新疆部分生態(tài)區(qū)亞洲飛蝗地理種群形態(tài)變異研究

族米娜，牙森·沙力，阿孜古麗·阿布力孜,徐光青，古麗孜熱·曼合木提，涂雄兵

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/農(nóng)林有害生物監(jiān)測(cè)與安全防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830052；2.阿勒泰地區(qū)治蝗滅鼠指揮部辦公室，新疆阿勒泰 836700；3. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/植物病蟲(chóng)害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193)

0 引 言

【研究意義】亞洲飛蝗(Locustamigratoriamigratoria)屬于直翅目Orthoptera 蝗總科Acridoidea斑翅蝗科Oedipodidae,飛蝗屬LocustaLinnaeus[1]。是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中危害最為嚴(yán)重的世界性害蟲(chóng)之一，歷史上與水災(zāi)、旱災(zāi)并稱為我國(guó)三大自然災(zāi)害[2]。主要為害禾本科與莎草科牧草為主[3]。亞洲飛蝗分布于亞洲地區(qū)西南部及歐洲地區(qū)的南部、蒙古、朝鮮、日本北部及中國(guó)的北部均有分布[4]。張學(xué)祖(1955)報(bào)道中最早提到新疆的飛蝗為遷移飛蝗即亞洲飛蝗。據(jù)歷史記載亞洲飛蝗在新疆發(fā)生最早于1941年開(kāi)始。20世紀(jì)50～70年代，30年間曾發(fā)生4次大的飛蝗災(zāi)害。累計(jì)發(fā)生年數(shù)達(dá)15年。1977年亞洲飛蝗擴(kuò)散面積最大達(dá)到2×104hm2，農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)受到最大破壞[5]。亞洲飛蝗在新疆分布范圍較廣，主要分布于塔城地區(qū)、伊犁地區(qū)、昌吉、瑪納斯、庫(kù)爾勒等30個(gè)縣市[6-7]。因昆蟲(chóng)的遷飛，遷徙習(xí)性，不同的地理環(huán)境是否會(huì)引起昆蟲(chóng)形態(tài)上的變異，自國(guó)外學(xué)者Uvarov[8]提出利用形態(tài)測(cè)量的方法測(cè)量飛蝗的變型現(xiàn)象。中國(guó)學(xué)者陳永林[9]也通過(guò)測(cè)量散居型飛蝗標(biāo)本，對(duì)中國(guó)3個(gè)飛蝗亞種進(jìn)行了比較研究。陳若篪等[10]通過(guò)測(cè)定其前翅、后足腿節(jié)、上顎口針、及產(chǎn)卵瓣長(zhǎng)度，得出不同的地區(qū)褐飛虱形態(tài)上有明顯的變異。鄭福山等[11]通過(guò)數(shù)值分類學(xué)研究了12個(gè)不同地理種群的菱角螢葉甲數(shù)量性狀的變異與地理分布之間的關(guān)系。索中毅等[12]運(yùn)用幾何形態(tài)學(xué)方法對(duì)國(guó)內(nèi)外30個(gè)地區(qū)700頭白星花金龜鞘翅和前胸背板進(jìn)行了比較分析，闡明了不同地理種群的白星花金龜?shù)乩硇螒B(tài)變異。飛蝗主要以遷飛危害為主，其一個(gè)世代內(nèi)可以聚集遷飛長(zhǎng)達(dá) 2 575 km[13]。新疆地大物博又因獨(dú)特的地理環(huán)境條件，南疆地區(qū)由于天山的阻隔，塔里木盆地被周圍的高山圍住北冰洋的濕潤(rùn)空氣難以越過(guò)天山等周圍的山脈，降水量極低，空氣異常的干燥，綠洲地帶貧瘠。北疆地區(qū)由于準(zhǔn)噶爾盆地周圍的山脈比較低矮，缺口較多北冰洋與大西洋氣流可以流通，空氣較為濕潤(rùn)。富有優(yōu)質(zhì)的草原與牧場(chǎng)。因南北疆氣候條件的差異，導(dǎo)致南疆與北疆的迥異的地理環(huán)境條件[14]。動(dòng)物體型變異的原因與一系列環(huán)境因子有關(guān)[15]。又因新疆各地區(qū)環(huán)境條件不同，以期明確新疆不同地理種群亞洲飛蝗的形態(tài)是否存在地理分化，為研究亞洲飛蝗形態(tài)特征與生態(tài)適應(yīng)性的關(guān)系提供理論依據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】前人對(duì)亞洲飛蝗研究報(bào)道主要以其生物學(xué)特性[16-17]、取食特性[18]、有絲分裂與減數(shù)分類觀察[19]、染色體核型分析[20]、發(fā)生器結(jié)構(gòu)與鳴聲時(shí)域[21]等方面進(jìn)行了深入研究?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】對(duì)亞洲飛蝗形態(tài)特征與地理變異相關(guān)的研究文獻(xiàn)較少，甚至國(guó)內(nèi)尚未報(bào)道。不同的地理種群昆蟲(chóng)存在相應(yīng)的地理變異現(xiàn)象，研究新疆亞洲飛蝗是否也存在地理變異情況?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以亞洲飛蝗主要分布的6個(gè)地理種群為材料，利用數(shù)值分類學(xué)方法，對(duì)散居型亞洲飛蝗進(jìn)行形態(tài)測(cè)量，研究不同地理種群散居型亞洲飛蝗形態(tài)上是否存在地理變異。

