人類活動(dòng)干擾對(duì)隱翅蟲物種多樣性的影響

李玉杰 張晉東

摘要

2005年7～9月在四川二郎山區(qū)域調(diào)查4種不同人類干擾類型區(qū)域（包括人類聚集區(qū)、退耕還林區(qū)、放牧區(qū)和極少人為干擾區(qū)）內(nèi)的隱翅蟲資源，分析不同人類干擾區(qū)域內(nèi)隱翅蟲群落的物種組成、個(gè)體數(shù)量和生物多樣性特征。結(jié)果表明，隱翅蟲樣本個(gè)體數(shù)量、物種多樣性指數(shù)（H′）、均勻度指數(shù)（J）隨人類干擾強(qiáng)度的降低呈逐漸降低的趨勢(shì)，在人類聚集區(qū)多樣性指數(shù)最高，為4.001 6，均勻度指數(shù)也最高，為0.805 2，Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（λ）隨著人類干擾強(qiáng)度的降低而增大，在極少人為干擾區(qū)域最高為0.199 6。不同人類干擾區(qū)域間隱翅蟲群落相似性指數(shù)（β）均為0～0.25，為極不相似水平。人類活動(dòng)的干擾增加了隱翅蟲棲息環(huán)境的異質(zhì)性，提高了隱翅蟲群落的物種多樣性。

關(guān)鍵詞隱翅蟲；人類干擾；物種多樣性；四川二郎山

中圖分類號(hào)S186文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）21-121-04

隨著世界人口數(shù)量的快速增加，從局部區(qū)域到全球范圍內(nèi)，人類活動(dòng)干擾正深刻地改變著物種組成，導(dǎo)致生物多樣性急劇喪失。作為地球上數(shù)量最多的動(dòng)物群體，昆蟲生物多樣性的研究與保護(hù)備受關(guān)注，因?yàn)槔ハx群落提供了重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，如傳粉媒介、分解者、天敵昆蟲及食物網(wǎng)中的獵物等，而且在保護(hù)生物學(xué)領(lǐng)域也經(jīng)常通過昆蟲生物多樣性的動(dòng)態(tài)特征來反映生態(tài)系統(tǒng)功能與生物多樣性監(jiān)測(cè)的變化趨勢(shì)。

隱翅蟲隸屬于鞘翅目隱翅蟲科，常生活在土壤與森林鋪墊物、草甸與田野、沼澤與海濱、真菌中，它們對(duì)這些生境的適應(yīng)及由此引起的功能形態(tài)性狀已日益成為近代分類學(xué)者研究協(xié)同或平行進(jìn)化的關(guān)注點(diǎn)，在探索物種形成及大自然與生物演化發(fā)展的規(guī)律方面有突出的理論意義。隱翅蟲與人類關(guān)系密切，如一些隱翅蟲類群屬腐食或多食性種類，是多種群落生態(tài)系中能量轉(zhuǎn)換的“調(diào)節(jié)器”，在維護(hù)大自然生態(tài)平衡方面起著不可忽視的作用。人類活動(dòng)一方面為隱翅蟲豐富了食物來源和生境，另一方面也對(duì)包括隱翅蟲在內(nèi)的昆蟲群落的生存繁殖存在負(fù)面影響，如大量殺蟲劑的使用。目前，關(guān)于隱翅蟲群落的研究更多集中在分類學(xué)、初步生物多樣性調(diào)查、病理防治或行為描述等研究上，關(guān)于人類活動(dòng)干擾對(duì)隱翅蟲物種組成與生物多樣性的影響尚缺乏深入了解。為此，筆者于2005年7月5日至9月24日在四川二郎山地區(qū)調(diào)查了4種不同人類干擾類型生境下的隱翅蟲資源，通過鑒定物種類別對(duì)不同人類干擾類型生境內(nèi)隱翅蟲的相對(duì)數(shù)量、豐富度、α和β多樣性指數(shù)分別進(jìn)行了比較分析，并探討了人類活動(dòng)強(qiáng)度對(duì)隱翅蟲群落的影響機(jī)制，以期為隱翅蟲資源保護(hù)工作提供理論依據(jù)。

1 研究地概況與方法

1.1 研究地概況

二郎山在四川省雅安市天全縣境內(nèi)，位于四川盆地西部邊緣邛崍山脈南端。森林植被屬亞熱帶常綠闊葉林帶，由于地形、氣候、土壤諸因素的綜合影響，該區(qū)植被群落組成、類型、分布表現(xiàn)出一定的分布規(guī)律。這種分布規(guī)律水平方向不明顯，垂直分布尤為突出，自下而上呈現(xiàn)常綠闊葉林、常綠落葉闊葉林、落葉闊葉林、針闊混交林、暗針葉林的分布。

