甘肃省小陇山黑河自然保护区蝶类垂直分布及多样性

2023-10-28杨庆森汤春梅

湖北畜牧兽医 2023年8期

杨庆森，汤春梅

（1.甘肃省小陇山林业有害生物防治检疫站，甘肃天水 741020；2.甘肃林业职业技术学院，甘肃天水 741020）

甘肃省小陇山黑河省级自然保护区地处甘肃省东南部的陇南市两当县境内，位于东经106°30′ 11″—106°34′ 25″，北纬34°8′ 39″—34°15′ 25″，海拔1 250～2 740 m，东北与陕西省宝鸡市辛家山林业局相接，西与小陇山龙门林场相邻，南接小陇山左家林场及陕西凤县，地处秦岭南坡，总面积达2 313 hm2，地势南低北高，属暖温带湿润森林气候，年平均气温11.4 ℃，森林覆盖率98%，天然植被保存良好，景观资源丰富，区内环境优美。区内分布植物2 000 多种，动物280 多种，植物主要有栓皮栎、锐齿槲栎、辽东栎、红桦、白桦、山杨、油松、华山松、榛子、丁香、狼牙刺、卫矛、马桑、高山杜鹃、细辛等，动物有林麝、金钱豹、黑熊、岩羊、野猪、红腹锦鸡等。本研究对甘肃省小陇山黑河自然保护区内蝴蝶进行调查，分析自然保护区内蝶类垂直分布及多样性，以期为保护蝶类的研究提供参考。

1 研究方法

1.1 调查方法

依据不同海拔将保护区蝴蝶生境划分为居民农田区（海拔1 400～1 600 m）、阔叶混交林带（海拔1 600～2 000 m）及针阔混交林带（海拔2 000 m 以上）3 种生境类型，对各生境范围内蝴蝶种类和数量进行调查统计。

调查方法：采用路线调查法自沟口沿河流向沟底前进，前进速度约为2 km/h，每个生境范围安排2 人，早上9：00 起同时调查，每次调查时间不少于4 h，调查路线两侧20 m 以内的蝴蝶，作为种类鉴定和数量统计的依据。同时对各生境植物组成、地被、森林覆盖、水源、寄主植物、访花植物及整个环境情况进行调查、记录。

调查时间：2017—2022 年每年5—9 月成虫活动期每15～20 d 调查一次，每次连续调查2 d，选在晴朗或多云少风天气、蝴蝶活动频繁的9：00—17：00 时采集。

分类鉴定和统计：调查到的蝴蝶照片及标本参考《中国蝴蝶分类与鉴定》《中国蝴蝶志》等进行分类鉴定［1-3］，详细登记时间、地点、调查人及环境因子等信息，统计各生境的蝴蝶科、属、种及个体数目。

1.2 数据处理方法

物种多样性指数采用Shannon-Wiener 多样性指数（H′），计算式如下。

式中，Pi为第i物种的个体比例，Ni是第i物种的个体数，N是全部物种的个体总数。

物种丰富度即物种的数目，可直接用生境类型中物种数表示。优势度指数（D）采用BergerParker公式计算。

式中，Nmax 为优势种的种群数量，Nt为群落全部物种的种群数量。

均匀度指数（J）采用Pielou 公式计算。

式中，H′为Shannon-Wiener 多样性指数，S为群落中物种数。

相似性指数采用Jaccard 公式计算。

式中，Cs为群落系数；c为2种生境类型中共有物种数；a、b分别为生境类型A、B 所具有的物种数［4］。

2 结果与分析

调查发现，小陇山黑河自然保护区内有蝴蝶10科61 属77 种，其中凤蝶科5 属7 种，粉蝶科7 属10种，蛱蝶科19 属24 种，灰蝶科10 属11 种，弄蝶科8属8 种，眼蝶科9 属14 种，绢蝶科、喙蝶科、环蝶科、蚬蝶科各1 属1 种。

2.1 不同生境中蝴蝶的种类与数量

2017—2022 年在小陇山黑河自然保护区共调查到蝴蝶10 科61 属77 种1 486 只，其中居民农田区、阔叶混交林带及针阔混交林带3 种生境类型分别调查到8 科36 属46 种745 只、9 科48 属56 种533只、8 科34 属36 种208 只蝴蝶。从蝴蝶种类来看，凤蝶科、粉蝶科、眼蝶科、蛱蝶科、灰蝶科、弄蝶科蝴蝶在保护区3 种生境内均有分布，绢蝶科在居民农田区有分布，环蝶科除在针阔混交林带没有分布外，在其他生境均有分布，蚬蝶科、喙蝶科蝴蝶仅在居民农田区没有发现。

从数量上来说（表1），小陇山黑河自然保护区内共调查到粉蝶科蝴蝶数量最多，有359 只，其次为蛱蝶科、眼蝶科、灰蝶科、凤蝶科，分别有275、255、198、198 只，之后依次为单种科弄蝶科、喙蝶科、绢蝶科，分别为95、55、45 只，调查到环蝶科数量最少，仅调查到2 只箭环蝶。

