小五臺山國家級自然保護(hù)區(qū)環(huán)境因素對昆蟲群落分布的影響

摘要：以小五臺山國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲群落作為研究對象，通過實(shí)地調(diào)查，研究了不同氣候條件、不同海拔、不同生境對昆蟲群落分布的影響。結(jié)果表明，陽坡群落的穩(wěn)定性大于陰坡群落的穩(wěn)定性；昆蟲群落的數(shù)量及豐富度在不同時間不同生境條件，在較低海拔及較高海拔表現(xiàn)出的趨勢不太相同，但都以1 400～1 500 m為界，表現(xiàn)出不同的趨勢；昆蟲數(shù)量及豐富度在溫度因素及濕度因素上均未表現(xiàn)出規(guī)律性；由昆蟲種群數(shù)量時間動態(tài)分析結(jié)果表明，昆蟲數(shù)量并非都在溫度較高的8月達(dá)到高峰期。

關(guān)鍵詞：小五臺山；自然保護(hù)區(qū)；昆蟲；氣候

中圖分類號：Q968 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）19-4667-05

小五臺山國家級自然保護(hù)區(qū)位于河北省張家口市蔚縣，境內(nèi)有森林、亞高山草甸、溪流濕地等多樣的生態(tài)系統(tǒng)。該保護(hù)區(qū)森林茂密、物種豐富、生物區(qū)系復(fù)雜，保護(hù)區(qū)以其優(yōu)越的自然環(huán)境孕育了豐富的昆蟲資源。20世紀(jì)80年代初，對該保護(hù)區(qū)進(jìn)行了初步的昆蟲資源考察，但到目前為止對于小五臺山自然保護(hù)區(qū)昆蟲種類、數(shù)量、分布還不十分清楚，有關(guān)詳盡的內(nèi)容尚需進(jìn)一步研究。

從全國來看，目前已有學(xué)者對徐州泉山、興隆山、壺瓶山等自然保護(hù)區(qū)內(nèi)昆蟲分布及多樣性與海拔、植被類型之間的關(guān)系進(jìn)行了一定研究[1-3]，并且對三峽庫區(qū)昆蟲分布格局與生境的關(guān)系進(jìn)行了相關(guān)研究[4，5]，表明昆蟲的分布及多樣性與生境之間存在密切關(guān)系。但對昆蟲分布與生境間關(guān)系的研究還相對較少，本研究對小五臺山國家級自然保護(hù)區(qū)不同生境條件下的昆蟲多樣性進(jìn)行初步研究，對該保護(hù)區(qū)環(huán)境因素對昆蟲分布格局的影響進(jìn)行初步探討，以期為保護(hù)區(qū)昆蟲資源的利用和保護(hù)提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

2 調(diào)查方法

2.1 樣地設(shè)置

按海拔梯度選取樣地，每100 m設(shè)置一個海拔梯度，總計(jì)設(shè)置5個海拔梯度（海拔1 200～1 700 m），同一海拔梯度分為陰坡、陽坡。

2.2 調(diào)查方法

2.2.1 昆蟲群落調(diào)查 于2011年7～9月進(jìn)行調(diào)查，每隔30 d調(diào)查1次。對草本層、灌木層及地表層昆蟲群落分別進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)試驗(yàn)地布局采用平行5點(diǎn)法選取試驗(yàn)點(diǎn)，每個標(biāo)準(zhǔn)地選取5個1 m×1 m的樣方。詳細(xì)調(diào)查取樣范圍內(nèi)所有昆蟲的種類和數(shù)量，未知種類采集標(biāo)本帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鑒定并作記載。

2.2.2 環(huán)境因子調(diào)查 此項(xiàng)調(diào)查環(huán)境因子包括坡位（山脊、上坡、中坡、下坡、谷地）、坡向、坡度、海拔、濕度及溫度。

2.3 群落結(jié)構(gòu)特征指數(shù)的分析方法

統(tǒng)計(jì)分析各個處理昆蟲群落的結(jié)構(gòu)與組成，在系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上計(jì)算各處理昆蟲群落、群落多樣性、均勻性、豐富度、優(yōu)勢集中性指數(shù)，昆蟲群落特征指數(shù)計(jì)算方法如下，以上參數(shù)使用Excel軟件進(jìn)行計(jì)算。

3 結(jié)果與分析

3.1 環(huán)境因子調(diào)查記錄

7～9月環(huán)境因子記錄情況如表1所示。由表1可知，各月份陽坡溫度高于陰坡溫度，8月各海拔的溫度明顯高于7月，且除去生境X總體表現(xiàn)為隨海拔升高溫度降低的趨勢，而8月的濕度明顯低于7月；9月溫度低于7、8月，而濕度（除生境Ⅰ外）大于8月。

3.2 7月不同生境昆蟲群落特征指數(shù)

