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        滇西南地區(qū)蟻科昆蟲區(qū)系分析*

        2022-09-22 01:18:16郭寧妍徐正會錢怡順張新民許國蓮周雪英
        關(guān)鍵詞:古北東洋亞科

        郭寧妍,房 華,徐正會 ,陳 超,錢怡順,張新民,許國蓮,周雪英

        (1.西南林業(yè)大學(xué) 生物多樣性保護學(xué)院,云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點實驗室,云南 昆明 650224;2.西南林業(yè)大學(xué) 圖書館,云南 昆明 650224)

        螞蟻在地球上的棲息地廣泛,屬膜翅目(Hymenoptera)蟻科(Formicidae)的社會性昆蟲[1],目前全球范圍內(nèi)已記錄16 亞科345 屬14 020 種[2]。螞蟻種群數(shù)量龐大,在生態(tài)系統(tǒng)中具有重要地位[3],對改良土壤、分解有機質(zhì)、為植物授粉和傳播種子等起重要作用[4]。許多捕食性螞蟻可作為天敵資源加以利用,如黃猄蟻[Oecophylla smaragdina(Fabricius)]可以有效防治熱帶地區(qū)的果園和橡膠園害蟲[4],黑毛蟻[Lasius niger(Linnaeus)]在白蟻生物防治中也具有應(yīng)用潛力[5]。作為生態(tài)環(huán)境中的關(guān)鍵類群,螞蟻還具有易感知環(huán)境變化和采集難度低的特點[6],是生態(tài)系統(tǒng)中物種豐富度的重要指示生物[7]。從20 世紀(jì)80 年代開始,中國學(xué)者對國內(nèi)蟻科昆蟲區(qū)系陸續(xù)開展研究,先后報道了陜西省[8]和太白山[9]、西北地區(qū)[10]、陜甘寧蒙沙漠地區(qū)[11]、鄂西南地區(qū)[12]以及四川[13-16]、廣西[17-19]、河南[20]、寧夏[21]、重慶[22]和深圳[23]等地的螞蟻區(qū)系。云南省是中國生物多樣性最豐富的省份,開發(fā)潛力巨大[24],已有研究先后報道了西雙版納熱帶雨林[25]、南滾河國家級自然保護區(qū)[26]和哀牢山國家級自然保護區(qū)[27]的螞蟻區(qū)系,但是上述研究報道還比較有限,沒有完整揭示云南的螞蟻區(qū)系。

        滇西南地區(qū)地理位置特殊,包括橫斷山南部、青藏高原東南緣和云貴高原西南部地區(qū),由北至南從青藏高原向云貴高原過渡[28]。受印度洋暖濕氣流和中國西南季風(fēng)的共同影響,加之受到北方冷空氣侵襲少,年溫差小,有效熱量高,植被類型多樣,森林資源豐富,是中國水熱條件非常優(yōu)越的南亞熱帶地區(qū)[29]。在這樣復(fù)雜的地理和氣候條件下,該地區(qū)蟻科昆蟲的物種組成和區(qū)系特征是什么?為探究這一問題,本研究對滇西南地區(qū)蟻科昆蟲區(qū)系進行分析。

        1 材料與方法

        1.1 取樣調(diào)查方法

        調(diào)查時間為2020 年6—7 月和2021 年6 月。在滇西南地區(qū)海拔480~2 220 m 調(diào)查范圍內(nèi),超過一半的樣地海拔在1 500 m 以下,地貌多以低山寬谷及山間盆地為主,河谷盆地(海拔500~900 m)、山間盆地(海拔900~1 200 m)和河谷(海拔600~800 m)共同形成了北高南低的地勢[29]。在此范圍內(nèi),從北向南依次設(shè)置永德、耿馬、滄源、西盟和瀾滄5 個垂直帶;從低海拔開始,海拔每上升250 m 設(shè)置1 個面積為50 m×50 m 的調(diào)查樣地,其植被典型并具有代表性,共計32 個樣地(表1)。受野外自然條件等限制,選定樣地的海拔存在一定誤差,通??刂圃?0 m 范圍內(nèi)。

        表1(續(xù))

        表1(續(xù))

        采用樣地調(diào)查法[4]進行螞蟻調(diào)查,包括樣方調(diào)查和搜索調(diào)查。樣方調(diào)查法是在樣地內(nèi)沿對角線設(shè)置5 個間隔為10 m、面積為1 m×1 m 的樣方,在樣方內(nèi)的地表、土壤(深度0~20 cm)和樹冠內(nèi)調(diào)查和采集螞蟻。將采集到的標(biāo)本連同標(biāo)簽裝入2 mL 凍存管內(nèi)。樣方調(diào)查完成后進行搜索調(diào)查,在50 m×50 m 的樣地范圍內(nèi)調(diào)查和采集在各類微生境中筑巢和覓食的螞蟻,將標(biāo)本和標(biāo)簽一并裝入凍存管內(nèi),帶回實驗室進行室內(nèi)研究。

