寧夏主要天然林區(qū)蛾類(lèi)多樣性及區(qū)系

王章訓(xùn)，張?jiān)茣?huì)，王新譜

(寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川 750021)

森林健康與全球生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康密切相關(guān)(Kobl et al，1994;馬克明等，2001)。健康的森林生態(tài)系統(tǒng)在物種組成上是多樣的，生物多樣性的高低對(duì)森林健康有著十分重要的意義。生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)功能得以維持的生物基礎(chǔ)，也是生態(tài)系統(tǒng)抗干擾能力、恢復(fù)能力及適應(yīng)環(huán)境變化能力的物質(zhì)基礎(chǔ)。森林健康的維持取決于森林的生物多樣性、可再生能力和生產(chǎn)力，維護(hù)生物多樣性是森林生態(tài)系統(tǒng)管理計(jì)劃中不可缺少的部分(陳亮和王緒高，2008)。蛾類(lèi)是生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其多樣性大小不僅反映了其群落本身的狀況，也反映了棲息生境的優(yōu)良，對(duì)生態(tài)平衡和環(huán)境質(zhì)量能起到較好的指示作用。蛾類(lèi)大多是植食性昆蟲(chóng)，其中又有許多是暴食性的，對(duì)森林植被及農(nóng)作物損害極大，而且蛾類(lèi)具有很強(qiáng)的繁殖能力和適應(yīng)外界環(huán)境的能力，因此蛾類(lèi)成為了植物保護(hù)學(xué)、昆蟲(chóng)生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、毒理學(xué)等學(xué)科的重要研究對(duì)象(Geest and Evenhuis，1991;武春生，2010)。

1 研究地區(qū)概況

賀蘭山地處銀川平原和阿拉善高原之間，N38°19'-39°22'、E105°49'-106°41'，海拔1600-3650 m。是溫帶草原和溫帶荒漠的分界線，年平均日照3000 h 以上，無(wú)霜期128-175 d，年平均降水量200-400 mm，年蒸發(fā)量2000 mm 以上，隨海拔的降低，土壤類(lèi)型依次為亞高山草甸土、灰褐土、棕鈣土、灰漠土和風(fēng)沙土，植被垂直分布非常明顯，類(lèi)型復(fù)雜，主要有青海云杉Picea crassifolia 林、油松Pinus tabulaeformis 林、杜松Juniperus rigida 林等(朱源等，2008)。

羅山位于寧夏中部干旱帶，N37°11'-37°25'，E106°04'-106°24'，海拔1560-2624.5 m。屬中溫帶干旱大陸性氣候，年平均日照為2881.5 h，年平均降水量261.8 mm，年平均蒸發(fā)量為2460 mm。土壤類(lèi)型單一，為草甸灰鈣土。主要喬木樹(shù)種有青海云杉、油松、山楊 Populus davidiana、白樺Betula platyphylla 和遼東櫟Quercus wutaishanica(蘇紀(jì)帥等，2013)。

六盤(pán)山地處寧夏南部，N 35°15'-35°41'，E 106°09'-106°30'，海拔1700-2942 m。屬暖溫帶半濕潤(rùn)區(qū)，年日照時(shí)數(shù)2100-2400 h，無(wú)霜期90-130 d，年平均降水量676 mm，年平均蒸發(fā)量1426 mm，年平均相對(duì)濕度68%。土壤類(lèi)型以灰褐土和亞高山草甸土為主，主要植被為山楊、白樺、遼東櫟、混生椴 Tilia nobilis、山柳 Clethra barbinervis、華山松Pinus armandii 等，林下多川榛及多種灌木(王云霓等，2013)。

2 研究方法

2.1 標(biāo)本采集

所有標(biāo)本均采用燈誘法采集于寧夏賀蘭山、羅山和六盤(pán)山。標(biāo)本保存于寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院昆蟲(chóng)標(biāo)本室。

2.2 動(dòng)物地理區(qū)劃的確定

按照中國(guó)動(dòng)物地理區(qū)劃(張榮祖，2004)，根據(jù)每種蛾的分布資料，分別歸入7個(gè)不同的動(dòng)物地理區(qū)，盡量用省下分布資料確定準(zhǔn)確的地理區(qū)域歸屬，統(tǒng)計(jì)分析分布型(任國(guó)棟和賈龍，2013)。

2.3 數(shù)據(jù)分析

科屬多樣性采用G-F 多樣性指數(shù)(蔣志剛和紀(jì)力強(qiáng)，1999)進(jìn)行計(jì)算，F(xiàn) 指數(shù)，DF:

其中:Pi=Ski/Sk，Sk=名錄中k 科中的物種數(shù)，Ski=名錄中k 科i 屬中的物種數(shù)，n=k 科中的屬數(shù)，m=名錄中蛾類(lèi)的科數(shù)。

G 指數(shù)，DG:

其中:qj=Sj/S，S=名錄中蛾類(lèi)的物種數(shù)，Sj=蛾類(lèi)中j 屬的物種數(shù)，p=蛾類(lèi)中的屬數(shù)。

G-F 指數(shù):

并規(guī)定:如果蛾類(lèi)中所有的科都是單種科，即DF=0，則該地區(qū)的G-F 指數(shù)為零，DG-F=0。

相應(yīng)的G-F 指數(shù)計(jì)算運(yùn)用EXCEL 2010 軟件(陳俊華和文吉富，2009)進(jìn)行。

用Jacard 相似性系數(shù)來(lái)衡量不同林區(qū)間的相似程度。其公式為:

其中Sj為相似性系數(shù)，c 為兩種生境共有種數(shù)，a、b 表示不同山體中的物種數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 寧夏蛾類(lèi)的物種多樣性

根據(jù)在寧夏三大林區(qū)的調(diào)查情況，賀蘭山共有蛾類(lèi)190種，隸屬于18 科146 屬;羅山共有蛾類(lèi)164種，隸屬于21 科130 屬;六盤(pán)山共有蛾類(lèi)648種，隸屬于33 科397 屬(表1)。選取夜蛾科Noctuidae、尺蛾科Geometridae、燈蛾科Arctiidae、螟蛾科Pyralidae 和卷蛾科Tortricidae 等5個(gè)優(yōu)勢(shì)科物種進(jìn)行比較，結(jié)果表明三大林區(qū)的夜蛾科均為優(yōu)勢(shì)科，六盤(pán)山的蛾類(lèi)群落更加穩(wěn)定(圖1，圖2)。

表1 寧夏三大林區(qū)蛾類(lèi)物種多樣性比較Table 1 Species diversity of the moths from the Ningxia's three major forest areas

續(xù)上表

圖1 寧夏三大林區(qū)蛾類(lèi)優(yōu)勢(shì)科的屬數(shù)比較Fig.1 Comparison on the number of genera in dominant families of moths in Ningxia's three major forest areas

圖2 寧夏三大林區(qū)蛾類(lèi)優(yōu)勢(shì)科的物種數(shù)比較Fig.2 Comparison on the number of species in dominant families of moths in Ningxia's three major forest areas

鑒定的蛾類(lèi)中，寧夏特有種有28種，其中賀蘭山特有種5種，羅山特有種2種，六盤(pán)山特有種21種，表明寧夏三大林區(qū)蛾類(lèi)特有性較低。

通過(guò)計(jì)算各林區(qū)蛾類(lèi)G-F 指數(shù)，六盤(pán)山的F指數(shù)和G-F 指數(shù)都為最高，羅山的G 指數(shù)最高(表2)。

三大林區(qū)之間的相似性指數(shù)見(jiàn)表3。結(jié)果表明，賀蘭山和羅山之間的蛾類(lèi)物種的相似性最高，為0.3523;羅山和六盤(pán)山的相似性指數(shù)次之，為0.2914;賀蘭山和六盤(pán)山的相似性指數(shù)最低，僅為0.2291，三個(gè)林區(qū)蛾類(lèi)的相似性指數(shù)的都介于0.25-0.50 之間，根據(jù)Jaccard 的相似性系數(shù)原理，均為中等不相似水平。三個(gè)主要山體蛾類(lèi)相似度不高的原因與其主要生境和氣候不同是分不開(kāi)的，六盤(pán)山氣候相對(duì)濕潤(rùn)，羅山和賀蘭山則處于干旱和半干旱氣候地帶，另外，人為干擾程度的差異也導(dǎo)致了物種分布的不同。

表2 寧夏三大林區(qū)蛾類(lèi)科屬多樣性比較Table 2 Diversity of families and genera of the moths in Ningxia's three major forest areas

表3 寧夏大三林區(qū)蛾類(lèi)相似性分析Table 3 Similarity analyses of the mothsin Ningxia's three major forest areas