根據(jù)研究地人類活動(dòng)強(qiáng)度和地形地貌特點(diǎn)，從二郎山底人類聚集的角基坪（海拔約1 400 m）沿公路至二郎山山頂（海拔約3 400 m）為止，劃分4個(gè)區(qū)域進(jìn)行隱翅蟲資源調(diào)查。4個(gè)區(qū)域具體描述如下： ①人類聚集區(qū)：海拔為1 400～2 300 m，人為干擾嚴(yán)重，有大量農(nóng)田和生活垃圾，植被類型豐富，生境異質(zhì)性強(qiáng)，林區(qū)植被類型以闊葉林為主。

②退耕還林區(qū)：海拔為2 300～2 600 m，為人類活動(dòng)區(qū)周邊區(qū)域，因以退耕還林進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，森林覆蓋率較高，人為干擾較少，植被類型為針闊混交林。③放牧區(qū)：海拔為2 600～3 100 m，有少量人為活動(dòng)的區(qū)域，因有部分居民放牧而有適量人為干擾，植被類型較單一，植被類型以暗針葉林為主。④極少干擾區(qū)：海拔為3 100～3 400 m，為極少人類活動(dòng)的高海拔區(qū)域，人為干擾極少，植被類型為杜鵑灌木叢林。不同區(qū)域內(nèi)植被類型分布狀況見文獻(xiàn)[15]。

1.2調(diào)查方法

每個(gè)區(qū)域設(shè)置樣地18塊，每塊樣地面積為25 m2，4個(gè)區(qū)域共設(shè)置樣地72塊。在每塊樣地以多種方法集中采集1 d，采集時(shí)間集中在10：00～16：00，即隱翅蟲活動(dòng)頻繁的時(shí)間。采集方法主要是巴氏罐誘、堆草誘、搜索、掃網(wǎng)、肉誘等方法相結(jié)合。采集后，于室內(nèi)進(jìn)行標(biāo)本鑒定和數(shù)據(jù)整理，鑒定到屬級(jí)水平。在進(jìn)行物種統(tǒng)計(jì)時(shí)，采取種群間形態(tài)學(xué)的比較，暫記作形態(tài)種sp1、2、3…。

1.3數(shù)據(jù)處理

（1）物種豐富度：采用物種數(shù)（S）測(cè)度。

（2）Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)：

λ=∑（Pi）2=∑（Ni/N）2

式中，Ni為樣地內(nèi)第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)；N為樣地內(nèi)所有物種的個(gè)體數(shù)。

（3）ShannonWiener多樣性指數(shù)：

H′=-∑Si=1PilnPi

式中，Pi=Ni/N，為第i種個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)（N）的比例；N為全部物種的個(gè)體總數(shù)。

（4）Pielou均勻度指數(shù)：

J=H′/Hmax=H′/lnS

（5）β多樣性指數(shù)根據(jù)Jaccard相似性公式計(jì)算：

q=c/（a+b-c）

式中，c為2個(gè)群落的共有物種數(shù)；a和b分別為群落A和群落B的物種數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要類群和數(shù)量

在二郎山共采集隱翅蟲標(biāo)本2 389號(hào)，隸屬于12亞科75屬206種。個(gè)體數(shù)量上，前角隱翅蟲亞科最多，有標(biāo)本1 155號(hào)，占總數(shù)的48.35%；隱翅蟲亞科次之，有346號(hào)，占總數(shù)的14.48%。該2個(gè)亞科為數(shù)量最豐富的類群。此外，胸片隱翅蟲亞科、毒隱翅蟲亞科、異形隱翅蟲亞科和尖腹隱翅蟲亞科數(shù)量也各占5%以上，為常見的類群。而大眼隱翅蟲亞科、筒隱翅蟲亞科、四眼隱翅蟲亞科、巨須隱翅蟲亞科、切須隱翅蟲亞科和原隱翅蟲亞科合計(jì)占9.08%，為相對(duì)較少類群。

43卷21期李玉杰等人類活動(dòng)干擾對(duì)隱翅蟲物種多樣性的影響

2.2不同人類干擾區(qū)域隱翅蟲物種組成及數(shù)量

不同人類干擾區(qū)隱翅蟲資源物種數(shù)和個(gè)體數(shù)差別很大（表1～4）。總體上隨著人類干擾的減少，隱翅蟲個(gè)體數(shù)和物種數(shù)基本呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢(shì)。其中，人類聚集區(qū)有隱翅蟲標(biāo)本1 575號(hào)；退耕還林區(qū)有212號(hào)；少量放牧區(qū)有418號(hào)，極少干擾區(qū)有184號(hào)。人類聚集區(qū)為人類活動(dòng)頻繁的地區(qū)，適合隱翅蟲生活的環(huán)境相對(duì)較多，且比較集中，如爛草堆、腐肉、生活垃圾等；而退耕還林區(qū)為人類生活區(qū)的邊緣地帶，適合隱翅蟲生活的環(huán)境比較分散，在相同大小的樣地內(nèi)草堆、糞便、真菌等數(shù)量均較少，導(dǎo)致該區(qū)域物種數(shù)雖然較多，但個(gè)體數(shù)相對(duì)較少；少量放牧區(qū)人類活動(dòng)較少，為牛糞和真菌分布最多最集中的區(qū)域；極少干擾區(qū)為高山草甸，人類干擾最少，生境較單一，隱翅蟲數(shù)量和物種均為最少。

