基于文献计量学的中国蚁科昆虫研究
2021-12-02徐正会
房 华 徐正会
(1. 西南林业大学图书馆,云南 昆明 650233;2. 西南林业大学生物多样性保护学院,云南省森林灾害预警与控制重点实验室,云南 昆明 650233)
蚁科(Formicidae)昆虫通称蚂蚁,隶属于昆虫纲(Insecta)、膜翅目(Hymenoptera),是世界上分布最广泛、种类和数量最多的社会性昆虫,具有改良土壤、分解有机质、传播植物种子、为植物传粉、防治害虫等作用[1]。目前全球已知现存蚂蚁17亚科、337属、13 684种,化石蚂蚁4亚科、160属、769种[2]。蚂蚁与被子植物是同步进化的[3],能帮助地球上1.1万种植物传播种子[4],还能捕食大约10万种其他昆虫[5],因此开展蚁科昆虫研究具有重要意义。1758年Linnaeus建立科学分类学[6]之后,蚂蚁分类和区系研究主要集中于欧洲发达国家。1859年Darwin提出进化论[7]之后,蚂蚁分类研究扩展到世界范围。1940年Huxley发表新系统学[8]以后,蚂蚁分类学家们开始对已命名的大量物种进行修订。1985年Mullis发明聚合酶链式反应(PCR)技术[9]以后,关于蚂蚁物种间系统发育关系的探讨方兴未艾。近期,Holldobler和Wilson的《蚂蚁》[1],Bolton的《世界蚂蚁分属鉴定指南》[10],Bolton的《世界蚂蚁新目录》[11]等专著相继问世,系统总结了以往全球蚂蚁研究成果,极大地促进了蚁类学的发展。在全球蚁类学快速发展的大背景下,分析了中国的蚁科昆虫研究经历的变革,目前的研究热点,未来的研究方向,为中国蚁科未来研究提供参考。
1 研究方法
本研究以“蚂蚁”、“蚁科”、“Ant”、“Formicidae”作为关键词进行检索,充分回溯和收集1758年科学分类学诞生以来有关中国蚁科昆虫研究各个学科领域的研究文献。其中1758—1989年期间文献通过回溯法进行检索收集,1990—2018年期间文献主要通过电子数据库检索法进行检索收集,并辅以回溯法进行补充检索收集。同时借助AntCat[2]和AntWiki[12]这2个蚁类学数据库开展文献检索和收集工作。剔除科普和新闻报道类文献,最后筛选出学术性文献1 084篇进行文献计量学分析。文献计量学是用数学和统计学的方法对文献进行定量研究的科学,应用十分广泛[13],目前在昆虫研究方面的运用还比较有限。本研究借助文献计量学方法对中国蚁科昆虫研究文献进行系统分析,通过分析文献总量及其年度分布、不同时期国内外文献量对比、文献学科分布、载文期刊、研究机构和作者发文量,尽可能准确把握研究动态和发展趋势。
2 中国蚁科国外研究动态
2.1 中国蚁科国外研究历程
1758年瑞典博物学家Linnaeus发表《自然系统》[6],建立了生物命名的双名法,提出了物种定义,标志着科学分类学的诞生。在双名法指导下,欧美发达国家致力于地方性动物区系研究,蚁类学研究也不例外。直至西方探险家从东方国家带回大量动植物标本,1858年 Smith首次在中国大陆和香港的标本中发现并命名了2个中国的蚂蚁新种:警觉多刺蚁(Polyrhachis vigilans)和暴躁多刺蚁(P. tyrannica)[14],标志着国外研究人员对中国蚂蚁研究的开始。
