李少鵬,叢 林,姜海燕,史東明
(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,呼和浩特 010019)
昆蟲(chóng)是自然生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分,在維持生態(tài)平衡方面發(fā)揮著重要作用[1]。物種多樣性是衡量一個(gè)地區(qū)生物資源豐富程度的指標(biāo),主要用物種的多度、豐富度和均勻度等指標(biāo)衡量物種多樣性。膜翅目(Hymenoptera)昆蟲(chóng)是昆蟲(chóng)綱中第三大目,是進(jìn)化程度最高的一個(gè)種類,也是一個(gè)生物豐富的類群,包括各種蜂和蟻[2]。只有少數(shù)種類的膜翅目是食草性的,大多數(shù)種類是捕食性或寄生性的,并具有快速捕食、廣泛攝食、大量攝入食物等特點(diǎn)。目前,專家學(xué)者對(duì)該保護(hù)區(qū)膜翅目昆蟲(chóng)并沒(méi)有展開(kāi)全面、深入的調(diào)查研究,故在2020 年7-9 月對(duì)該地的膜翅目昆蟲(chóng)進(jìn)行了調(diào)查,明確該地膜翅目昆蟲(chóng)種類并對(duì)多樣性進(jìn)行研究,以期為保護(hù)區(qū)膜翅目昆蟲(chóng)資源的保護(hù)和研究提供科學(xué)依據(jù)。
高格斯臺(tái)罕烏拉自然保護(hù)區(qū)位于內(nèi)蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗北部,地處大興安嶺南端支脈;地理坐標(biāo)介于東經(jīng)119°03′~119°39′、北緯44°41′~45°08′之間;總面積106284hm2,其中核心區(qū)面積35594hm2,占保護(hù)區(qū)總面積的33.4%[3]。保護(hù)區(qū)內(nèi)山勢(shì)起伏、河網(wǎng)密布、森林茂密,具有森林、草原、草甸、濕地和荒漠等多種生態(tài)系統(tǒng),是大興安嶺南部山脈保存下來(lái)具有代表性的森林-草原過(guò)渡地區(qū);地勢(shì)總體為西北高、東南低;屬于典型的大陸性氣候。
根據(jù)實(shí)際情況選取6種主要植被類型,分別為:
(1)落葉松林主要植物:落葉松(Larix gmelinii var.principis-rupprechtii)、榆樹(shù)(Ulmus pumila)、五角楓(Acer pictum subsp.Mono)、土 莊 繡 線 菊(Spiraea pubescens Turcz.)、野艾蒿(Artemisia lavandulifolia Candolle)、蕁麻(Urtica cannabina L.)、車前草(Plantago depressa Willd.)、龍牙草(Agrimonia pilosa Ldb.)。
(2)蒙古櫟林:蒙古櫟(Quercus mongolica Fischer ex Ledebour)、土莊繡線菊(Spiraea pubescens Turcz.)、芍藥(Paeonia lactiflora Pall.)、大麻(Cannabis sativa L.)。
(3)針茅草原:針茅(Stipa capillata L.)、叉分蓼(Polygonum divaricatum L.)、三葉委陵菜(Potentilla freyniana Bornm.)、芨芨草(Achnatherum splendens)、菖蒲(Acorus calamus L.)、胡枝子(Lespedeza bicolor Turca)。
(4)黑樺-蒙古櫟-山楊混交林:黑樺(Betula dahurica Pall.)、蒙古櫟(Quercus mongolica Fischer ex Ledebour)、山楊(Populus davidiana Dode)、榆(Ulmus pumila)、土莊繡線菊(Spiraea pubescens Turcz.)、三葉委陵菜(Potentilla freyniana Bornm.)、龍牙草(Agrimonia pilosa Ldb.)、羊茅(Festuca ovina L.)。
