 数据处理

调查数据应用Excel 2007和SPSS 18统计分析软件处理。

物种丰富度采用Margalef丰富度指数：

优势度指数采用Berger-Parker优势度指数：

式中：Nmax为优势种的个体数；N为全部物种的个体数。

多样性指数采用Shannon-Wiener多样性指数：式中：Pi为第i物种个体数占群落个体总数的比例；S为群落物种数。

均匀度指数采用Pielou 公式:

其中H′为Shannon-Wiener多样性指数；Simpson优势度集中性指数Pi为第i种物种占群落物种总数的比率；S为群落物种数[12-15]。

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[16-17]。

3 结果与分析

3.1 蛾类群落的种类组成

调查共捕获蛾类样本17 313只，隶属于23科450种。各科物种数以夜蛾科最多（164种），其次为尺蛾科（93种），螟蛾科、舟蛾科、卷蛾科、天蛾科、灯蛾科和毒蛾科次之，其他各科均少于10种，其中蚕蛾科、虎蛾科、举肢蛾科、箩纹蛾科、麦蛾科、木蠹蛾科、鞘蛾科和羽蛾科为单种科（见表1）。蛾类各科个体数量以夜蛾科（35.10%）、螟蛾科（23.39%）和巢蛾科（16.50%）居多，为优势类群；尺蛾科、灯蛾科、舟蛾科和毒蛾科个体数量所占比例小于10%，为常见类群；其他各科个体数量均不足2%，为稀有类群（见表1）。物种水平上，整个调查期蛾类群落以豆卷叶野螟Pleuroptya ruralis（14.61%）、稠李巢蛾Yponomeuta evonymellus（8.77%）、苹果巢蛾Yponomeuta padella（7.22%）和一色兜夜蛾Cosmia unicolora（6.37%）个体数量居多，为群落优势种；阴亥夜蛾Hydrillodes funeralis、白斑兜夜蛾Cosmia restituta、仑狭翅夜蛾Hermonassa arenosa、 头 橙 荷 苔 蛾Ghoria gigantea、 白夜蛾Chasminodes albonitens、分月扇舟蛾Clostera anastomosis、双纹金草螟Chrysoteuchia diplogramma、杨逸色夜蛾Ipimorpha subtusa、苎麻卷叶野螟Sylepta pernitescens、赤杨镰钩蛾Drepana curvatula和大红裙扁身夜蛾Amphipyra monolitha为常见种；其他物种个体数量所占比例均不足1%，为群落稀有种。

3.2 蛾类群落优势种季节动态变化

不同季节蛾类群落物种及个体数量差异较大，不同季节表现出不同的优势种。6月初优势种仅为阴亥夜蛾，为群落显著单优势种；6月下旬头橙荷苔蛾、宽太波纹蛾Tethea ampliata和苹烟尺蛾Phthonosema tendinosarium优势度较大；7月中旬豆卷叶野螟、稠李巢蛾、苹果巢蛾和一色兜夜蛾优势度显著增大，与全年蛾类群落优势种相同；8月初，分月扇舟蛾、舞毒蛾、赤杨镰钩蛾和豹灯蛾Arctia caja优势度增大，为该时期优势种；8月末，一色兜夜蛾和白夜蛾优势度增大，为优势种（见表2）。

表1 云杉人工林蛾类群落组成Table 1 Community composition of moths in Picea asperata plantation

3.3 蛾类群落多样性季节动态

不同季节蛾类群落多样性各特征指数差异较为显著（见图1），物种多样性指数在6月逐渐增大，6月末至8月初逐渐减小，随后小幅度增大；均匀度指数季节变化趋势与物种多样性指数变化趋势较为相似，仅7月中旬至8月初变化趋势有差异，在整个调查期变化趋势表现出较大的正相关性（相关系数r=0.867）；丰富度指数表现为6月初至7月中旬显著增大，随后至8月初显著降低，至8月末略微增大；优势集中性指数与物种多样性指数变化趋势相反，表现出较大的负相关性（相关系数r=-0.971）。

表2 云杉人工林不同季节蛾类群落优势种的优势度Table 2 Dominance of dominant species of moth community in Picea asperata plantation

3.4 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。在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中，描绘群落种—多度曲线（见图2）。在随机生态位假说、生态位优先占领假说和对数正态分布假说3个模型中，整个调查期蛾类群落种多度分布更接近于对数正态分布模型，蛾类群落中优势种和稀有种均较少，而处于中间状态的物种较多。不同季节蛾类群落种—多度分布表现为：7月中旬和8月末种—多度分布与全年蛾类种—多度分布较为相似，接近对数正态分布模型；其他时期蛾类群落种—多度分布近似对数级数分布模型，满足这种模型的蛾类群落接近生态位优先占领假说，即第一位优势种首先占有生态位空间的大部分，第二位的优势种占有余下空间的大部分。

