馮佩， 鐘肖， 葉穗， 馬琪琪， 齊靜雯， 李傳仁， 張建民

(長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

人類生活與生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)密不可分，因而，積極加強生物多樣性調(diào)查和保護工作對于維護二者之間的關(guān)系具有十分重要的意義[1-4]。蝴蝶(Rhopalocera)作為常見的昆蟲，種類豐富、分布范圍廣泛，是寶貴的物種遺傳資源之一。蝴蝶具有多樣的生態(tài)特性，不同的種類對生境需求不同，棲息生境的植被狀況及微環(huán)境的變化均能迅速、準(zhǔn)確地反映在蝴蝶種群和群落特征中[5]。因此，蝴蝶非常適合用來監(jiān)測環(huán)境變化趨勢、生態(tài)系統(tǒng)健康狀況、人力活動對生態(tài)系統(tǒng)的干擾程度等，成為公認(rèn)的最適合的生物多樣性監(jiān)測指示生物，具有廣泛生物地理學(xué)和生態(tài)學(xué)探針的功能，常被用做環(huán)境監(jiān)測和評價的重要指標(biāo)[6-8]。

近年來，將蝶類多樣性與蝶類棲息環(huán)境變化相結(jié)合是國內(nèi)外的熱門研究課題之一。張雷雷等[9]對青海祁連縣不同生境蝶類群落特征與月度變化規(guī)律進(jìn)行了研究，結(jié)果表明不同生境的蝶類多樣性主要與海拔梯度、植被類型和植物構(gòu)成密切相關(guān)；不同月份則取決于植物的物候期和溫度差異等因素。張宇軍等[8]則通過構(gòu)建基于GIS和蝴蝶監(jiān)測數(shù)據(jù)的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，分析評價了植被覆蓋指數(shù)、坡度等環(huán)境因子對生態(tài)環(huán)境的影響程度，從而對丹江流域生態(tài)環(huán)境健康狀況進(jìn)行了評價。晏華等[10]研究發(fā)現(xiàn)，重慶市從人為干擾較大的沙坪公園(城市化水平較高的代表)到人為干擾較小的縉云山(城市化水平較低的代表)蝴蝶多樣性指數(shù)基本呈遞增趨勢，可以作為城市生境質(zhì)量和環(huán)境變化的指標(biāo)。鄧合黎等[11]對重慶市生態(tài)功能區(qū)蝴蝶多樣性參數(shù)研究表明，通過綠化和環(huán)境保護，城鎮(zhèn)環(huán)境有可能得到很好改善。王義平等[12]通過對浙江烏巖嶺國家級自然保護區(qū)蝴蝶多樣性的調(diào)查，對森林環(huán)境健康進(jìn)行了評價。以上研究表明，蝴蝶多樣性的調(diào)查可作為環(huán)境監(jiān)測的重要指標(biāo)。

湖北省天門地區(qū)位于湖北省中部，是大洪山山前丘陵與江漢平原銜接地帶，地區(qū)特點獨特，具有一定的地域代表性，蝴蝶資源比較豐富而獨特[13]。故本研究依據(jù)對天門地區(qū)不同生境的6條樣線的蝴蝶種類多樣性調(diào)查數(shù)據(jù)，對天門地區(qū)蝴蝶種類分布及多樣性進(jìn)行了分析，可為天門地區(qū)蝴蝶物種多樣性保護提供科學(xué)依據(jù)，同時可為該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測提供參考。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地點及時間

采用樣線法進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查時間為2018年4月至9月。根據(jù)天門地區(qū)地形地貌選擇具有代表性的樣線6條，分別為橫林鎮(zhèn)、蔣湖農(nóng)場、東湖公園、石家河鎮(zhèn)、天門山(譚山)、長壽山，每條樣線長2 km。每月調(diào)查1次。樣線基本信息見表1。

