后河國家級自然保護區蛾類昆蟲的季節多樣性

查玉平，駱啟桂，徐 芬，陳京元，向啟波，向明貴

1 湖北省林業科學研究院，武漢 430075 2 華中師范大學，武漢 430079 3 后河國家級自然保護區，五峰 440000

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后河國家級自然保護區蛾類昆蟲的季節多樣性

查玉平1,*，駱啟桂2，徐 芬2，陳京元1，向啟波3，向明貴3

1 湖北省林業科學研究院，武漢 430075 2 華中師范大學，武漢 430079 3 后河國家級自然保護區，五峰 440000

后河國家級自然保護區位于湖北省與湖南省交界處，屬于武陵山脈,與湖南壺瓶山國家級自然保護區相鄰。該保護區自然環境優越，為昆蟲繁衍提供了良好條件。為了研究后河國家級自然保護區蛾類昆蟲的季節動態變化，在春、夏、秋三季，選取茅坪、灣潭和獨嶺為樣地，采用燈光誘集方法，對后河國家自然保護區的蛾類昆蟲群落多樣性及季節變化進行了調查。采用α-多樣性測度方法，分析了物種豐富度(S)、多樣性指數(科、屬及種級)(H)、均勻度指數(J)和優勢度指數(D)。結果表明：后河國家自然保護區的蛾類昆蟲分屬21科173屬227種,其中夜蛾科的豐富度最高達到62。隨后是，尺蛾科和螟蛾科昆蟲，它們的物種豐富度指數分別為為58和25。從各科個體數來看，尺蛾科昆蟲最多有423頭，燈蛾科排第二，有351頭，第三的是夜蛾科昆蟲有336頭。蛾類昆蟲的物種豐富度指數、多樣性指數、均勻度指數及優勢度指數隨季節變化而變化。蛾類昆蟲的物種豐富度指數以夏季最高，達到117；然后依次是秋季和春季。科級、屬級和種級多樣性指數也以夏季最高，分別為2.22、4.05和4.29。均勻度指數和優勢度指數以春季最高，分為2.40和0.12。研究得出后河國家級自然保護區的生態環境好。

蛾；多樣性；后河國家級自然保護區；豐富度；均勻度；優勢度

后河國家級自然保護區位于湖北省與湖南省交界處，屬于武陵山脈。保護區內季節分明，冬冷夏熱，雨熱同季，多暴雨，垂直氣候明顯；全年多為靜風或偏東風，年平均氣溫為11.5℃，年平均降水量約1814mm，年平均蒸發量1100mm。保護區內最高峰獨嶺(海拔2252.2m)也是武陵山脈東部最高峰，最低點在百溪河谷(海拔398.5m)。該地區屬于亞熱帶和溫帶植物區系的交匯地區，有大面積的亞熱帶常綠、落葉闊葉林和珙桐、紅豆杉、金錢豹、金雕等珍稀物種。該保護區森林單位面積所承載的物種數豐富、密集度高，被譽為“三峽綠寶石”[1]。

國內不少學者對該地區的動、植物資源進行過調查[2- 4]，其中王文凱等人[5]對天牛科(Cerambycidae)昆蟲、李傳仁等人[6]對半翅目(Hemiptera)昆蟲、謝廣林和王文凱[7]對直翅目(Orthoptera)昆蟲、筆者[8- 9]對鱗翅目(Lepidoptera)昆蟲進行過初步的名錄調查，僅筆者[10]對該地區的蝴蝶開展了生物多樣性研究。

因此，本文以后河國家級自然保護區蛾類昆蟲為研究對象，采用燈光誘集的方法，研究其群落結構及季節多樣性變化，提供后河國家級自然保護區蛾類昆蟲多樣性基本信息，為該保護區的生物多樣性監測和保護提供基礎資料。

1 研究方法

1.1 研究地點

根據后河國家級自然保護區的地理條件，按不同的地形和不同的海拔高度設置：茅坪(800 —1100 m)、灣潭(900 —1200 m)、獨嶺(1800 —2000 m)等3個采集點。