1859年英国生物学家Darwin发表《物种起源》[7],首次提出进化论思想。在进化论指导下,西方国家的探险活动遍及全球,包括中国。1866—1889年Mayr分别报道中国香港、大陆和西藏的蚂蚁7种[15-16]。Forel于1879—1922年间先后在13篇论文中报道中国香港、台湾、江西、上海、甘肃、西藏等地蚂蚁27种[17-18]。Emery于1894—1925年间先后在4篇论文中报道中国上海、青岛、满洲里、香港的蚂蚁5种[19-20]。1905—1915年Ruzsky先后报道中国满洲里和西藏的蚂蚁21种[21-22]。Wheeler于1909—1933年间先后在13篇论文中报道中国台湾、重庆、浙江莫干山、苏州、广东、青岛、北京、厦门、江西九江、长沙、澳门、上海、云南、福州、香港、湖南岳麓山等地的蚂蚁180个种、亚种和变种[23-24]。1911年Yano报道日本和中国台湾的多刺蚁4种[25]。1912—1922年Viehmeyer报道中国华南、福 建、四 川 的 蚂 蚁9种[26-27]。1923—1934年Stitz报道中国海南和西北地区蚂蚁28种[28-29]。1925—1928年Santschi报道中国北京、上海等地蚂蚁11种[30-31]。1926年Matsumura & Uchida报道中国台湾蚂蚁2种[32]。1929—1947年Donisthorpe分别报道中国西藏珠穆朗玛峰和广西北部湾的蚂蚁7种[33-34]。1936—1940年Teranishi报道中国东北和台湾的蚂蚁114种[35]。1939年Menozzi报道中国西藏喜马拉雅山和喀喇昆仑山的蚂蚁9种[36]。1930年Wheeler在《Peking Natural History Bulletin》上发表《A list of the known Chinese ants》,系统总结这个时期西方人研究中国蚂蚁的成果,记录中国已知蚂蚁7亚科、58属、138种、54亚种、53变种,合计245型[37]。
1940年Huxley发 表《新 系 统 学》[8],1943年Mayr发表《系统学与物种起源》[38],标志着动物分类学种群研究阶段的开始,对以往分类阶元进行修订成为分类学研究的重点工作。此后,1941年Eidmann报道中国四川、西藏和青海的蚂蚁43种[39]。1941—1962年Yasumatsu报道中国东北、四川、北京、湖北、华东、台湾、广东、广 西、香 港 等地蚂 蚁4种[40]。1947—1950年Weber报 道 中 国 西 藏 蚂 蚁3种[41-42]。Brown于1948—1978年间先后在8篇论文中报道中国四川、陕西、福州、台湾、香港、华南、东南等地蚂蚁17种[43]。1955—1964年Wilson报道中国哈尔滨、新疆天山、陕西、西藏喀喇昆仑山、四川新津、昆明、浙江莫干山、苏州、台湾、华南等地蚂蚁7种[44]。1962—1982年Collingwood报道中国东北、内蒙古、西藏、四川、江苏等地蚂蚁54种[45-46]。1965年Dlussky报 道 中国西藏和 内 蒙古的蚂蚁8种[47]。
1985年Mullis发明PCR技术[9]以后,促进了动物分类学中系统发育和有争议属种地位甄别问题的解决,极大地促进了分类学的发展,标志着动物分类学分子技术应用阶段的开始。在这个时期,Moreau等[3]、Brady等[48-49]有关蚂蚁系统发育研究的成果被应用于蚂蚁分类研究中,修订和完善了全球蚂蚁分类系统。1994年Kohout报道中国西藏蚂蚁1种[50]。1998年,DuBois报道中国蚂蚁1种[51];Elmes & Radchenko报道中国台湾蚂蚁4种[52]。2003年Seifert报道中国西藏蚂蚁3种[53]。2004年,Lattke报道中国四川、云南、台湾等地蚂蚁5种[54];LaPolla报道中国四川、云南、江西、台湾、广西、澳门等地蚂蚁3种[55]。Radchenko等于1995—2010年间报道中国西藏、四川、云南、陕西、湖南、广西等地蚂蚁40种[56]。