1 材料與方法

1.1 材 料

2015～2016年7～9月分別在新疆富蘊(yùn)縣、托克遜縣、瑪納斯縣、哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群、哈密市黃田廟爾溝、和碩縣等縣市亞洲飛蝗核心分布區(qū)域使用掃網(wǎng)法采集散居型成蟲(chóng)，哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群來(lái)自于阿勒泰市科克蘇濕地保護(hù)區(qū)，在阿勒泰哈巴河實(shí)驗(yàn)基地養(yǎng)蟲(chóng)室進(jìn)行飼養(yǎng)至成蟲(chóng)。共采集散居型亞洲飛蝗成蟲(chóng)標(biāo)本為495頭。列出具體采集信息。表1

表1 亞洲飛蝗成蟲(chóng)標(biāo)本采集信息
Table 1 Information of collection of Locusta migratoria L.

采集地點(diǎn)Sampling site種群Population代碼Code經(jīng)度(E)Longitude緯度(N)Latitude樣本數(shù)(頭)Sample阿勒泰地區(qū)富蘊(yùn)縣庫(kù)爾特鄉(xiāng)Fuyun County Kurt Township in Aletai area富蘊(yùn)FY89°52'92″47°00'33″135吐魯番地區(qū)托克遜縣Toksun County, Turpan area托克遜TKX88°68'61″42°79'38″71巴州地區(qū)和碩縣蝴蝶溝Heshuo County of Mongolia Autonomous Prefecture of Bayinguoleng和碩HX86°88'36″42°28'80″69阿勒泰地區(qū)哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群Experimental population in Habahe County of Aletai哈巴河HBH86°41'98″48°06'67″58昌吉地區(qū)瑪納斯縣平原林場(chǎng)The plain forest farm of Manasi County in Changji瑪納斯MNS86°21'92″44°31'73″96哈密地區(qū)黃田廟爾溝Mioer gully of Huang Tian in Hami area哈密HM93°74'86″42°80'31″66

1.2 方 法

1.2.1 測(cè)量指標(biāo)

根據(jù)第四屆國(guó)際蝗蟲(chóng)學(xué)會(huì)議(1936)所規(guī)定的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，以游標(biāo)卡尺(精確度：0.01 mm)測(cè)量了495頭亞洲飛蝗成蟲(chóng)標(biāo)本的形態(tài)指標(biāo)。形態(tài)參數(shù)包括體長(zhǎng)(Length, L)、前翅長(zhǎng)度(Elytron length, E)、后足股節(jié)長(zhǎng)度(Posterior femur length , F)、頭高( Height of head,CH),頭寬(Maximum width of head, C)前胸背板長(zhǎng)(Pronotum length,P)、前胸背板寬度(Pronotum width, M)、前胸背板高度(Pronotum height,H)后足脛節(jié)長(zhǎng)度(Tibia length, T)、顏?lái)斀?Fastigium,A)。圖1