1.2 調查方法

根據昆蟲在野外活動的規律，分別在2003年夏季(7月)、秋季(9—10月)和2004年的春季(4月)、夏季(7月)、秋季(9—10月)進行采集。18:00到22:00，應用燈光誘集的方法采集蛾類昆蟲標本。誘集燈為250 W的汞燈，幕布選用2 m×2 m的白布。在采集點隨機選取樣地，用鐵絲將幕布掛在誘集燈后方15—20 cm處，收集落在幕布前后的昆蟲。所有收集到的蛾類昆蟲用毒瓶殺死，小心放于紙袋中。依據《中國蛾類圖鑒》(1—4冊)、相關文獻[11-30]并結合檢索表進行分類鑒定。

1.3 數據處理

根據調查記錄和采集的標本，運用相關公式進行多樣性分析。

(1) 物種豐富度指數 直接用物種數S表示。

(2) 優勢度指數 采用Berger-Parker優勢度公式D=Nmax/N，式中D為優勢度指數；Nmax為優勢種的種群數量；N為所有物種的種群數量。

(3) 多樣性指數 采用等級多樣性指數H(FGS)=H(F)+H(G)+H(S)，這里H(F)、H((G)、H(S)分別為科級、屬級和種級的多樣性指數，各級多樣性指數用Shannon-Wiener多樣性公式H=-∑PiInPi(其中Pi=Ni/N)計算，式中Pi為群落中屬于第i種的個體比例；N為物種總個體數；Ni為第i種個體數。

(4) 均勻度指數 采用Pielou均勻度公式J=H/lnS，式中J為群落的均勻度指數；H為實測群落的生物多樣性指數；S為物種數目。

2 結果與分析

2.1 蛾類昆蟲群落的數量特征

經過標本采集和鑒定，后河國家級自然保護區的蛾類昆蟲有21科173屬227種(表1)。就全年而言，夜蛾科昆蟲物種豐富度指數最高達到了62，種比例為27.31%。其次，尺蛾科昆蟲物種豐富度指數也達到了58，種比例為25.55%。螟蛾科昆蟲的物種豐富度指數排第3位，為25，種比例為11.01%。其他科昆蟲按物種豐富度指數大小排列，依次為燈蛾科、毒蛾科、舟蛾科、枯葉蛾科、鉤蛾科、刺蛾科、天蛾科、虎蛾科、卷蛾科、斑蛾科、波紋蛾科、鹿蛾科、木蠹蛾科、蠶蛾科、燕蛾科、大蠶蛾科、錨紋蛾科和網蛾科。從各科昆蟲的個體數來看，尺蛾科昆蟲最多有423頭，燈蛾科排第2，有351頭，第3的是夜蛾科昆蟲有336頭。其他科昆蟲個體數由高到低依次為螟蛾科、毒蛾科、虎蛾科、舟蛾科、木蠹蛾科、鉤蛾科、枯葉蛾科、天蛾科、刺蛾科、斑蛾科、卷蛾科、波紋蛾科、鹿蛾科、錨紋蛾科、網蛾科、燕蛾科和大蠶蛾科。在后河國家自然保護區除去夜蛾科、尺蛾科和螟蛾科等3個大類群，燈蛾科昆蟲的物種豐富度指數最高達且個體數最多，其次是毒蛾科昆蟲和舟蛾科昆蟲。

表1 后河國家級自然保護區蛾類群落的數量特征(2003—2004)