Terayama等于1984—2012年间先后在13篇论文中报道中国台湾蚂蚁11亚科、69属、264种[57]。2012年Guénard和Dunn记载中国大陆蚂蚁12亚科、103属、939种,记载我国台湾省蚂蚁11亚科、69属、294种[58]。2013年Guenard等 报道中国西双版纳蚂蚁1种[59]。2014—2018年Staab等报道中国云南、湖南、江西、浙江、台湾等地蚂蚁9种[60]。2016年Williams和LaPolla报道中国云南、湖北、浙江、台湾、广西等地蚂蚁10种[61]。Bolton于1977—2018年间先后在10余篇修订性论文和世界蚂蚁目录中记载中国大陆蚂蚁117属、1 013种,记载中国台湾省蚂蚁61属、181种[2]。2019年Fontanilla等探讨了中国西南山地热带、亚热带、温带蚂蚁物种和功能多样性的海拔梯度规律[62]。
2.2 中国蚁科国外研究趋势
国外对中国蚂蚁的研究,主要集中于分类学领域。作为东方大国,中国地域辽阔,地貌丰富,气候多样,孕育了众多的蚂蚁种类,对西方人富有吸引力。从1858年至今,一直有外国学者和旅行者来华采集、研究中国的蚂蚁物种。然而,在科学分类学诞生后的100年里,中国的蚁科昆虫研究是空白。1858—1939年间,西方人对中国蚂蚁的分类研究是片段化的,局限于记录中国沿海、东北、西藏的零散蚂蚁物种。相比之下,1930年Wheeler的分类研究比较系统,首次整理出中国已知蚂蚁名录[37]。1940—1984年间,分类学的一个鲜明特点是开始对以往记录物种的修订研究,Yasumatsu[40]、Brown[43]、Wilson[44]等相继对中国蚂蚁种类开展修订研究。1985年以来,随着分子生物学、超微形态学和互联网技术的应用,全球性的修订和系统发育研究趋向成熟,Lattke[54]、LaPolla[55]、Radchenko等[56]、Staab等[60]、Williams和LaPolla[61]、Bolton[63]完成了中国部分物种的修订工作。2012年Guénard和Dunn系统整理了中国大陆和台湾省的蚂蚁名录[58]。
3 中国蚁科国内研究动态
我国昆虫学奠基人胡经甫1941年发表《中国昆虫目录》,记载我国蚂蚁7亚科、58属、184种、56亚种、56变种,共计296型[64],拉开了中国蚁科昆虫国内研究的序幕。
3.1 蚁科应用昆虫学研究动态
在应用昆虫学领域,1955年章恭松报道了黄蚂蚁的防治方法[65]。1962年陈守坚报道了世界上最古老的生物防治案例利用黄猄蚁(Oecophylla smaragdina)防治桔园害虫[66]。1963年黄盈报道了利用红蚂蚁防治蔗螟(Chilo venosatus)的研究[67]。1966年郑俊礼报道了利用红蚂蚁防治甘蔗茎螟(Eldana saccharina)的研究[68]。1977年陈达章报道了利用黑蚂蚁防治松毛虫(Dendrolimussp.)的案例[69]。1983年阳际群和魏玉琦探讨了小家蚁(Monomorium pharaonis)的生活习性和防治方法[70]。1991年王常禄等研究了日本弓背蚁(Camponotus japonicus)的生物学特性及对马尾松毛虫(Dendrolimus punctatus)的防治作用[71]。2009年谭速进等调查了成都地区居室庭院有害蚂蚁[72]。1991年吴志成依据多年临床研究实践,出版《蚂蚁与类风湿性关节炎》专著[73]。2004年外来物种红火蚁(Solenopsis invicta)入侵中国大陆[74]以来,该害虫的防控研究成为焦点,国内已发表相关研究论文481篇[75],华南农业大学曾玲、浙江农业科学院黄俊、惠州学院钟平生带领的团队成为国内红火蚁研究的主力。2007年中国科学院动物研究所张润志出版《中国红火蚁防控纪实》[76]。2017年华南农业大学陆永跃出版《防控红火蚁》[77]。