表1 樣線基本信息Table 1 The basic information of sampling lines

1.2 研究方法

選擇晴朗、天氣較好、無風(fēng)或者微風(fēng)、蝶類活動頻繁的時間段10:00—17:00進(jìn)行調(diào)查，每月調(diào)查1次。調(diào)查時沿設(shè)置好的樣線緩慢勻速前行，速度保持在1～1.5 km·h-1，記錄在樣線左右2.5 m、上方5 m、前方5 m范圍內(nèi)觀察到的所有蝴蝶種類和數(shù)量，不重復(fù)計數(shù)同一只個體和身后的蝴蝶。在懸崖或水邊，則沿樣線記錄一側(cè)寬度為5 m范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，觀測范圍之外見到的種類，寫入備注欄中。對于不能確定的種類，網(wǎng)捕后進(jìn)行鑒定，種類確定后原地釋放。當(dāng)場不能確定的種類，少量網(wǎng)捕并記錄下采集時間、采集樣線，帶回實驗室鑒定、統(tǒng)計記錄。觀測時以3～4人為1組，1人調(diào)查觀測，1記錄、1～2人拍照和網(wǎng)捕(對于不能確定的種類)。觀測人員原則上保持固定[14]。所獲標(biāo)本的鑒定主要依據(jù)《中國蝴蝶原色圖鑒》[15]和《中國蝶類志》[16]。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

1.4 人為干擾強度的劃分

本研究將人為干擾強度劃分為4個級別：(1)強：生境受到嚴(yán)重干擾；植被基本消失；野生動物難以棲息繁衍。(2)中：生境受到干擾；植被部分消失，但干擾消失后，植被仍可恢復(fù)；野生動物棲息繁衍受到一定程度影響，但仍然可以棲息繁衍。(3)弱：生境受到一定干擾；植被基本保持原樣；對野生動物棲息繁衍影響不大。(4)無：生境沒有受到干擾；植被保持原始狀態(tài)；對野生動物棲息繁衍沒有影響。

1.5 優(yōu)勢種、常見種、少見種和稀有種的劃分

統(tǒng)計各類蝴蝶數(shù)量，將蝴蝶數(shù)量最多的種類定義為優(yōu)勢種，將蝴蝶數(shù)量居中的種類定義為常見種。在此研究中，少見種的蝴蝶數(shù)量定義為2～10只，將1只的定義為稀有種。

2 結(jié)果與分析

2.1 天門地區(qū)蝴蝶種類和區(qū)系組成分析

在2018年4月至9月的6次調(diào)查中共記錄蝴蝶5 479只，鑒定蝴蝶種類39種，隸屬5科29屬，具體種類和數(shù)量分布見表2。天門地區(qū)蝴蝶種類區(qū)系組成以東洋種為主，種類數(shù)量為23種，占種類總數(shù)的58.97%；其次是古北種，種類數(shù)量為13，占種類總數(shù)的33.33%；最少的是廣布種，種類數(shù)量為3種，占種類總數(shù)的7.67%。此外，平頂眉眼蝶Mycalesispanthaka、高沙子燕灰蝶Rapalatakasagonis、紅翅長標(biāo)弄蝶Telicotaancilla在湖北省蝶類資源及區(qū)系研究中尚未有記錄，為湖北省新紀(jì)錄種[18]。

表2 天門地區(qū)蝴蝶種類組成和區(qū)系Table 2 The composition and Fauna of butterfly species in Tianmen Area

續(xù)表2 天門地區(qū)蝴蝶種類組成和區(qū)系Continuing table 2 The composition and Fauna of butterfly species in Tianmen Area

