中国媒介生物学及控制杂志  2014, Vol. 25 Issue (6): 492-495

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李海龙, 袁江玲, 张桂林, 郑重, 刘晓明, 孙响
LI Hai-long, YUAN Jiang-ling, ZHANG Gui-lin, ZHENG Zhong, LIU Xiao-ming, SUN Xiang
新疆北部干旱区5个湿地蚊类的生态位及无倾向对应排序分析
Niche breadth, overlap, and detrended correspondence analysis of mosquitoes in five arid wetlands in North Xinjiang, China
中国媒介生物学及控制杂志, 2014, 25(6): 492-495
Chin J Vector Biol & Control, 2014, 25(6): 492-495
10.11853/j.issn.1003.4692.2014.06.002

文章历史

收稿日期:2014-6-4
新疆北部干旱区5个湿地蚊类的生态位及无倾向对应排序分析
李海龙1, 袁江玲2, 张桂林1, 郑重1, 刘晓明1, 孙响1    
1 新疆军区疾病预防控制中心, 乌鲁木齐 830011;
2 新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心
摘要目的 应用生态位理论和方法,对新疆北部干旱区5个湿地蚊类的生态位宽度、生态位重叠及其种间关系进行研究。 方法 使用CO2灯诱法对各湿地蚊类进行调查采集,分类计数,测定生态位宽度及生态位重叠指数,利用各湿地生境内各蚊种的构成比构建矩阵进行系统聚类分析,并以不同湿地生境内各种蚊虫数量为指标,应用无倾向对应分析(DCA)排序法进行分析。 结果 新疆北部干旱区5个湿地共捕获蚊类5属16种共20 731只,分析结果显示,生态位宽度最大为背点伊蚊(0.8326),其他依次为刺扰伊蚊(0.6350)、里海伊蚊(0.5954)和米赛按蚊(0.5558);生态位重叠指数有26个种对数>0.90,占20.31%,85个种对数<0.50,占70.83%;系统聚类分析将5个湿地生境分成两类;DCA排序结果显示,新疆伊蚊和环跗曼蚊距离其他蚊种最远。结论 优势种的生态位宽度不一定最大。布尔根河湿地、额尔齐斯河下游湿地及伊犁河下游湿地的蚊类群落构成较为相似,艾比湖湿地和额敏河河口湿地蚊类群落构成较为相似。DCA排序可以直观反映蚊种分布与生境间的相对关系。
关键词蚊类     生态位     生态位重叠指数     无倾向对应分析排序     干旱区湿地    
Niche breadth, overlap, and detrended correspondence analysis of mosquitoes in five arid wetlands in North Xinjiang, China
LI Hai-long1 , YUAN Jiang-ling2, ZHANG Gui-lin1 , ZHENG Zhong1, LIU Xiao-ming1, SUN Xiang1     
1 Center for Disease Control and Prevention of Xinjiang Military Command Area, Urumqi 830011, Uygur Autonomous Region, China;
2 Xinjiang Center for Disease Control and Prevention
Abstract:Objective To determine the niche breadth, overlap, and inter-species correlations of mosquito species in five arid wetlands in North Xinjiang using ecological niche theory and relevant methods. Methods Mosquitoes were captured with carbon dioxide-baited light traps and were then classified and counted. Niche breadth and overlap were estimated with Shannon-Wiener's and Pianka's formulae, respectively. Hierarchical cluster analysis was performed with a matrix of the constituent ratio of individual species, and detrended correspondence analysis (DCA) was performed with the population size of each mosquito species in different wetland haBitats. Results A total of 20 731 mosquitoes, belonging to 16 species in 5 genera, were captured in the five arid wetlands in North Xinjiang. Of these, Aedes dorsalis had the greatest niche breadth (0.8326), followed by Ae. vexans (0.6350), Ae. caspius (0.5954), and Anopheles messeae (0.5558). Regarding niche overlap index, there were 26 species (20.31%) with log-transformed values above 0.90 and 85 species (70.83%) with log-transformed values above 0.50. The five wetland haBitats were classified into two major ecotypes by hierarchical cluster analysis. DCA ordination diagram showed the longest distance of Ae. sinkiangensis and Mansonia richiardii from other species among the mosquitoes tested. Conclusion The dominant mosquito species does not always has the greatest niche breadth. Similar mosquito population structure exists in the wetlands of Buergen River, the lower reach of Ertix River, and the lower reach of Yili River, as well as in the wetlands of EBinur Lake and the estuary of Emin River. Species distribution of mosquitoes and their correlations with wetland haBitats can be directly reflected by DCA ordination.
Key words: Mosquito     Ecological niche     Niche overlap     Detrended correspondence analysis ordination     Arid wetland    