3.2 昆虫分类学研究动态
在昆虫分类学领域,我国蚂蚁分类学先驱唐觉等于1982—1995年间先后在6篇论文中报道了浙江舟山群岛、湖南、西南横断山区的蚂蚁,1995年出版国内第一部蚁类学专著《中国经济昆虫志膜翅目蚁科(一)》,记载中国已知蚂蚁7亚科、48属、123个种和亚种[78]。1992年李参和陈益报道浙江、福建的蚂蚁2种[79]。随后,吴坚、王常禄、王敏生等于1987—1994年间在7篇论文中报道了中国6个属的分类研究及湖南省蚂蚁分类研究成果,1995年出版国内第2部蚁类学专著《中国蚂蚁》,记载中国已知蚂蚁9亚科、67属、230种[80]。1990年寺山守记录台湾蚂蚁41种[81]。1991年周樑镒和寺山守记录台湾蚂蚁198种[82]。1992年程量等报道中国上海蚂蚁1种[83]。徐正会等于1994—2015年间先后在69篇论文中报道了中国43个属的分类研究成果,发表新属4个、新种105个,2002年出版专著《西双版纳自然保护区蚁科昆虫生物多样性研究》,记载西双版纳的蚂蚁9亚科、76属、286种[84]。1995年刘红等报道吉林东部山区蚂蚁11种[85]。1996年徐正会等报道四川蚂蚁1种[86]。1995—1997年夏永娟和郑哲民报道新疆蚂蚁45种[87-89]。1996—2012年间周善义等在37篇论文中报道了中国25个属的分类研究成果,发表新种104个,2001年出版专著《广西蚂蚁》,记载广西壮族自治区蚂蚁8亚科、64属、204种[90]。1996—2001年林宗岐和吴文哲报道中国台湾蚂蚁30种[91-92]。1997—2007年间王维等在11篇论文报道了中国6个属的分类研究成果,发表新种11个,2009年出版专著《湖北省蚁科昆虫分类研究》,记载湖北省蚂蚁9亚科、50属、150种[93]。1997年张明伟等报道辽宁蚂蚁21种[94]。长有德和贺达汉于1998—2002年间先后在9篇论文中报道了中国西北地区7个属的分类研究成果,记载西北地区蚂蚁75种[95]。1999年魏琮等报道中国陕西等地蚂蚁13种[96]。2003年Fellowes报道了中国海南蚂蚁的属[97]。2002年张玮和郑哲民报道四川蚂蚁78种[98]。2004年,黄人鑫等报道新疆蚂蚁42种[99];黄建华等报道湖南蚂蚁1种[100]。2005年,刘福林等报道河南商丘地区蚂蚁42种[101];李淑萍等报道河南蚂蚁81种[102]。2006年黄建华和周善义报道湖南蚂蚁1种[103]。2006—2007年黄建华和周善义整理了中国切叶蚁亚科(Myrmicinae)名录,合计记录392个种、亚种和变种[104]。2008年马永林等报道宁夏蚂蚁68种[105]。2011—2013年冉浩和周善义整理了中国蚁型亚科群名录,合计记录285种[106]。2011年王思忠等报道四川成都市园林树木蚂蚁29种[107]。陈志林等于2011—2018年间先后在8篇论文中报道中国蚂蚁23种。2016年,张玮和周善义报道广东南岭国家森林公园蚂蚁38种[108];张荣娇等比较了中国厚结猛蚁属(Pachycondyla)13种 蚂 蚁 的 形 态 差 异[109];Luo和Guénard报 道香港蚂蚁2种[110]。2017年满沛等报道北京蚂蚁1种[111];Hsu等 报 道 台 湾 蚂 蚁2种[112-113]。2018年Leong等报道澳门蚂蚁1种[114]。
3.3 蚁科昆虫生态学和地理学研究动态
3.3.1 蚂蚁群落与物种多样性研究
