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文章信息
- 王姹, 张雯, 杨书林
- WANG Cha, ZHANG Wen, YANG Shulin
- 贵州雷公山国家级自然保护区金龟总科昆虫多样性初步调查
- Primary Survey on Diversity of Scarabaeoidea Insects in the Leigong Mountain National Nature Reserve, Guizhou
- 四川动物, 2020, 39(3): 295-300
- Sichuan Journal of Zoology, 2020, 39(3): 295-300
- 10.11984/j.issn.1000-7083.20190377
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文章历史
- 收稿日期: 2019-11-07
- 接受日期: 2020-03-19
金龟总科Scarabaeoidea隶属于鞘翅目Coleoptera多食亚目Polyphaga,是世界广布的一个较大类群。现今全世界共记录约3.5万种,其中,我国记录约1 800种(刘广瑞等,1997;Grebennikov & Scholtz,2004),其幼虫被称为蛴螬,生活环境和食性因种类而异,按取食范围可分为植食性、腐食性和粪食性(马明安等,2004)。植食性金龟子成虫主要取食植物的叶片、花和果实等,其幼虫为主要的地下害虫,危害植物的幼苗、种子、幼根和嫩茎,咬断幼苗的根茎,导致幼苗枯死,或蛀食块茎,造成孔洞,影响农作物的产量(张美翠等,2014;刘振怀,2015;朱学松,2018)。腐食性和粪食性金龟可分解死亡动植物、动物排遗物,对促进营养循环、降低森林火灾风险、保护环境和维持生态平衡具有重要意义。
雷公山国家级自然保护区位于贵州省东南部、黔东南苗族侗族自治州境内,地跨雷山、台江、剑河、榕江4县,植被丰富多样,是一个中亚热带天然物种贮存库,对黔东南的水源涵养、水土保持及生态平衡起着重要的作用。保护区内水源丰富、动植物资源种类繁多,为昆虫提供了良好的生存条件。保护区金龟总科昆虫的系统性研究较少,仅见于保护区建立后开展过的2次大规模考察,分别记录了金龟总科昆虫3科7种(周政贤,姚茂森,1989)和6科54种(李子忠等,2007)。2011—2018年对保护区内进行多次金龟总科昆虫调查,对其多样性、丰富度及均匀度等进行分析,以期了解并更新保护区金龟总科昆虫的种类组成及分布情况,加强对其的认识和多样性保护,也为保护区病虫害防治及昆虫资源利用提供基础资料和参考依据。
1 材料与方法 1.1 取样方法根据雷公山国家级自然保护区的植被分布特点,将生境划分为落叶阔叶林(以水青冈Fagus longipetiolata、多脉青冈Cyclobalanopsis multinervis为主)、落叶阔叶和常绿阔叶混交林(主要树种为枫香Liquidambar formosana、桦木Betula spp.)、马尾松阔叶混交林(以枫香、马尾松Pinus massoniana为主)、亚热带针叶林(马尾松)4种生境类型。将海拔划分为1 300 m以下、1 300~1 500 m、1 500~1 700 m、1 700 m以上。根据金龟昆虫成虫的生活习性,使用诱捕器诱捕、灯诱、网捕、扫网等方法进行采集。其中,诱捕器采用100 mL无水乙醇置于瓶盖钻有小孔的120 mL容量塑料瓶中做诱剂,3—9月每15 d收集1次,每次收集完成后再加满无水乙醇,防止其挥发消耗。诱捕器设置于不同海拔的不同生境类型内,悬挂于枝条较稀疏、高度5~10 m的枝干上,共设20个取样点。
1.2 标本的制作、保存及鉴定将诱捕器中的金龟制成针插标本和浸制标本,针插标本制作参照王明春(2000),并保存到标本盒中便于进一步鉴定。当同一种标本数量较多时,将金龟保存在75%乙醇中,做成浸制标本,便于长期保存。标本的鉴定主要依据昆虫外部形态特征,对于外部形态不明显的,则以雄性生殖器的特征加以确认。此次鉴定主要依据《贵州农林昆虫志卷2》(郭振中,1989)、《中国经济昆虫志第四十六册鞘翅目花金龟科斑金龟科弯腿金龟科》(马文珍,1995)和《雷公山景观昆虫》(李子忠等,2007)等金龟总科昆虫论著及部分原始描述文献,并参考《中国北方常见金龟子彩色图鉴》(刘广瑞等,1997)对古北区东洋区均有分布的广布种进行鉴定,或求助相关专家。将采集的金龟子鉴定到种,同时进行数量统计后用于多样性分析。
1.3 数据处理采用多样性指数对昆虫群落的多样性和丰富度进行测度(马克平,刘玉明,1994;马克平等,1995;程亚青,2007;王子健等,2012):
(1) 根据每种金龟的个体数占标本总个体数的百分比确认数量等级:>10%为优势种,1%~10%为常见种,<1%为稀有种。
(2) 物种丰富度指数采用Margalef丰富度指数:D=(S-1)/lnN,式中:S为物种数,N为总个体数。
(3) Shannon-Wiener多样性指数:
