甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲類群組成、區(qū)系分布及其與植被類型關(guān)系研究

張玉斌，張書瑜，王惠萍

(1.甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)管理局，甘肅 酒泉 736300；2.酒泉市委黨校，甘肅 酒泉 735000；3.酒泉市林果服務(wù)中心，甘肅 酒泉 735000)

昆蟲是現(xiàn)今陸生動物中最為繁盛的一個類群，是生物多樣性的重要組成部分。在生態(tài)恢復(fù)和環(huán)境監(jiān)測方面，昆蟲作為生物指標(biāo)之一正得到更多關(guān)注和應(yīng)用。昆蟲個體雖小，但在生物界的物質(zhì)和能量流動和轉(zhuǎn)化中起著不可忽視的作用。而昆蟲的這些重要功能主要依賴植被和植物的多樣性。目前，國外對昆蟲群落的研究較為全面而深入，而我國在這方面的研究起步較晚，尤其有關(guān)西北干旱荒漠高寒區(qū)昆蟲區(qū)系的研究相對較少。甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)是肅北縣牧民草料資源的主要供給地，同時也是保護(hù)區(qū)內(nèi)珍稀動植物天然的棲息場所，在生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和利用上有非常高的價值。劉廼發(fā)[1]等于2000年開始對保護(hù)區(qū)本底資源進(jìn)行綜合性科學(xué)考察，初步了解了保護(hù)區(qū)自然資源概況。孫學(xué)剛[2-4]等對保護(hù)區(qū)種子植物組成及區(qū)系進(jìn)行了調(diào)查分析研究，發(fā)現(xiàn)保護(hù)區(qū)共有種子植物45科182屬419種。甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)整體海拔高，呈現(xiàn)典型的高原亞寒帶氣候，降水少而蒸發(fā)量大，昆蟲的生長環(huán)境嚴(yán)酷。研究昆蟲組成及其與植被的依存關(guān)系，不僅可以了解昆蟲世界的奧秘，對于揭示生物間聯(lián)系、描述生境的精細(xì)特征及細(xì)微變化、實施生物多樣性監(jiān)測和保護(hù)具有積極意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)位于祁連山西端、青藏高原北緣的肅北蒙古族自治縣，地理位置38°26′—39°52′ N, 95°21′—97°10′ E，總面積136萬hm2。該保護(hù)區(qū)是以保護(hù)雪豹、白唇鹿、黑頸鶴等高原珍稀野生動物為主的超大型自然保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)海拔2 160～5 483 m，山脊多在海拔4 000 m以上。保護(hù)區(qū)地處高原亞寒帶，年平均氣溫為-0.8 ℃，7月平均氣溫11.7 ℃，1月平均氣溫為-14.4 ℃，日平均氣溫≧10 ℃的時間62 d，海拔3 600 m以上地區(qū)≧10 ℃的有效積溫時間為零；年均降水量202.5 mm，多集中在夏季；年蒸發(fā)量2 493.3 mm，為降水量的17.5倍；平均強輻射日照時數(shù)2 841.1 h，年總輻射量590.34～619.65 kJ·cm-2，年平均風(fēng)速3.7 m·s-1。

1.2 昆蟲物種組成研究方法

根據(jù)植被、氣候、地形地貌等自然地理狀況和生態(tài)條件，采用實地踏查和樣點調(diào)查相結(jié)合的方法調(diào)查和采集昆蟲標(biāo)本，并用網(wǎng)捕、振落、誘蟲燈誘捕和陷捕器、酒精漏斗等常用方法采集昆蟲標(biāo)本。每一份標(biāo)本都現(xiàn)場逐一編號記錄，同時，調(diào)查昆蟲生境，包括地理坐標(biāo)，海拔高度和植被。植被采用1 m×1 m或4 m×4 m樣方調(diào)查。采集昆蟲帶回室內(nèi)制作標(biāo)本，大型昆蟲制成針插標(biāo)本，小型昆蟲制成浸漬標(biāo)本。昆蟲標(biāo)本鑒定主要依據(jù)其外部形態(tài)結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖鑒和形態(tài)的文字描述進(jìn)行。昆蟲名錄編纂采用蔡邦華[5]教授的33目分類系統(tǒng)。

1.3 昆蟲區(qū)系成分分析方法

根據(jù)編制的保護(hù)區(qū)昆蟲名錄，應(yīng)用昆蟲區(qū)系調(diào)查資料、生物地理學(xué)研究方法及生物數(shù)學(xué)方法，對所有昆蟲類群的科、屬、種進(jìn)行統(tǒng)計分析。采用張榮祖[6,7](1999)中國動物地理區(qū)劃，揭示保護(hù)區(qū)的昆蟲區(qū)系地理成分、區(qū)系特征。