圖1 10種形態(tài)指標(biāo)的形態(tài)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)
Fig.1 Standard scheme of morphometric measurements of 10 morphometric measurements(Diesh,1953, 陳永林，1978)

1.2.2 各性狀之間的相關(guān)性

將亞洲飛蝗6個(gè)地理種群共有體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度、前胸背板寬度、后足股節(jié)長(zhǎng)度、后足脛節(jié)長(zhǎng)度、頭寬、頭高、顏?lái)斀堑?0個(gè)性狀測(cè)量值進(jìn)行Pearson系數(shù)相關(guān)性分析。

運(yùn)用Pearson相關(guān)系數(shù)分析散居型亞洲飛蝗不同性別10個(gè)形態(tài)參數(shù)之間的相關(guān)性。

1.2.3 聚類分析與主成分分析

將雌性與雄性亞洲飛蝗共有顯著差異性的體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度等四個(gè)性狀平均值進(jìn)行系統(tǒng)聚類和主成分分析。

將雌性與雄性亞洲飛蝗共有顯著差異性的性狀體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度四個(gè)性狀進(jìn)行系統(tǒng)聚類和主成分分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用SAS8.0軟件對(duì)亞洲飛蝗10項(xiàng)形態(tài)參數(shù)進(jìn)行單因素方差分析及Ducan(新復(fù)極差法)多重比較，運(yùn)用Pearson相關(guān)系數(shù)分析各形態(tài)參數(shù)相關(guān)性，并對(duì)每個(gè)形態(tài)參數(shù)平均值進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析(Hierarchi Cluster Analysis,HCA)和主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)。

2 結(jié)果與分析

2.1 形態(tài)差異

研究表明，分布于富蘊(yùn)縣、托克遜縣、和碩縣、哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群、瑪納斯縣、哈密市黃田廟爾溝6個(gè)地理種群雌性亞洲飛蝗成蟲(chóng)之間在體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、后足股節(jié)長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板寬度、前胸背板高度、后足脛節(jié)長(zhǎng)度等性狀存在極顯著差異(P<0.01)，而富蘊(yùn)縣、托克遜縣、和碩縣、哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群、瑪納斯縣地理種群在頭寬、顏?lái)斀?、頭高三個(gè)性狀未存在顯著差異(P>0.05)。同樣分布于6個(gè)地理種群雄性亞洲飛蝗在體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度、等性狀之間存在極顯著差異(P<0.01)。而后足股節(jié)、前胸背板寬度、后足脛節(jié)長(zhǎng)度、等性狀不同地理種群之間未存在顯著性差異(P>0.05)。雌性與雄性亞洲飛蝗成蟲(chóng)均在體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度等性狀上存在顯著性差異，在頭寬與頭高兩個(gè)性狀之間未存在顯著性差異。表2

2.2 各性狀相關(guān)性

研究表明，亞洲飛蝗不同地理種群雌性成蟲(chóng)形態(tài)參數(shù)可知，體長(zhǎng)與前翅長(zhǎng)度、頭高之間存在極顯著正相關(guān)性、相關(guān)系數(shù)為0.968。與前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度之間存在顯著正相關(guān)性相關(guān)系數(shù)為0.872、0.841。相關(guān)系數(shù)均大于0.5，說(shuō)明這些性狀的變化對(duì)體長(zhǎng)的大小有一定影響。前翅長(zhǎng)度與前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度、后足股節(jié)長(zhǎng)度、前胸背板寬度、后足脛節(jié)長(zhǎng)度、頭寬等性狀之間未存在顯著相關(guān)性，說(shuō)明前翅長(zhǎng)度的大小除了體長(zhǎng)大小與頭高以外其他性狀無(wú)關(guān)。前胸背板長(zhǎng)度與前胸背板高度、前胸背板寬度、后足脛節(jié)長(zhǎng)度之間具有極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.969、0.934、0.937。與后足股節(jié)長(zhǎng)度、頭寬、頭高等性狀之間具有顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.866、0.906。前胸背板高度與前胸背板寬度和頭寬之間具有極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.937、0.949。與后足股節(jié)長(zhǎng)度、后足脛節(jié)長(zhǎng)度之間存在顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.847、0.895、。后足股節(jié)長(zhǎng)度與前胸背板寬度、后足脛節(jié)長(zhǎng)度之間存在極顯著正相關(guān)性相關(guān)系數(shù)為0.925、0.980。前胸背板寬度與后足脛節(jié)長(zhǎng)度、頭寬兩個(gè)性狀之間存在極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.944、0.931。與頭高之間存在顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.869。表3