(4) Sorenson相似性系数:
数据整理、计算于Excel中进行。
2 结果与分析 2.1 种类组成及数量共采获金龟总科昆虫标本160号,隶属于9科38属63种(附录Ⅰ)。其中,有4种贵州新记录,即中华丽花金龟Euselates moupinensis、鹤峰毛花金龟Pleuronota hefengensis、毛额异丽金龟Anomala pilifrons、六斑丽金龟Spilopopillia sexmaculata;5种保护区新记录,即黄花阔花金龟Torynorrhina fulvopilosa、横纹伪阔花金龟Pseudotorynorrhina fortunei、暗绿花金龟Cetonia viridiopaca、华南丽斑金龟Gnorimotrichius tronqueti、短胫胖绒毛金龟Pachyserica brevitarsis。保护区金龟总科昆虫种类均匀,无优势种,稀有种24种,个体数仅占标本总个体数的0.63%。
(1)绢金龟科Sericidae | ||
1.东方绢金龟Serica orientalis | W | 5 |
2.拟凸眼绢金龟Ophthalmoserica rosinae | W | 2 |
3.阔胫蚂绢金龟Maladera verticalis | W | 1 |
4.隆腹蚂绢金龟Maladera gibbiventria | O | 2 |
(2)鳃金龟科Melolonthidae | ||
5.宽褐齿爪鳃金龟Holotrichia lata | O | 4 |
6.昆明齿爪鳃金龟Holotrichia kummina | O | 2 |
7.暗黑鳃金龟Holotrichia parallela | W | 1 |
8.弧齿爪鳃金龟Holotrichia sichotana | O | 1 |
9.黄鳃金龟Metabolus tumidifrons | O | 2 |
10.裸黄鳃金龟Metabolus glabrous | O | 2 |
11.影等鳃金龟Exoiontha umbraculata | O | 1 |
12.瑶山等鳃金龟Exoiontha yaoshana | O | 1 |
13.背黑正鳃金龟Malaisius melanodiscus | O | 3 |
14.尖歪鳃金龟Cyphochilus apicalis | O | 4 |
15.粉歪鳃金龟Cyphochilus farinosus | O | 2 |
16.灰胸突鳃金龟Hoplosternus incanus | W | 2 |
17.叉胸突鳃金龟Hoplosternus insignosa | O | 1 |
18.华阿鳃金龟Apogonia chinensis | W | 5 |
19.筛阿鳃金龟Apogonia cribricollis | W | 6 |
20.巨角多鳃金龟Hecatomnus grandicornis | O | 3 |
21.平爪鳃金龟待定种1 Ectinohoplia sp. 1 | O | 1 |
22.平爪鳃金龟待定种2 Ectinohoplia sp. 2 | O | 1 |
23.平爪鳃金龟待定种3 Ectinohoplia sp. 3 | O | 1 |
(3)花金龟科Cetoniidae | ||
24.三斑跗花金龟Clinterocera trimaculata | O | 8 |
25.大斑跗花金龟Clinterocera discipenis | O | 4 |
26.中华丽花金龟Euselates moupinensis* | W | 6 |
27.斑青花金龟Oxycetonia bealiae | W | 1 |
28.赭翅臀花金龟Campsiura mirabilis | W | 1 |
29.黄带臀花金龟Campsiura omisena | O | 2 |
30.鳞花金龟待定种Cosmiomorpha sp. | O | 1 |
31.鹤峰毛花金龟Pleuronota hefengensis* | O | 1 |
32.黄毛阔花金龟Torynorrhina fulvopilosa | O | 2 |
33.横纹伪阔花金龟Pseudotorynorrhina fortunei | W | 4 |
34.亮绿星花金龟Protaetia nitididorsis | W | 1 |
35.白星花金龟Protaetia brevitarsis | W | 1 |
36.暗绿花金龟Cetonia viridiopaca | P | 2 |
37.德氏蜂花金龟Bombodes dejeani | O | 1 |
38.波鹿角金龟Dicranocephalus bowringi | W | 1 |
39.黄粉鹿角花金龟Dicranocephalus wallichi bowringi | W | 1 |
(4)丽金龟科Rutelidae | ||
40.脊纹异丽金龟Anomala viridicostata | O | 2 |
