江苏省常州市武进区昆虫多样性及区系特征分析
时间：2023-02-23 16:50:06 来源：千叶帆 本文已影响人
王倩，钱宏革，苏日娜，白晓拴*
（1.内蒙古师范大学生命科学与技术学院，内蒙古 呼和浩特 010022；
2.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙 410125）
昆虫是生物界重要的组成部分，种类和类型繁多，昆虫多样性是生物多样性的重要组成部分，生物多样性是生态系统可持续发展的前提[1]。昆虫多样性可以反映生态的多样性[2]，昆虫群落的多样性受到影响，会影响到人类自身的生存和发展[3]。对昆虫进行多样性调查和区系组成分析，既有助于保护昆虫群落的多样性和维护当地生态系统平衡[4-5]，又为当地昆虫的开发利用和深入研究其昆虫群落的起源和演化提供科学依据，也可为该地区及周边生态环境监测提供基础资料和参考[6-7]。
近年来，关于县域昆虫多样性调查分析的工作多有报道[8-14]，但目前对江苏省常州市武进区内的昆虫多样性调查和区系特征分析的研究还未见报道。
武进区为江苏省常州市辖区，介于东经119°38′～120°12′与北纬31°19′～32°04′之间，总面积约1 066 km2。地处长三角地理中心，位于北亚热带过渡区，属于北亚热带海洋性季风气候，具有明显的季风特征，气候温和，四季分明，年平均降雨量1 106.7 mm。无霜期224 d。光温适宜，全区平均气温17.4 ℃；
冬季平均气温6.4 ℃；
春季（3～5 月）平均气温17.1 ℃；
夏季（6～8 月）平均气温28.5 ℃；
秋季（9～11 月）平均气温18.0 ℃。武进地区地势整体呈西高东低，有平原、圩区、低山丘陵3 种地貌类型。境内河流众多，河网稠密，是典型的江南水网地区，主要河流、湖泊有长江、太湖、滆湖。武进区主要的生境类型有居民地、水域、耕地、草地灌木、森林五大类[15]。区内有8个生态红线区域，分别为：滆湖饮用水水源保护区、滆湖重要湿地保护区、滆湖渔业资源保护区、淹城森林公园三城三河保护区、太湖湿地生态系统保护区、横山桥生态公益林水土保护区、宋剑湖湿地生态系统保护区和新孟河清水通道水源水质保护区[16]。武进区由于其特殊的地理位置，复杂的生态条件，使得该地区具有丰富的动植物资源，素有“鱼米之乡”之称。本次调查工作覆盖武进区主要的生态类型且涵盖8个生态红线区域。
2.1 调查时间
2018年7～8月期间（昆虫暴发期）和2019年4～5月期间（昆虫发生期）对武进区内成虫阶段的昆虫进行调查采集。调查选择晴天或阴天,晴天在08:00～18:00，阴天在10:00～15:00，对于夜行性昆虫在夜晚20:00～24:00点进行。
2.2 样线设置
调查主要采取样线法，根据全国陆域网格，选取与武进区有共同区域的网格，共18 个，样线布设在调查网格内，覆盖了武进区主要的生境类型（林地、草地灌木、水域、耕地和居民地）。按照每个网格至少设置1 条样线的原则，在武进区共设置了42条样线，每条样线长度为2 000 m。区域大的网格设置样线2～3 条，每条样线的布设按比例涵盖到网格内不同的生境类型。调查范围见图1。
图1 武进区昆虫多样性调查范围图
2.3 调查方法
