廣東乳源南水湖國家濕地公園蝶類群落多樣性及其時序動態(tài)研究

韓婉詩,黃宇亮,李建宏,楊易平,何仕超

(1.廣州草木蕃環(huán)境科技有限公司，廣東 廣州 510260；2.乳源瑤族自治縣乳源南水湖國家濕地公園管理處，廣東 韶關(guān) 512000)

蝶類是生態(tài)系統(tǒng)變化的指示性物種和評價指標(biāo)，蝶類監(jiān)測是通過蝴蝶個體、種群和群落對環(huán)境變化所產(chǎn)生的反應(yīng)，闡明生物多樣性的變化和環(huán)境的健康狀況[1]。目前對環(huán)境變化的指示性研究是全球蝶類研究的熱點(diǎn)之一[2-5]，國內(nèi)近年蝶類多樣性相關(guān)基礎(chǔ)研究日漸增多，在廣東地區(qū)開展的有報道的研究主要涉及肇慶[6]、惠東古田[7]、英德石門臺[8]、深圳[9]、韶關(guān)小坑國家森林公園[10]、東莞蓮花山[11]、廣州[12]等地關(guān)于蝴蝶資源和區(qū)系的報導(dǎo)，其中調(diào)查最為深入的南嶺保護(hù)區(qū)還對蝴蝶寄主進(jìn)行了研究[13-14]，這些調(diào)查地主要是城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村及山地林區(qū)，暫未見對廣東省內(nèi)濕地公園蝶類資源的報導(dǎo)。在蝶類多樣性的季節(jié)變化方面也有一些研究，早期的報道多為描述性的和基礎(chǔ)的數(shù)量統(tǒng)計[15-18]；近年研究中，蒲正宇等對昆明金殿國家森林公園的69種蝶類進(jìn)行了多樣性指數(shù)的季節(jié)變化分析[19]，李雷雷等對青海省祁連縣55種蝶類的月度變化規(guī)律進(jìn)行了分析[20]，李志剛等研究了東莞銀屏山的42種蝶類的多樣性季節(jié)變化等[21]。本項目開展區(qū)域緊鄰南嶺保護(hù)區(qū)，但生境差異較大、人為干擾較多，是2015年新建立的國家濕地公園，其生物多樣性相關(guān)數(shù)據(jù)較為匱乏，為較為充分地掌握其蝶類多樣性情況，作者對該區(qū)域的蝶類進(jìn)行持續(xù)3年的調(diào)查，結(jié)果可為濕地公園管理者的科學(xué)管理提供更充分的數(shù)據(jù)支撐，也可作為探討南嶺地區(qū)蝶類對人類活動干擾導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境改變而發(fā)生何種變化的研究基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

廣東乳源南水湖國家濕地公園(以下簡稱“濕地公園”)地處中國具有國際意義的14個陸地生物多樣性關(guān)鍵地區(qū)之一[22]的南嶺山地，地理坐標(biāo)為113°08′01″～113°12′30″E，24°39′45″～24°58′57″N，總面積6 283.7 hm2，其中濕地面積4 010.2 hm2，占公園總面積的63.82%，為廣東省第三大人工湖。濕地公園屬于中亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候，年均日照時間約1 610 h，年均溫19℃，以7—8月氣溫最高，12月至次年2月氣溫最低。在降水上，多年在1 700～2 100 mm范圍，其中70%的雨量集中在每年的3—8月。年均相對濕度78%，其中每年4—6月濕度較高。主要植被類型為南亞熱帶常綠闊葉林和中亞熱帶季風(fēng)常綠闊葉林。

濕地公園有維管束植物177科585屬983種[23]，其中野生維管束植物168科536屬897種，栽培植物44科72屬86種。蜜源植物有15種，主要有黃牛奶樹(Symplocoslaurina)、光葉山礬(Symplocoslancifolia)、華山礬(Symplocoschinensis)、密花山礬(Symplocoscongesta)、米碎花(Euryachinensis)、華南毛柃(Euryaciliata)、崗柃(Euryagroffi)、二列葉柃(Euryadistichophylla)、鵝掌柴(Scheffleraheptaphylla)、土蜜樹(Brideliamonoica)、烏桕(Sapiumsebiferum)等。植被方面共有5個植被型組，其中，常綠闊葉林主要有楊梅葉青岡群系、川鄂栲群系、華潤楠群系、檵木群系；落葉闊葉林主要有構(gòu)樹群系；暖性針葉林包括馬尾松林、杉木林、馬尾松+杉木林；竹林主要有毛竹林和青皮竹林；灌叢有牛耳楓+美麗胡枝子群叢、石巖楓-紅背山麻桿群叢；草叢主要為五節(jié)芒群叢；栽培植被主要有板栗、柑桔、射干等。

