甘肅興隆山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)粉蝶多樣性研究

周惠麗，尚素琴，汝 陽，張紅勇

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070； 2.甘肅興隆山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，甘肅 榆中 730117)

甘肅興隆山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)粉蝶多樣性研究

周惠麗1,2，尚素琴1，汝 陽1，張紅勇2

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070； 2.甘肅興隆山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，甘肅 榆中 730117)

在甘肅興隆山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，選取5個(gè)林場(chǎng)：(a)官灘溝林場(chǎng)，(b)麻家寺林場(chǎng)，(c)興隆山林場(chǎng)，(d)馬坡林場(chǎng)，(e)上莊林場(chǎng)做為樣地，共采集粉蝶標(biāo)本306號(hào)，對(duì)粉蝶科(Pieridae)昆蟲進(jìn)行了多樣性研究。結(jié)果表明，所采粉蝶隸屬于3亞科6屬12種。其中豆粉蝶屬(Colias)4種133只，云粉蝶屬(Pontia) 1種28只，粉蝶屬(Pieris) 3種66只，絹粉蝶屬(Aporia) 1種4 只，鉤粉蝶屬(Gonepteryx) 2種74只，小粉蝶屬(Leptidea) 1種1只。即豆粉蝶屬的種類和數(shù)量均為最多、粉蝶屬次之。小粉蝶屬和絹粉蝶屬均只有1種， 是該保護(hù)區(qū)的稀有屬種。首次計(jì)算并分析了保護(hù)區(qū)5個(gè)林場(chǎng)中粉蝶科昆蟲的多樣性指數(shù)、物種豐富度、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、均勻度指數(shù)。不同林場(chǎng)之間各指數(shù)存在明顯差異，說明生境的變化對(duì)粉蝶科昆蟲乃至蝴蝶的多樣性產(chǎn)生了明顯的影響。

鱗翅目；粉蝶科；生物多樣性；興隆山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)；甘肅

蝶類為昆蟲綱鱗翅目昆蟲的統(tǒng)稱，具有經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、觀賞、科研等多方面價(jià)值,是重要的傳粉昆蟲，在生態(tài)系統(tǒng)中具有極其重要的作用。

粉蝶科Pieridae隸屬昆蟲綱Insecta鱗翅目Lepidoptera鳳蝶總科Papilionoidea，由Duponchel于1832～1835年建立，屬于PierisSchrank，廣泛分布于全世界。目前包括4亞科68屬1334種，即藍(lán)粉蝶亞科Pseudopontiinae(分布于非洲，僅1屬2種)、袖粉蝶亞科Dismorphiinae(分布于歐洲、亞洲和美洲，包括7屬112種)、粉蝶亞科Pierinae(全世界分布，49屬979種)和黃粉蝶亞科Coliadinae(全世界分布，包括11屬241種)。中國(guó)分布3亞科24屬154種，僅占世界種類的12.8%，也從另外一個(gè)側(cè)面反映了可能尚有部分地區(qū)或環(huán)境的種類未被深入研究。但中國(guó)種類中特有種54種，占全部種類的35.3%。甘肅省分布有粉蝶40多種，占全國(guó)種類的1/4多，其中特有種1種[1-10]。

粉蝶科昆蟲的寄主主要包括十字花科、豆科、白花茶科、薔薇科等植物，是蔬菜和果樹上重要的害蟲。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境破壞導(dǎo)致生物多樣性喪失，給蝴蝶的生態(tài)環(huán)境造成很大影響，使部分種類瀕臨滅絕。

甘肅興隆山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于甘肅省蘭州市東南的榆中縣境內(nèi)，地處E 103°50′～104°10′，N 35°38′～35°58′，屬祁連山的東延余脈。保護(hù)區(qū)內(nèi)馬銜山主峰海拔3 670.3 m，是黃土高原范圍內(nèi)唯一超過3 600 m的高峰。氣候四季分明，年平均氣溫3～7℃，年降水量450～622 mm。保護(hù)區(qū)內(nèi)動(dòng)植物資源極為豐富，是中國(guó)黃土高原珍貴的動(dòng)植物基因庫之一。

項(xiàng)目組于2015年6～8月對(duì)甘肅興隆山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的5個(gè)林場(chǎng)：(a)官灘溝林場(chǎng)，(b)麻家寺林場(chǎng)，(c)興隆山林場(chǎng)，(d)馬坡林場(chǎng)，(e)上莊林場(chǎng)進(jìn)行了蝴蝶標(biāo)本的采集，并對(duì)所有粉蝶科昆蟲進(jìn)行了分類鑒定，首次計(jì)算并分析了5個(gè)林場(chǎng)粉蝶科昆蟲的多樣性指數(shù)、物種豐富度、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和均勻度指數(shù)，對(duì)于豐富甘肅和中國(guó)的粉蝶科乃至蝴蝶種類的生物多樣性，以及后續(xù)深入開展甘肅蝴蝶研究奠定了基礎(chǔ)，也為蝴蝶資源的可持續(xù)利用和保護(hù)生態(tài)平衡等提供了理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究材料