用网捕法和灯诱法，辅助以陷阱法对样线内的昆虫进行采集。每次调查工作，沿设置好的样线前行，人工匀速沿样线扫网，速度保持在1～1.5 km·h-1左右[17]，每4个往复收集1次昆虫[18]。灯诱法采集时间为20:00～24:00，灯诱采集法采集夜出性的趋光昆虫，在5种生境类型均有布置[19]。陷阱法，根据生境类型和海拔高度的不同在样线内选取样点放置糖醋液陷阱，在部分样线内选点进行，作为调查补充手段[9]。标本存放于无水乙醇和三角纸袋内，同时拍摄生境图片，记录采集人、采集地点、海拔高度、经纬度和采集时间等信息。将标本带回实验室，依据《昆虫分类学》《普通昆虫学》《中国昆虫图鉴》《中国蝴蝶原色图鉴》《江苏飞虱志》《昆虫博物馆》等进行分类与鉴定[20-25]，不能确定的请相关专家进行了鉴定。区系特征分析根据鉴定结果及Wallace 的世界动物地理区划和章士美的中国动物地理区划[26-27]，统计其在中国地理区划和世界地理区划中的分布类型并计算比重。
2.4 分析方法
所有数据均使用Excel软件进行处理[28]，相关指标包括Shannon多样性指数（H′）、Pielou均匀度指数（J）、Berger-Parker 优势度指数（D）和Margalef 丰富度指数（R），相关计算公式如下:
式中：pi是第i 种在总体中的个体比例，Ni是物种i的个体数，N 是全部物种的总个体数。
式中：J为均匀度，H为多样性指数，S为种数。
式中：Nmax为优势种的种群数量，Nt为全部物种的种群数量。
式中：S为物种数，N为所有类群的个体总数。
3.1 武进区昆虫群落组成
此次调查共采集昆虫标本3 745 头，隶属于11目85 科193 属，共计231 种。由表1 可知，在科级、属级、种级水平上，半翅目（Hemiptera）昆虫数目都是最多的，分别为21 科（24.71%）、52 属（26.94%）、57种（24.68%）；
鞘翅目（Coleoptera）昆虫次之，为19科（22.35%）、43 属（22.28%）、49 种（21.21%）。可见该地区半翅目和鞘翅目昆虫在科级、属级和种级阶元中占很大优势；
而蜚蠊目（Blattaria）和革翅目（Dermaptera）最 少，匀 为1 科（1.18 %）、1 属（0.52%）、1 种（0.43%）。在个体数目上，半翅目昆虫最多，为1 372 头（36.64%）；
鳞翅目（Lepidoptera）昆虫次之，为1 311头（35.01%）；
而蜚蠊目仅采集到2头（0.05%），革翅目有5头（0.13%）。可见武进区蜚蠊目和革翅目昆虫相对比较稀缺。
表1 武进区昆虫群落组成
3.2 武进区昆虫群落多样性
常州市武进区昆虫物种多样性特征，如表2 所示。结果显示，武进区半翅目昆虫的多样性指数（4.013 2）和均匀度指数（0.992 6）是最高的，丰富度指数（7.751 9）仅次于鞘翅目（8.455 5），而优势度指数最低（0.024 8），为武进区昆虫优势目；
鞘翅目昆虫的丰富度指数（8.455 5）最高，多样性指数（3.825 4）仅次于半翅目，表明武进区鞘翅目昆虫物种较为丰富；
而蜚蠊目和革翅目昆虫在调查中都只采到1种，表明这两目昆虫在武进区为稀有类群。
表2 武进区昆虫群落多样性分析
3.3 武进区不同生境的昆虫多样性
由表3 可知，5 种不同生境类型中昆虫的科、属、种及个体数都表现为:草地灌木＞森林＞水域＞耕地＞居民地。各生境多样性指数和丰富度指数都表现为：草地灌木＞森林＞水域＞耕地＞居民地；
优势度指数为：居民地＞耕地＞水域＞森林＞草地灌木；
而均匀度指数为：森林＞草地灌木＞水域＞耕地＞居民地。草地灌木生境中昆虫的多样性指数、丰富度指数及优势度指数表明该生境中的昆虫物种丰富，昆虫群落结构稳定，其环境质量较好；
而居民区昆虫的多样性指数、丰富度指数和优势度指数表明该生境昆虫物种数量少，分布不均匀，多样性较低，受人为干扰程度高。
表3 武进区不同生境的昆虫多样性
3.4 武进区昆虫区系特征
3.4.1 在世界动物地理区划中的分布特点