隨著季節的變化，蛾類昆蟲群落結構組成有較大變化。春季有13科41屬41種，夏季有18科102屬117種，秋季有11科74屬95種。各類群的物種豐富度指數和個體數的排序也隨季節變化而有所變動。春季，尺蛾科昆蟲物種豐富度指數最高為16，其后依次為夜蛾科、舟蛾科、枯葉蛾科、燈蛾科、天蛾科、木蠹蛾科、刺蛾科、毒蛾科、鉤蛾科、螟蛾科、大蠶蛾科和錨紋蛾科。其他科蛾類昆蟲未在春季采集到。同時個體數最多的也是尺蛾科昆蟲，有104頭，占所有蛾類昆蟲的40%。夏季，夜蛾科昆蟲物種豐富度指數最高達到了34，然后依次為尺蛾科、螟蛾科、燈蛾科、毒蛾科、鉤蛾科、刺蛾科、舟蛾科、天蛾科、虎蛾科、卷蛾科、斑蛾科、鹿蛾科、木蠹蛾科、枯葉蛾科、蠶蛾科、波紋蛾科和網蛾科。其他科蛾類昆蟲未在夏季采集到。而個體數最多依然是尺蛾科昆蟲，有225頭，占所有蛾類昆蟲的22.48%。秋季，夜蛾科和尺蛾科昆蟲物種豐富度指數最高，均達到了27，然后依次為燈蛾科、螟蛾科、毒蛾科、枯葉蛾科、鉤蛾科、舟蛾科、波紋蛾科、燕蛾科和錨紋蛾科。其他科蛾類昆蟲未在秋季采集到。個體數最多則是燈蛾科昆蟲，有102頭，占所有蛾類昆蟲的26.02%。在夜蛾科、尺蛾科和螟蛾科等3個大類群之外，春季舟蛾科昆蟲豐富度指數最高，而夏秋兩季則是燈蛾科昆蟲占優。

2.2 蛾類昆蟲群落的優勢種類

由表2可以看出，后河國家級自然保護區的蛾類昆蟲中優勢種為咖啡豹蠹蛾ZeuzeracaffeaeNietner、黃修虎蛾SeudyraflavidaLeech、白黑華苔蛾Agyllaramelana(Moore)和黃緣土苔蛾Eilemaflavicosta(Moore)。就全年來看，黃緣土苔蛾優勢度指數最高為0.0617，其次是黃修虎蛾，優勢度指數為0.0345，然后是白黑華苔蛾(優勢度指數為0.0272)和咖啡豹蠹蛾(優勢度指數為0.0163)。但是各個季節的優勢種有所變化。春季的優勢種是咖啡豹蠹蛾，優勢度指數為0.1216；夏季的優勢種是黃修虎蛾和黃緣土苔蛾，優勢度指數均為0.0763；秋季的優勢種是白黑華苔蛾和黃緣土苔蛾，優勢度指數均為0.0658。

表2 后河國家級自然保護區各季蛾類優勢種的優勢度(D)

2.3 蛾類昆蟲群落季節多樣性

從表3來看，夏季的等級多樣性指數及豐富度指數都是最高的，分別為10.5539和117。然后依次是秋季和春季。但是春季的均勻度指數最高，為2.4049。接著是夏季和秋季。從全年來看，后河國家級自然保護區的蛾類昆蟲等級多樣性指數H(FGS)達到了11.5530，均勻度指數達到了2.1296。這表明后河國家級自然保護區生態系統中的蛾類昆蟲群落結構合理，比較穩定。從圖1可以看出，后河國家級自然保護區的蛾類昆蟲的個體數和物種數的變化趨勢是一致的。夏季的個體數和物種數最多，這與該季氣候適宜大多數昆蟲的繁殖，是它們種群繁衍盛期有關[31]。

表3 后河國家級自然保護區蛾類昆蟲的豐富度、等級多樣性指數和均勻度

H(F)：科級多樣性指數indices of family diversity；H(G)：屬級多樣性指數indices of generic diversity；H(S): 種級多樣性指數 indices of species diversity；H(FGS):等級多樣性指數 indices of gradational diversity

圖1 后河國家級自然保護區蛾類昆蟲群落季節動態 Fig.1 The seasonal dynamic of insect community in Houhe National Nature Reserve

3 討論

后河國家級自然保護區的蛾類昆蟲群落由21科173屬227種組成，其中全年的優勢類群是夜蛾科和尺蛾科，優勢種是咖啡豹蠹蛾。不同季節保護區內的蛾類昆蟲群落組成有所變化，并且各項多樣性指數有所不同，但基本上都是夏季指數最高。這也表明當地夏季的溫濕度更適合蛾類昆蟲群落物種增長。