蚂蚁群落与物种多样性方面研究主要集中于中国西南横断山区和喜马拉雅山地区。1999年徐正会等先后报道了云南西双版纳热带雨林区蚂蚁的群落结构和物种多样性[115]。徐正会等于2001—2006年间先后在5篇论文中报道了高黎贡山自然保护区的蚂蚁群落和物种多样性。2006年梅象信等报道了云南昆明西山森林公园东坡的蚂蚁物种多样性[116]。2006—2014年郭萧等分别报道了云南梅里雪山东坡、滇西北云岭东坡和重庆的蚂蚁物种多样性[117]。2007—2009年李巧等分别报道了云南元谋干热河谷和普洱季风常绿阔叶林的蚂蚁物种多样性[118]。陈友等于2007—2011年间在6篇论文中详细报道了云南哀牢山西坡的蚂蚁资源、群落结构和物种多样性[119]。2009年,张继玲等报道了滇西北怒山西坡的蚂蚁群落和物种多样性[120];杨忠文等报道了云南大理苍山及邻近地区的蚂蚁物种多样性[121]。2011年张成林等报道了藏东南色季拉山的蚂蚁物种多样性[122]。2012年张成林等报道了藏东南德姆拉山东坡及察隅河谷的蚂蚁群落和物种多样性[123]。2011年刘霞等报道了藏东南德姆拉山西坡和波密河谷的蚂蚁群落。2017年刘霞等报道了藏东南嘎隆拉山和墨脱河谷的蚂蚁群落[124]。2014年宋扬报道了云南南滚河自然保护区的蚂蚁落[125]。2015年莫福燕等报道了喜马拉雅山亚东段的蚂蚁群落[126]。2016—2017年李文琼等报道了喜马拉雅山珠峰段的蚂蚁物种多样性[127]。2017年,李安娜等报道了云南铜壁关自然保护区及邻近地区的蚂蚁多样性[128];甘田等报道了云南西双版纳半常绿季雨林的蚂蚁多样性[129]。2018年,张翔等报道了喜马拉雅山普兰段和吉隆段的蚂蚁物种多样性[130];普顺荣等报道了云南华坪县的蚂蚁物种多样性[131]。通过以上研究,基本揭示了山地区域蚂蚁多样性规律。气温与湿度的组合是制约蚂蚁多样性的关键因素,在气温高、湿度适宜的生境中,植物的多样性水平高,蚂蚁的多样性水平相应高。随着海拔升高,气温降低,蚂蚁的物种多样性相应降低,称为底域效应现象。但是在复杂的山地条件下,由于干热河谷效应,加之山麓区域人为开发干扰加剧,蚂蚁的多样性峰值往往出现在山体中下部,而不是下部,称为中域效应现象。而在藏东南、喜马拉雅山这样的高山峡谷地带,蚂蚁的多样性在同一山体坡面上出现了多个峰值,分别为不同气候带物种的聚集群,称为多域效应现象[132]。此外,1994年Fellowes报道了香港蚂蚁的群落结构[133]。1999年Fellowes观察了香港红树林的蚂蚁[134]。2000年张智英等报道了云南西双版纳片断季节性雨林蚂蚁的物种多样性[135]。2001年杨效东等报道了云南西双版纳傣族龙山片断热带雨林的蚂蚁群落结构与多样性[136]。2002年刘红等报道了山东曲阜地区蚂蚁群落结构及物种多样性[137]。2003年贺虹等报道了陕西秦岭太白山不同生境的蚂蚁物种多样性[138]。2010年陈又清等比较了不同引诱剂在应用陷阱法研究地表蚂蚁多样性中的效果。2013年张念念等报道了云南橡胶林和天然次生林枯落物层蚂蚁群落多样性及指示物种[139]。2014年郭萧等报道了重庆茶园的蚂蚁物种多样性和空间分布格局[140]。2015—2017年武子文等报道了火干扰对地表蚂蚁群落的影响[141]。2016—2017年间卢志兴等先后在6篇论文中报道了不同土地利用方式对蚂蚁物种和功能多样性的影响[142]。
3.3.2 蚂蚁与其他昆虫互惠共生关系研究
