我國(guó)森林昆蟲多樣性的研究概況

易家喜 查玉平 陳京元 張建華

摘要：昆蟲是最大生物類群之一，而森林昆蟲又是其主要組成部分，因此開展森林昆蟲多樣性的研究對(duì)于生物多樣性而言具有重要意義。本文從物種多樣性和遺傳多樣性兩個(gè)層面上，綜述了我國(guó)森林昆蟲多樣性研究概況及現(xiàn)實(shí)存在的一些問題。

關(guān)鍵詞：森林昆蟲；多樣性；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：Q969文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004-3020（2014）04-0025-03

生物多樣性是指各種生物與環(huán)境互相作用的生態(tài)過程及由此形成的生態(tài)系統(tǒng)，并包括這些生物物種所擁有的基因＼[1＼]。昆蟲是地球上種類最多的動(dòng)物類群之一，幾乎分布在各種生境中。因此，昆蟲多樣性是生物多樣性極其重要的組成部分，而森林昆蟲多樣性是其主要組成部分＼[2＼]。本文對(duì)我國(guó)森林昆蟲物種多樣性及遺傳多樣性兩個(gè)水平上的研究進(jìn)展作一綜述。

1森林昆蟲物種多樣性的研究

物種多樣性是指在物種水平上的生物多樣性研究，主要研究物種多樣性如何形成、演化以及物種多樣性維持機(jī)制和現(xiàn)狀等方面＼[3＼]。其基本任務(wù)及核心問題是確定一個(gè)區(qū)域或地球上到底有多少物種 ＼[4＼]。

因此 ，摸清我國(guó)森林昆蟲的家底是森林昆蟲多樣性研究的首要任務(wù)。早在上個(gè)世紀(jì)，我國(guó)森林昆蟲學(xué)家們就展開了大量細(xì)致的調(diào)查。目前，中國(guó)科學(xué)院及全國(guó)各大專院校、科研單位，進(jìn)行不同規(guī)模的昆蟲區(qū)系科學(xué)考察有幾十次，全國(guó)采集的昆蟲標(biāo)本數(shù)量超過了1 100萬(wàn)號(hào)，記錄的昆蟲有6萬(wàn)余種＼[5＼]。在大量研究的基礎(chǔ)上，關(guān)于我國(guó)森林昆蟲學(xué)的著作及論文大量發(fā)表。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，就有《中國(guó)森林昆蟲名錄》（1981）、《山東省森林昆蟲名錄》（1982）、《四川省森林昆蟲名錄》（1982）、《云南森林昆蟲》（1987）、《中國(guó)森林昆蟲第2版（增訂本）》（1992）、《西北森林害蟲及防治》（1994）、《海南森林昆蟲》（2002）、《大興安嶺森林昆蟲圖譜》（2006）、《長(zhǎng)江中下游地區(qū)常見森林昆蟲與蜘蛛（2011）等諸多著作相繼問世。僅2006～2010年，我國(guó)昆蟲學(xué)工作者共發(fā)表與昆蟲有關(guān)的學(xué)術(shù)論文13 772篇，其中SCI收錄論文2 625篇＼[6＼]。除了調(diào)查和發(fā)現(xiàn)新的物種之外，如何在物種水平上對(duì)以往的工作開展合理有序的研究 ，對(duì)地區(qū)性和世界性的昆蟲類群的進(jìn)行修正也是一項(xiàng)非常繁重的任務(wù)。全球已知的昆蟲種類已近百萬(wàn)余種＼[7＼]，而我國(guó)昆蟲物種的數(shù)目大約占全球的10%，也就是近10萬(wàn)余種。但是，已有的一些研究結(jié)果顯示這一估計(jì)可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，例如蚤目Siphonaptera、球蚜總科Adelgoidea、蚜總科Aphidioidea以及蠅科Muscidae等昆蟲種類所占全球的比例都超過了15%以上＼[8＼]。因此，我國(guó)已記錄的昆蟲還遠(yuǎn)沒有達(dá)到摸清昆蟲家底的要求。

