京津冀革翅目昆蟲資源

宋燁龍，任國棟

(1.河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河北省無脊椎動物系統(tǒng)學(xué)與應(yīng)用重點實驗室，河北保定　071002)

京津冀革翅目昆蟲資源

宋燁龍，任國棟

(1.河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河北省無脊椎動物系統(tǒng)學(xué)與應(yīng)用重點實驗室，河北保定071002)

摘要：對河北大學(xué)博物館館藏的京津冀地區(qū)革翅目標(biāo)本進(jìn)行分類鑒定，獲得了5科10屬19種，記述了各種的標(biāo)本采集信息及其分布范圍，編制了分種檢索表，對其分布與海拔高度的關(guān)系進(jìn)行了初步分析，認(rèn)為肥螋科主要分布于低海拔地區(qū)，球螋科主要分布于高海拔地區(qū)，并應(yīng)用Maxent模型對球螋科的分布進(jìn)行了驗證.

關(guān)鍵詞：革翅目；地理分布；海拔；京津冀地區(qū)

DOI：10.3969/j.issn.1000-1565.2015.02.011

中圖分類號：Q969.27

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：志碼：A

文章編號：編號：1000-1565(2015)02-0169-08

Abstract:19 species of earwigs belonging to 10 genera, 5 families were recorded basing on the specimens of earwigs from Beijing-Tianjin-Hebei region deposited in the Hebei University Museum. Catalogue, distributions and collecting information were provided, and a key to species of earwigs was appended. A preliminary study on the relations of earwigs' geographical distribution and altitude from this region was given. The results showed the species of Anisolabididae mainly distributed in low altitude area and the species of Forficulidae mainly distributed in high altitude area, and a verification basing on modeling (Maxent) was implemented by using distribution records of Forficulidae.

收稿日期:2014-09-12

基金項目：科技部科技基礎(chǔ)性研究工作專項資金資助項目(2012FY111100)

通信作者：任國棟(1955-)，男，寧夏中寧人，河北大學(xué)教授，主要從事鞘翅目異跗節(jié)類的系統(tǒng)分類研究.

Resources of earwigs (Dermaptera) from Beijing-Tianjin-Hebei region

SONG Yelong, REN Guodong

(Key Laboratory of Invertebrate Systematics and Application of Hebei Province,

College of Life Sciences, Hebei University, Baoding 071002, China)

Key words: Dermaptera; geographical distribution; altitude; Beijing-Tianjin-Hebei region

第一作者:宋燁龍(1989-)，男，河北保定人，河北大學(xué)在讀碩士研究生.E-mail: songyelong1989@hotmail.com

E-mail:gdren@hbu.edu.cn

革翅目(Dermaptera)通稱蠼螋，是一類形態(tài)比較原始、捕食方式十分奇特的重要天敵昆蟲，在研究昆蟲進(jìn)化與行為等方面具有特殊地位.該目昆蟲全球已知2 000余種，中國已記錄230多種，主要分布于四川、云南、西藏等西南地區(qū).京津冀處于華北動物區(qū)的核心位置，按照Holt 等提出的新的世界動物地理區(qū)劃意見，該區(qū)域處在中國-日本動物界和古北動物界的接壤地帶，動物的種類組成上表現(xiàn)出了這2個動物區(qū)的一些共有特征.中國先后有數(shù)位學(xué)者從事過革翅目的分類工作，其中涉及到京津冀地區(qū)的種類記述共8種[1-9]，但該地區(qū)未曾進(jìn)行過革翅目昆蟲資源的專項調(diào)查.近年來，作者所在研究團(tuán)隊對該區(qū)域的昆蟲進(jìn)行了多次采集，經(jīng)鑒定共5科10屬19種，其中12種為該地區(qū)首次記錄，分別為環(huán)紋小肥螋Euborelliaannulipes、卡殖肥螋Gonolabiscavaleriei、緣殖肥螋Gonolabismarginalis、麗肥螋Anisolabisformosae、肥螋Anisolabismaritima、小姬螋Labiaminor、凈喬球螋Timomenusinermis、基白球螋Forficulaalbida、大基鋏球螋Forficulamacrobasis、齒球螋Forficulamikado、華球螋Forficulasinica、輝球螋Forficulasplendida.文獻(xiàn)記載的巨臀異螋Allodahliamacropyga未采到.

1材料與方法

1.1　研究材料

本文涉及的研究材料均采自京津冀地區(qū)，來源于本實驗室多年的積累以及作者近年參與的天敵昆蟲資源考察.標(biāo)本保存在河北大學(xué)博物館.