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

監(jiān)測方法主要為樣線法，以生境分層為基礎(chǔ)，按7條固定樣線進(jìn)行調(diào)查，樣線總長約15.80 km。于2016年4月至2018年10月每年4月、7月和10月開展調(diào)查，各年相同月份的調(diào)查時間盡量一致，如遇惡劣天氣等特殊情況將進(jìn)行調(diào)整，但時間差前后不超過1周。調(diào)查共進(jìn)行9次，每次3～4 d，時間選擇10∶00～17∶00。沿樣線緩慢穩(wěn)步前行(1～1.5 km/h)，拍攝并記錄調(diào)查樣線左右2.5 m、上方5 m、前方5 m范圍內(nèi)見到的所有蝴蝶種類和數(shù)量。對目測不能鑒定識別的蝴蝶采取網(wǎng)捕采集，放入觀察盒中鑒定，確定種類后原地釋放；不能鑒別的采集1～2頭放入三角袋編號，再作查詢。鑒定與分類主要依據(jù)《中國蝴蝶分類與鑒定》[24]、《中國蝶類志》[25]、《廣州蝴蝶》[26]、《南嶺蝶類生態(tài)圖鑒》[27]結(jié)合檢索表進(jìn)行。

2.2 數(shù)據(jù)處理

1)G-F指數(shù)[28]

F指數(shù)(科的多樣性)：

式中：DFK為k科中的物種多樣性，其計算公式為：

式中：Pi為群落中k科i屬中的物種數(shù)占k科物種總數(shù)的比值，n為k科中的屬數(shù)，m為群落中的科數(shù)。

G指數(shù)(屬的多樣性)：

式中：qj為群落中j屬的物種數(shù)與總的物種數(shù)之比，p為群落中的屬數(shù)。

G-F指數(shù)：

2)Margalef物種豐富度指數(shù)[29]

DMa=(S-1)/lnN

式中：S為群落中的物種總數(shù)，N為觀察到的個體總數(shù)。

3)Simpson(優(yōu)勢度)指數(shù)[30-31]

式中：Ni為種i的個體數(shù)；N為所在群落的所有物種的個體數(shù)之和。

4)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)[32]

式中：Ni為種i的個體數(shù)；N為所在群落的所有物種的個體數(shù)之和。

5)Pielou均勻度指數(shù)[33]

JSW=H′/lnS

式中：S為群落中的物種總數(shù)；H′為Shannon-Wiener多樣性指數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 群落組成與多樣性

2016—2018年監(jiān)測共記錄到蝶類139種，隸屬于11科79屬。其中，占比最大的為蛺蝶科物種，有26屬40種，蛺蝶科屬的數(shù)量約占屬級總數(shù)的32.91%，物種數(shù)量約占總數(shù)的28.78%；其余科所含屬級數(shù)量由高至低排序依次為：弄蝶科(14屬)>灰蝶科(13屬)>眼蝶科(7屬)>鳳蝶科(6屬)>斑蝶科(4屬)>粉蝶科(3屬)>環(huán)蝶科(2屬)=蜆蝶科(2屬)>珍蝶科(1屬)和=蝶科(1屬)；其余科所含物種數(shù)由高至低排序為：弄蝶科(23種)>鳳蝶科(20種)>眼蝶科(19種)>灰蝶科(15種)>斑蝶科(8種)>粉蝶科(7種)>蜆蝶科(3種)>環(huán)蝶科(2種)>喙蝶科(1種)=珍蝶科(1種)。除絹蝶科外，我國已有分布記錄的科在濕地公園內(nèi)均有記錄。

根據(jù)科的多樣性指數(shù)計算，科級的物種多樣性(DFK)從高到低排列依次為蛺蝶科>弄蝶科>灰蝶科>眼蝶科>斑蝶科>鳳蝶科>粉蝶科>環(huán)蝶科>蜆蝶科>喙蝶科=珍蝶科。各科中屬級物種多樣性(DG)排序依次為蛺蝶科>弄蝶科>灰蝶科>眼蝶科>鳳蝶科>斑蝶科>粉蝶科>蜆蝶科>環(huán)蝶科>喙蝶科=珍蝶科。濕地公園蝶類種群整體的F指數(shù)為14.756，G指數(shù)為4.1114，G-F指數(shù)為0.721(表1)。

表1 蝶類各分類階元數(shù)量特征

3.2 區(qū)系分析

南水湖濕地公園的蝶類區(qū)系包括古北界物種、東洋界物種和廣布種3個類型。在139種蝶類中，有東洋界物種105種，占比最大，約達(dá)75.54%；廣布種32種，約占23.02%；古北界物種僅1種，約占0.72%(表2)。

3.3 物種多樣性的時序動態(tài)

2016—2018年，共調(diào)查到蝶類個體2 893頭，其中春季3年共記錄蝶類物種63種，個體752頭；夏季共記錄82種，個體944頭；秋季共記錄92種，個體 1 197 頭。

表2 廣東乳源南水湖國家濕地公園2016—2018年蝶類監(jiān)測名錄

續(xù)表2

續(xù)表2

續(xù)表2

續(xù)表2

續(xù)表2

注：“*”為該濕地公園新記錄物種。

在物種數(shù)、個體數(shù)、多樣性、豐富度、優(yōu)勢度指數(shù)方面皆為秋季>夏季>春季。在均勻度方面為秋季最大，其次為春季，夏季最低(表3)。