新鮮標(biāo)本采集于甘肅興隆山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，帶回實(shí)驗(yàn)室制成干制標(biāo)本。

1.2 標(biāo)本采集及制作

常規(guī)網(wǎng)捕法，將采集的蝴蝶裝在三角紙袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行展翅、針插，干燥后裝盒，鑒定[1-8]。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法[9-12]

1.3.1 多樣性分析采用以下參數(shù) ①多樣性指數(shù)(H′)采用Shannon-Wiener公式:

H′=-Σpilnpi，pi=Ni/N

式中：pi是第i種的個(gè)體比例，Ni=第i種的個(gè)體數(shù)，N=全部物種的個(gè)體總數(shù)。

等級(jí)多樣性指數(shù)為：H′(GS) =H′(G) +H′(S)

式中：H′(G)為屬級(jí)多樣性，H′(S)為種級(jí)多樣性。

② 均勻度指數(shù)(J)采用Pielou：

J=H′/lnS

式中：J為均勻度，H′為Shannon-Wiener多樣性指數(shù)，S為物種數(shù)。

③ 優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)采用Berger-Parker：

D=Nmax/Nt

式中：Nmax為優(yōu)勢(shì)種的種群數(shù)量，Nt為全部物種的種群數(shù)量。

④ 物種豐富度(R)采用Margalef：

R=(S-1)/lnN

式中，S為物種數(shù)，N為個(gè)體數(shù)。

1.3.2 物種相似性指標(biāo) 物種相似性系數(shù)(I)用Jaccard的相似性系數(shù)：

I=c/(a+b-c)

式中：a為A林場(chǎng)物種數(shù)，b為B林場(chǎng)物種數(shù)，c為A，B兩林場(chǎng)共有的物種數(shù)。根據(jù)Jaccard的相似性系數(shù)原理，當(dāng)I為0～0.25時(shí)，為極不相似；I為0.25～0.50時(shí)，為中等不相似；I為0.50～0.75時(shí)，為中等相似；I為0.75～1.00時(shí)，為極相似。

2 結(jié)果與分析

2.1 保護(hù)區(qū)粉蝶科昆蟲的組成

調(diào)查共采集粉蝶標(biāo)本306號(hào)，經(jīng)鑒定隸屬于3亞科6屬12種。其中豆粉蝶屬4種，云粉蝶屬1種，粉蝶屬3種，絹粉蝶屬1種，鉤粉蝶屬2種，小粉蝶屬1種。

可以看出，粉蝶屬和豆粉蝶屬的種類最多。粉蝶屬66號(hào)，占總標(biāo)本數(shù)的21.57%，其中，粉蝶亞屬1種20號(hào)，占該屬的30.3%，菜粉蝶亞屬2種46號(hào)，占該屬的69.7%；云粉蝶屬1種28號(hào)，占總標(biāo)本數(shù)的9.15%；豆粉蝶屬4種133號(hào)，占總標(biāo)本數(shù)的43.46%，其中黎明豆粉蝶的數(shù)量最多，占本屬86.47%，為優(yōu)勢(shì)種，其次，斑緣豆粉蝶14號(hào)，占本屬的10.51%，橙黃豆粉蝶與西梵豆粉蝶各2號(hào)，均占本屬的1.5%；鉤粉蝶屬74號(hào)，占總標(biāo)本數(shù)的24.18%，其中鉤粉蝶25號(hào)，占該屬的33.78%，尖鉤粉蝶49號(hào)，占該屬的66.22%。絹粉蝶屬1種4號(hào)，占總標(biāo)本數(shù)的1.31%；小粉蝶屬1種僅1號(hào)，占總標(biāo)本數(shù)的0.33%，為稀有種；另外，5個(gè)林區(qū)的粉蝶數(shù)量依次為d>b>c>a>e中，其中，d的數(shù)量最多，為28.76%，e的最少，為11.44%(表1)。

