松花湖自然保護區(qū)金龜總科物種多樣性研究

宋子龍，崔書丹，孫國文，吳相菊，張秋艷

(1.吉林省林業(yè)試驗區(qū)國有林保護中心,吉林 吉林 132517；2.吉林省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，吉林 長春 130022 )

金龜總科(Scarabaeoidea)屬昆蟲綱，鞘翅目，是鞘翅目中大類群之一，世界紀錄種類在3萬種以上[1]。我國金龜種類最早紀錄為866種，后增補到1 300種[2]。很多金龜種類是農(nóng)林業(yè)重要地下害蟲，20世紀初，隨著地下害蟲危害日趨嚴重，人們對金龜子區(qū)系、重要種類生活史、生物學習性及防治途徑的研究逐漸深入[3-9]。

松花湖自然保護區(qū)植被類型多樣，以蒙古櫟林、楊樺林為主的天然次生林面積和蓄積所占比例最大，該區(qū)多樣化的生境孕育著豐富的金龜物種。但是，目前對該區(qū)金龜子物種多樣性缺乏系統(tǒng)的調(diào)查研究，該類群的物種多樣性本底和種群的季節(jié)動態(tài)尚不清楚。

因此，對松花湖金龜總科物種多樣性本底進行系統(tǒng)調(diào)查，有助于了解金龜科多樣性本底、潛在害蟲種類及其種群動態(tài)，對該區(qū)金龜科物種多樣性保護、潛在害蟲種類的種群監(jiān)測和種群控制具有重要意義。

1 研究方法

1.1 自然概況

松花湖自然保護區(qū)位于吉林省中部吉林市南郊，屬長白山余脈，松花江中游，總面積354 000 hm2。地理位置42°58′～43°48′N，126°41′～127°18′E。該區(qū)屬溫帶大陸性季風氣候，春季少雨多風，夏季溫熱多雨，秋季天氣晴爽，冬季漫長嚴寒。年平均氣溫3.6 ℃，1月平均氣溫-18 ℃，絕對最低溫度-45 ℃，7月平均氣溫20 ℃，絕對最高溫度36.6 ℃，年溫差41.6 ℃。

松花湖自然保護區(qū)植被屬長白山植物區(qū)系，植物種類繁多。森林群落主要有針闊混交林、闊葉混交林、蒙古櫟林、楊樺林及以落葉松、紅松、樟子松為主的各種人工林。

1.2 調(diào)查方法

野外調(diào)查于2008年、2009年進行，每年5—9月，每月1次。

1.2.1 試驗材料及工具

捕蟲網(wǎng)、毒瓶、乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)、三級臺、展翅板、三角紙卡、三角袋、昆蟲針、標本盒、誘集燈及幕布、剪刀、鑷子、數(shù)碼相機。

1.2.2野外調(diào)查

野外調(diào)查主要采用燈誘、網(wǎng)捕和觀察相結(jié)合的方法。

燈誘：根據(jù)金龜多在夜間活動，有趨光性，于19：30—23：30開燈，收集所誘金龜，編號記載，帶回室內(nèi)，分類鑒定。

網(wǎng)捕：利用實習和業(yè)余時間，分別在春、夏、秋三個季節(jié)，對金龜主要聚集地點進行網(wǎng)捕，然后編號記載，帶回試驗室，整理并分類鑒定。

1.2.3室內(nèi)鑒定

對野外采集到的金龜科昆蟲進行標本制作，并對標本進行分類鑒定和數(shù)量統(tǒng)計。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析方法

1.3.1優(yōu)勢種的確定

優(yōu)勢種：個體數(shù)占總個體數(shù)的10 %以上；常見種：個體數(shù)占總個體數(shù)的1 %～10 %；稀有種：個體數(shù)占總個體數(shù)少于1 %。

1.3.2 多樣性指數(shù)

(1)物種的豐富度，采用物種數(shù)S。

(2)物種多樣性指數(shù)采用Shannon-Wiener信息多樣性指數(shù)。

式中：pi為第i個個體數(shù)占群落總個體的比率。

(3)均勻度指數(shù)采用Pielou(1967)均勻度指數(shù)。

(4)優(yōu)勢度指數(shù)(Dominance Index)采用Berger-Parker指數(shù)。

D=Nmax/NT

式中：Nmax為優(yōu)勢種的種群數(shù)量；NT為群落全部種類的種群數(shù)量。

(5)優(yōu)勢集中性指數(shù)。

式中：N為群落總個體數(shù)；ni為物種i的個體數(shù)[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 松花湖自然保護區(qū)金龜總科群落組成結(jié)構(gòu)

2.1.1種類組成

共獲得金龜總科昆蟲414頭，隸屬于5科19屬25種。

表1 松花湖自然保護區(qū)金龜總科組成

從表1中可以看出，松花湖自然保護區(qū)金龜總科由犀金龜科Dynastidae、麗金龜科Rutelidae、鰓金龜科Melolonthidae、花金龜科Cetoniidae 和斑金龜科Trichiidae 5科組成。

從屬級水平看，鰓金龜科約占總屬數(shù)的47.3 %，麗金龜科和花金龜科，各占21 %，犀金龜科和斑金龜科，各占5.2 %。總體看，這5個科的屬級水平相差較大。

從物種數(shù)水平看，麗金龜科和鰓金龜科，約占總物種數(shù)的36 %，花金龜科占20 %，犀金龜科和斑金龜科，各占4 %。

從個體數(shù)水平看，麗金龜科約占總物種數(shù)的49.52 %，花金龜科占37.92 %，鰓金龜科占10.63 %，犀金龜科占1.69 %，斑金龜科占0.24 %。