亞洲飛蝗雄性形態(tài)參數(shù)相關(guān)性分析表明，體長(zhǎng)形態(tài)參數(shù)與前胸背板高度、前胸背板寬度性狀之間存在極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.937、0.936。與后足脛節(jié)長(zhǎng)度、頭寬、頭高等性狀之間存在顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.859、0.879、0.896。這說(shuō)明除了前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、后足股節(jié)長(zhǎng)度以外的性狀對(duì)雄性成蟲(chóng)體長(zhǎng)的變化有密切的聯(lián)系。前翅長(zhǎng)度與前胸背板長(zhǎng)度、頭寬兩個(gè)性狀之間存在極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.929、0.973。與前胸背板高度、后足股節(jié)長(zhǎng)度、前胸背板寬度、后足脛節(jié)長(zhǎng)度之間存在顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.902、0.876、0.880、0.880。說(shuō)明除了體長(zhǎng)、頭高、顏?lái)斀且酝獾男誀顚?duì)雄性成蟲(chóng)前翅長(zhǎng)度的大小有較大的影響。前胸背板長(zhǎng)度與前胸背板高度、前胸背板寬度、后足股節(jié)長(zhǎng)度、后足脛節(jié)長(zhǎng)度、頭寬之間均存在極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.933、0.980、0.933、0.964、0.934。說(shuō)明大多數(shù)性狀對(duì)前胸背板長(zhǎng)度變化存在很大的影響。前胸背板高度與前胸背板寬度、后足脛節(jié)長(zhǎng)度、頭寬、頭高等性狀之間存在極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.953、0.966、0.970、0.928。與后足股節(jié)有顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.847。后足股節(jié)長(zhǎng)度與后足脛節(jié)長(zhǎng)度之間存在極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.984，與頭寬之間存在顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.888。前胸背板寬度與頭寬、頭高之間存在極顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.956、0.929，與后足脛節(jié)長(zhǎng)度之間存在顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.864。后足脛節(jié)長(zhǎng)度與頭寬之間存在極顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.924。表4

2.3 種群數(shù)量性狀系統(tǒng)聚類

通過(guò)系統(tǒng)聚類將亞洲飛蝗6個(gè)地理種群形成6個(gè)分類單元(Operational taxonomic units,簡(jiǎn)稱OTU)，研究表明，由6個(gè)操作單元可形成2個(gè)類群。第Ⅰ類群由阿勒泰地區(qū)富蘊(yùn)縣庫(kù)爾特鄉(xiāng)與巴州地區(qū)和碩縣蝴蝶溝、哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群組成，第Ⅱ類群由吐魯番地區(qū)托克遜縣種群與昌吉地區(qū)瑪納斯縣平原林場(chǎng)種群、哈密市黃田廟爾溝種群組成。第Ⅰ類群中巴州地區(qū)和碩縣蝴蝶溝與哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群聚為一小類，第Ⅱ類群中昌吉地區(qū)瑪納斯縣平原林場(chǎng)種群和哈密市黃田廟爾溝種群聚類為一小類。圖2

圖2 亞洲飛蝗地理種群系統(tǒng)聚類分析樹(shù)系
Fig.2 The Locusta migratoria L tree diagram of Hierarchical Cluster Analysis