2.2 保護(hù)區(qū)粉蝶科昆蟲的多樣性

興隆山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)粉蝶科昆蟲的多樣性指數(shù)從屬級(jí)來看，粉蝶屬最高，從大到小為粉蝶屬>鉤粉蝶屬>豆粉蝶屬>小粉蝶屬=云粉蝶屬=絹粉蝶屬(表2)。均勻度指數(shù)依次為鉤粉蝶屬>粉蝶屬>豆粉蝶屬>小粉蝶屬=云粉蝶屬=絹粉蝶屬。優(yōu)勢(shì)度指數(shù)依次為粉蝶屬<鉤粉蝶屬<豆粉蝶屬<云粉蝶屬=小粉蝶屬=絹粉蝶屬。物種豐富度依次是粉蝶屬>豆粉蝶屬>鉤粉蝶屬>云粉蝶屬=小粉蝶屬=絹粉蝶屬，其中，小粉蝶屬、云粉蝶屬和絹粉蝶屬均只采集到1種，是保護(hù)區(qū)粉蝶科的稀有種類，需通過保護(hù)生態(tài)環(huán)境來保護(hù)其物種多樣性。

表2 粉蝶科的種群數(shù)量特征

Table 2 Quantity indexes of Pieridae from Xinglong Mountain national nature reserve

屬名種數(shù)個(gè)數(shù)多樣性指數(shù)H′(S)均勻度指數(shù)(J)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)物種豐富度指數(shù)(R)粉蝶屬3660．738060．6718110．666670．477366絹粉蝶屬140010鉤粉蝶屬2740．63960．92270．66220．3001豆粉蝶屬41330．48890．35270．86470．6135小粉蝶屬110010云粉蝶屬1280010

2.3 不同林場(chǎng)粉蝶科昆蟲的多樣性

5個(gè)林場(chǎng)粉蝶科昆蟲的多樣性指數(shù)。林場(chǎng)a的屬級(jí)多樣性最高，為1.144 5，林場(chǎng)c的種級(jí)和總的生物多樣性最高，分別為1.701 6和2.824 4，屬級(jí)多樣性僅次于林場(chǎng)b，為1.122 8，林場(chǎng)e的屬級(jí)和總的多樣性最低，分別為0.803 1和2.176 7，林場(chǎng)a的種級(jí)多樣性最低，為1.326 4。均勻度指數(shù)依次為c> d>e>a>b，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)依次為cc>e>d>a(表3)。

2.4 不同林場(chǎng)粉蝶均有分布的特點(diǎn)

不同林場(chǎng)粉蝶科昆蟲均有分布，5個(gè)林場(chǎng)均分布有粉蝶2屬3種(表4)。

表3 不同林場(chǎng)粉蝶科昆蟲的多樣性指數(shù)

Table 3 Diversity index of Pieridae in different forestry station

生境屬數(shù)種數(shù)個(gè)體數(shù)多樣性指數(shù)H′(G)H′(S)H′(GS)均勻度指數(shù)(J)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)物種豐富度指數(shù)(R)a45421．14451．32642．47090．82410．52381．0702b59811．12391．67582．79970．76270．40741．8205c48601．12281．70162．82441．05730．31671．7097d36880．99371．38342．37710．85960．50001．1167e36350．80311．37362．17670．85350．40001．4063

2.5 不同林場(chǎng)粉蝶分布的相似性

不同林場(chǎng)粉蝶科昆蟲分布的相似性系數(shù)，林場(chǎng)b和c的物種相似性系數(shù)為0.888 9，在0.75～1.0，為高度相似。林場(chǎng)d和b,，林場(chǎng)e和b，林場(chǎng)d和c，林場(chǎng)e和c，林場(chǎng)e和d的物種相似性系數(shù)都在0.50～0.75，為中等相似。其余的在0.25～0.50，為中等不相似。其中林場(chǎng)a和d,e的物種相似性最低，僅為0.375 0(表5)，這主要是林場(chǎng)之間蝴蝶種類數(shù)量差距較大造成的。其次，可能也與生境間植被組成不同及空間距離較遠(yuǎn)有關(guān)。

表4 5個(gè)林場(chǎng)共有的粉蝶組成

Table 4 Composition of shared butterfly Pieridae in all 5 forestry station

屬種粉蝶屬菜粉蝶、歐洲粉蝶豆粉蝶屬黎明豆粉蝶

表5 不同林場(chǎng)中相同粉蝶種數(shù)(對(duì)角線上)及相似性系數(shù)(對(duì)角線下)

3 小結(jié)