2.2 天門地區(qū)蝴蝶群落特征

天門地區(qū)蝴蝶群落在科級水平上，優(yōu)勢度指數(shù)由大到小分別為粉蝶科Pieridae、灰蝶科Lycaenidae、弄蝶科Hesperiidae、鳳蝶科Papilionidae、蛺蝶科Nymphalidae；均勻度指數(shù)由大到小分別為弄蝶科、灰蝶科、鳳蝶科、粉蝶科、蛺蝶科。在屬級多樣性中，以鳳蝶科的鳳蝶屬Papilio物種數(shù)量最多，5種，為優(yōu)勢屬；鳳蝶科的麝鳳蝶屬，粉蝶科的粉蝶屬，蛺蝶科的環(huán)蛺蝶屬、眉眼蝶屬和矍眼蝶屬，灰蝶科的琉璃灰蝶屬，皆為2種；其余皆為單種屬，有22屬，占總屬數(shù)(29屬)的75.86%。在種級多樣性中，以粉蝶科中的菜粉蝶Pieriscanidia最多，共2 590頭；其余依次為藍(lán)灰蝶Everesargiades457頭，酢漿灰蝶Pseudozizeeriamaha424頭。美姝鳳蝶Papiliomacilentus、紅珠鳳蝶Pachlioptaaristolochiae、小紅蛺蝶Vanessacardui、貓蛺蝶Timelaeamaculata、青豹蛺蝶Damorasagana、稻眉眼蝶Mycalesisgotama、黑灰蝶Niphandafusca、紅翅長標(biāo)弄蝶Telicotaancilla、花弄蝶Pyrgusmaculatus為少見種，標(biāo)本總數(shù)≤10頭，占總物種數(shù)的23.08%。而藍(lán)鳳蝶Papilioprotenor、柳紫閃蛺蝶Apaturailia、琉璃灰蝶Celastrinaargiolus、高沙子燕灰蝶Rapalatakasagonis、紅灰蝶Lycaenaphlaeas，各采集到1頭標(biāo)本，在該地區(qū)分布較少，為稀有種，占總物種數(shù)的12.82%(表3)。

表3 天門地區(qū)蝴蝶群落特征Table 3 Features of butterfly community in Tianmen Area

2.3 不同生境(樣線)蝴蝶多樣性的變化

不同生境(樣線)蝴蝶群落多樣性見表4。在科級水平上，6種生境(樣線)上蝴蝶種類所屬科僅有1個科的差異，科的多樣性指數(shù)最高的是東湖公園(Ⅲ)，最低為天門山(Ⅴ)。各生境屬數(shù)最多的為天門山(Ⅴ)，最低的為橫林鎮(zhèn)(I)，屬的多樣性指數(shù)最高為橫林鎮(zhèn)(I)，最低為蔣湖農(nóng)場(Ⅱ)。各生境種數(shù)最多的是天門山(Ⅴ)，最少的為蔣湖農(nóng)場(Ⅱ)，種的多樣性指數(shù)最高的天門山(Ⅴ)，最少的為東湖公園(Ⅲ)。就各生境個體數(shù)量而言，個體數(shù)量最多的是蔣湖農(nóng)場(Ⅱ)，最少的是東湖公園(Ⅲ)。均勻度指數(shù)最高的為橫林鎮(zhèn)(I)，最低的為天門山(Ⅴ)。優(yōu)勢度指數(shù)最高的為石家河鎮(zhèn)(Ⅳ)，最低的為天門山(Ⅴ)。豐富度指數(shù)最高的為天門山(Ⅴ)，最低的東湖公園(Ⅲ)?？傊?，多樣性指數(shù)變化趨勢為人工次生林(天門山(Ⅴ)，長壽山(VI))>公園(東湖公園(Ⅲ))>農(nóng)田(橫林鎮(zhèn)(I), 蔣湖農(nóng)場(Ⅱ)和石家河鎮(zhèn)(Ⅳ))。

表4 天門地區(qū)不同樣線蝴蝶群落的多樣性指數(shù)Table 4 Diversity index of butterfly on different sample line in Tianmen Area

2.4 蝴蝶多樣性的季節(jié)性變化

季節(jié)的變化伴隨著蝴蝶寄主植物、溫度等環(huán)境條件的變化，勢必對蝴蝶的多樣性產(chǎn)生影響。在2018年4—9月的調(diào)查中，蝴蝶的種類數(shù)6月份最多，為25種，4月份最少，僅有14種，差異非常明顯。蝴蝶的個體數(shù)量在5月份最多，為1 981只，在4月份最低，為215只。種的多樣性指數(shù)在6月份最高，為2.053 3，在5月份最低，為1.757 4。豐富度指數(shù)在7月份最高，為3.757 4，在4月份最低，為2.420 6；優(yōu)勢度指數(shù)在6月份最高，為0.737 2，在9月份最低，為0.202 7(表5)。

