陜西省子午嶺國家自然保護區鞘翅目不同采集方法比較研究

黨 蕊，徐世才, 2，柯瑩瑩，劉鵬冀，吳程浩，苑彩霞, 2

(1. 延安大學 生命科學學院,陜西 延安上716000；2. 陜西省區域生物資源保育與利用工程技術研究中心，陜西 延安 716000；3. 陜西省子午嶺國家級自然保護區，陜西 延安 716000)

引 言

鞘翅目(Coleoptera)通稱甲蟲，是昆蟲綱乃至動物界最大的類群，全世界已知360 000多種[1]。甲蟲食性復雜，可分為植食性、捕食性、腐食性、尸食性、糞食性和寄生性，對環境具有較強的適應能力，是食物鏈中的重要組成部分，在生態系統中有重要作用[2～4]。可作為監測生境和生物多樣性變化的指示物種[5]。在調查昆蟲生態位、邊緣效應、群落組成和區系分析中，傳統的掃網法、振落法、搜索法、陷阱法以及手撿法常被應用[6～13]。馬氏網法在膜翅目和雙翅目采集中被大量使用[14～15]；聶瑞娥等人在國內首次報道飛行阻隔器在昆蟲采集中的應用[16]，之后僅劉生冬使用類似的攔截誘捕器調查林區的甲蟲動態[17]。

在已有的研究中，沙漠、草甸和林區甲蟲的優勢科、優勢種都不盡相同，這與不同甲蟲喜好不同環境、濕度以及溫度都有一定的關系[18～19]，也說明甲蟲生活環境多樣，在進行采集時，單一的采集方法不能滿足其多樣性調查的需要。因此，筆者選取掃網、馬氏網和飛行阻隔器3種采集方法，對陜西子午嶺國家自然保護區進行鞘翅目昆蟲調查，并對比分析采集結果，以期了解不同方法對采集甲蟲不同類群的效果，為以后的甲蟲多樣性調查提供參考。

1 研究地區與研究方法

1.1 研究地概況

陜西子午嶺國家級自然保護區(35°45'～36°01' N, 108°30'～108°41' E)位于陜西和甘肅兩省交界的子午嶺陜西富縣境內，西靠子午嶺主脊，北臨毛烏素沙漠邊緣，南界渭北大平原。占地面積406.21 km2，海拔1,100～1,687 m，地帶性植被類型屬華北暖溫帶落葉闊葉林。保護區內春季多風，夏季炎熱，秋季多雨，冬季干旱。年均降水量588.7 mm，且主要集中在6-9月。年平均氣溫9.2℃，氣溫年較差25.9℃[20]。保護區內人為活動極少，森林覆蓋率達96.3%，植被保護完好，生態系統相對獨立。

在榆林保護站石灰溝選擇生境相同的3個樣地，每個樣地相隔200 m。每個樣地都放有馬氏網、飛行阻隔器，每樣地取50網(每180°掃一次為1網)，于2019年6-8月，采用3種采集方式來收集甲蟲。將標本根據相關專著進行鑒定[21～22]。

1.2 功能類群的劃分

根據鞘翅目昆蟲食性劃分，將鞘翅目昆蟲群落分為4個功能類群，即植食性昆蟲、捕食性昆蟲、寄生性昆蟲、把腐尸性和糞食性昆蟲劃分為腐食性昆蟲，根據本研究具體情況將寄生性昆蟲劃分到捕食性昆蟲，因此本文將討論植食性昆蟲、捕食性昆蟲和腐食性昆蟲的功能類群[23]。

1.3 研究方法

研究中使用馬氏網法、飛行阻隔器和掃網法來采集昆蟲。具體方法如下：

(1)馬氏網法：最早設計者是瑞典的膜翅目學家Malaise，后經美國昆蟲學家Townes(1962)、Gressitt(1962)等不斷改進，現使用非常便捷。馬氏網是由滌綸或尼龍篩網構成，似長方形，其頂部為白色，其余為黑色，中間被黑色的篩網隔開，它的頂端是是一邊高一邊低呈傾斜狀。在高的一段有一孔通向塑料管做成的收集器，當甲蟲進入馬氏網內，會嘗試離開，就朝向較高的一端爬行，最終掉進收集器內[24]。收集器內裝有2/3的無水乙醇。每15 d調查一次，取樣結束將裝有甲蟲的收集器帶回，裝上新的裝有無水乙醇的收集器。

(2)飛行阻隔器：其原理是利用垂直的屏幕阻隔甲蟲的飛行，使其掉落到收集器內。飛行阻隔器是由pvc透明屏幕和pvc水槽，竹竿和繩子組成，用竹竿將屏幕掛起固定在兩樹中，用繩子將竹竿與pvc水槽連接，垂直掛在屏幕下方[16]，水槽中裝有2/3的鹽水。每2 d收集一次。

(3)掃網法：利用捕蟲網對樣地雜草或小灌木進行采集小型飛行甲蟲。每4 d調查一次。

1.4 數據分析

優勢類群的劃分以個體數量大于捕獲總量的10.0%以上者為優勢類群，占1.0%～10.0%為常見類群，不足1.0%者為稀有類群[25]。

(1)相對豐富度: Pi= Ni/N式中:Ni為i類群數量；N為全部類群數量；

(2)Shannon-wiener多樣性指數:H’=-ΣPilnPi(Pi=Ni/N)，式中:H 為群落的多樣性指數，Pi=第i類群的個體數占類群總數的比例；

(3)Pielou均勻度指數: E= H’/Hmax式中: H’為物種多樣性指數；

(4)Simpson優勢集中性指數:C=ΣPi2(Pi=Ni/N)2，式中：Ni為每個科的個體數，N為每個科的全部數量；

(5)功能團優勢度：將鞘翅目昆蟲鑒定到科，科優勢度計算=鞘翅目科個體數量/總類群數量，將優勢度用百分比表示，將百分比數據進行反正弦平方根轉化[26～27]。

利用SPSS 22統計軟件進行單因素方差分析，Excel 2016軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 鞘翅目昆蟲物種多樣性比較