表1 小陇山黑河自然保护区不同生境蝴蝶调查统计结果

2.2 不同生境中蝶类的多样性

根据调查所得数据，按照Shannon-Wiener 多样性指数、BergerParker 优势度指数、Pielou 均匀度指数公式计算［4］，得到各生境的多样性指标（表2）。

表2 小陇山黑河自然保护区不同生境蝶类多样性指标

2.2.1 居民农田区（海拔1 400～1 600 m）本区域范围沟口低海拔处有居民农田区，坡度平缓部分地段分布着锐齿栎林、油松林、华山松林，伴生有其他阔叶树的针阔混交林，主要树种是油松、华山松、锐齿栎等；下木稀少，主要为胡枝子、忍冬、蔷薇、榛子，地被物主要是禾本科草类。沟口居民农田区，植物种类相对单一，同种植物分布集中连片，造成蝴蝶种类少但个别种类数量较多的分布特点，区内蝴蝶数量多占整个调查区域50%以上。本区调查到蝴蝶共有8 科36 属46 种745 只，分别占小陇山黑河自然保护区总数的80.00%、59.02%、59.74% 和50.13%，多样性指数和均匀度指数分别为0.346 1 和0.047 4，优势度指数为0.070 6（表2）。区内以粉蝶科、凤蝶科、蛱蝶科和灰蝶科蝴蝶分布较多，各有217、136、135、102 只，分别占居民农田区内蝴蝶总数的29.13%、18.26%、18.12%、13.69%。调查到40只以上的蝴蝶有3 种，为丝带凤蝶、冰清绢蝶和东方菜粉蝶。

2.2.2 阔叶混交林带（海拔1 600～2 000 m）本区域范围内主要为栎类阔叶混交林，树种丰富，主要树种有辽东栎、锐齿栎、白桦、五角枫、槭、椿、椴、水楸等。下木种类主要有忍冬、蔷薇、卫茅、荚蒾、箭竹等。地被物主要有禾本科草、苔草、蕨类、苔藓等。蝴蝶多为从低海拔向高海拔分布延伸的过渡种，有种类逐渐增多数量逐渐减小的趋势。调查到区内有各类蝴蝶9 科48 属56 种533 只，分别占小陇山黑河自然保护区总数的90.00%、78.69%、72.73%和35.87%，其多样性指数、优势度指数和均匀度指数分别为0.367 6、0.029 6 和0.050 3。区内蝴蝶以蛱蝶科、灰蝶科、眼蝶科、粉蝶科种类居多，分别为13、9、8、6 属，以及16、9、10、8 种；数量以粉蝶科、眼蝶科、蛱蝶科蝴蝶居多，分别为123、118、106 只，调查到40只以上有3 种，为尖钩粉蝶、朴喙蝶、东方菜粉蝶。

2.2.3 针阔混交林带（海拔2 000 m 以上）本区域范围内主要为红桦林和云杉林，有少量栎类、椴、花楸等分布。下木有黄杨、杜鹃、箭竹、忍冬、卫茅、蔷薇等。地被物以苔草、苔藓、禾本科草类为主。此范围内海拔高，蝴蝶种类数量少，特有种多。调查到区内分布各类蝴蝶8 科34 属36 种208 只，分别占小陇山黑河自然保护区总数的80.00%、55.74%、46.75%和13.99%，其多样性指数和均匀度指数在所有生境中最低，分别为0.275 1 和0.037 7，优势度指数为0.014 1。本区蝴蝶数量少，调查到20 只以上的蝴蝶1 种，为蛇眼蝶。

2.2.4 各生境蝶类多样性指标比较从各生境蝶类多样性指标可以看出（表2），物种多样性指数（H′）、均匀度指数（J）的大小排序为阔叶混交林带、居民农田区、针阔混交林带；而优势度指数（D）大小排序为居民农田区、阔叶混交林带、针阔混交林带。阔叶混交林带范围内蝴蝶物种数、多样性指数、均匀度指数均高于其他生境，表明保护区此生境的植物种类和空间结构复杂多样，整个生态环境复杂而稳定，具备各种蝴蝶生存与繁衍的优良条件。居民农田区范围内，交杂着居民农田及人工林，单一植物成片，人为活动频繁，蝶类分布有居民农田区的特点，物种相对较少但个别种蝴蝶数量很多，优势种群较多，表现为多样性指数、均匀度指数低而优势度指数高。针阔混交林带范围内蝴蝶物种数、多样性指数、均匀度指数最低，表明此处海拔高生境环境简单、植被结构单一，不利于多种蝴蝶的生存和繁衍。

2.3 不同海拔蝶类相似性系数比较

根据调查所得数据结合Jaccard 公式计算［4］，居民农田区与阔叶混交林带蝶类相似性系数最高，为0.043 66，阔叶混交林带与针阔混交林带的相似性系数次之，为0.037 88，居民农田区与针阔混交林带之间的相似性系数最低，为0.022 38，据报道［4］，各生境相似性指数均在0.019 58～0.069 95，根据Jaccard的相似性系数原理，各生境之间的蝴蝶相似性系数分别处于不相似水平或极不相似水平。由此可见，各生境之间的蝴蝶相似性差异明显（表3）。