2.3 種群數(shù)量性狀主成分

研究表明，前三個(gè)主成分占總信息量的99%，第一個(gè)主成分Prin1=(0.365L+0.364E+0.348P+0.332H)雌性+(0.329L+0.351E+0.369P+0.368H)雄性，特征值為7.118 6，說(shuō)明總變異值為88.99%是體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度在形態(tài)構(gòu)建上的綜合作用。并且以上各個(gè)指標(biāo)的系數(shù)相接近，因此，是其形態(tài)指標(biāo)及其比值的加權(quán)平均，代表了亞洲飛蝗6個(gè)地理種群在新疆的分化程度。第二個(gè)主成分Prin2=(-0.105L-0.175E+ 0.467P+ 0.575H)雌性+(-0.606L-0.010E+ 0.064P -0.196H)雄性，特征值為0.617 0，能說(shuō)明總變異的7.74%是雌性前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度與雄性前胸背板長(zhǎng)度的作用。在雌性前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度和雄性前胸背板長(zhǎng)度上有正系數(shù)。在雌性體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度和雄性體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度和前胸背板高度有負(fù)系數(shù)。其雌性前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度與體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度和雄性體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板高度是相互對(duì)比。Prin2雌性前胸背板長(zhǎng)和雌性前胸背板高系數(shù)最大為0.467、0.575，起著顯著的作用，作用系數(shù)最小的為雄性前胸背板長(zhǎng)度，為0.064。其他參數(shù)系數(shù)為負(fù)值，因此，在Prin2中起著負(fù)作用。 第三個(gè)主成分Prin3=( -0.424L-0.401E-0.020P-0.173263H)雌性+(0.004L+0.762E+0.216P+0.046H)雄性，特征值0.194 2，總變異值為2.43%。 是雄性體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度和前胸背板高度的作用。在雄性體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度有正系數(shù)，在雌性體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度有負(fù)系數(shù)。其雌性的體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度四個(gè)參數(shù)系數(shù)值與雄性體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)、前胸背板高度是相互對(duì)比。Prin3中雄性前翅長(zhǎng)度起著顯著作用，作用系數(shù)為0.762。作用最小的是雄性體長(zhǎng)，作用系數(shù)為0.004。雌性的參數(shù)系數(shù)都為負(fù)值，在Prin3中起負(fù)作用。

研究表明，亞洲飛蝗不同地理種群數(shù)量性狀及其參數(shù)平均值運(yùn)算而得到前三個(gè)主成分得分，分別以Prin1和Prin2、Prin1和Prin3、Prin2和Prin3繪制二維排序圖。表5，表6

表5 亞洲飛蝗地理種群數(shù)量性狀主成分參數(shù)
Table 5 Principal component parameters of Locusta migratoria L

主成分Principal component特征值Eigenvalue方差貢獻(xiàn)率Variance contribution累計(jì)方差貢獻(xiàn)率Cumulative variance contributionPrin17.118 60.889 90.889 9Prin20.617 00.077 40.967 2Prin30.194 20.024 30.991 5Prin40.051 20.006 40.997 9Prin50.016 80.002 11.000 0Prin60.000 00.000 01.000 0Prin7001.000 0Prin8001.000 0

表6 亞洲飛蝗地理種群數(shù)量性狀主成分得分
Table 6 Principal compoent of Locusta migratoria L

種群代號(hào)主成分得分Prin1Prin2Prin3富蘊(yùn)FY4.014 58-0.369 810.037 48托克遜TKX-1.552 431.305 490.299 02和碩HS2.239 250.615 97-0.469 15哈巴河HBH0.183 55-0.603 490.671 48瑪納斯MNS-2.232 57-0.648 24-0.448 14哈密HM-2.652 38-0.299 92-0.090 69

研究表明，Prin1和Prin2組合而成的二維排序圖中，哈密縣(HM)、和瑪納斯縣(MNS)地理種群形成一組，其哈密縣(HM)與瑪納斯縣(MNS)地理種群的形態(tài)指標(biāo)和比值的綜合效應(yīng)接近。哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群(HBH)、和富蘊(yùn)縣(FY)地理種群形成一組，兩者雖形成一組，但其形態(tài)指標(biāo)相差較大。體型較小的托克遜縣(TKX)、和體型較大的和碩縣(HS)地理種群?jiǎn)为?dú)形成一組，其中托克遜縣(TKX)與 富蘊(yùn)縣(FY)、哈巴河縣(HBH)地理種群之間的差異明顯大于和碩縣(HS)與 富蘊(yùn)縣(FY)、哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群(HBH)地理種群之間的差異。和碩縣(HS)與哈密市黃田廟爾溝(HM)、瑪納斯縣(MNS)地理種群之間的差異明顯大于托克遜縣(TKX)與哈密市黃田廟爾溝(HM)瑪納斯縣(MNS)地理種群之間的差異。哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群(HBH)與哈密市黃田廟爾溝(HM)、瑪納斯縣(MNS)之間的差異小于哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群(HBH)與和碩縣(HS)、富蘊(yùn)縣(FY)、托克遜縣(TKX)之間的差異。圖3