        1.2 標(biāo)本制作及鑒定方法

        在實驗室對野外采集到的螞蟻標(biāo)本進行歸類整理并編號。每號標(biāo)本的螞蟻個體若不足9 頭,將全部個體制作成三角紙干制標(biāo)本,并存放于標(biāo)本盒中用于鑒定;每號標(biāo)本多于9 頭的個體用無水乙醇裝入2 mL 凍存管內(nèi)制作成浸漬標(biāo)本保存。制作螞蟻標(biāo)本時使用中性樹膠和4 號昆蟲針將整理好姿態(tài)的螞蟻標(biāo)本固定在3 mm×10 mm 的黑色三角紙上,注意三角紙紙尖須粘住螞蟻中、后足基節(jié)間胸部腹面,頭部向前,背面向上,右側(cè)對著昆蟲針,身體水平。采用形態(tài)分類方法,參考已有文獻[4,30-34]和模式標(biāo)本對螞蟻標(biāo)本進行分類鑒定。

        1.3 區(qū)系分析方法

        根據(jù)LUBERTAZZI 等[35]獲取滇西南地區(qū)發(fā)現(xiàn)的蟻科各屬在全球的地理分布信息;根據(jù)Ant-Maps 網(wǎng)站上所顯示分布情況,對各個種在全球各國以及中國各省級行政區(qū)的地理分布信息進行逐一記錄;依據(jù)世界動物地理區(qū)劃方案[36]和中國動物地理區(qū)劃分方案[37],對屬、種區(qū)系成分和分布型進行統(tǒng)計分析。

        2 結(jié)果與分析

        經(jīng)分類鑒定,在滇西南地區(qū)共采獲蟻科昆蟲10 亞科74 屬220 種。其中,鈍猛蟻亞科(Amblyoponinae) 和刺猛蟻亞科(Ectatomminae) 均為1 屬1 種,卷尾猛蟻亞科(Proceratiinae)和細蟻亞科(Leptanillinae)均為2 屬2 種,猛蟻亞科(Ponerinae) 16 屬39 種,行軍蟻亞科(Dorylinae) 5 屬8 種,偽切葉蟻亞科(Pseudomyrmecinae) 1 屬5 種,切葉蟻亞科(Myrmicinae) 26 屬89 種,臭蟻亞科(Dolichoderinae) 4 屬14 種,蟻亞科(Formicinae) 16 屬59 種。可見,在上述10 個亞科中,切葉蟻亞科的屬、種最豐富,位列第2 的是蟻亞科,鈍猛蟻亞科和刺猛蟻亞科的屬、種最貧乏。

        2.1 屬級階元成分分析

        2.1.1 蟻科各屬在世界動物地理界的分布

        由表2 可知:在滇西南地區(qū)已知74 屬蟻科昆蟲中,分布于東洋界的屬占比最大(74 屬,占100.0%),排在第2 的是古北界分布屬(61 屬,占82.4%),第3 是澳洲界分布屬(54 屬,占73.0%),第4 是非洲界分布屬(45 屬,占60.8%),第5 是新北界分布屬(30 屬,占40.5%),新熱帶界分布屬(26 屬,占35.1%)占比最小。在屬級水平上,滇西南地區(qū)螞蟻區(qū)系以東洋界成分為主,且其與古北界關(guān)系最密切,與澳洲界關(guān)系密切,與非洲界關(guān)系較密切,與新北界關(guān)系較疏遠,與新熱帶界關(guān)系疏遠。

        表2 滇西南地區(qū)蟻科各屬在6 個動物地理界的分布Tab.2 Distribution of Formicidae genera from southwestern Yunnan in the six zoogeographical regions

        表2(續(xù))

        2.1.2 蟻科各屬的分布型

        由表2 還可知:滇西南地區(qū)采獲的74 個屬可劃分為17 個分布型,其中,東洋—古北—澳洲—非洲—新北—新熱帶界分布型的屬最豐富(19 屬,占25.7%),第2 是東洋—古北—澳洲—非洲界分布型(17 屬,占23.0%),第3 是東洋—古北—澳洲界分布型(7 屬,占9.5%),第4 是東洋界分布型(6 屬,占8.1%),第5 是東洋—古北界分布型(4 屬,占5.4%),并列第6 的是東洋—古北—澳洲—新北—新熱帶界分布型、東洋—古北—非洲界分布型、東洋—古北—新北界分布型和東洋—澳洲界分布型(均為3 屬,占4.1%),第7 是東洋—古北—澳洲—新北界分布型(2 屬,占2.7%),并列第8 的是東洋—古北—澳洲—非洲—新北界分布型、東洋—古北—非洲—新北—新熱帶界分布型、東洋—澳洲—非洲—新熱帶界分布型、東洋—古北—新北—新熱帶界分布型、東洋—非洲—新熱帶界分布型、東洋—澳洲—非洲界分布型和東洋—非洲界分布型等7 個(均為1 屬,占1.4%)。