保護區內的蛾類昆蟲群落多樣性指數達到了11.5530，說明該地區的生態環境良好，蛾類昆蟲群落結構復雜。本研究發現保護區內不同季節的蛾類昆蟲群落多樣性指數與均勻度并不一致，表現為生態位優先占領假說，這和尤平等[32]、賈彥霞等[33]的研究結果是一致的。馬玲等[34]認為昆蟲群落多樣性指數與均勻度不一致表明環境質量好，因此本研究結果體現出后河國家級自然保護區的總體生態環境良好。

植被狀況、寄主植物豐度、氣候、人為活動等多種因子都會對蛾類昆蟲群落多樣性產生影響，蛾類昆蟲群落結構能夠很好地保持同保護區內豐富植物資源和生態保護措施密切相關。昆蟲是森林生態系統中物種多樣性的重要組成部分，在森林物質和能量流動與轉化中起著不可忽視的作用。有學者[35-36]認為許多蛾類昆蟲對森林環境變化敏感，其分布狀態及種群動態可以很好地反映森林生態系統狀況，可作為自然保護區的質量評價和環境監測的指標。當然，其對森林生態系統質量評價和環境監測中的指示作用還有待于進一步研究。

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Seasonal moth diversity in Houhe National Nature Reserve

ZHA Yuping1,*, LUO Qigui2, XU Fen2, CHEN Jingyuan1, XIANG Qibo3, XIANG Minggui3

1 Hubei Academy of Forestry, Wuhan 430075, China 2HuazhongNormalUniversity,Wuhan430079,China3HouheNationalNatureReserve,Wufeng440000,China

Houhe National Nature Reserve is located in the junction of Hubei and Hunan provinces (29°59′—30°10′ N, 110°22′—110°52′E) in the Wuling mountains adjacent to Hupingshan National Nature Reserve of Hunan Province. The favorable natural environment of Houhe National Nature Reserve provides good conditions for insect reproduction. A field investigation of moth diversity was performed in this Reserve, with sampling locations in Maoping, Wantan, and Duling. Light traps were used to collect moth samples, and the specimens were identified in the laboratory. Indices of species richness (S), diversity (H), evenness (J), and dominance (D) of the community were examined at the family, genus, and species levels in spring, summer, and autumn by assessing α-diversity. A total of 227 species belonging to 173 genera in 21 families were collected. Noctuidae was the richest family (S= 62). TheSvalue of Geometridae was 58, and that of Pyralidae was 25. However, Geometridae had the largest number of individuals (n= 423), followed by Arctiidae (n= 351) and Noctuidae (n= 336). The dominant species in Houhe National Nature Reserve wereZeuzeracaffeaeNietner,SeudyraflavidaLeech,Agyllaramelana(Moore), andEilemaflavicosta(Moore). The richness, diversity, evenness, and dominance indices of the moth community changed seasonally. Species richness and diversity were highest in summer, while evenness and dominance were highest in spring. Species richness in summer was 117, and summerHvalues for family, genus, and species were 2.22, 4.05, and 4.29, respectively. The evenness and dominance indices in spring were 2.40 and 0.12, respectively. From these results, we conclude that the environmental quality in Houhe National Nature Reserve is good.

moth; diversity; Houhe National Nature Reserve; species richness; evenness; dominance

湖北省自然科學基金項目(2002AB106)；國家自然科學基金項目(30901154)

2015- 03- 14;

日期:2015- 12- 14

10.5846/stxb201503140494

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zhayuping@163.com

查玉平，駱啟桂，徐芬，陳京元，向啟波，向明貴.后河國家級自然保護區蛾類昆蟲的季節多樣性.生態學報,2016,36(17):5575- 5580.

Zha Y P, Luo Q G, Xu F, Chen J Y, Xiang Q B, Xiang M G.Seasonal moth diversity in Houhe National Nature Reserve.Acta Ecologica Sinica,2016,36(17):5575- 5580.