图1 云杉人工林蛾类群落多样性指数、均匀度指数、丰富度指数和优势集中性指数时间动态Fig.1 Temporal dynamics of the diversity index, evenness index, speci fi c richness, dominance index of moth community

图2 云杉人工林不同季节蛾类群落种—多度分布拟合曲线Fig.2 The curve of species-abundance butter fl y community in different seasons

4 结论与讨论

小兴安岭凉水自然保护区云杉人工林蛾类群落共计23科450种，物种数和个体数量均以夜蛾科最多，但群落第一优势种为螟蛾科的豆卷叶野螟，其次为巢蛾科的稠李巢蛾和苹果巢蛾，本研究的样地是经过50 a封山育林的云杉人工林，林下草本灌木较为发达，且荨麻以及蔷薇科等林下植物较多，促进了植食性昆虫优势种的发育。

蛾类群落优势种季节分布差异显著，6月初以阴亥夜蛾为单优势种，随季节变化，优势种种类数呈增多的趋势；到7月中旬，群落优势种增加为4种，且与整个调查期蛾类群落优势种及组成最为相似；8月初，分月扇舟蛾和舞毒蛾等林业有害昆虫逐渐成为优势种；到8月末，优势种减少为2种，一色兜夜蛾和白夜蛾等夜蛾科昆虫优势度明显增大。说明随着季节的变化，水热因子等综合环境对蛾类群落组成有着显著的影响。

蛾类群落物种多样性指数与均匀度指数季节动态表现为较大的正相关，与群落优势集中性指数呈较大的负相关。贺达汉等[18]认为荒漠草原昆虫群落的多样性指数与均匀度是一致的，表明群落结构是稳定的。蛾类群落种—多度分布在整个调查期符合对数正态分布，在不同季节却表现出一定的差异，与全年优势种组成分布相似的7月中旬和8月末，种—多度分布满足对数正态分布模型，处于中间的物种较多，优势种和稀有种均较少，符合这种分布的群落所处的环境条件较为优越，而其他时期群落种多度分布接近对数级数分布，蛾类群落稳定性相对较弱，说明小兴安岭凉水自然保护区云杉人工林夏季蛾类群落对全年蛾类群落结构具有较大的影响，云杉人工林综合环境条件总体较好，在整个生长季内昆虫群落具有一定的自我调节能力，但春季和8月初蛾类群落群落有向单优势种或种团发展的趋势，蛾类群落与其他昆虫类群之间的相互作用关系，还需要进一步跟踪监控和调查分析。

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Diversity and seasonal dynamic of moths inPicea asperataplantation of Liangshui nature reserves, Xiao Xing’an Mountains

LI Tian-fang1, WANG Qiang2, GU Wei3, SUN Hu3, WANG Li-dong3
(1. Heilongjiang Province Endangered Wild Animal Rescue and Breeding Center, Harbin 150090, Heilongjiang, China; 2. Northeast Institute of Geography and Agricultural, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130102, Jilin, China; 3. Northeast Forestry University, Harbin 150040, Heilongjiang, China)

An investigation on the diversity of moth community was carried out inPicea asperataplantation of Liangshui nature reserves, Xiao Xing’an Mountains. A total of 17 313 specimens were collected, belonging to 450 species, 23 families. Noctuidae was the dominant family.Sylepta ruralis,Yponomeuta evonymellus,Yponomeuta padellaandCosmia unicolorwere the dominant species.Signi fi cant correlation was found between indices of diversity and evenness. The curve of the moth species-abundance was in accordance with the log-normal hypothesis. Dominant species composition showed very signi fi cant difference in different seasons, and only in mid July, the results show that the dominant species was the same as the entire investigation period community characteristics. Only in mid July and late August 24, the curve of species-abundance was the same as the entire investigation period community characteristics.

moth diversity; community structure; species-abundance distribution; Liangshui nature reserve

S763.3

A

1673-923X(2016)09-0057-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.09.010

2015-04-04

流域动物调查（JXZFCG2013-XXK21-04）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（2572014BA06）；黑龙江省自然科学基金项目（ZD201404）

李天芳，工程师

王 强，副研究员；E-mail：wangqiang_1978@126.com

李天芳，王 强，顾 伟，等. 小兴安岭凉水自然保护区云杉人工林蛾类多样性及季节动态[J].中南林业科技大学学报，2016, 36(9): 57-61.

[本文编校：谢荣秀]