在森林昆蟲群落物種多樣性及區(qū)域物種多樣性的方面，我國(guó)昆蟲學(xué)家也做了許多工作 ，并取得了豐碩的成果。由于我國(guó)對(duì)自然保護(hù)區(qū)的重視，在昆蟲區(qū)系研究當(dāng)中，自然保護(hù)區(qū)昆蟲的研究較多，約占總區(qū)系研究的28%＼[9＼]。自然保護(hù)區(qū)昆蟲區(qū)系及名錄調(diào)查研究相關(guān)的著作及論文大量發(fā)表，如《海南省南灣自然保護(hù)區(qū)及其周邊生物多樣性》（1998）、《河南昆蟲分類區(qū)系研究：第六卷：寶天曼自然保護(hù)區(qū)昆蟲》（2008）、《中國(guó)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)：高黎貢山昆蟲生態(tài)圖鑒》（2011）等。此外，關(guān)于環(huán)境因素對(duì)森林昆蟲物種多樣性的影響方面，也有人做深入研究。有報(bào)道稱，僅從目級(jí)階元來(lái)看，不同環(huán)境對(duì)森林昆蟲數(shù)量分布影響并不顯著；但從科級(jí)階元來(lái)看，不同環(huán)境對(duì)森林昆蟲數(shù)量的分布影響顯著＼[10＼]。還有研究發(fā)現(xiàn)森林植被型小生境中，眼蝶種類組成差異最大，要高于灌叢、草地及農(nóng)田植被型等小生境＼[11＼]。海拔和林分密度等因子對(duì)森林昆蟲物種分布的影響也比較大＼[12＼]。

森林昆蟲中還有天敵昆蟲、傳粉昆蟲、藥用昆蟲、食用昆蟲、工業(yè)用昆蟲及觀賞性昆蟲等資源昆蟲。這些昆蟲的分泌物、排泄物、內(nèi)含物等產(chǎn)物，或者不同發(fā)育階段的蟲體可作為資源利用 ，可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并且其種群數(shù)量具有資源特征 ＼[13＼]。近年來(lái)，我國(guó)在資源昆蟲的研究與開發(fā)利用也做了大量的工作＼[14-16＼]。如《資源昆蟲》（1990）、《中國(guó)食用昆蟲》（1999）、《中國(guó)藥用昆蟲集成》（1999）等資源昆蟲方面的著作相繼出版。

湖北林業(yè)科技第43卷

第4期易家喜 等：我國(guó)森林昆蟲多樣性的研究概況

2森林昆蟲遺傳多樣性的研究

遺傳多樣性指種內(nèi)個(gè)體之間或者一個(gè)群體內(nèi)不同個(gè)體的遺傳變異總和＼[17＼]。遺傳多樣性通常可從表型水平、染色體水平、蛋白質(zhì)（酶）水平和分子水平進(jìn)行研究＼[18＼]。前3個(gè)水平上研究在早期開展較多，近年來(lái)也偶有報(bào)道 。例如，張虎芳和鄭樂怡（2001）研究了蝽科Pentatomidae中的6屬6種的核型和減數(shù)分裂行為＼[19＼]；馬春燕和鄭哲民（2008）采用聚丙烯酰胺凝膠垂直板電泳法分析了兩個(gè)地區(qū)的斑須蝽Dolycoris baccarum以及同亞科的綠蝽Nezara viridula forma typica 和紅尾碧蝽Palomena prasina的酯酶同工酶＼[20＼]。

目前 ，我國(guó)森林昆蟲遺傳多樣性的研究較多集中在DNA水平上。采用的分子生物學(xué)技術(shù)有DNA序列分析技術(shù)、RFLP技術(shù)、RAPD技術(shù)及SSCP技術(shù)等。

目前在森林昆蟲遺傳多樣性方面應(yīng)用較多是DNA序列分析技術(shù)，該技術(shù)主要針對(duì)rDNA和mtDNA中部分保守基因的全序列或部分序列進(jìn)行比較。例如，楊瑞生等人（2011）以mtDNA COI基因作為分子標(biāo)記，對(duì)橡實(shí)象蟲Curculio arakawai與鞘翅目、鱗翅目、雙翅目共 24 種昆蟲的系統(tǒng)進(jìn)化分析＼[21＼]。李霞等人（2001）指出可以利用28s rDNA基因來(lái)構(gòu)建切梢小蠹屬的分子鑒定體系＼[22＼]。

RFLP技術(shù)是昆蟲分類研究的一種有效遺傳標(biāo)記，可應(yīng)用于近緣種或種內(nèi)群體間序列差異程度的檢測(cè)及遠(yuǎn)緣物種比較等方面＼[23＼]。隆沂峰等人（2010）采用PCR-RFLP方法分析mtDNA COI基因片段，對(duì)木瓜榕Ficus auriculata和雞嗉果榕F. semicordata的傳粉榕小蜂隱種進(jìn)行了區(qū)分，發(fā)現(xiàn)大果榕小蜂Ceratosolen emarginatus和雞嗉果榕小蜂C. gravelyi的隱種基因序列存在差異＼[24＼]。