(5)黑樺-白樺混交林:黑樺(Betula dahurica Pall.)、白樺(Betula platyphylla Suk.)、繡線菊(Spiraea salicifolia L.)、山刺玫(Rosa davurica Pall.)、羊茅(Festuca ovina L.)、白茅(Imperata cylindrica)、披堿草(Elymus dauricus Turcz.)。
(6)柳灌叢:細(xì)葉沼柳(Salix rosmarinifolia)、艾(Artemisia argyi Lévl.et Van.)、路邊青(Geum aleppicum Jacq.)、穗花(Pedicularis spicata Pall.)、菖蒲(Acorus calamus L.)、苔參(Sophora flavescens Alt.)、唐松草(Thalictrum aquileqifolium)。
2020 年7-9 月,于昆蟲(chóng)活動(dòng)頻繁的9:00~15:00對(duì)阿魯科爾沁旗膜翅目昆蟲(chóng)進(jìn)行采集,每個(gè)生境選取3 個(gè)20m×20m 的樣方,樣方間隔大于100m;使用捕蟲(chóng)網(wǎng)捕捉,并放入毒瓶將其殺死,用酒精棉層保存,帶回實(shí)驗(yàn)室回軟,針插展翅制成標(biāo)本。
本次主要采用形態(tài)特征分類法對(duì)標(biāo)本進(jìn)行鑒定,通過(guò)標(biāo)本與照片進(jìn)行仔細(xì)對(duì)照,發(fā)現(xiàn)相似的標(biāo)本,然后通過(guò)主要的形態(tài)特征進(jìn)一步確定其分類地位和生活習(xí)性。主要鑒定書(shū)有《中國(guó)昆蟲(chóng)生態(tài)大圖鑒》和《沈陽(yáng)昆蟲(chóng)原色圖鑒》等[4-5]。
多樣性指數(shù)Shannon-Wiener 公式[6-7]:
式中,Pi為第i個(gè)物種個(gè)體占群落個(gè)體總數(shù)的比例,Ni為第i種的個(gè)體數(shù)量,N為全部個(gè)體總數(shù)。
均勻度指數(shù)Pielou 公式[6-7]:
式中,J 為均勻度,H 為多樣性指數(shù),S 為物種數(shù)。
優(yōu)勢(shì)度指數(shù)Simpson 公式[6-7]:
物種豐富度Margalef 公式[6-7]:
式中,S 為樣方中物種數(shù),N 為樣方中個(gè)體數(shù)。
采用Jaccard 相似性公式[6-7]:
式中,a 為A 生境的物種數(shù),b 為B 生境的物種數(shù),c 為A、B 2 個(gè)生境共有的物種數(shù)。
經(jīng)調(diào)查,共采集到膜翅目昆蟲(chóng)548 頭,隸屬于16科39種。從不同生境的膜翅目昆蟲(chóng)物種組成來(lái)看,昆蟲(chóng)數(shù)量較多的生境為蒙古櫟林、針茅草原和柳灌叢。蒙古櫟林采集到昆蟲(chóng)13 科26種147 頭,占總數(shù)量的26.82%;針茅草原采集到昆蟲(chóng)10 科20種111 頭,占總數(shù)量的20.25%;柳灌叢采集到昆蟲(chóng)12 科24種102頭,占總數(shù)量的18.61%。
從科級(jí)水平上看,蜜蜂科昆蟲(chóng)物種數(shù)量最高,有12種175 頭,占昆蟲(chóng)總數(shù)的31.93%,在6 個(gè)生境中均有分布;準(zhǔn)蜂科數(shù)量最少,僅有1種5 頭,占昆蟲(chóng)總數(shù)的0.91%。
從種級(jí)水平看,優(yōu)勢(shì)種有日本弓背蟻(28 頭,占總數(shù)量的5.1%)、敏捷扁頭猛蟻(34 頭,占總數(shù)量的6.2%)和密林熊蜂(55 頭,占總數(shù)量的10.03%)。物種組成具體見(jiàn)表1。
表1 高格斯臺(tái)罕烏拉自然保護(hù)區(qū)膜翅目昆蟲(chóng)組成及數(shù)量