对于某一生物种群而言,生态位(niche)的相关指标能够反映出其地理分布情况以及生境的适应性。通常用生态位宽度(niche breadth)、生态位重叠指数(niche overlap)和排序分析来定量地描述生物群落在不同生境的生态位特征以及种群与生境之间的相互关系。新疆维吾尔自治区(新疆)北部干旱区湿地蚊虫危害十分严重,其刺叮骚扰及携带的传染性病原对周边居民的生活和健康造成了较大影响。国内外已经开展较多的关于蚊虫区系分布、生物学习性、生物多样性等一系列研究,但针对新疆地区尤其是干旱区湿地的研究多集中于蚊虫种群组成、活动节律调查、防制措施以及蚊虫的医学重要性等方面[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7],而少有涉及关于蚊虫生态位方面的研究[8]。在蚊类生态学方面,国内外学者常利用大尺度生态学、景观生态学进行蚊类群落结构、环境因素对蚊虫种群分布的影响等进行研究[9, 10, 11, 12],通过聚类分析法和排序分析法[13, 14, 15, 16, 17]来研究探讨蚊虫种群间相关性及种群与环境因子之间的内在联系。因此本研究有助于进一步了解干旱区湿地蚊虫群落特点及其与环境之间的相互关系,为干旱区蚊类及蚊媒病防制提供理论依据。 1 材料与方法 1.1 研究区域

 选择新疆北部伊犁河、额敏河、乌伦古河分支布尔根河、额尔齐斯河4个河流型湿地以及艾比湖平原湖泊型湿地进行调查。调查样地分别位于伊犁河下游三道河地区(43°50′33″N,80°38′44″E,海拔540 m)、布尔根河塔克什肯地区(46°10′51″N,90°48′47″E,海拔1114 m)、额敏河河口地区(46°28′43″N,82°53′46″E,海拔407 m)、额尔齐斯河下游湿地北湾地区(48°01′51″N,85°32′30″E,海拔417 m)以及艾比湖西侧与农五师九十团毗邻地区(44°48′54″N,82°53′16″E,海拔201 m)。 1.2 研究方法 1.2.1 样地调查

 2006-2010年,于6-8月蚊虫活动高峰时间,在每个调查样地,选择居住区内树林、河岸林、盐渍化荒地3种不同典型生境作为标本采集点,采用CO2灯诱及人帐诱法收集蚊虫标本,对标本计数和分类鉴定。 1.2.2 数据处理

 生态位宽度(Bi)采用Shannon?Wiener多样性指数为基础的生态位宽度指数[18]。生态位重叠指数(NO)采用Pianka(1973)的重叠指数[18]。应用各湿地生境内不同蚊种的构成比构建矩阵,采用IBM SPSS Statistics 19.0软件进行系统聚类分析。以不同湿地生境内各种蚊虫数量为指标,变量经过Y=lg(y+1)标准化,应用无倾向对应分析(detrended correspondence analysis,DCA)探讨不同生境对蚊虫分布的影响,DCA分析通过Canoco for Windows 4.5软件完成。 2 结 果

通过调查,在5个干旱区湿地共捕获蚊类5属16种共20 731只。其中,伊犁河下游5属8种共5431只;艾比湖平原湖泊型湿地5属11种共4716只;乌伦古河分支布尔根河3属5种共2664只;额敏河下游4属9种共1218只;额尔齐斯河下游4属8种共6702只(表 1)。在所获16种蚊虫中,刺扰伊蚊(Aedes vexans)为优势蚊种,占捕获总数的55.98%,常见种类有里海伊蚊(Ae. caspius)、赫坎按蚊(Anopheles hyrcanus)、凶小库蚊(Culex modestus)、尖音库蚊(Cx. pipiens)和米赛按蚊(An. messeae),分别占13.68%、11.98%、9.03%、4.89%和1.88%,其他蚊种数量较少。

表 1 新疆北部干旱区5个湿地蚊类的组成及分布 Table 1 The composition and distribution of mosquitoes in five arid wetlands in North Xinjiang,China
2.1 5个湿地16种蚊虫的生态位宽度及种间生态位重叠