7月對不同生境草本層、灌木層及地表層昆蟲群落的調(diào)查情況如表2所示。由表2可知，生境對昆蟲群落的各項(xiàng)指標(biāo)都有一定影響，對個體總數(shù)、豐富度的影響較對優(yōu)勢集中性指數(shù)、均勻度指數(shù)、多樣性指數(shù)的影響大。

綜合表1與表2可知，陽坡昆蟲數(shù)量、豐富度、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)都明顯大于陰坡。草本層在陽坡生境中，低海拔（1 200～1 450 m）表現(xiàn)為隨海拔升高昆蟲的數(shù)量及豐富度上升的趨勢，在海拔1 445 m處達(dá)到高峰后突然下降，而在較高海拔昆蟲數(shù)量及豐富度又表現(xiàn)為隨海拔上升而上升的趨勢。多樣性指數(shù)及均勻度指數(shù)隨海拔的變化規(guī)律不明顯，但總體表現(xiàn)為低海拔偏高，高海拔偏低。在陰坡生境中，低海拔（1 200～1 500 m）表現(xiàn)為隨海拔升高昆蟲的數(shù)量及豐富度下降的趨勢，而在較高海拔昆蟲的數(shù)量及豐富度表現(xiàn)為隨海拔上升而上升的趨勢。溫度大體表現(xiàn)出隨海拔上升而下降的趨勢，較高海拔生境X溫度較高，可能受小氣候環(huán)境影響，但昆蟲群落的各項(xiàng)指標(biāo)隨溫度變化沒有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。濕度在低海拔表現(xiàn)為陽坡濕度小于陰坡，在高海拔陽坡與陰坡的濕度沒有明顯差異，且濕度對昆蟲群落沒有表現(xiàn)出明顯的影響。生境I群落的穩(wěn)定性最高。

灌木層昆蟲群落的種數(shù)和豐富度都較高的是生境Ⅰ和Ⅵ，物種數(shù)較高的是生境Ⅲ，海拔分別是1 200、1 500、1 300 m，表現(xiàn)為低海拔物種數(shù)及豐富度偏高；物種數(shù)和豐富度較高的生境溫度分別是26、21、27 ℃，在溫度因素上沒有呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性；物種和豐富度較高的生境濕度都偏低；昆蟲物種數(shù)量及豐富度的高峰大多出現(xiàn)在陽坡。在群落穩(wěn)定性方面，生境Ⅵ表現(xiàn)出了較高的穩(wěn)定性。

地表層低海拔昆蟲豐富度低于較高海拔昆蟲數(shù)量，在低海拔（1 200～1 500 m）陽坡生境中昆蟲的數(shù)量大于陰坡生境昆蟲的數(shù)量，在較高海拔（1 500～1 700 m）陰坡生境中昆蟲的數(shù)量大于陽坡生境中昆蟲的數(shù)量，綜合分析可以看出物種數(shù)較高的在1 400 m以下及1 600 m以上，物種豐富度較大的在1 600 m以上。在溫度因素及濕度因素上沒有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。且相對于草本層及灌木層物種豐富度，地表層的物種豐富度較小。

3.3 8月不同生境昆蟲群落特征指數(shù)

8月對不同生境草本層、灌木層及地表層昆蟲群落的調(diào)查情況如表3所示。

綜合表1和表3可以看出，在8月生境對草本層昆蟲種群的個體總數(shù)、豐富度都有一定影響，對優(yōu)勢集中性指數(shù)、均勻度指數(shù)、多樣性指數(shù)的影響不大，與7月的研究結(jié)果大體相似。在同海拔陽坡生境中昆蟲的數(shù)量及豐富度大于陰坡生境中昆蟲的種類及數(shù)量。陽坡生境和陰坡生境，在海拔1 500 m以下昆蟲的物種數(shù)量以及豐富度都沒有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性，在海拔1 500 m以上物種豐富度及物種數(shù)大體呈現(xiàn)隨海拔上升而升高的趨勢。對溫度因素進(jìn)行分析可以看出，海拔1 500 m以上溫度偏低，而物種數(shù)量和豐富度偏高。海拔1 500 m以下溫度偏高，而物種數(shù)偏低。對濕度因素進(jìn)行分析可以看出，8月濕度較7月普遍偏低，且在濕度因素上沒有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。

生境對灌木層昆蟲的群落特征參數(shù)的影響表現(xiàn)為：生境Ⅰ（海拔1 200 m）昆蟲個體數(shù)量及豐富度最高；溫度偏高的生境昆蟲的數(shù)量及豐富度更高一些；濕度偏小的生境昆蟲的數(shù)量及物種豐富度偏高；表現(xiàn)為陽坡生境昆蟲數(shù)量及豐富度偏高；生境Ⅲ的群落穩(wěn)定性最高。

生境對地表層昆蟲的群落特征參數(shù)的影響呈現(xiàn)出在海拔1 600 m以上昆蟲數(shù)量及豐富度最高，其次是海拔1 400 m以下；在高海拔溫度偏低的生境中，物種的數(shù)量以及豐富度偏高，而在低海拔溫度偏高的生境中物種的數(shù)量及豐富度偏高；從濕度因素、坡向因素進(jìn)行分析可以看出，沒有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。生境Ⅳ與Ⅸ的昆蟲群落穩(wěn)定性較高。