我國(guó)學(xué)者認(rèn)為RAPD反應(yīng)體系較穩(wěn)定 ，適用于昆蟲分類與進(jìn)化研究＼[25＼] ，因此應(yīng)用十分廣泛。不僅有學(xué)者將RAPD技術(shù)應(yīng)用于蚱屬＼[26＼]、墨天牛屬 ＼[27＼]的遺傳多樣性研究，而且還有人對(duì)RAPD反應(yīng)體系的優(yōu)化進(jìn)行了深入探討＼[28＼]。

雖然 ，SSCP技術(shù)在1989年才由Masato Orita等人建立 ，但我國(guó)學(xué)者很快掌握并應(yīng)用在昆蟲多樣性研究上。李石柱等人（2003）在分析多斑按蚊復(fù)合組An.maculatus complex 5個(gè)成員種時(shí) ，應(yīng)用了PCR-SSCP技術(shù)對(duì)該復(fù)合體成員種進(jìn)行分子鑒別＼[29＼]。董輝等人（2013）運(yùn)用SSCP技術(shù)檢測(cè)40個(gè)松毛蟲赤眼蜂樣本，單倍型檢出率達(dá)100%，并建立了基于SSCP技術(shù)檢測(cè)松毛蟲赤眼蜂mtDNA SNPs的技術(shù)平臺(tái)＼[30＼]。

3目前研究中的一些問題

經(jīng)過多年努力，我國(guó)森林昆蟲多樣性的研究取得了重大的成就 ，但是也存在著一些問題。由于環(huán)境的惡化，致使一些昆蟲可能在我們認(rèn)識(shí)之前就被滅絕，還有許多偏遠(yuǎn)山區(qū)和人跡罕至森林深處，還有許多新物種有待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。多年來(lái)，我國(guó)對(duì)于那些珍稀瀕危植物和脊椎動(dòng)物研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對(duì)珍稀瀕危昆蟲的研究。人們對(duì)于這些珍稀瀕危昆蟲的保護(hù)意識(shí)還有待加強(qiáng)。同時(shí)，還要加強(qiáng)對(duì)這些珍稀瀕危昆蟲的分布情況、種群數(shù)量、受威脅原因等方面的研究。如何可持續(xù)開發(fā)和利用資源昆蟲，在發(fā)展資源昆蟲及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的同時(shí)保護(hù)森林昆蟲多樣性，也是我們昆蟲學(xué)家急需解決的課題。此外，如何保護(hù)和利用森林昆蟲豐富的遺傳多樣性也有待深入研究。

參考文獻(xiàn)

[1]馬克平.試論生物多樣性的概念＼[J＼].生物多樣性，1993，1（1）：20-22.

＼[2＼]李典謨，高增祥.21世紀(jì)昆蟲學(xué)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇＼[J＼].昆蟲知識(shí)，2001，38（1）：1-3.

＼[3＼]謝國(guó)文，馬麗霞，董曉東主編.生物多樣性保護(hù)與利用＼[M＼].長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版，2000.

＼[4＼]周紅章.物種與物種多樣性＼[J＼].生物多樣性，2000，8（2）：215-226.

＼[5＼]楊星科，趙建銘.中國(guó)昆蟲分類研究的五十年＼[J＼].昆蟲知識(shí)，2000，37（1）：1-11.

＼[6＼]邱寶利，任順祥，戈峰.中國(guó)昆蟲學(xué)發(fā)展透視＼[J＼].應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào)，2012，49（1）：27-36.

＼[7＼]HammondP.M.Speciesinventory.In：GroombridgeB.ed.GlobalDiversity.Statusoftheearth'slivingresources＼[M＼].London：ChapmanandHal1，l992，17-39.

＼[8＼]張宏杰，廉振民，霍科科.中國(guó)蝗蟲生物多樣性研究進(jìn)展＼[J＼].漢中師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2002，20（2）：82-88.

＼[9＼]吳小芹.中國(guó)森林昆蟲研究動(dòng)態(tài)＼[J＼].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，17（2）：83-90.