武进区昆虫在世界动物地理区系的分布类型（见表4），计有13 种。其中分布于东洋界—古北界的昆虫最多，有135种，占58.44%；
而仅分布于东洋界的昆虫，有58 种，占25.11%。由此可见，该区昆虫区系具有典型的东洋界特征，与古北界关系最紧密。
表4 武进区昆虫物种在世界动物地理界的分布类型及所占比例
3.4.2 在中国动物地理区划中的分布特点
武进区昆虫物种在我国动物地理区系的分布类型（见表5）有37种。从武进区昆虫物种在中国7大动物地理亚区的归属来看，武进区昆虫物种的分布类型以全国分布型昆虫最多，有30 种，占12.99%；
其次是华中区分布型有25 种，占10.82%；
然后依次为华中区—华南区—西南区分布型有22种，占9.52%；
华中区—华南区—西南区—华北区分布型22 种，占9.52%；
华中区—华南区分布型有20种，占8.66 %。其余32 种分布型物种数均少于20种。由此可见，武进区昆虫物种主要以上述5 种分布型为主。
表5 武进区昆虫物种在中国动物地理区的分布类型及所占比例
本研究表明，在科级、属级、种级水平上，武进区半翅目都是最多的，而鞘翅目次之，蜚蠊目和革翅目都是最少的。利用物种多样性指数分析表明：武进区半翅目昆虫的多样性指数和均匀度指数是最高的，优势度指数最低，表明该目昆虫物种分布较均匀，个体数多，且无明显优势类群，在武进区为优势目；
而鞘翅目昆虫的丰富度指数最高，多样性指数仅次于半翅目，表明武进区该目昆虫物种相对丰富，分布平衡，所占比例较大。蜚蠊目和革翅目昆虫各只采到1 种，为该地区稀有类群，应加强保护。按照不同生境类型进行武进区昆虫多样性特征分析表明，草地灌木生境中具有最高的多样性指数和丰富度指数，而优势度指数最低。这表明草地灌木生境中的昆虫物种丰富，昆虫群落结构比较稳定，其环境质量较好。相反，居民区生境中昆虫多样性指数和丰富度指数最低，优势度指数最高，表明该生境昆虫物种多样性较低，优势种突出，受人为干扰程度高。昆虫对于不同生境有相应的选择倾向[29-30]，不同生境类型的昆虫多样性特征分析表明：受人为干扰程度小的草地灌木和森林中，昆虫物种丰富，多样性高，群落结构稳定；
而人为干扰程度高的居民区和耕地生境类型，昆虫多样性低且群落稳定性差，武进区应更注重居民区和耕地的昆虫多样性保护。
武进区昆虫的区系分析表明，武进区昆虫在世界动物地理分布类型中具有典型东洋界分布型，且与古北界关系最紧密；
在中国动物地理分布中，武进区昆虫分布类型以全国、华中区、华中区—华南区、华中区—华南区—西南区、华中区—华南区—西南区—华北区5种分布型为主。武进区位于江苏省西南部，地跨沿江平原和太湖平原，且江苏整体以平原为主，东洋界和古北界之间地形较平坦，没有太大的地理阻隔，因此，容易形成中部昆虫物种和南、北以及西南物种混杂共存的情况。
调查过程中，看到人为对环境的干扰情况较严重，比如为减少有害昆虫对农作物和园林果实的破坏，人们大量使用杀虫剂和捕虫网，并且随意丢弃农药瓶、塑料袋等。这些行为在消灭害虫的同时，也会杀死害虫的天敌，反而会引起主要害虫由于失去天敌的控制而更加猖獗发生的情况。建议减少化肥、农药等化学药剂的使用，减少白色垃圾的丢弃，保护好当地的生态环境，提高武进区昆虫物种的多样性，维护当地的生态平衡。
文章虽采取了多种调查方式，且分不同时间段对武进区昆虫进行了调查，但昆虫种类繁多，各类昆虫羽化时间不尽相同，食性、行为多样，对其种类调查未必详尽，加上生态红线保护区自然环境复杂，以至于某些特殊生境无法抵达，因此，可能未能记录到该地区昆虫的所有种类，未来仍需要继续监测调查。
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