41.脊绿异丽金龟Anomala aulax | O | 2 |
42.褐亮异丽金龟Anomala planelytra | P | 4 |
43.毛额异丽金龟Anomala pilifrons* | O | 4 |
44.异丽金龟待定种Anomala sp. | O | 2 |
45.黑跗长丽金龟Adoretosoma chinensis atritarse | O | 1 |
46.川绿弧丽金龟Popillia sichuanensis | O | 2 |
47.棉花弧丽金龟Popillia mutans | W | 1 |
48.蓝黑弧丽金龟Popillia cyanea | W | 3 |
49.蓝亮弧丽金龟Popillia cyanea splendicolis | W | 2 |
50.曲带弧丽金龟Popillia pustulata | W | 1 |
51.卵圆弧丽金龟Popillia ovilbrmis | O | 2 |
52.红背弧丽金龟Popillia maclellandi | W | 2 |
53.六斑丽金龟Spilopopillia sexmaculata* | W | 1 |
54.云南红牙金龟Didrepanephrous yunnana | O | 3 |
(5)斑金龟科Trichidae | ||
55.绿绒斑金龟Epitrichins bowringii | O | 8 |
56.华南丽斑金龟Gnorimotrichius tronqueti | O | 6 |
57.短毛斑金龟Lasiotrichius succinctus | P | 2 |
58.侧斑金龟待定种Paratrichius sp. | O | 3 |
(6)粪金龟科Geotrupidae | ||
59.粪堆粪金龟Geotrupes stercorarius | P | 1 |
(7)绒金龟科Glaphyridae | ||
60.短胫胖绒毛金龟Pachyserica brevitarsis | W | 12 |
61.绒毛金龟待定种Maladera sp. | O | 1 |
(8)犀金龟科Dynastidae | ||
62.双叉犀金龟Allomyrina dichotoma | W | 2 |
(9)弯腿金龟科Valgidae | ||
63.斑驼弯腿金龟Hybovalgus bioculatus | O | 3 |
注:本名录分类系统参照《昆虫分类》(郑乐怡,归鸿,1999);*贵州省新记录;区系:O.东洋种,P.古北种,W.广布种;调查所获标本保存于贵州师范大学生命科学学院生态学实验室 Notes:According to Classification of Insect (Zheng & Gui,1999);* new record of Guizhou Province;Fauna:O. Oriental,P. Palearctic,W. widespread;all specimens in this study were deposited in the Laboratory of Ecology,School of Life Sciences,Guizhou Normal University |
落叶阔叶林的Shannon-Wiener多样性指数(0.365)、Margalef丰富度指数(6.897)最高,但Pielou均匀度指数最低,仅为0.107;亚热带针叶林的Pielou均匀度指数(0.125)最高,但Shannon-Wiener多样性指数(0.260)和Margalef丰富度指数(2.337)最低,其他生境类型Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数相差不大(表 1)。
生境类型 Habitat type |
物种数(个体数) Species number (individuals) |
多样性指数 Diversity index |
||
H′ | E | D | ||
马尾松阔叶混交林 | 19(31) | 0.318 | 0.109 | 5.242 |
落叶阔叶和常绿阔叶混交林 | 23(42) | 0.351 | 0.113 | 5.887 |
落叶阔叶林 | 30(67) | 0.365 | 0.107 | 6.897 |
亚热带针叶林 | 8(20) | 0.260 | 0.125 | 2.337 |
不同种类金龟成虫活动期不同,有的种类3月就开始出现,有的种类8月才出现,所以不同月份金龟群落的组成有较大差异。5月的Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数最高,分别为0.359和7.313;3月的Pielou均匀度指数最高(0.198),但Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数最低,分别为0.137和0.514,6月Pielou均匀度指数最低(0.105),其他月的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数差异不大(表 2)。