表5 天門地區(qū)蝴蝶多樣性的季節(jié)性變化Table 5 Seasonal variation of butterfly diversity in Tianmen Area

3 討論

3.1 天門地區(qū)蝴蝶多樣性

湖北省地處中國中部，蝴蝶資源相當(dāng)豐富，一些研究者曾經(jīng)對湖北蝶類資源進(jìn)行了調(diào)查，如先后對桃花沖國家森林公園[19]、應(yīng)山自然保護區(qū)[20]、后河國家級自然保護區(qū)[21]、大貴寺國家森林公園[22]、武當(dāng)山[23-24]、神農(nóng)架自然保護區(qū)[25]等蝶類資源進(jìn)行了調(diào)查，但對天門地區(qū)的蝴蝶資源尚未開展系統(tǒng)研究。本研究在對湖北省天門地區(qū)的蝴蝶多樣調(diào)查中，共記錄蝴蝶39種5，479只，隸屬5科29屬。其中，蛺蝶科種類最多，為11屬14種；粉蝶科、弄蝶科種類最少，均為4種，并且區(qū)系組成以東洋種為主。相關(guān)指數(shù)分析顯示多樣性指數(shù)在科級和屬級水平上最高的為灰蝶科，種級多樣性指數(shù)最高的為蛺蝶科，均勻度指數(shù)最高的為弄蝶科，優(yōu)勢度指數(shù)最高的為粉蝶科。就個體數(shù)量而言，以粉蝶科中的菜粉蝶最多，這主要與調(diào)查區(qū)域多為農(nóng)田，十字花科植物種植較多且生長季節(jié)較長有關(guān)，豐富的食物和充足的陽光為菜粉蝶的大量繁殖提供了非常便利的條件[26]。

3.2 不同生境類型的蝴蝶多樣性

復(fù)雜和異質(zhì)的生境孕育著豐富的昆蟲種類，而其生境復(fù)雜性和異質(zhì)性的變化必然會改變昆蟲的多樣性[27-28]。在本研究中，樣線Ⅴ、Ⅵ為大洪山余脈林區(qū)，植物種類主要為喬木、灌叢，植物種類較為豐富和穩(wěn)定，受人為因素干擾較少，環(huán)境質(zhì)量相對較好，故蝴蝶物種多樣性和豐富度指數(shù)較高。樣線Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ主要為農(nóng)田，植物種類單一，作物種植與收割、農(nóng)藥的噴灑、樹木的砍伐等人為活動常導(dǎo)致生境發(fā)生巨大變化，蝴蝶豐富度較低。而樣線Ⅲ雖為公園，植物種類相對農(nóng)田較為豐富，但常受林木修剪、噴灌及游園活動的影響，所以豐富度指數(shù)亦較低。以上結(jié)果顯示，蝴蝶的生物多樣性與其生存環(huán)境密切相關(guān)，面臨的最重要的威脅是生境的破壞，且環(huán)境的干擾常導(dǎo)致蝴蝶豐富度的降低，因而良好的生境條件對于蝴蝶多樣性至關(guān)重要[29]。

3.3 蝴蝶多樣性的季節(jié)性變化

昆蟲棲息地氣候的年度變化及相應(yīng)的植被群落變化對昆蟲種群動態(tài)具有直接的影響，使昆蟲多樣性呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化[30]。在本研究中，在4月份至9月份，蝴蝶的種類、多樣性、物種豐富度和物種優(yōu)勢度多數(shù)會出現(xiàn)2個高峰，表明蝴蝶的種類多樣性與其生境的植被的生長階段和氣候變化有著密切的聯(lián)系，在7-8月份左右多個指數(shù)偏低，可能是環(huán)境溫度偏高或農(nóng)作物收割與種植等因素導(dǎo)致生境嚴(yán)重受到破壞的結(jié)果。