1.2　拍照方法

使用萊卡M205A數(shù)字式自動體視顯微鏡拍攝，每頭標(biāo)本選取5~10個對焦平面進(jìn)行拍照并合成.

1.3　圖像生成

使用DIVA-GIS 7.5軟件對標(biāo)本采集地經(jīng)緯度信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，輸出格式為SHP.將輸出文件導(dǎo)入Arcgis 10.2軟件，分析底圖來源于國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)(http://ngcc.sbsm.gov.cn)的1∶400萬地形數(shù)據(jù)庫，海拔數(shù)據(jù)圖層來源于WORLDCLIM網(wǎng)站(http://www.worldclim.org)的ALT信息，將各科的數(shù)據(jù)點集以不同符號標(biāo)示，最終得到各科分布點圖.

1.4　數(shù)據(jù)處理

使用Maxent模型對球螋科分布范圍進(jìn)行預(yù)測.氣候數(shù)據(jù)來源于WORLDCLIM網(wǎng)站，分辨率為30 s，應(yīng)用全部68個環(huán)境變量進(jìn)行預(yù)測，分析底圖來源于國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的1∶400萬地形數(shù)據(jù)庫.訓(xùn)練樣本與測試樣本生成采用DIVA-GIS 7.5軟件，選取75%的分布點作為訓(xùn)練點，將剩余的物種分布點和隨機(jī)選取10倍于物種分布點的背景點作為測試點集，保存為CSV文件格式.數(shù)據(jù)分析采用Maxent 3.3.3軟件，JAVA7.0環(huán)境下運行，輸出格式為BIL.圖像生成使用Arcgis 10.2軟件，最終獲得球螋科分布概率圖.

2京津冀地區(qū)革翅目種類記錄

2.1　大尾螋科 Pygidicranidae Verhoeff, 1902

2.1.1瘤螋屬ChalliaBurr, 1904

1)瘤螋ChalliafletcheriBurr, 1904 (圖1a)

檢視標(biāo)本：1♀，河北蔚縣金河口，2005-08-20，張鋒采.

分布：河北、吉林、山東、浙江、江西、湖南、西藏；朝鮮.

2.2　肥螋科 Anisolabididae Verhoeff,1902

2.2.1小肥螋屬EuborelliaBurr, 1910

2)環(huán)紋小肥螋Euborelliaannulipes(Lucas, 1847) (圖1b)

分布：河北、河南、江蘇、浙江、湖北、湖南、福建、海南、廣西、貴州、四川、云南；世界廣布.

2.2.2殖肥螋屬GonolabisBurr, 1900

3)卡殖肥螋Gonolabiscavaleriei(Borelli, 1921) (圖1c)

檢視標(biāo)本：1♀，河北安新縣大田莊，2012-07-16~08-14，喬佳倫采.

分布：河北、甘肅、山東、安徽、江蘇、浙江、湖南、福建、臺灣、廣西、海南、貴州、云南.

4)緣殖肥螋Gonolabismarginalis(Dohrn, 1864) (圖1d)

圖1　京津冀地區(qū)革翅目常見種Fig.1　Common species of earwigs from Beijing-Tianjin-Hebei regiona.瘤螋 Challia fletcheri Burr ♀；b.環(huán)紋小肥螋 Euborellia annulipes (Lucas) ；c.卡殖肥螋 Gonolabis cavaleriei (Borelli) ♀；d.緣殖肥螋 Gonolabis marginalis (Dohrn) ；e.麗肥螋 Anisolabis formosae (Borelli) ♀；f.肥螋 Anisolabis maritima (Borelli) ♀；g.蠼螋 Labidura riparia Pallas ；h.小姬螋 Labia minor Linnaeus ；i.凈喬球螋 Timomenus inermis Borelli ；j.日本張球螋 Anechura japonica (Bormans) ；k.異螋 Allodahila scabriuscula Serville ；l.基白球螋 Forficula albida Liu ；m.達(dá)球螋 Forficula davidi Burr ；n.大基鋏球螋 Forficula macrobasis Bey-Bienko ；o.齒球螋 Forficula mikado Burr ；p.華球螋 Forficula sinica (Bey-Bienko)；q.輝球螋 Forficula splendida Bey-Bienko ；r.托球螋 Forficula tomis scudderi Bormans ；s.迭球螋 Forficula vicaria Semenov.

