湖南省武冈市云山国家森林公园 (以下简称云山) ,毗邻城步、新宁二县疆界,距武冈市 5km,地处雪峰山脉东南麓,由天子山和越岭山脉支脉的云山两大背斜山地组成,中有盆地和资水将其分开。云山地理坐标为110°22'—111° 03'E,26°25'—27°00'N,海拔高度一般在 500 ~ 850 m,最高峰海拔 1 409. 5 m,最低海拔 296 m。1982 年,云山被湖南省批准为自然保护区; 1992 年,云山被林业部批准为国家森林公园。“蝶类”昆虫是昆虫纲 (Insecta) 鳞 翅 目 (Lepidoptera) 锤 角 亚 目(Rhopalocera) 的统称。鳞翅目种类是昆虫纲仅次于鞘翅目 (Coleoptera) 的第 2 大目。在我国,鳞翅目已知种类约 8 000 种,其中蝶类约 1 300 多种,绝大多数种类生活在陆地环境中,少数种类生活在水生环境中。1999 年,肖君等人对云山自然保护区蝗虫做了初步调查和分析,但对其他昆虫类群至今未见报道。本文主要针对云山蝶类昆虫分布种类和物种多样性,选择物种丰富度、多样性和均匀度等3 个指数,分析了该区蝶类昆虫的多样性。
1、 研究区自然概况
云山属中低山地带的外山类型,属北亚热带过渡的丘陵山地季风湿润气候区。年降水量 1 400 ~1 950 mm,年平均气温 15℃ , 无霜期 226 ~ 286天; 年平均蒸发量 1 240 mm,相对湿度 81%; 年平均日照 1 520. 2 h。该地区的地带性植被属中亚热带常绿阔叶林,在植物区系上,处于东亚植物区华中、华东、华南植物区的交汇处,是植物区系研究的关键地区。云山有高等植物 1 518 种 (203科) ,含蕨类植物 146 种 (33 科) 、裸子植物 17 种(7 科) 、被子植物 1 355 种 (163 科)。
2、 研究方法
2. 1 调查
于 2009 年 4 月至 2012 年 7 月对武冈云山森林公园蝶类昆虫进行野外调查。选择路线调查法和标准地网捕法相结合的方式,以晴天为主,选取白天昆虫活动较活跃的时段进行标本收集。
(1) 线路调查法是为确定典型标准地而进行的辅助调查方式。选取三里庵、七里庵、公园门口、胜力寺、紫霄阁、电视塔作为主要调查地点并设定调查路线,采集鳞翅目昆虫。
(2) 标准地网捕法。在预先设计的调查样点三里庵、胜力寺、紫霄阁、电视塔设置标准地,进行鳞翅目昆虫标本收集。
2. 2 数据处理
共采用 4 个指数,即物种丰富度 Margalef 指数(d) 、物种丰富度 Menhinick 指数 (ds) 、信息多样性 Shannon-Wiener 指数 (H') 、均匀度 Pielou 指数(J')[7 -9,11 -15]进行数据统计。
(1) 物种丰富度 Margalef 指数 (d) 。d = (S - 1) / lnN,其中 S = 物种的数目,N = 所有的个体数之和。
(2) 物种丰富度 Menhinick 指数 (ds) 。ds= G / N1 /2s,其中 G = 各科的物种数,Ns= 各科所包含的个体数之和。
(3) 信息多样性 Shannon-Wiener 指数 (H') 。H' = - ∑PilnPi,其中 Pi= ni/ N,ni种 i 的个体数,N = 样本总个体数。
(4) 均匀度 Pielou 指数 (J') 。J' = H' / H'max,即 J' = (- ∑PilnPi) /lnS,其中 J'为均匀度指数,H'为实测多样性值,H'max为最大多样性值,S 为物种的数目。
3、 结果与分析
3. 1 种类构成
根据野外实地标本采集及调查数据,结合室内蝶类图鉴及其分布等资料查阅,统计结果表明,云山共发现鳞翅目蝶类昆虫 7 科 37 属 61 种,其种类具体分布见表 1,属种所占比例见表 2。