在蚂蚁与其他昆虫互惠共生关系方面,张智英等于2001—2006年间先后在4篇论文中报道了伊大头蚁(Pheidole yeensis)的蚁巢结构与分布、对舞草种子的传播及退耕对传播舞草种子的影响[143]。2003年贺达汉等报道了宁夏荒漠草原针毛收获蚁对植物种子的觅食作用[144]。王思铭等于2009—2013年间先后在7篇论文中报道了蚂蚁与云南紫胶虫(Kerria yunnanensis)的依存关系,解剖了粗纹举腹蚁(Crematogaster macaoensis)蚁巢并进行数学建模[145]。陈又清等于2011—2017年间先后在5篇论文中报道了蚂蚁与云南紫胶虫的相互依存关系[146]。2012—2013年卢志兴等先后报道了紫胶虫及其蜜露对蚂蚁多样性的影响[147]。2015年,李可力等报道了互利共生关系下粗纹举腹蚁蚁巢及种群的时空动态[148];武子文等比较了蚂蚁利用资源的功能特征[149]。2016—2017年赵婧文等报道了树冠层蚂蚁群落及兼性互利关系对树冠层蚂蚁多样性的影响[150]。2018年王庆等报道了蚂蚁与紫胶虫互利关系和寄主植物多样性对节肢动物各营养级的影响[151]。
3.3.3 蚂蚁行为生态研究
在蚂蚁行为生态方面,1965年黄盈观察了红蚂蚁的生活习性[152]。1984年杨沛观察了黄猄蚁群体的生长发育规律[153]。1987年程量报道了蚁类的摄食活动规律[154]。1989年陈益研究了鼎突多刺蚁(Polyrhachis vicina)的生物学特性[155]。1999年,刘缠民等研究了温度对养殖日本黑褐蚁(Formica japonica)的影响[156];李秋霞等报道了宁夏荒漠草原优势蚁类的行为生态学[157]。2001年魏琮等报道了陕西秦岭太白山2种蚂蚁的筑巢生态学[158]。2002年长有德和贺达汉报道了针毛收获蚁(Messor aciculatus)的筑巢和贮食行为、社群密度、分布及各品级在自然穴巢中的季节迁移行为[95]。2016年王邵军等报道了热带森林不同演替阶段蚂蚁巢穴的分布特征及影响因素[159]。
3.3.4 蚂蚁生物量及对环境的影响研究
在蚂蚁生物量及对环境的影响方面,1999年徐正会等报道了西双版纳热带雨林区蚂蚁群落的生物量和生态功能[160]。2017年李巧等报道了蚂蚁对中国干热河谷造林效果的指示作用[161]。2018年李霁航等报道了蚂蚁筑巢对高檐蒲桃(Syzygium oblatum)热带森林群落土壤呼吸的影响[162]。
3.3.5 蚂蚁区系与地理区划研究
在蚂蚁区系与地理区划方面,1999年,徐正会报道了西双版纳热带雨林区的蚂蚁区系及其起源与演化[84];刘铭汤等分析了陕西省蚂蚁区系[163]。2001年魏琮等报道了陕西秦岭太白山的蚂蚁区系和物种垂直分布[164]。2002年,长有德和贺达汉分析了中国西北地区蚂蚁区系特征[165];张玮和郑哲民初步分析了四川蚂蚁区系[98]。2003年林宗岐和吴文哲分析了中国台湾的蚂蚁区系[166]。2006年Fellowes讨论了华南地区蚂蚁各属在古北界和东洋界的分界问题[167]。2010年谭速进等报道了四川成都地区居室庭院蚂蚁区系与群落相似性[72]。2011年辛明等分析了宁夏蚂蚁区系[168]。2012年王文荣等分析了深圳市的蚂蚁区系[169]。2013年宋扬分析了云南南滚河自然保护区的蚂蚁区系[170]。2014年郭萧等分析了重庆茶园的蚂蚁区系[117]。2015年郭振超等分析了河南省鸡公山自然保护区的蚂蚁区系[171]。2017年唐祺玲等报道了中国蚁科昆虫地理区划[172]。
3.3.6 蚂蚁物种分布格局研究