分布：河北、江蘇、福建、臺灣、廣西、香港、四川、云南；日本、朝鮮、印度尼西亞.

2.2.3肥螋屬AnisolabisFieber, 1853

5)麗肥螋Anisolabisformosae(Borelli, 1927) (圖1e)

檢視標(biāo)本：1♀，河北安新縣大田莊，2012-07-16~08-14，喬佳倫采.

分布：河北、內(nèi)蒙古、江蘇、福建、臺灣、廣西.

6)肥螋Anisolabismaritima(Borelli, 1832) (圖1f)

檢視標(biāo)本：1♀，河北魏縣牙里鎮(zhèn)，2014-08-01，劉少番采.

分布：河北、江蘇、上海、湖北、福建、湖南、廣西、貴州、四川；東南亞地區(qū)、非洲.

2.3　蠼螋科 Labiduridae Verhoeff, 1902

2.3.1蠼螋屬LabiduraLench, 1815

7)蠼螋LabiduraripariaPallas, 1773 (圖1g)

分布：河北、黑龍江、吉林、遼寧、寧夏、甘肅、山西、陜西、山東、河南、江蘇、湖北、湖南、江西、四川；世界廣布.

2.4　苔螋科 Spongiphoridae Verhoeff, 1902

2.4.1姬螋屬LabiaBurr, 1909

8)小姬螋LabiaminorLinnaeus, 1758 (圖1h)

分布：河北、上海.

2.5　球螋科 Forficulidae Stephens, 1829

2.5.1喬球螋屬TimomenusBurr, 1907

9)凈喬球螋TimomenusinermisBorelli, 1915 (圖1i)

分布：河北、山西、陜西、湖北、福建、臺灣、廣東、云南.

2.5.2張球螋屬AnechuraScudder, 1876

10)日本張球螋Anechurajaponica(Bormans, 1880) (圖1j)

分布：河北、吉林、寧夏、甘肅、山西、山東、湖北、浙江、江西、湖南、福建、廣西、四川、西藏；俄羅斯、朝鮮、日本.

2.5.3異螋屬AllodahliaVerhoeff, 1902

11)異螋AllodahliascabriusculaServille, 1839 (圖1k)

分布：天津、河北、甘肅、河南、湖北、湖南、臺灣、廣東、廣西、四川、云南、西藏；緬甸、不丹、印度、越南、印度尼西亞.

2.5.4球螋屬ForficulaLinnaeus, 1758

12)基白球螋ForficulaalbidaLiu, 2007 (圖1l)

分布：河北、寧夏、陜西、河南.

13)達(dá)球螋ForficuladavidiBurr, 1905 (圖1m)

分布：河北、甘肅、寧夏、山西、陜西、山東、湖北、湖南、四川、云南、西藏.

14)大基鋏球螋ForficulamacrobasisBey-Bienko, 1934 (圖1n)

分布：北京、河北、山西、四川、西藏.

15)齒球螋ForficulamikadoBurr, 1904 (圖1o)

分布：河北、黑龍江、吉林、遼寧、甘肅、陜西、湖北、四川；朝鮮、日本.

16)華球螋Forficulasinica(Bey-Bienko, 1934) (圖1p)

分布：河北、江蘇、安徽、湖北、湖南、廣西、貴州、四川、云南.

17)輝球螋ForficulasplendidaBey-Bienko, 1933 (圖1q)

分布：河北、甘肅、陜西、湖北、四川、云南.

18)托球螋ForficulatomisscudderiBormans, 1880 (圖1r)

分布：河北、遼寧、寧夏、新疆、山西、河南、湖南；俄羅斯、朝鮮、日本.

19)迭球螋ForficulavicariaSemenov, 1902 (圖1s)

分布：北京、河北、黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山東、江蘇、湖北、四川、云南、西藏；俄羅斯、蒙古、朝鮮、日本.