时间 Time |
物种数(个体数) Species number (individuals) |
多样性指数 Diversity index |
||
H′ | E | D | ||
3月 | 2(7) | 0.137 | 0.198 | 0.514 |
4月 | 5(11) | 0.184 | 0.114 | 1.668 |
5月 | 29(46) | 0.359 | 0.106 | 7.313 |
6月 | 27(40) | 0.347 | 0.105 | 7.048 |
7月 | 12(25) | 0.291 | 0.117 | 3.417 |
8月 | 13(22) | 0.273 | 0.106 | 3.882 |
9月 | 3(9) | 0.162 | 0.147 | 0.910 |
随着海拔变化,温度、湿度、植被类型等都会发生变化,从而导致金龟群落组成也发生相应的变化。1 500~1 700 m的Shannon-Wiener多样性指数最高,为0.341,1 700 m以上的最低,为0.123;1 500~1 700 m的Pielou均匀度指数最高(0.129),1 300~1 500 m的最低(0.080);同时,1 300~1 500 m的Margalef丰富度指数最高,为8.252,而1 700 m以上的最低,为1.116,其他海拔区间的Shannon-Wiener多样性、Pielou均匀度和Margalef丰富度指数相差不明显(表 3)。
海拔 Elevation |
物种数(个体数) Species number (individuals) |
多样性指数 Diversity index |
||
H′ | E | D | ||
1300 m以下 | 7 (16) | 0.230 | 0.118 | 2.164 |
1 300~1 500 m | 39 (100) | 0.294 | 0.080 | 8.252 |
1 500~1 700 m | 14 (38) | 0.341 | 0.129 | 3.574 |
1 700 m以上 | 3 (6) | 0.123 | 0.112 | 1.116 |
马尾松阔叶混交林与落叶阔叶和常绿阔叶混交林中金龟群落的Sorenson相似性系数为0.429;马尾松阔叶混交林与落叶阔叶林中金龟群落的Sorenson相似性系数为0.286;马尾松阔叶混交林与亚热带针叶林中金龟群落的Sorenson相似性系数为0.296;落叶阔叶和常绿阔叶混交林与落叶阔叶林中金龟群落的Sorenson相似性系数为0.415,其他生境之间的Sorenson相似性系数均小于0.2(表 4)。
生境 Habitat type |
落叶阔叶和常绿阔叶混交林 Mixed forestof deciduous broadleaved and evergreen broadleaved |
落叶阔叶林 Deciduous broadleaved forest |
亚热带针叶林 Subtropical coniferous forest |
马尾松阔叶混交林 | 0.429 | 0.286 | 0.296 |
落叶阔叶和常绿阔叶混交林 | — | 0.415 | 0.129 |
落叶阔叶林 | — | — | 0.105 |
植被类型对昆虫群落分布具有直接影响(刘广瑞等,1997)。本研究结果表明,雷公山国家级自然保护区的金龟总科昆虫分布不均匀,落叶阔叶林比其他3种生境中的金龟数量大,表明金龟对落叶阔叶林具有较强的选择倾向,这与王尚等(2015)和王艳斌等(2016)的报道一致。
季节变换会导致植物群落外观、温度、湿度等环境因子的变化,从而影响金龟子的取食、繁殖、卵的孵化、幼虫的发育和成虫的羽化。本研究显示,保护区内的金龟总科昆虫群落组成在不同季节有变化,各项多样性指数也有所不同,其中5月和6月指数最高,表明这2个月是保护区金龟总科昆虫成虫在地表活动的高峰期。
在生态林保持完好、植被类型多样的海拔区间内,金龟总科昆虫物种多样性往往达到最高(于晓东等,2003)。保护区在海拔1 500~1 700 m内保存着较好的高山常绿、落叶阔叶混交林带,金龟总科物种多样性最高;在1 300 m以下主要是马尾松林,在1 700 m以上多为大白杜鹃Rhododendron decorum、箭竹Fargesia spathacea等灌丛,这2个海拔段内植被类型单一,植物种类明显较少,金龟物种多样性较低。
本文虽采取了多种调查方式,但金龟种类多,食性、行为多样,对其种类调查未必详尽,加上保护区自然环境复杂,以至于某些特殊生境无法抵达,因此未能记录到该地区金龟总科昆虫的所有种类,未来仍需要继续调查监测。
致谢: 赵明智、邱见玥对本文中的标本鉴定提供了帮助;徐婷参与了多次野外调查工作,并帮助进行生境类型调查,在此向他们表示衷心的感谢!
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