甘肅興隆山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)是甘肅中部半干旱黃土高原上的綠島，是我國(guó)西部黃土高原上具有代表性的森林生態(tài)系統(tǒng)，其獨(dú)特的地理位置和巨大的生態(tài)功能對(duì)貧瘠半干旱的西北地域環(huán)境起著十分重要的氣候調(diào)解和水源涵養(yǎng)作用，保護(hù)區(qū)自然生境優(yōu)越，植物區(qū)系多樣，有喬木、灌木、草本，年降水量豐沛，孕育著豐富的動(dòng)植物資源。其特殊的生境也給蝶類的生存與繁衍提供了良好的場(chǎng)所，蝶類的物種多樣性同時(shí)也是反映保護(hù)區(qū)環(huán)境的重要指標(biāo)之一，所以需要當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門加強(qiáng)對(duì)該生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，杜絕人為破壞，蝶類的多樣性才會(huì)得到相應(yīng)的保護(hù)，為標(biāo)本補(bǔ)充提供資源。

另外，此次只對(duì)保護(hù)區(qū)粉蝶科昆蟲的多樣性進(jìn)行了初步研究，但要準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)生境對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)蝶類分布的影響，需要進(jìn)一步全面分析全部蝶類的多樣性情況，這將是下一步重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

致謝：此次研究的標(biāo)本采集得到甘肅興隆山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的領(lǐng)導(dǎo)及員工的大力支持和協(xié)助，在此謹(jǐn)表誠(chéng)摯謝意！

[1] 周堯.中國(guó)蝶類志(上、下冊(cè))[M]．鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1994．

[2] 周堯.中國(guó)蝴蝶原色圖鑒[M].鄭州:河南科技出版社，1999．

[3] 周堯.中國(guó)蝴蝶分類與鑒定[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社,1998.

[4] 武春生.中國(guó)動(dòng)物志(昆蟲綱.鱗翅目.粉蝶科)[M].北京:科學(xué)出版社，2001.

[5] 壽建新,周堯,李宇飛.世界蝴蝶分類名錄[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,2006.

[6] 王治國(guó).中國(guó)蝴蝶名錄[J].河南科學(xué)，2005，23(增刊)：11-22．

[7] 李傳隆.中國(guó)蝶類圖譜[M].上海：上海遠(yuǎn)東出版社，1992.

[8] 蔡繼增.甘肅省小隴山蝶類志[M].蘭州：甘肅科學(xué)技術(shù)出版社，2011：58-85.

[9] 王直誠(chéng).東北蝶類志[M].長(zhǎng)春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社,1999：62-89.

[10] 馬克平,劉玉明.生物生境類型多樣性的測(cè)度方法I：α多樣性調(diào)試方法(下)[J].生物多樣性，1994，2(4)：231-239.

[11] 胡冰冰,李后魂,梁之聘.八仙山自然保護(hù)區(qū)蝴蝶群落多樣性及區(qū)系組成[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2010,30(12)：3226-3238.

[12] 許濤，蒲小鵬，崔瑩，等.瑪曲人工草地群落特征及多樣性分析研究[J].草原與草坪，2013，33(16)：19-24.

Study on butterfly family Pieridae in national nature Reserve of Xinglong Mountain in Gansu Province

ZHOU Hui-li1,2,SHANG Su-qin1,RU Yang1,ZHANG Hong-yong2

(1.CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China；2.AdministrationofXinglongMountainNationalNatureReserveinGansuProvince,Lanzhou,730117，China)

The paper reports the diversity of Pieridae in National Nature Reserve of Xinglong Mountain in Gansu Province based on the specimens in five sample sites,involving Guantangou(a),Majiasi(b),Xinglongshan(c),Mapo(d),Shangzhuang(e).We collected 306 butterfly specimens and identified them belong to 12 species in 5 genera in 3 sub-family.Among these specimens,133 specimens of 4 species belong toColias,28 specimens of 1 species belong toPontia,70 specimens of 4 species belong toPieris,4 specimens of 1 species belong toAporia,74 specimens of 2 species belong toGonepteryx,and only 1 specimen of 1 species belong toLeptidea.Coliasgenus had the most species and numbers,Pierisgenus took the second place,andLeptideaandAporiagenus had only one specimen,which was considered as the rare species.We also calculated the diversity index,the specific richness,the dominance index,the evenness index of these butterflies in five sampling sites and found these indexes had significant difference among 5 sites,which indicated that the difference of habitat infulenced the biodiversity of these butterflies.

Lepidoptera;Pieridae;biodiversity;Xinglong Montain national nature reserve;Gansu Province

2016-03-11；

2016-04-12

國(guó)家自然基金(31260522)；草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué))開放課題(CYZS-2011019)資助

周慧麗(1987-)，女，甘肅榆中人，碩士研究生。 E-mail：316433998@qq.com 尚素琴為通訊作者。

Q 968

A

1009-5500(2016)06-0045-05