3京津冀地區(qū)已知革翅目昆蟲分種檢索表

京津冀地區(qū)已知革翅目分種檢索表

1　前、后頸骨片于前胸腹板前分離；末腹背板長寬幾等，后部兩側(cè)各具2口大型圓瘤凸　　瘤螋Challia　fletcheri………………前、后頸骨片于前胸腹板前愈合；末腹背板長短于寬，后部兩側(cè)各具1口小型瘤凸或無瘤凸　2………………………………2　尾鋏基部三棱形；雄性外生殖器有2口陽莖葉　3…………………………………………………………………………………尾鋏基部圓柱形或向內(nèi)緣擴(kuò)展；雄性外生殖器有1口陽莖葉　8…………………………………………………………………3　前、后翅發(fā)達(dá)；尾鋏長大；觸角28節(jié)；雄性外生殖器具基囊　　蠼螋Labidura　riparia……………………………………………無前、后翅；尾鋏短粗；觸角15～22節(jié)；雄性外生殖器無基囊　4…………………………………………………………………4　陽莖基側(cè)突長為寬口3倍以口　5…………………………………………………………………………………………………陽莖基側(cè)突長口超過寬口3倍　6…………………………………………………………………………………………………5　體褐色；觸角第3節(jié)短于4、5節(jié)之和　　麗肥螋Anisolabis　formosae………………………………………………………………體黑色；觸角第3節(jié)等于4、5節(jié)之和　　肥螋Anisolabis　maritima…………………………………………………………………6　觸角18～19節(jié)；雄性陽莖葉較長口1支端部具小齒突　　環(huán)紋小肥螋Euborellia　annulipes……………………………………觸角15～17節(jié)；雄性陽莖葉端部無齒突　7………………………………………………………………………………………7　雄性亞末腹板后緣弧凹形　　緣殖肥螋Gonolabis　marginalis………………………………………………………………………雄性亞末腹板后緣圓弧形　　卡殖肥螋Gonolabis　cavaleriei………………………………………………………………………8　第2跗節(jié)兩側(cè)口擴(kuò)展　　小姬螋Labia　minor………………………………………………………………………………………第2跗節(jié)兩側(cè)擴(kuò)展為葉狀　9………………………………………………………………………………………………………9　尾鋏基部圓柱形　10…………………………………………………………………………………………………………………鋏基部向內(nèi)緣擴(kuò)展　12………………………………………………………………………………………………………………10　鞘翅具側(cè)隆脊；前胸背板前角向前延伸　　異螋Allodahlia　scabriuscula…………………………………………………………鞘翅無側(cè)隆脊；前胸背板前角口延伸　11…………………………………………………………………………………………11　觸角第4節(jié)長約為第3節(jié)口2／3；后翅翅柄具黃色斑　　日本張球螋Anechura　japonica………………………………………觸角第3、4節(jié)幾等長；后翅翅柄口具黃色斑　　凈喬球螋Timomenus　inermis…………………………………………………12　無后翅　13…………………………………………………………………………………………………………………………具后翅　14…………………………………………………………………………………………………………………………13　雄性尾鋏基部內(nèi)緣擴(kuò)展口后角呈突圓形　　大基鋏球螋Forficula　macrobasis…………………………………………………雄性尾鋏基部內(nèi)緣擴(kuò)展口后角近似直角形　　托球螋Forficula　tomis…………………………………………………………14　后翅翅柄發(fā)達(dá)，超過前翅長度之半　　達(dá)球螋Forficula　davidi…………………………………………………………………后翅翅柄較短，口及前翅長度之半　15……………………………………………………………………………………………15　臀板長大于寬　16…………………………………………………………………………………………………………………臀板較短小　18……………………………………………………………………………………………………………………16　雄性尾鋏基部擴(kuò)展超過全長口1／3　　17…………………………………………………………………………………………雄性尾鋏基部擴(kuò)展齒突狀，口及全長口1／3　　齒球螋Forficula　mikado………………………………………………………17　雄性尾鋏基部內(nèi)緣齒明顯　　輝球螋Forficula　splendida………………………………………………………………………雄性尾鋏基部內(nèi)緣齒口明顯　　基白球螋Forficulaalbida………………………………………………………………………18　雄性尾鋏基部內(nèi)緣擴(kuò)展具規(guī)律性小齒突，中部內(nèi)緣平滑　　華球螋Forficula　sinicas…………………………………………雄性尾鋏基部內(nèi)緣擴(kuò)展無規(guī)律性小齒突，中部內(nèi)緣有1小齒突　　迭球螋Forficula　vicaria……………………………

4京津冀革翅目分布與海拔高度的關(guān)系

革翅目昆蟲的翅通常不發(fā)達(dá)或不發(fā)育，活動范圍很小，擴(kuò)散能力較弱，因此其分布容易受地理環(huán)境變化的影響.作者通過采集和整理革翅目昆蟲標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)革翅目昆蟲，特別是球螋科和肥螋科種類的分布與海拔高度密切相關(guān).