        2.2 種級階元成分分析

        2.2.1 螞蟻物種在世界動物地理界和中國動物地理區(qū)的分布

        由表3 可知:滇西南地區(qū)采獲的220 種螞蟻在世界動物地理界的豐富度為東洋界(220 種)>古北界(88 種)>澳洲界(48 種)>非洲界(16 種)>新北界(12 種)>新熱帶界(9 種),可見,滇西南地區(qū)螞蟻區(qū)系以東洋界分布種為主,與古北界關(guān)系最密切,與新熱帶界關(guān)系最疏遠;在中國動物地理區(qū)的豐富度為華南區(qū)(220 種)>西南區(qū)(150 種)>華中區(qū)(113 種)>華北區(qū)(49 種)>青藏區(qū)(35 種)>蒙新區(qū)(13 種)>東北區(qū)(6 種),可見,滇西南地區(qū)螞蟻區(qū)系以華南區(qū)分布種最豐富,與西南區(qū)關(guān)系最密切,與東北區(qū)關(guān)系最疏遠。

        表3 滇西南地區(qū)螞蟻物種在世界動物地理界和中國動物地理區(qū)的分布Tab.3 Distribution of ant species from Southwestern Yunnan in world zoogeographical regions and Chinese zoogeographical zones

        表3(續(xù))

        表3(續(xù))

        表3(續(xù))

        表3(續(xù))

        2.2.2 螞蟻物種在世界動物地理界的分布型

        由表3 還可知:滇西南地區(qū)已知螞蟻物種在世界動物地理界的分布可劃分為12 個分布型,其中,東洋界分布型最豐富(116 種,占52.7%),第2 是東洋—古北界分布型(53 種,占24.1%),第3 是東洋—古北—澳洲界分布型(17 種,占7.7%),位列第4、5、6、7 的分別是東洋—澳洲界分布型(15 種,占6.8%)、東洋—古北—澳洲—非洲—新北—新熱帶界分布型(8 種,占3.6%)、東洋—古北—澳洲—非洲界分布型(4 種,占1.8%)、東洋—古北—新北界分布型(2 種,占0.9%);并列第8 的有東洋—澳洲—新北界分布型、東洋—古北—非洲界分布型、東洋—古北—澳洲—新北界分布型、東洋—古北—澳洲—非洲—新北界分布型和東洋—古北—澳洲—非洲—新熱帶界分布型等5 個(均為1 屬,占0.5%)。

        2.2.3 螞蟻物種在中國動物地理區(qū)的分布型

        滇西南地區(qū)已知螞蟻物種在中國動物地理區(qū)的分布可劃分為17 個分布型,其中,華南區(qū)分布型最豐富(66 種,占30.0%),之后依次是華南—西南—華中區(qū)分布型(49 種,占22.3%)、華南—西南區(qū)分布型(37 種,占16.8%)、華南—西南—華中—華北區(qū)分布型(19 種,占8.6%)、華南—西南—華中—華北—青藏區(qū)分布型(14 種,占6.4%);位列第6、7、8、9 的分布型依次是華南—西南—華中—青藏區(qū)分布型(11 種,占5.0%)、華南—西南—華中—華北—青藏—蒙新區(qū)分布型(5 種,占2.3%)、華南—華中區(qū)分布型(4 種,占1.8%)、華南—西南—華中—華北—蒙新區(qū)分布型(3 種,占1.4%),第10 位的有華南—西南—青藏區(qū)分布型、華南—西南—華中—蒙新區(qū)分布型、華南—西南—華中—華北—東北區(qū)分布型和華南—西南—華中—華北—青藏—東北區(qū)分布型等4 個(均為2 種,占0.9%),華南—西南—華北區(qū)分布型、華南—西南—華北—蒙新區(qū)分布型、華南—西南—華中—華北—蒙新—東北區(qū)分布型和華南—西南—華中—華北—青藏—蒙新—東北區(qū)分布型等4 個的物種最貧乏(均為1 種,占0.5%) (表3)。