＼[10＼]周紅章，于曉東，駱天宏等.湖北神農(nóng)架自然保護(hù)區(qū)昆蟲數(shù)量變化與環(huán)境關(guān)系的初步研究＼[J＼].生物多樣性，2000，8（3）：262-270.

＼[11＼]楊萍，劉文萍，鄧合黎.重慶市眼蝶與生態(tài)環(huán)境關(guān)系的研究＼[J＼].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，24（5）：414-417，453.

＼[12＼]朱彥鵬，梁軍，倪楊 等.昆崳山森林蝽類昆蟲多樣性和季節(jié)分布模式＼[J＼].生態(tài)學(xué)雜志，2013，32（11）：3029-3036.

＼[13＼]雷朝亮，鐘昌珍，宗良炳.關(guān)于昆蟲資源的開發(fā)利用之設(shè)想＼[J＼].昆蟲知識(shí)，1995，32（5）：292-293.

＼[14＼]張傳溪，許文華.資源昆蟲＼[M＼].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1990.

＼[15＼]陳曉鳴，馮穎.中國(guó)食用昆蟲＼[M＼].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1999.

＼[16＼]蔣三俊.中國(guó)藥用昆蟲集成＼[M＼].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，1999.

＼[17＼]世界資源研究所（WRI）等.中國(guó)科學(xué)院生物多樣性委員會(huì)譯，1992.全球生物多樣性策略＼[M＼].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993.

＼[18＼]權(quán)潔霞，戴繼勛，尚迅.海洋生物遺傳多樣性研究現(xiàn)狀＼[J＼].青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，29（2）：283-288.

＼[19＼]張虎芳，鄭樂怡.五種蝽科昆蟲的細(xì)胞分類學(xué)研究＼[J＼].昆蟲學(xué)報(bào)，2001，44（2）：129-134.

＼[20＼]馬春燕，鄭哲民.秦巴山區(qū)蝽亞科3種昆蟲酯酶同工酶的比較研究＼[J＼].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（24）：10371-10373.

＼[21＼]楊瑞生，鐘亮，姜義仁 等.中國(guó)分布稈野螟昆蟲線粒體COⅠ基因遺傳多樣性及其分子系統(tǒng)學(xué)研究（鱗翅目：草螟科）＼[J＼].蠶業(yè)科學(xué)，2011，37（6）：985-992.

＼[22＼]李霞，張真，曹鵬 等.切梢小蠹屬昆蟲分類鑒定方法＼[J＼].林業(yè)科學(xué)，2012，48（2）：110-116.

＼[23＼]邢連喜，胡萃，程家安.四種白蟻的線粒體DNA限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性研究（等翅目：鼻白蟻科，木白蟻科）＼[J＼].昆蟲分類學(xué)報(bào)，1999，21（3）：181-185.

＼[24＼]隆沂峰，楊麗媛，廖萬(wàn)金.利用PCR-RFLP技術(shù)鑒定傳粉榕小蜂隱種混合樣品的物種組成＼[J＼].生物多樣性，2010，18（4）：414-419.

＼[25＼]李愷，鄭哲民.中國(guó)油葫蘆屬昆蟲的RAPD分析（直翅目：蟋蟀總科：蟋蟀科）＼[J＼].昆蟲分類學(xué)報(bào)，2003，25（1）：9-13.

＼[26＼]蔣國(guó)芳，陸敢，黃琨 等.用RAPD標(biāo)記研究蚱屬五個(gè)種間的親緣關(guān)系＼[J＼].昆蟲學(xué)報(bào)，2002，45（4）：499-502.

＼[27＼]安榆林，刁彩華，朱宏斌 等.墨天牛屬三個(gè)近緣種的RAPD分析＼[J＼].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，22（4）：35-38.

＼[28＼]張民照，康樂.飛蝗總DNA的抽提及其RAPD分析條件的摸索＼[J＼].動(dòng)物學(xué)研究，2001，22（1）：20-26.

＼[29＼]李石柱，馬雅軍，鄭哲民.應(yīng)用PCR-SSCP鑒別我國(guó)多斑按蚊復(fù)合體成員種＼[J＼].昆蟲分類學(xué)報(bào)，2003，25（2）：125-130.

＼[30＼]董輝，謝麗娜，錢海濤 等.SSCP技術(shù)檢測(cè)松毛蟲赤眼蜂mtDNA編碼區(qū)SNPs的可行性研究＼[J＼].應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào)，2013，50（3）：874-878.

（責(zé)任編輯：鄭京津）