1.4 昆蟲與植被類型的關(guān)系

利用本次昆蟲區(qū)系調(diào)查成果，結(jié)合本保護(hù)區(qū)植物資源調(diào)查資料，分析不同植被類型對昆蟲物種豐富度的影響，揭示不同昆蟲類群選擇植被類型的特點，進(jìn)一步闡釋在一定自然地理和氣候條件下植被類型對昆蟲分布的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 昆蟲物種類群組成

通過線路和樣點調(diào)查共采集昆蟲標(biāo)本1 480余份，經(jīng)鑒定，分布于本保護(hù)區(qū)的昆蟲有7目25科61屬88種。其中：蜻蜓目(Odonata)3科3屬3種；直翅目(Orthoptera)3科7屬17種；膜翅目(Hymenoptera)2科3屬6種；鞘翅目(Coleoptera)8科13屬16種；半翅目(Hemiptera)2科3屬3種；鱗翅目(Lepidoptera)7科28屬39種和雙翅目(Diptera)3科4屬4種。

表1 甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲類群組成

從種、屬和科的數(shù)量上可以看出，保護(hù)區(qū)種類最多的分別是鱗翅目、鞘翅目和直翅目昆蟲，其科、屬和種數(shù)分別占總科、屬和種數(shù)的28.00%、45.90%和44.31%，32.00%、21.31%和18.18%，12.00%、11.47%和19.32%，其他目的屬數(shù)和種數(shù)占比都小于10%，是昆蟲的生物學(xué)特性、生態(tài)學(xué)習(xí)性及形態(tài)結(jié)構(gòu)和解剖結(jié)構(gòu)與生境共同選擇的結(jié)果。該區(qū)大面積濕地為蜻蜓目和雙翅目的蚊科昆蟲提供了良好的產(chǎn)卵環(huán)境，也為其稚、若蟲的發(fā)育提供了適宜環(huán)境。

2.2 昆蟲區(qū)系成分分析

采用張榮祖(1999)中國動物地理區(qū)劃，分析甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)的昆蟲地理分布格局，結(jié)果見表2至表5。

表2 甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲世界動物地理區(qū)系組成

研究結(jié)果表明，甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)的昆蟲以古北界分布型為主，古北界分布的昆蟲有52種，占總數(shù)的64.20%；其次是古北界+東洋界分布型，有23種，占總數(shù)的28.39%；東洋界的昆蟲種類很少，只有5種，僅為總數(shù)的6.17%。

表3 甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲國內(nèi)地理分布

按照張榮祖中國動物地理區(qū)劃分析甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲地理分布格局，保護(hù)區(qū)昆蟲主要為蒙新區(qū)分布型，分布昆蟲有51種，其次為青藏區(qū)和華北區(qū)，分布的昆蟲分別有37種和31種，說明保護(hù)區(qū)昆蟲區(qū)系部分具有青藏區(qū)和華北區(qū)的特征，與華中區(qū)和華南區(qū)相差最遠(yuǎn)。

表4 甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲國內(nèi)區(qū)系分布

由表4可以得知，甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲類群在中國動物地理區(qū)劃的分布情況十分復(fù)雜，共有28個分布型。其中占主導(dǎo)地位的是蒙新區(qū)單區(qū)分布型，共19種，占總數(shù)的24.45%；其次是蒙新區(qū)和青藏區(qū)分布型、青藏區(qū)單區(qū)分布型和蒙新區(qū)+華北區(qū)，分別為7種、6種和6種，分別占總數(shù)的8.64%、7.41%和7.41%。

2.3 昆蟲生境分布與植被類型的關(guān)系

表5 不同植物群落類型中優(yōu)勢昆蟲類群

2.3.1 昆蟲在不同植物群叢中的分布

(1)昆蟲優(yōu)勢目在不同植物群叢中的分布。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計，鱗翅目主要分布在小葉金露梅群落、金露梅+沙棘群落、西北沼委陵菜+小葉忍冬群落、西北沼委陵菜+松葉豬毛菜群落、珍珠豬毛菜群落中；鞘翅目主要在小葉金露梅+西北沼委陵菜群落、小葉金露梅+貓頭刺+棘豆群落、沙生針茅+芨芨草+莎草群落、冰草群落、紫花針茅+小葉金露梅群落、芨芨草群落、苔草群落、火絨草+龍膽+秦艽群落中分布；鱗翅目和鞘翅目共同分布在賴草群落、紫花針茅+冰草+賴草群落、松葉豬毛菜群落、膜果麻黃+香葉蒿+小葉金露梅群落中。