由表 1 和表 2 可以看出: 武冈云山森林公园鳞翅目蝶类昆虫优势种十分突出,标本个体数量大于20 只的物种包括琉璃蛱蝶、菜粉蝶、东方菜粉蝶和直纹稻弄蝶,其中菜粉蝶的个体数量最多。从种级水平上分析,种数由多到少的科依次为: 凤蝶科> 蛱蝶科 > 弄蝶科 > 粉蝶科 > 眼蝶科 > 灰蝶科 > 环蝶科; 从属级水平上分析,属数由多到少的科依次为: 蛱蝶科 > 弄蝶科 > 凤蝶科 > 粉蝶科 > 灰蝶科 =眼蝶科 > 环蝶科。凤蝶科种数最为丰富,但属数居于第三,所占比例分别为 33% 和 20%; 凤蝶科内柑橘凤蝶和碧凤蝶为优势种,其他种的个体数量相差不大。蛱蝶科的种数居第二位,但属数最多,所占比例分别为 25% 和 28%; 蛱蝶科内琉璃蛱蝶个体数量最大,这可能与考察季节有关,也许正好遇上此种大发生的季节; 环蝶科无论从属级还是种级水平上分析,所占比例均为最低。
3. 2 相关指数分析
将表 1 中数据代入物种丰富度 Menhinick 指数(ds) 、物种丰富度 Margalef 指数 (d) 、信息多样性 Shannon-Wiener 指数 (H') 和均匀度 Pielou 指数 (J') 公式,计算结果见表 3 和表 4。
由表 3 可知,Menhinick 模式分析的物种丰富度指数 (ds) 排序依次为: 凤蝶科 > 眼蝶科 > 蛱蝶科 > 弄蝶科 > 环蝶科 > 粉蝶科 > 灰蝶科。在云山蝶类昆虫各科中,凤蝶科的物种丰富度指数 (ds)最高,为 2. 500,但是个体所占比例不高; 灰蝶科的丰富度指数最低,为 0. 452。
4、 结论与讨论
(1) 湖南云山森林公园共记载蝶类昆虫 (鳞翅目) 61 种,隶属于 7 科 36 属。种数由大到小的科依次为凤蝶科 > 蛱蝶科 > 弄蝶科 > 粉蝶科 > 眼蝶科 > 灰蝶科 > 环蝶科,属数由多到少的科依次为蛱蝶科 > 弄蝶科 > 凤蝶科 > 粉蝶科 > 灰蝶科 = 眼蝶科> 环蝶科。优势种十分突出,标本个体数量大于20 只的物种包括琉璃蛱蝶、菜粉蝶、东方菜粉蝶和直纹稻弄蝶,其中菜粉蝶的个体数量最多。菜粉蝶是广布种,地理分布范围广,也许调查时正直此种大发生季节,个体数量上具有一定优势。其他种类如宽尾凤蝶、波绿凤蝶、青豹蛱蝶、圆翅钩粉蝶等种类采集到的个体数量不多。
(2) 调查时还发现: 湖南云山蝶类昆虫物种大多数分布在胜力寺附近,可能是因为该处植被类型,即落叶和常绿阔叶树种类丰富,为蝶类昆虫的繁衍和栖息提供了必要的基础条件,常见种类有菜粉蝶、东方菜粉蝶。少数种类分布在电视塔附近,可能是因为此地植被类型相对较单一,分布的物种和个体数量都相对较少,如绿豹蛱蝶、大紫蛱蝶。
(3) 湖南云山蝶类昆虫物种丰富度指数 (ds)排序依次为: 凤蝶科 > 眼蝶科 > 蛱蝶科 > 弄蝶科 >环蝶科 > 粉蝶科 > 灰蝶科,其中凤蝶科的物种丰富度指数 (2. 500) 最高,灰蝶科的物种丰富度指数(0. 452) 最低。随着野外调查时间与强度的增加,云山蝶类昆虫物种多样性应该会有所增加。
参考文献:
[1] 郑乐怡,归鸿. 昆虫分类学 [M]. 南京师范大学出版社,1999: 805 - 831.
[2] 肖君,傅鹏. 湖南云山自然保护区蝗虫调查 [J]. 湖南教育学院学报,2000,18 (2) : 67 -72.
[3] 周富康. 云山植物资源分类与开发利用评价 [J]. 中南林业调查规划,2001,20 (2) : 29 -36.
[4] 邓云飞. 湖南省云山自然保护区蕨类植物的初步研究 [J]. 中南林学院学报,2002,22 (2) : 58 -61.
[5] 唐本安,唐果,唐敏,等. 云山国家森林公园土壤动物资源生态特征 [J]. 自然资源学报,2003,18 (4) : 499 -503.
[6] 王业社,杨贤均,段林东. 湖南云山国家森林公园观赏植物资源的调查与开发利用 [J]. 安徽农业科学,2008,36 (25) :10851 - 10854.
[7] 马克平,刘灿然,刘玉明. 生物多样性的测度方法Ⅱ: β 多样性的测度方法 [J]. 生物多样性,1995,3 (1) : 38 -43.
[8] 马克平. 生物群落多样性的测度方法 I: α 多样性的测度方法(上) [J]. 生物多样性,1994,2 (3) : 162 -168.
[9] 马克平,刘玉明. 生物群落多样性的测度方法 I: α 多样性的测度方法 (下) [J]. 生物多样性,1994,2 (4) : 231 -239.