本研究共采集甲蟲15 659頭，其中馬氏網采集到20科1 323頭，飛行阻隔器30科10 330頭，掃網法得到24科4 006頭。

對結果進行分析，從表1可得：飛行阻隔器采集鞘翅目甲蟲數量明顯高于馬氏網法與掃網法，三者具有明顯差異。多樣性指數：馬氏網與飛行阻隔器以及掃網法的多樣性指數具有顯著性差異。均勻度指數：馬氏網、飛行阻隔器和掃網法的均勻度指數具有顯著性差異。優勢集中性指數：掃網法與馬氏網法的優勢集中性指數不顯著，與飛行阻隔器的優勢集中性指數具有顯著性差異。相對豐富度指數：馬氏網與飛行阻隔器和掃網法的相對豐富度指數相比具有顯著性差異，后兩者的相對豐富度指數不具有顯著性差異。

表1 三種方法采集的鞘翅目昆蟲多樣性比較

2.2 功能類群優勢度

從表2中可以看出：馬氏網采集植食類昆蟲的優勢度高于飛行阻隔器與掃網法；馬氏網與飛行阻隔器以及掃網法的捕食性甲蟲優勢度不具有顯著性差異。飛行阻隔器和馬氏網采集腐食性甲蟲優勢度高于掃網法。由此說明，采集植食性甲蟲可采用馬氏網法；采集腐食性甲蟲可采用馬氏網法和飛行阻隔器法；因三種采樣方法采集的捕食性甲蟲優勢度相等，三種方法均可。

表2 鞘翅目功能類群優勢度

2.3 不同采集方式的優勢科比較

馬氏網法采集優勢科有5個，分別為象甲科、花蚤科、金龜科、隱翅甲科、葉甲科。飛行阻隔器采集優勢科有2個，金龜科和隱翅甲科。掃網法采集優勢科有2個，葉甲科和擬叩甲科。其中三種采集方式最高的優勢科均為植食性甲蟲，且植食性的優勢科所占比例高于捕食性和腐食性。

表3 不同采集方式的優勢科比較

2.4 不同采集方式對鞘翅目昆蟲采集效率分析

由圖1可得：三種采集方式都采集到17科，馬氏網與飛行阻隔器同采集到18科，馬氏網與掃網法同采集到16科，掃網法與飛行阻隔器同采集到21科。

圖1 三種采集方式獲得甲蟲科級效率對比

由表4可得：馬氏網采集到偽瓢蟲科，飛行阻隔器采集到糞金龜科、皮蠹科、螢科、長朽木甲科、皮金龜科。掃網法采集到豆象科、虎甲科。

表4 三種采集方式獲得的甲蟲科級對比圖

3 討論與結論

從采集結果中可以看出飛行阻隔器在甲蟲數量明顯大于馬氏網和掃網法這與聶瑞娥等人在對比飛行阻隔器和馬氏網的捕蟲數量的結果一致[16]。

馬氏網、飛行阻隔器及掃網法所得植食性甲蟲、捕食性甲蟲以及腐食類甲蟲數量及優勢度指數有差異，可能是甲蟲會受林分、地表溫度、土壤含水量的關系影響。對于不同功能類群的甲蟲可利用這3種方式進行采集標本。

不同采集方式下的優勢科都不一樣，馬氏網采集的優勢類群有象甲科、花蚤科、金龜科、隱翅甲科、葉甲科。常見類群有叩甲科、天牛科，稀有類群有吉丁科、郭公甲科等。飛行阻隔器采集的優勢類群金龜科和隱翅甲科，常見類群有花蚤科、葉甲科、閻甲科等，稀有類群有埋葬甲科、吉丁科。掃網法采集優勢類群葉甲科和擬叩甲科，常見類群有瓢蟲科、叩甲科、象甲科、花蚤科、擬步甲科、鐵甲科。稀有類群有金龜科、天牛科等，對此差異可能與飛行阻隔器主要攔截空中飛行甲蟲，馬氏網主要采集地表爬行甲蟲，以上兩種方法屬于被動采集方式，會受天氣外力影響。而掃網法采集草木小的甲蟲，且人力采集有一定不可控的因素所在，在與徐世才等[28]利用掃網法與搜捕法中所得甲蟲優勢類群步甲科、葉甲科、瓢蟲科。常見類群：叩甲科、天牛科、金龜科、擬步甲科等，稀有類群：虎甲科、鍬甲科等比較下意見相左。

在采集過程中在每個樣地還放置臭魚誘罐，優勢科為金龜科-蜣螂亞科，埋葬甲科、隱翅甲科。常見類群叩甲科、蜉金龜亞科、步甲科、糞金龜科。稀有類群；球蕈甲科、露尾甲科、象甲科、叩甲科以及郭公蟲科。每種采集方式都有采集到其他采集方式所采集不到的甲蟲。但是此收集法受天氣、溫度的影響，可針對腐食性昆蟲采集的良好采集方法。