(2)昆蟲優(yōu)勢科在不同植物群叢中的分布。小葉金露梅+西北沼委陵菜群落、西北沼委陵菜+小葉忍冬群落和紫花針茅+小葉金露梅群落有共同的優(yōu)勢科—鱗翅目粉蝶科；小葉金露梅+西北沼委陵菜群落、西北沼委陵菜+小葉忍冬群落、紫花針茅+小葉金露梅群落的共同優(yōu)勢科是灰蝶科；小葉金露梅群落、金露梅+沙棘群落、膜果麻黃+香葉蒿+小葉金露梅群落和火絨草+龍膽+秦艽群落的共同優(yōu)勢科是蛺蝶科、灰蝶科和粉蝶科；賴草群落和苔草群落的共同優(yōu)勢科是灰蝶科、蛺蝶科。

表6 各植物群落中昆蟲優(yōu)勢科的分布

注：+表示有分布，下同

(3)昆蟲優(yōu)勢屬在不同植物群叢中的分布。珍眼蝶屬在小葉金露梅+西北沼委陵菜群落、金露梅+沙棘群落、小葉金露梅+貓頭刺+棘豆群落、西北沼委陵菜+小葉忍冬群落、沙生針茅+芨芨草+莎草群落、紫花針茅+冰草+賴草群落、冰草群落、紫花針茅+小葉金露梅群落和膜果麻黃+香葉蒿+小葉金露梅群落中都為優(yōu)勢屬；小葉金露梅群落、西北沼委陵菜+松葉豬毛菜群落、賴草群落、芨芨草群落、苔草群落和火絨草+龍膽+秦艽群落優(yōu)勢屬是鱗翅目眼蝶科珍眼蝶屬和直翅目斑翅蝗科痂蝗屬。

表7 不同植物群落中優(yōu)勢屬的分布

調(diào)查分析結(jié)果表明，直翅目昆蟲在種類數(shù)量上僅次于鱗翅目昆蟲。鱗翅目昆蟲發(fā)生量最大，最為普遍，鞘翅目昆蟲等也較為常見。植被類型是影響該區(qū)昆蟲分布的主要因素，植被組成和垂直結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度是決定昆蟲種類豐富度的重要因子。根據(jù)不同昆蟲對不同類型植被的選擇特點來看，不同昆蟲的生境類型與相應(yīng)植被類型是一致的，說明在一定地理條件下昆蟲的生態(tài)分布是受天然植被類型的支配。鞘翅目昆蟲的類群多數(shù)是土棲種類，根據(jù)該區(qū)鞘翅目昆蟲的不同生境分布，可以看出鞘翅目昆蟲在荒漠半荒漠的生境分布數(shù)量多，并在形態(tài)和機能上表現(xiàn)了特殊的適應(yīng)性。鱗翅目昆蟲與直翅目昆蟲分布較廣泛，其寄主植物較多，適應(yīng)能力強。

3 小結(jié)

3.1 甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲類群組成

經(jīng)對調(diào)查采集的1 480余份昆蟲標(biāo)本鑒定發(fā)現(xiàn)，分布于保護(hù)區(qū)內(nèi)的昆蟲種類共計88種，分屬7目25科61屬。其中：蜻蜓目3科3屬3種、直翅目3科7屬17種、膜翅目2科3屬6種、鞘翅目8科13屬16種、半翅目2科3屬3種、鱗翅目7科28屬39種、雙翅目3科4屬4種。本次是保護(hù)區(qū)昆蟲資源首次比較全面的調(diào)查研究，結(jié)果經(jīng)與其他學(xué)者[8,9]有關(guān)祁連山及該區(qū)周邊區(qū)域昆蟲資料調(diào)查研究結(jié)果比較，昆蟲種類涵蓋了該區(qū)自然分布種類的80%以上。

3.2 甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲區(qū)系成分

保護(hù)區(qū)昆蟲在世界動物地理區(qū)劃上以古北界分布型為主，涉及昆蟲有52種，占總數(shù)的64.20%；其次是古北界+東洋界分布型，有23種，占總數(shù)的28.39%；東洋界的昆蟲種類很少，只有5種，僅為總數(shù)的6.17%。而在在中國動物地理區(qū)劃的分布十分復(fù)雜，共有28個分布型。其中占主導(dǎo)地位的是蒙新區(qū)單區(qū)分布型，共19種，占總數(shù)的24.45%；其次是蒙新區(qū)和青藏區(qū)分布型、青藏區(qū)單區(qū)分布型和蒙新區(qū)+華北區(qū)，分別為7種、6種和6種，占總數(shù)的8.64%、7.41%和7.41%。

3.3 甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲分布與植被類型的關(guān)系

根據(jù)甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)科學(xué)考察資料和《甘肅鹽池灣國家級自然保護(hù)區(qū)植物圖鑒》以及項目組關(guān)于該區(qū)植被和昆蟲調(diào)查數(shù)據(jù)，分析歸納出保護(hù)區(qū)4種植被類型和17個群叢中昆蟲的優(yōu)勢目、優(yōu)勢科、優(yōu)勢屬和種，以反映該區(qū)植被類型與昆蟲群落之關(guān)系。