2.3不同人類干擾區(qū)域隱翅蟲群落α物種多樣性

由表5可知，隨著人類干擾強(qiáng)度的降低，海拔升高，溫度降低，植被群落組成和生境類型減少，適合隱翅蟲的棲息地和食物來源均降低，在很大程度上影響了隱翅蟲的群落組成，隱翅蟲的物種豐富度（S）呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，從人類聚集區(qū)的144種，退耕還林區(qū)的35種，到少量放牧區(qū)的34種，最后降至極少干擾區(qū)的17種。物種多樣性指數(shù)（H′）、均勻度指數(shù)（J）隨人類干擾強(qiáng)度的降低大體也都呈逐漸降低的趨勢(shì)，在人類聚集區(qū)多樣性指數(shù)最高，均勻度指數(shù)也最高。Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（λ）則隨著人類干擾強(qiáng)度的降低而呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)?？梢?，目前人類活動(dòng)對(duì)隱翅蟲并沒有帶來明顯的負(fù)面影響，甚至還有一定的積極作用。

2.4不同人類干擾區(qū)域隱翅蟲群落β多樣性指數(shù)

根據(jù)相似性系數(shù)原理，當(dāng)q為0～0.25時(shí)為極不相似；當(dāng)q為0.25～0.50時(shí)為中等不相似；當(dāng)q為0.50～0.75時(shí)為中等相似；當(dāng)q為0.75～1.00時(shí)為極相似。以此來判斷不同人類干擾區(qū)域隱翅蟲群落的相似性程度。

比較4個(gè)不同人類干擾區(qū)域，隱翅蟲群落的相似性指數(shù)均在0～0.25，為極不相似水平（表6）。各區(qū)域人類干擾特點(diǎn)及植被類型分布有著顯著差異，分別為不同隱翅蟲類群的生存提供了適合的生境。人類聚集區(qū)因有豐厚的闊葉腐殖質(zhì)、人類生活垃圾、農(nóng)田等，為腐食性隱翅蟲類群的生存提供了充足的條件；少量放牧區(qū)設(shè)有養(yǎng)牛場(chǎng)，牛糞分布集中，且真菌較多，隱翅蟲主要為糞食性和菌食性類群。

3討論

昆蟲物種多樣性受到人為活動(dòng)與環(huán)境因子的雙重影響。有研究指出適度的自然干擾能增加昆蟲的物種多樣性，而該研究表明人類干擾對(duì)隱翅蟲群落的物種多樣性有顯著影響。通過對(duì)不同人類干擾區(qū)內(nèi)隱翅蟲資源的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)不同人類干擾區(qū)分布的隱翅蟲群落均為極不相似。隨著人類活動(dòng)強(qiáng)度的增加，隱翅蟲個(gè)體數(shù)和物種豐富度（S）、多樣性指數(shù)（H′）、均勻度指數(shù)（J）也在升高。在人類聚集區(qū)，隱翅蟲有最高個(gè)體數(shù)和物種數(shù)，α物種多樣性指數(shù)也最高，而該區(qū)域?yàn)槿祟惢顒?dòng)最頻繁的地區(qū)，其間有許多人居住，可見，在研究地目前人類的活動(dòng)對(duì)隱翅蟲并沒有帶來明顯的負(fù)面影響，而存在一定的積極作用。該研究認(rèn)為隱翅蟲通常為腐食性、糞食性和尸食性等，而人類活動(dòng)頻繁的地區(qū)生活垃圾也較多，為隱翅蟲提供了較豐富的食物來源。通常人類活動(dòng)干擾是造成物種滅絕和棲息地喪失的主要驅(qū)動(dòng)力，更多的研究是針對(duì)大型哺乳類或有蹄類動(dòng)物。而該研究分析人類活動(dòng)對(duì)昆蟲群落物種多樣性的影響，發(fā)現(xiàn)適度的人類干擾與自然干擾有相似的功能，能促進(jìn)群落物種多樣性。至于多大的人類干擾強(qiáng)度可以導(dǎo)致隱翅蟲多樣性衰退，以及人類的作用力要持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間才能造成影響，有待開展進(jìn)一步研究。

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