研究表明，Prin2和Prin3組合而成的二維排序圖與 Prin1和Prin2組合而成的二維排序圖相似。哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群(HBH)、與富蘊(yùn)縣(FY)地理種群雖形成一組，但富蘊(yùn)縣(FY)與哈密市黃田廟爾溝(HM)地理種群之間的差異小于與哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群(HBH)之間的差異。哈密市黃田廟爾溝(HM)、與瑪納斯縣(MNS)地理種群形成一組，瑪納斯縣(MNS)與托克遜縣(TKX)地理種群之間的差異明顯大于哈密市黃田廟爾溝(HM)地理種群與托克遜縣(TKX)地理種群之間的差異。托克遜縣地理種群(TKX)與和碩縣(HS)地理種群?jiǎn)为?dú)形成一組。和碩縣(HS)地理種群與哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群(HBH)、瑪納斯縣(MNS)、富蘊(yùn)縣(FY)、哈密市黃田廟爾溝(HM)地理種群之間的差異要小于托克遜縣(TKX)地理種群與它們之間的差異。圖4

研究表明，Prin1和Prin3組合而成的二維排序圖雖也與 Prin1和Prin2、 Prin2和Prin3組合而成的二維排序圖相似，但和碩縣(HS)地理種群與富蘊(yùn)縣(FY)地理種群之間的差異要小于與哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群(HBH)之間的差異，托克遜縣(TKX)地理種群與瑪納斯縣(MNS)地理種群、哈密市黃田廟爾溝(HM)地理種群之間的差異小于托克遜縣地理種群與哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群(HBH)、富蘊(yùn)縣(FY)地理種群、和碩縣(HS)地理種群之間的差異。圖5

圖3 6個(gè)操作單元主成分分析二維排序(Prin1&Prin2)
Fig.3 Ordination on principal component coordinates Prin1 and Prin2

圖4 6個(gè)操作單元主成分分析二位排序(Prin2&Prin3)
Fig.4 Ordination on principal component coordinates Prin1 and Prin3

圖5 6個(gè)操作單元主成分分析二位排序(Prin1&Prin3)
Fig.5 Ordination on principal component coordinates Prin2 and Prin3

3 討 論

通過(guò)形態(tài)測(cè)量方法，將新疆6個(gè)地理種群采集的495頭散居型亞洲飛蝗成蟲(chóng)10個(gè)性狀測(cè)量值進(jìn)行了形態(tài)差異、及種群分化方面的研究。形態(tài)差異分析結(jié)果得出雌性亞洲飛蝗所有性狀均值都大于雄性飛蝗，這與李濤等[22]研究中華稻蝗形態(tài)特征分析結(jié)果相似。其富蘊(yùn)縣、和碩縣、哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群、瑪納斯縣、托克遜縣、哈密市黃田廟爾溝等6個(gè)地理種群雌雄亞洲飛蝗成蟲(chóng)個(gè)體均在體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度等4個(gè)性狀上存在地理差異。其中雌性成蟲(chóng)體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、后足股節(jié)長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板寬度、前胸背板高度、后足脛節(jié)長(zhǎng)度等性狀測(cè)量值存在地理差異，而雄性成蟲(chóng)在體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度、顏?lái)斀堑刃誀钌洗嬖诘乩聿町?。說(shuō)明不同地理環(huán)境條件下雌性與雄性成蟲(chóng)形態(tài)變異程度不一致[23]。

在前人研究中直翅目昆蟲(chóng)蟋蟀Teleogryllusemma和螽斯Ephippigerterrestris也存在不同地理種群雌性與雄性個(gè)體體型變異程度不一致的現(xiàn)象[24-25]。對(duì)亞洲飛蝗6個(gè)地理種群10個(gè)性狀之間進(jìn)行相關(guān)性分析，亞洲飛蝗成蟲(chóng)各個(gè)性狀之間都存在相互促進(jìn)，共同變異的現(xiàn)象。將雌性與雄性共有差異性的指標(biāo)體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板高度作為主要形態(tài)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行聚類分析與主成分分析，探明散居型亞洲飛蝗不同地理種群之間的形態(tài)變異。