在蚂蚁物种分布格局方面,1996年刘红等报道了吉林左家蚂蚁的生态分布[173]。2000年贺虹等报道了陕西秦岭太白山蚂蚁的生态分布[174]。2008年陈友等报道了云南哀牢山自然保护区西坡蚂蚁物种的分布规律[175]。2011年,于娜娜等报道了藏东南色季拉山蚂蚁物种的分布格局[176];徐正会等报道了西藏工布自然保护区的蚂蚁种类和分布格局。2012年,王文荣等报道了深圳市蚂蚁物种的分布格局[177];张成林等报道了藏东南德姆拉山东坡及察隅河谷蚂蚁物种的分布格局[123];刘霞等报道了藏东南德姆拉山西坡和波密河谷蚂蚁物种的分布格局。2016年刘霞等报道了藏东南嘎隆拉山和墨脱河谷蚂蚁物种的分布格局[178]。2017年,李文琼等报道了喜马拉雅山珠峰段蚂蚁物种的分布格局[179];Liu等研究了气候和空间联合作用对藏东南山地蚂蚁后生群落形成的影响[180]。
3.4 蚁科昆虫生物化学、昆虫细胞学和古昆虫化石研究动态
国内在昆虫生物化学、昆虫细胞学、古昆虫化石领域的研究报道相对较少。在昆虫生物化学领域,1992年徐畅首次对中国的9种蚂蚁酯酶同工酶进行研究,得出同工酶技术可用于蚂蚁分类的结论[181]。2011年李淑萍等对4种蚂蚁酯酶同工酶进行研究,认为酯酶同工酶可作为遗传标志,反映种群基因结构的变化和种内、种间亲缘关系[182]。2004年陈振鹏等发表切叶蚁亚科(Myrmicinae)线粒体基因序列分子系统学研究,发现整个DNA序列及其各区域在种间与属间呈现不同程度的差异[183],这是国内首篇研究蚂蚁分子系统学的论文。2006年邓素芳等测定了两种蚂蚁的基因序列[184]。2009年林嫦等对9种多刺蚁进行了Cytb基因分子系统学研究[185]。2014年付文博等依据线粒体DNA开展了蚂蚁分子系统学研究[186]。2013年陈志林等报道了蚁亚科(Formicinae)的分子系统关系[187]。在昆虫细胞学领域,1972年Hung等报道了台湾9种蚂蚁的染色体[188]。1994年杨秀芝和王俊森报道了黑龙江2种蚂蚁的染色体特征[189]。2005年卢玉飞和周善义分析了4种蚂蚁的细胞核型[190]。在古昆虫化石领域,1984年洪友崇报道了山东山旺硅藻土矿中的化石蚂蚁[191]。2001年洪友崇等报道了山东山旺盆地中新世2个属的化石蚂蚁种类[192]。
3.5 中国蚁科国内研究趋势
从1758年科学分类学诞生至1940年的183年里,国内学者均未涉足蚁科昆虫的研究。从胡经甫发表《中国昆虫目录》[64]起,国内才开始蚁科昆虫的研究。1941—1984年间的研究局限于应用昆虫学和昆虫分类学领域,应用昆虫学的研究包括利用天敌蚂蚁防治害虫和有害蚂蚁的防治两个方面,昆虫分类学的研究刚刚起步[193]。1985年以后,国内蚁科昆虫研究迎来繁荣时期,这个时期的研究呈现出3个热点方向:一是分类学研究成为基础研究重点,主要研究论文在150篇以上,完成了部分属的修订研究,在系统整理以往研究基础上出版了5部专著;二是自2004年红火蚁入侵中国大陆以来,对该害虫的防控研究成为应用昆虫学研究重点,研究论文481篇,出版了2部著作;三是蚂蚁群落与物种多样性、蚂蚁与其他昆虫互惠共生关系、蚂蚁区系和物种分布格局成为昆虫生态学和昆虫地理学研究重点,研究论文在70篇以上。与此同时,蚂蚁分子系统学、生物化学、细胞学和古昆虫化石研究已经起步。
4 展望
通过文献计量学分析,梳理出1758年至2018年中国蚁科昆虫研究文献1 084篇,这些文献分布于应用昆虫学、昆虫分类学、昆虫生态学和昆虫地理学、昆虫生物化学、昆虫细胞学、古昆虫化石、昆虫学综述7个学科领域。
从发文情况看,中国蚁科昆虫研究可以划分为4个时期:空白时期(1758—1858)的 101 a里,仅有1篇外国人研究中国蚂蚁的文献;西方人研究时期(1859—1939) 的81 a里,合计有50篇涉及中国蚂蚁分类的文献,却没有一位中国人研究本国蚂蚁;中外共同研究时期(1940—1984)的45 a里,合计有51篇研究中国蚁科昆虫的文献,其中西方人发表28篇,中国人发表23篇,国内外力量势均力敌。繁荣时期(1985—2018)的34 a里,合计发表中国蚁科昆虫研究文献982篇,其中国外作者发表91篇,国内作者发表891篇,是国外作者的9.8倍,充分显示出国内研究人员的后发实力。