對(duì)高格斯臺(tái)罕烏拉自然保護(hù)區(qū)6種生境中膜翅目昆蟲(chóng)群落多樣性數(shù)值進(jìn)行分析比較,結(jié)果如表2。Shannon-Wiener 指數(shù)排序?yàn)椋好晒艡盗郑玖鄥玻踞樏┎菰竞跇?蒙古櫟-山楊混交林>黑樺-白樺混交林>落葉松林;Pielou 指數(shù)排序?yàn)椋好晒艡盗郑玖鄥玻踞樏┎菰竞跇?蒙古櫟-山楊混交林>黑樺-白樺混交林>落葉松林;Simpson 指數(shù)排序:落葉松林>黑樺-白樺混交林>黑樺-蒙古櫟-山楊混交林>針茅草原>蒙古櫟林>柳灌叢;豐富度指數(shù)排序:蒙古櫟林>柳灌叢>針茅草原>黑樺-蒙古櫟-山楊混交林>落葉松林>黑樺-白樺混交林。
表2 不同植被類型膜翅目昆蟲(chóng)群落多樣性
由此可見(jiàn),蒙古櫟林均勻度、多樣性指數(shù)和豐富度均為最大,但優(yōu)勢(shì)度較小,僅大于柳灌叢。黑樺-蒙古櫟-山楊混交林均勻度、豐富度和優(yōu)勢(shì)度均大于黑樺白樺混交林,而優(yōu)勢(shì)度小于黑樺-白樺混交林。落葉松林多樣性指數(shù)和均勻度均最小,豐富度僅高于黑樺白樺混交林,但優(yōu)勢(shì)度最大。
根據(jù)Jaccard 相似性原理,當(dāng)相似性系數(shù)為1.0~0.75 時(shí),為極相似;0.75~0.5 時(shí),為中等相似;0.5~0.25 時(shí),為中等不相似;0.25~0 時(shí),為極不相似。
不同植被類型之間的相似性系數(shù)見(jiàn)表3。結(jié)果顯示,高格斯臺(tái)罕烏拉自然保護(hù)區(qū)不同植被群落內(nèi)膜翅目昆蟲(chóng)群落相似性最高的是蒙古櫟林和黑樺-蒙古櫟-山楊混交林(0.44),在0.25~0.5 之間,說(shuō)明為中等不相似。群落間相似性系數(shù)最小的是草原、黑樺-白樺林混交林、黑樺-蒙古櫟-山楊混交林和柳灌叢均為0.21,在0.25~0 之間,說(shuō)明為極不相似。其它植被類型群落之間相似性均在0.5~0.25 之間,為中等不相似。研究結(jié)果表明,不同植被類型的昆蟲(chóng)群落差異較大。
表3 高格斯臺(tái)罕烏拉自然保護(hù)區(qū)膜翅目昆蟲(chóng)群落相似性比較
本次研究共采集鑒定出膜翅目昆蟲(chóng)16 科39種,優(yōu)勢(shì)科為蜜蜂科和胡蜂科,分別占總種數(shù)的31.93%和21.17%。根據(jù)膜翅目多樣性指數(shù)可以看出,蒙古櫟林和柳灌叢多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)都較高,而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)低,可見(jiàn)物種豐富且群落穩(wěn)定。根據(jù)群落相似性分析,可以看出不同植被群落下昆蟲(chóng)群落差異較大。
優(yōu)勢(shì)科為蜜蜂科和胡蜂科,與高格斯臺(tái)罕烏拉氣候及海拔等因素相符合,而扁葉蜂科、準(zhǔn)蜂科和葉蜂科種類較少,保護(hù)區(qū)可加強(qiáng)對(duì)這三科昆蟲(chóng)的保護(hù)。蒙古櫟林和柳灌叢這種生境類型多樣性指數(shù)更大,物種豐富度更高,保護(hù)區(qū)應(yīng)該注意對(duì)柳灌叢等濕地環(huán)境及蒙古櫟林的保護(hù)。對(duì)比分析落葉松林、黑樺-蒙古櫟-山楊混交林及黑樺-白樺混交林可以看出,混交林相比于純林具有更多的物種多樣性及更高的豐富度,與混交林豐富的植物種類密切相關(guān)。因此,在保護(hù)現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境的同時(shí),發(fā)展混交林、適當(dāng)撫育間伐、改善林內(nèi)環(huán)境等措施,對(duì)于維持生態(tài)平衡,豐富物種多樣性及提高森林抗病蟲(chóng)害能力都有顯著效果。