 根据生态位宽度测定,最大值为背点伊蚊(0.8326),其次为刺扰伊蚊(0.6350)、里海伊蚊(0.5954)和米赛按蚊(0.5558)。生态位重叠指数结果(表 2)显示,NO>0.9000以上的蚊种组分别有刺扰伊蚊与米赛按蚊等;26个种对数NO>0.90,占20.31%,85个种对数NO<0.50,占70.83%。

表 2 新疆北部干旱区5个湿地16种蚊虫生态位重叠指数及地理生态位宽度 Table 2 Niche overlap index and geographical niche breadth of 16 mosquito species in five arid wetlands in North Xinjiang,China
2.2 5个湿地16种蚊类的系统聚类分析

 通过对5个湿地蚊类构成的系统聚类分析,结果将5个湿地的蚊类生境分为2类。其中,乌伦古河支流布尔根河湿地、额尔齐斯河下游湿地及伊犁河下游3个湿地被聚为一类,而艾比湖湿地和额敏河河口湿地被聚为另一类(图 1)。

图 1 新疆北疆干旱区5个湿地蚊类系统聚类 Figure 1 Dendrogram of cluster analysis based on the constituent ratio of individual mosquito species in five arid wetlands in North Xinjiang,China
2.3 5个湿地蚊类的DCA排序分析

 DCA排序结果表明,新疆伊蚊和环跗曼蚊距离其他蚊种最远。阿拉斯加脉毛蚊与哈萨克斯坦伊蚊相关性最大,分布完全一致;白黑伊蚊、黄色伊蚊、环跗脉毛蚊相关性最大,分布完全一致;刺扰伊蚊与米赛按蚊和里海伊蚊相关性较强;背点伊蚊、凶小库蚊、白黑伊蚊、黄色伊蚊、环跗脉毛蚊呈近似线性,也表现出很强的相关性(图 2)。

图 2 新疆北疆干旱区5个湿地蚊类DCA二维排序结果 Figure 2 Two?dimensional ordination diagram of DCA for mosquitoes in five arid wetlands in North Xinjiang,China
3 讨 论

   生态位宽度指数越大,说明该物种对于环境适应性的特异性越小,分布也就越广泛。但在本研究中作为优势种的刺扰伊蚊,其生态位宽度(0.6350)却低于背点伊蚊(0.8326),其原因可能是刺扰伊蚊在生境中较为集中分布,均匀度较低所致,说明生态位宽度最大的种不一定是优势种。物种在可利用资源丰富的情况下,能选择性地利用资源,使得种群数量分布不均衡,从而使物种生态位宽度变窄[19]。本研究中生态位宽度位于前4位的有刺扰伊蚊、里海伊蚊、米赛按蚊和背点伊蚊,说明这4个蚊种在干旱环境中具有较强的适应性,因此在新疆北部地区的分布范围较广,成为当地的优势种或常见种。

生态位重叠作为衡量种间生态相似性的指标。生态位重叠值高反映的是两种蚊种对生态因子有着相似要求,反之则说明差异性较大,因此,生态位重叠也导致了种间的竞争情况,本研究中从蚊虫捕获数量上可以看出存在较明显的种间竞争。而新疆伊蚊与其他各蚊种间的生态位重叠指数均较低,表明新疆伊蚊对于栖息生境的要求与其他蚊种之间存在较大差异,成为新疆的特有蚊种。

系统聚类分析结果说明乌伦古河支流布尔根河湿地、额尔齐斯河下游湿地及伊犁河下游湿地的蚊类群落构成较为相似,艾比湖湿地和额敏河河口湿地蚊类群落构成较为相似。

本研究因只考虑了物种一个因素,未进行环境因素分析,因此采用了DCA排序分析。通常情况生态位较窄的物种多分布于排序图外围,生态位较宽的物种多位于排序图中心。本研究中生态位宽度较窄的新疆伊蚊、阿拉斯加脉毛蚊、哈萨克斯坦伊蚊等蚊种均位于排序图外围,而生态位宽度较宽的刺扰伊蚊、里海伊蚊、尖音库蚊、背点伊蚊、米赛按蚊等均位于排序图中心,白黑伊蚊、黄色伊蚊、环跗脉毛蚊以及哈萨克斯坦伊蚊与阿拉斯加脉毛蚊生态位重叠指数均为1.0000,在排序图中共享同一个位点。刺扰伊蚊、赫坎按蚊、凶小库蚊、里海伊蚊、尖音库蚊、米赛按蚊、背点伊蚊在排序图中相互间的距离相对较近,说明这类蚊种栖息生境很相似,从而构成了新疆北部干旱区湿地蚊类的常见种。

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