        3 討論

        長有德等[10]報道西北地區(qū)螞蟻79 種,其中古北界分布種79 種,占絕對優(yōu)勢,而東洋界分布種僅17 種(占31.5%)。辛明等[21]報道寧夏地區(qū)螞蟻69 種,其中古北界分布種41 種(占59.4%),東洋界分布種7 種(占10.2%)。徐正會等[38]報道西藏地區(qū)螞蟻183 種,其中東洋界分布種159 種(占86.9%),古北界分布種82 種(占44.8%),表明西藏地區(qū)螞蟻以東洋界分布種為主要成分,但是古北界分布種的分布范圍更廣。王維等[34]報道湖北省螞蟻150 種,其中東洋界分布種90 種(占60.0%),占明顯優(yōu)勢,而古北界分布種僅9 種(占6.0%)。陳超等[16]報道四川鞍子河自然保護區(qū)及鄰近地區(qū)螞蟻62 種,其中東洋界分布種62 種(占100.0%),而古北界分布種47 種(占75.8%)。錢怡順等[27]報道了云南哀牢山自然保護區(qū)螞蟻206 種,其中東洋界分布種206 種(占100.0%),而古北界分布種82 種(占39.8%)。徐正會[25]報道云南西雙版納螞蟻267 種,以東洋界分布種最豐富(161 種,占60.3%),東洋古北界共有種39 種,僅占13.9%??梢姡谥袊貛X淮河一線以北的西北地區(qū)和寧夏地區(qū),古北界分布種占絕對優(yōu)勢;秦嶺淮河一線南側(cè)的四川鞍子河自然保護區(qū)及鄰近地區(qū),古北界和東洋界分布種比例差異縮小,東洋界分布種稍占優(yōu)勢;而到了云南境內(nèi)的哀牢山國家級自然保護區(qū)和西雙版納國家級自然保護區(qū),東洋界分布種占絕對優(yōu)勢。進一步分析發(fā)現(xiàn):從北向南隨著緯度降低,年均溫逐漸升高,螞蟻物種的豐富度顯著增長,古北界分布種比例依次降低,而東洋界分布種比例依次增加。

        在滇西南地區(qū)記錄到蟻科昆蟲10 亞科74 屬220 種,其中,74 個屬在東洋界均有分布,有61 個屬分布于古北界,僅有26 個屬分布于新熱帶界;在220 個物種中,屬于東洋界分布型的物種最豐富(116 種,占52.7%),歸于東洋—古北界分布型的物種僅次于東洋界分布型(53 種,占24.1%)。上述研究結(jié)果與南滾河自然保護區(qū)(東洋界分布種108 種,占65.1%;古北界分布46 種,占27.7%)[26]相似。2 個區(qū)域均以東洋界分布種占優(yōu)勢,螞蟻區(qū)系之間具有非常緊密的關(guān)系。

        滇西南地區(qū)螞蟻物種多樣性水平較高,在中國動物地理區(qū)劃中以華南區(qū)分布種最豐富(220種),西南區(qū)分布種次之(150 種),東北區(qū)分布種最貧乏(6 種)??梢姡嵛髂系貐^(qū)螞蟻區(qū)系具有典型華南區(qū)特征,與西南區(qū)關(guān)系最密切,與東北區(qū)關(guān)系最疏遠,這與該地區(qū)的地理位置緊密相關(guān)。滇西南地區(qū)地理位置特殊,北接橫斷山南部,西連印度緬甸地區(qū),南接滇南谷地?zé)釒в炅謪^(qū),東連云貴高原,地理上是一個物種匯聚之地;加之海拔偏低且高差較大(500~2 220 m),受印度洋暖濕氣流和中國西南季風(fēng)共同影響,水熱條件優(yōu)越,分布有溝谷雨林、山地雨林、石灰?guī)r季雨林和落葉季雨林等熱帶北緣的植被類型[39],為螞蟻群落的生存繁衍提供了優(yōu)越條件,因此螞蟻豐富度和多樣性較高,豐富的熱帶北緣和南亞熱帶植被為華南區(qū)物種提供了良好的棲息生境。

        4 結(jié)論

        本研究報道了滇西南地區(qū)10 亞科74 屬220種螞蟻,其中東洋界分布種占絕對優(yōu)勢(220 種,占100.0%),古北界分布種位居第2 (88 種,占40.0%)。在中國動物地理區(qū)劃中,滇西南地區(qū)螞蟻區(qū)系具有典型華南區(qū)特征(220 種),與西南區(qū)(150 種)關(guān)系最密切,與東北區(qū)(6 種)關(guān)系最疏遠。滇西南地區(qū)水熱條件優(yōu)越,為螞蟻群落的生存繁衍提供了優(yōu)越條件,豐富的熱帶和南亞熱帶植被為華南區(qū)物種提供了良好的棲息生境。

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