圖2為京津冀地區(qū)革翅目不同科的分布點示意，可見各科的分布有一定的規(guī)律性.大尾螋科在京津冀地區(qū)僅瘤螋Challiafletcheri1種，分布于小五臺山的高海拔區(qū)域.苔螋科在該區(qū)域僅小姬螋Labiaminor1種，分布于霧靈山的高海拔地區(qū).蠼螋科的蠼螋Labidurariparia為世界廣布種，在京津冀區(qū)域內(nèi)的山地與平原均有分布，未發(fā)現(xiàn)與海拔高度明顯相關(guān).肥螋科的5種均分布于平原地區(qū)，海拔在100 m 以下，環(huán)境主要為農(nóng)田與城鎮(zhèn)，受人為干擾較大.該科昆蟲通常無翅，但部分種類可隨人類的貨物運輸而遠(yuǎn)距離擴(kuò)散.全國范圍內(nèi)，肥螋科主要分布于長江以南的平原區(qū)域，并形成了一些特有種，而部分高海拔地區(qū)偶見廣布種，說明肥螋科昆蟲對低海拔地區(qū)有偏好性.球螋科在京津冀地區(qū)共10種，均分布于燕山山脈和太行山脈，其中異螋屬的異螋Allodahliascabriuscula生活于燕山海拔400 m 以上的區(qū)域，喬球螋屬、張球螋屬和球螋屬的種類生活于燕山與太行山海拔700 m 以上的區(qū)域，表明球螋科昆蟲更適應(yīng)較高海拔地區(qū)的生活.在中國其他一些高海拔地區(qū)，如長白山、天山、黃土高原、青藏高原等，革翅目的種類組成也都表現(xiàn)為以球螋科為主體.泰山、天目山等東南部山地具有一些球螋科特有種，而山體附近的平原區(qū)域則通常無分布，也支持了上述觀點.

為進(jìn)一步驗證以上觀點，作者運用Maxent模型對京津冀地區(qū)的球螋科分布范圍進(jìn)行了預(yù)測(其余4科由于樣本較少，預(yù)測準(zhǔn)確性過低).結(jié)果(圖3)顯示，京津冀地區(qū)球螋科的潛在分布范圍基本囊括了燕山山脈與太行山脈區(qū)域，尤其在太行山區(qū)的預(yù)測結(jié)果與海拔高度有較高程度的一致性，說明海拔高度是球螋科分布的主要限制因素之一，支持了前文的觀點.但壩上地區(qū)與冀東平原的預(yù)測分布概率和海拔高度并不十分吻合.

圖2　京津冀地區(qū)革翅目常見種　　　　　　　　　　　　　圖3　京津冀地區(qū)球螋科分布概率Fig.2　Families’ location of earwigs from Beijing-Tianjin-Hebei region　　Fig.3　 Distribution probability of earwigs from Beijing-Tianjin-Hebei region

5討論

河北壩上地區(qū)的海拔較高，但球螋科在該區(qū)域的潛在分布概率較低，可能由于該區(qū)屬于華北平原和內(nèi)蒙古高原的過度地區(qū)，自然條件與京津冀其他地區(qū)差別較大，氣候較為干旱，而革翅目昆蟲對環(huán)境濕度有較高的要求，濕度因素可能取代了海拔因素而成為主要的限制條件.在冀東平原及北京、天津的部分區(qū)域的預(yù)測分布概率明顯高于冀中南平原，可能由于海拔高度對于生物的影響往往是通過多種氣候因素施加的，如溫度、光照、氣壓等，而其中某些因素在低緯度地區(qū)不同海拔高度間的變化較高海拔地區(qū)更加顯著，因此隨著緯度的升高，海拔高度對物種潛在分布預(yù)測的影響可能會被逐漸削弱.同時，預(yù)測使用的環(huán)境數(shù)據(jù)過多，增加了模型的維度，也會導(dǎo)致海拔高度在運算中的權(quán)重過低.

球螋科為革翅目中最大的科，其種類占革翅目總數(shù)的25% 以上[1].作者認(rèn)為該科昆蟲對海拔高度的要求是其種類十分繁盛的一個重要因素.在環(huán)境劇烈變化的時期，不同山體間的同種個體極易出現(xiàn)地理隔離，而對于高海拔的偏好，會增加這種隔離出現(xiàn)的幾率，限制不同種群通過低海拔地區(qū)進(jìn)行基因交流，進(jìn)而進(jìn)化出大量的窄域分布種類.

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(責(zé)任編輯：趙藏賞)