3.4 9月不同生境昆蟲群落特征指數(shù)

9月對不同生境草本層、灌木層及地表層昆蟲群落的調(diào)查情況如表4所示。

綜合表1和表4可知，9月生境對草本層昆蟲的群落特征參數(shù)的影響：從海拔和坡向因素進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)位于陰坡的生境隨海拔升高昆蟲物種數(shù)呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，位于陽坡的生境的昆蟲數(shù)量呈現(xiàn)隨海拔上升物種數(shù)減少的趨勢。從溫度因素及濕度因素進(jìn)行分析沒有表現(xiàn)出規(guī)律性，對群落穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn)位于陰坡生境中昆蟲的穩(wěn)定性較高。

生境對灌木層昆蟲的群落特征參數(shù)的影響：從海拔因素進(jìn)行分析可以看出昆蟲個體數(shù)量呈現(xiàn)隨海拔上升而升高的趨勢，但豐富度在海拔1 500 m處最大。在溫度因素和濕度因素上也沒有呈現(xiàn)出規(guī)律性，生境Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ的群落穩(wěn)定性較高。

9月地表昆蟲的個體數(shù)量及豐富度較7、8月明顯減少，在陽坡生境中昆蟲的個體數(shù)量及豐富度隨海拔高度的升高呈現(xiàn)不斷增多的趨勢，在陰坡生境中昆蟲的數(shù)量及豐富度隨海拔高度的升高呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，而且在同海拔陰坡生境中昆蟲群落的穩(wěn)定性高于陽坡生境。

3.5 昆蟲群落數(shù)量時間數(shù)量動態(tài)變化的影響

7～9月同一海拔草本層昆蟲的時間數(shù)量動態(tài)變化（圖1）。由圖1可知，在海拔1 200、1 500、1 600 m處，昆蟲的個體數(shù)量時間動態(tài)呈現(xiàn)一直上升的趨勢；在海拔1 300、1 400 m處，昆蟲的個體數(shù)量呈現(xiàn)下降的趨勢；在海拔1 600 m處，呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢；在海拔1 500、1 700 m處，呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢?？梢钥闯隼ハx的數(shù)量除海拔1 700 m處，其他的都沒有在溫度較高的8月達(dá)到高峰期。

7～9月同一海拔地表層昆蟲群落的時間數(shù)量動態(tài)變化見圖2。由圖2可知，在海拔1 200、1 600 m處，昆蟲的個體數(shù)量時間動態(tài)呈現(xiàn)一直下降的趨勢；在海拔1 300、1 500、1 700 m處，昆蟲的個體數(shù)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢；在海拔1 400 m處，呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。地表層昆蟲的個體數(shù)量動態(tài)變化與溫度的變化相關(guān)性不大。

4 小結(jié)與討論

1）對7～9月不同生境草本層、灌木層、地表層昆蟲特征參數(shù)分析結(jié)果表明：陽坡群落的穩(wěn)定性大于陰坡群落的穩(wěn)定性；但昆蟲群落的數(shù)量及豐富度在不同時間、陰坡、陽坡在較低海拔及較高海拔表現(xiàn)出的趨勢不太相同。但都以1 400～1 500 m為界，表現(xiàn)出不同的趨勢。對于昆蟲數(shù)量隨海拔梯度的變化曾提出過4種模式[5-7]包括：①隨海拔升高而減小；②低海拔高平臺值；③中海拔單峰隆起；④隨海拔上升而增大。其中第四種情況比較少見，而本研究中草本層及地表層昆蟲群落隨海拔變化趨勢與這四種模式都不大相同。這也說明了生境與群落間互相影響的復(fù)雜性。

2）對7～9月不同生境草本層、灌木層、地表層昆蟲特征參數(shù)分析結(jié)果表明昆蟲數(shù)量及豐富度在溫度因素及濕度因素上都沒有表現(xiàn)明顯的出規(guī)律性。一般認(rèn)為昆蟲的種群數(shù)量會隨著溫度的升高而升高，與本研究結(jié)果不同，但已有研究表明昆蟲只有在適溫區(qū)才會呈現(xiàn)溫度與種群數(shù)量的線性關(guān)系[8]。

3）對昆蟲種群數(shù)量時間動態(tài)分析結(jié)果表明不同海拔草本層昆蟲群落數(shù)量大部分在9月達(dá)到高峰，地表層昆蟲群落得數(shù)量大部分在8月達(dá)到高峰期，所以昆蟲群落的數(shù)量并不都是在溫度較高的8月達(dá)到高峰。

4）本研究僅對一年的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，而生境對昆蟲群落分布及多樣性的影響需要多年連續(xù)調(diào)查研究，故所得結(jié)論難免有不妥之處，其調(diào)查分析結(jié)果只是一個初步的探討。

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