前人研究中對(duì)不同地理種群煙蚜[26]、菱角螢葉甲[11]等形態(tài)特征差異聚類分析與主成分分析結(jié)果都一致，而牙森·沙力等[27]研究不同地理種群散居型西藏飛蝗數(shù)量性狀系統(tǒng)聚類結(jié)果與主成分分析結(jié)果不一致,研究系統(tǒng)聚類與主成分結(jié)果也存在差異性。在聚類分析結(jié)果中分為兩個(gè)類群：富蘊(yùn)縣地理種群、和碩縣地理種群、哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群聚為一個(gè)類群，其中和碩縣地理種群與哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群聚為一小類群，因富蘊(yùn)縣地理種群形態(tài)參數(shù)與和碩縣與哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群有較大的差異性單獨(dú)為一小類群。托克遜縣地理種群、瑪納斯縣地理種群、哈密市黃田廟爾溝地理種群為一個(gè)類群，托克遜地理種群與哈密市黃田廟爾溝地理種群聚為一小類群。因瑪納斯縣地理種群與哈密市黃田廟爾溝地理種群性狀之間的相似性較接近，與托克遜縣地理種群有較大的差異性，托克遜縣地理種群?jiǎn)为?dú)為一小類群。而主成分分析結(jié)果中，Prin1&Prin2、Prin2&Prin3、Prin1&Prin3二維排序圖中分布區(qū)域?yàn)榇箨懶耘瘻貛Щ哪畾夂蛲锌诉d縣地理種群與暖溫帶大陸性干旱氣候和碩縣地理種群?jiǎn)为?dú)分布，而大陸性寒溫帶干旱氣候富蘊(yùn)縣地理種群與大陸性北溫帶寒冷氣候的哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群分布在一起，屬溫帶大陸干旱性氣候的瑪納斯縣與哈密市黃田廟爾溝地理種群分布在一起。相互歸類的地理種群雖有相似的氣候特征，但形態(tài)特征也具有一定的差異性。也與牙森·沙力[27]等研究散居性西藏飛蝗9個(gè)地理種群形態(tài)特征數(shù)量分析結(jié)果中得出的結(jié)論相似。

以近年來(lái)亞洲飛蝗主要分布危害的部分主要生態(tài)區(qū)為主采集散居型標(biāo)本，未能全面采集亞洲飛蝗在新疆所分布的所有區(qū)域內(nèi)的蟲(chóng)源，致使全面反映新疆各個(gè)生態(tài)區(qū)亞洲飛蝗形態(tài)變異的研究存在局限性。塔城、伊犁、喀什、阿克蘇等地區(qū)縣市分布的亞洲飛蝗蟲(chóng)源形態(tài)變異研究及形態(tài)上的變異是否與所處的生態(tài)區(qū)域環(huán)境條件有關(guān)尚不明確，待進(jìn)一步研究證明。

4 結(jié) 論

通過(guò)采集亞洲飛蝗在新疆分布的部分主要生態(tài)區(qū)域包括富蘊(yùn)縣、哈巴河縣實(shí)驗(yàn)種群、和碩縣、托克遜縣、瑪納斯縣、哈密市農(nóng)十三師黃田廟爾溝散居型標(biāo)本，利用數(shù)值分類學(xué)方法測(cè)量與分析亞洲飛蝗10個(gè)形態(tài)指標(biāo)得出雌性與雄性亞洲飛蝗6個(gè)地理種群之間同在體長(zhǎng)、前翅長(zhǎng)度、前胸背板長(zhǎng)度、前胸背板寬度4個(gè)性狀存在地理差異性，頭高與頭寬兩個(gè)性狀6個(gè)地理種群之間不存在地理差異。雌性與雄性亞洲飛蝗不同地理種群之間的性狀變異存在不一致性。散居型亞洲飛蝗分布的部分主要生態(tài)區(qū)域之間存在明顯的形態(tài)變異現(xiàn)象。

MorphologicalVariationofGeographicalPopulationsofAsianLocustamigratoriainSomeEcologicalAreasinXinjiang