從2016—2018年整體的年際變化來看，2018年物種數(shù)最多，達(dá)96種，2017年次之，2016年較2017年少2種；個體數(shù)方面也為2018年最高，最低的為2017年；多樣性、均勻度、豐富度指數(shù)均呈逐年遞增趨勢；優(yōu)勢度指數(shù)2018年最高，2016年較2017年略高(表4)。

表3 各季節(jié)蝶類群落多樣性變化

表4 蝶類群落多樣性的年際變化

4 結(jié)論與討論

通過為期3年的調(diào)查監(jiān)測，共監(jiān)測到蝶類11科79屬139種，其中南水湖國家濕地公園新記錄蝶類物種73種。記錄到珍稀瀕危保護(hù)蝶類5種。其中有1種被列入CITES(《瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約》)附錄Ⅱ，為：金裳鳳蝶(Troidesaeacus)；有3種被《中國物種紅色名錄》(2004)評為近危(NT)級別，為：燕鳳蝶、金裳鳳蝶、珀翠蛺蝶；有1種被評為易危(VU)種，為寬尾鳳蝶；被列入《國家保護(hù)的有益的或者有重要經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究價值的陸生野生動物名錄》的有4種，為燕鳳蝶、金裳鳳蝶、寬尾鳳蝶和箭環(huán)蝶。

我國動物地理區(qū)劃屬于世界動物地理分區(qū)的東洋區(qū)與古北區(qū)，兩區(qū)分界線西起橫斷山脈北部，經(jīng)過北川的岷山與陜南的秦嶺向東至淮河南岸，直抵長江口以北[34]。南水湖國家濕地公園蝶類區(qū)系以東洋界物種為主，符合其生態(tài)地理位置。

季節(jié)變化方面，秋季(10月)蝶類物種最為豐富，其次為夏季(7月)，春季(4月)最少。而東莞銀瓶山的調(diào)查結(jié)果為夏季(5、7月)最高，11月其次[21]；在昆明金殿國家森林公園的調(diào)查顯示，種類和個體數(shù)為夏季最高，其次為春季及秋季[19]；其他地區(qū)(陜西、青海、佳木斯等)的調(diào)查研究結(jié)果因氣候差異太大在此不做比較。分析季節(jié)變化產(chǎn)生差異的原因，因南水湖濕地公園雨季持續(xù)時間較長(3—8月)，調(diào)查時期中的春夏兩季剛好處于降雨集中期，濕度較大且夏季持續(xù)高溫，對蝶類的活動有一定負(fù)面影響[35]，特別是4月的春季調(diào)查中，常遇雨霧天氣，而10月為該地區(qū)氣候最為適宜的時段，蝶類活動增多，發(fā)現(xiàn)率相應(yīng)增高。2016—2018年際變化方面，物種數(shù)逐年上升，個體數(shù)先稍有下降，后達(dá)3年中的最高值，這與濕地公園2015—2017年的成立初期仍存在較多植被遭破壞和人為干擾因素有關(guān)，2018年以后管護(hù)成效逐漸體現(xiàn)，因而使植被及動植物資源量逐步回升。

多樣性方面，濕地公園的多樣性指數(shù)為3.8640，均勻度指數(shù)為0.7831，單一屬種較多，蝶類物種多樣性較高，但少數(shù)物種優(yōu)勢性明顯，以眼蝶科、蛺蝶科、粉蝶科物種最為突出，如：寬邊黃粉蝶、東方菜粉蝶、白帶黛眼蝶、小眉眼蝶、矍眼蝶、中環(huán)蛺蝶、鉤翅眼蛺蝶。

根據(jù)周光益等發(fā)表的文章，與南水湖國家濕地公園相鄰的南嶺國家級自然保護(hù)區(qū)已發(fā)現(xiàn)蝶類11科218屬501種[14]，濕地公園蝶類屬級數(shù)量約占南嶺保護(hù)區(qū)的36.24%，物種數(shù)量約占27.36%。分析認(rèn)為，濕地公園區(qū)域雖與南嶺相接，但植被多為次生林和灌草叢，陸域面積較小，部分區(qū)域斑塊化較明顯且人為干擾，導(dǎo)致濕地公園蝶類屬級和物種數(shù)量均遠(yuǎn)低于南嶺國家級自然保護(hù)區(qū)。特別是濕地公園內(nèi)有較多農(nóng)田、果園耕作現(xiàn)象，大量噴灑農(nóng)藥是對蝶類資源的重要威脅；此外，在林區(qū)范圍內(nèi)常見砍伐樹木、開墾灌草叢現(xiàn)象，也對蝶類生境造成破壞[36]。

基于上述調(diào)查分析結(jié)果，提出如下保護(hù)管理建議：1)加強(qiáng)對農(nóng)田、果園耕作區(qū)農(nóng)藥使用的科學(xué)管理；2)保護(hù)林區(qū)植被和寄主植物，對亂砍亂伐、私自開墾行為嚴(yán)加處罰；3)開展社區(qū)宣教工作，向當(dāng)?shù)卮迕窨破盏惖纳鷳B(tài)價值，杜絕導(dǎo)破壞蝶類資源及生境行為。