从学科发展看,空白时期和西方学者研究时期的研究均局限于分类学。到了中外共同研究时期,除分类学外,国内的研究首先着眼于关系农林业生产的益虫利用和害虫防治问题。到繁荣时期,中国的蚁类学研究呈现多领域快速发展的趋势,应用昆虫学、分类学和生态学研究成为中国蚁科昆虫研究的热点方向;蚂蚁分子系统学、生物化学、细胞学和古昆虫化石研究已经起步。
与国际同类研究相比,西方国家的分类学家已 经 开 展 了 大 量 全 球 性 修 订 研 究[43-44,54,62],而 国内学者的修订工作还比较有限[60],亟待深化;西方国家蚁类学家在全球蚁科昆虫分子系统学方面已有不少探索[3,48-49],而国内分子系统学的研究还处于起步阶段[183],亟待拓展;国外蚁类学家十分关注蚁科昆虫在生态系统中的功能研究[4-5],国内研究人员在该领域已有初步探索[160],有待深入。此外,国内在应用昆虫学和昆虫生态学领域发表了不少研究成果,但是总体水平还不够高,有待提升。
对比国际同类研究,中国蚁科昆虫的研究还存在以下主要不足。一是缺乏新的系统性蚂蚁分类鉴定专著,1985年以来,国内已经发表大量新种,一些物种有待修订,在继续开展全国代表性区域蚂蚁区系分类研究同时,应尽快完成《中国动物志膜翅目蚁科》的编撰工作,随之编辑出版地方性蚂蚁鉴定图谱,方便广大科技工作者和蚂蚁爱好者阅读使用;二是在生态学研究中,有关蚂蚁生态功能的探讨不够深入细致,需要深化蚂蚁多样性与气候变化、植物多样性的相关性、蚂蚁与其他动物协同共存关系等研究,深入揭示蚂蚁的生态功能;三是在应用昆虫学领域发表了不少研究成果,尤其是关于红火蚁防控的成果,急需系统梳理这些成果,明确蚂蚁的生物防治功能和有效的红火蚁防控措施,科学指导生产实践;四是蚂蚁分子系统学研究已经起步,但是还处于有限物种间亲缘关系的探索分析阶段,应从造山运动、区域性蚂蚁区系特征等大尺度空间入手,探讨蚂蚁系统发育与地质历史的关系,揭示蚂蚁物种形成机理。
为了明确中国蚁科昆虫研究方向,采用文献计量学方法梳理出1758年至2018年中国蚁科昆虫研究文献1 084篇,这些文献分布于应用昆虫学、昆虫分类学、昆虫生态学和昆虫地理学、昆虫生物化学、昆虫细胞学、古昆虫化石、昆虫学综述7个学科领域。中国蚁科昆虫研究可划分为4个时期:空白时期(1758—1858)、西方人研究时期(1859—1939) 、中外共同研究时期(1940—1984)、繁荣时期(1985至今)的发文量依次为1篇、50篇、51篇、982篇。从学科发展看,1758年至1939年的研究均局限于分类学。1940年至1984年除分类学外扩展到应用昆虫学领域。1985年之后中国的蚁科昆虫研究呈现多领域快速发展的趋势,应用昆虫学、分类学和生态学研究成为热点方向。未来中国蚁科昆虫研究的主要方向,一是尽快完成《中国动物志膜翅目蚁科》的编撰工作;二是继续深化蚂蚁多样性研究,深入揭示蚂蚁的生态功能;三是系统梳理有关蚂蚁的应用昆虫学研究成果,明确蚂蚁的生物防治功能和有效的红火蚁防控措施;四是加强蚂蚁分子系统学研究,从大尺度空间入手探讨蚂蚁系统发育与地质历史的关系,揭示蚂蚁物种形成机理。
致谢:广西师范大学周善义教授和陈志林博士提供了他们在蚁科昆虫研究方面的论文目录;中国林业科学研究院资源昆虫研究所陈又清研究员提供了他所带领研究团队在蚁科昆虫研究方面的论文目录,特此致谢!