3.2 寧夏蛾類(lèi)的區(qū)系組成

在動(dòng)物地理區(qū)劃上寧夏屬于典型的古北區(qū)，中北部地區(qū)生境為荒漠半荒漠和草原地區(qū)，分布種類(lèi)絕大多數(shù)為古北界成分，廣布種數(shù)量相對(duì)較小;南部六盤(pán)山余脈與秦嶺相連，許多學(xué)者認(rèn)為秦嶺地區(qū)是古北界與東洋界過(guò)渡區(qū)，表現(xiàn)出二者共有成分很多，僅少數(shù)東洋種滲透至此。寧夏主要林區(qū)蛾類(lèi)區(qū)系也表現(xiàn)出上述特點(diǎn)，即賀蘭山和羅山蛾類(lèi)以古北區(qū)種占多數(shù)，而六盤(pán)山蛾類(lèi)中廣布種所占的比例逐漸增多(圖3)。

圖3 寧夏三大林區(qū)蛾類(lèi)分布地理型Fig.3 Fauna of the moths in Ningxia's three major forest areas

在中國(guó)的地理分區(qū)上來(lái)看，寧夏三大林區(qū)蛾類(lèi)共有54種分布型，其主要分布型見(jiàn)表4。賀蘭山蛾類(lèi)以蒙新+華北+東北+青藏型最多，達(dá)16.32%，蒙新+華北+青藏型、全國(guó)廣布型也占有很高的比例，分別達(dá)11.58%和8.95%。羅山蛾類(lèi)中以全國(guó)廣布型的種類(lèi)最多，占羅山總蛾類(lèi)數(shù)的24.39%，蒙新+華北+東北+青藏型和蒙新+華北+青藏型的物種數(shù)次之，所占比例分別為10.98%和7.32%。六盤(pán)山蛾類(lèi)分布型種類(lèi)最為豐富，其中比例最高的是除華南區(qū)的分布型，達(dá)9.72%，蒙新+華北+華中+青藏+西南型和全國(guó)廣布型次之，為8.64%和8.33%。從優(yōu)勢(shì)分布型的類(lèi)型來(lái)比較，賀蘭山和羅山的蛾類(lèi)區(qū)系分布比較相似，六盤(pán)山的蛾類(lèi)區(qū)系分布類(lèi)型多且比較均勻。三林區(qū)蛾類(lèi)區(qū)系分布特點(diǎn)為:單區(qū)型為蒙新區(qū)和華北區(qū)兩種類(lèi)型。多區(qū)型中以蒙新+華北+東北+青藏型、蒙新+華北+青藏型，全國(guó)廣布型為優(yōu)勢(shì)分布型。從物種的分布型來(lái)看，含有蒙新區(qū)的和含有華北區(qū)的物種數(shù)最多，東北區(qū)、華中區(qū)、青藏區(qū)次之，含西南區(qū)和含華南區(qū)的物種較少。

表4 寧夏三大林區(qū)蛾類(lèi)在中國(guó)的地理分布Table 4 The Chinese fauna distribution patterns of moths from Ningxia's three major forest areas

續(xù)上表

4 結(jié)論與討論

賀蘭山、羅山、六盤(pán)山的蛾類(lèi)的物種數(shù)分別為190種、164種和648種。六盤(pán)山蛾類(lèi)數(shù)量占寧夏三大林區(qū)蛾類(lèi)總物種數(shù)(770種)的84.2%，這與六盤(pán)山獨(dú)特的地理位置和濕潤(rùn)的氣候是分不開(kāi)的。賀蘭山山體遠(yuǎn)大于羅山，植被也較羅山復(fù)雜，所以賀蘭山的蛾類(lèi)物種數(shù)比羅山豐富，賈彥霞等對(duì)寧夏卷蛾的研究也顯示出這一特點(diǎn)(賈彥霞等，2010)。三大林區(qū)的G-F 指數(shù)分別為0.7101、0.8128、0.8674，都具有很高的科屬多樣性，并且呈自北向南逐漸增加的趨勢(shì)。雖然羅山的物種數(shù)最低，但其G-F 指數(shù)卻僅次于六盤(pán)山，表明G-F 指數(shù)的大小和物種的多少可能不存在直接的關(guān)系。

在動(dòng)物地理區(qū)系方面，賀蘭山和羅山地處荒漠和半荒漠地區(qū)，主要以古北型的物種占主要群體;六盤(pán)山靠近東洋界和古北界的交界地帶，表現(xiàn)出兩界共同分布的物種多于古北界的物種。中國(guó)的地理區(qū)系分析顯示三大林區(qū)的蛾類(lèi)以蒙新區(qū)物種為主要分布型，與華北區(qū)和東北區(qū)的聯(lián)系較為緊密。整體上來(lái)看，賀蘭山和羅山的相似性系數(shù)較高，而六盤(pán)山的物種更為豐富，分布型更加復(fù)雜。

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