2.1.2金龜總科優(yōu)勢類群

在金龜總科中，主要優(yōu)勢種有麗金龜科的中華弧麗金龜PopilliaquadringuttataFabricius、銅綠異麗金龜AnomalacorpulentaMotschulsky、多色異麗金龜AnomalachamaeleonFairmaire，花金龜科的銅綠花金龜CetoniaviridopacaMotschulsky和小青花金龜OxycetoniajucundaFaldermann。

2.2 松花湖自然保護區(qū)金龜總科季節(jié)動態(tài)

2.2.1金龜總科群落組成的季節(jié)動態(tài)

表2 松花湖自然保護區(qū)金龜總科季節(jié)動態(tài)

(1)金龜總科個體數(shù)量季節(jié)動態(tài)

圖1 松花湖自然保護區(qū)金龜總科個體數(shù)量季節(jié)動態(tài)

從圖1中可以看出，金龜總科的個體數(shù)量季節(jié)動態(tài)曲線均呈單峰型。各科的個體數(shù)量5月、9月較低，6月、7月顯著增加，到8月以后又顯著下降。具體表現(xiàn)為，花金龜科從5月份到9月份為止，一直都有出現(xiàn)。其中6月份是花金龜科個體數(shù)最多的時期，逐漸呈下降趨勢。麗金龜科和鰓金龜科只出現(xiàn)在6月、7月，都是7月份的個體數(shù)量較多。斑金龜科也出現(xiàn)在6月、7月，只是6月份的個體數(shù)量較多。犀金龜科則是出現(xiàn)在6月、7月、9月份，相比之下6月、7月份的個體數(shù)量較多，9月份只有1個。從整體來看松花湖地區(qū)金龜總科個體數(shù)量發(fā)生的最高峰在6月、7月份，是大發(fā)生時期。在組成類群中，花金龜科的個體數(shù)最大，曲線變化趨勢與整個金龜子總科個體數(shù)季節(jié)動態(tài)曲線相一致，其他各科也表現(xiàn)出了大致相近的變化趨勢。

(2)金龜總科物種豐富度季節(jié)動態(tài)

圖2 松花湖金龜總科物種豐富度季節(jié)動態(tài)

從圖2中可以看出，金龜總科物種豐富度的季節(jié)動態(tài)曲線均呈單峰型。表現(xiàn)大致為，5月、8月、9月物種豐富度較低，6月物種豐富度達到峰值，7月略有下降?；ń瘕斂频姆N數(shù)出現(xiàn)最多的在6月，鰓金龜科、麗金龜科的種數(shù)最多出現(xiàn)在6月、7月，犀金龜科的種數(shù)在6月、7月多，9月少。斑金龜科的種數(shù)僅在6月和7月采集到，其他月份未采集到。在組成類群中，麗金龜科的物種豐富度最大，曲線變化趨勢與整個金龜總科物種豐富的季節(jié)動態(tài)曲線相一致，其他各科也表現(xiàn)出了大致相近的變化趨勢。

(3)松花湖自然保護區(qū)金龜總科屬級豐富度季節(jié)動態(tài)

圖3 松花湖金龜總科屬級豐富度季節(jié)動態(tài)

從圖3中可以看出，金龜總科內(nèi)屬的豐富度季節(jié)動態(tài)均呈單峰型。5月、8月、9月屬的豐富度較低，6月、7月屬的豐富度較高。各科5月—6月屬的豐富度顯著增加，6月、7月均處于緩慢波動狀態(tài)，8月以后只有犀金龜科的屬豐富度略有升高，其他各科均呈下降趨勢。鰓金龜科的屬豐富度最大，曲線變化趨勢與金龜總科屬豐富度季節(jié)動態(tài)曲線相一致，其他各科也表現(xiàn)出了大致相近的變化趨勢。

2.2.2金龜總科物種多樣性的季節(jié)動態(tài)

在不同季節(jié)的植被中，其水分、溫度等環(huán)境因子的差異，會導致昆蟲主要類群所占比例不同。因此，它們在群落中所表現(xiàn)的多樣性、均勻性和優(yōu)勢集中性指數(shù)也有一定的差異。為進一步分析不同月份松花湖金龜總科昆蟲群落的變化，對不同月份松花湖金龜科群落生物多樣性進行比較分析，見圖4、圖5、圖6。

圖4 松花湖金龜總科物種多樣性指數(shù)

Fig. 4 Species diversity index of Scarabaeoidea in Songhua Lake Reserve

從圖4中可以看出，金龜總科物種多樣性指數(shù)的變化趨勢為6月>7月>9月>5月=8月。

圖5 松花湖金龜總科均勻性指數(shù)

從圖5中可以看出，金龜總科均勻性指數(shù)的變化趨勢為6月>7月>9月>5月=8月。

圖6 松花湖金龜子總科優(yōu)勢集中性指數(shù)

從圖6中可以看出，金龜總科優(yōu)勢集中性指數(shù)的變化趨勢為6月>7月>5月=8月=9月。

由以上可以看出，5月氣溫剛剛復蘇，松花湖自然保護區(qū)金龜總科的物種多樣性指數(shù)處于極低的水平，隨著氣溫的升高、植被的生長，以及各營養(yǎng)級的豐富，金龜多樣性指數(shù)呈現(xiàn)明顯上升趨勢。在6月達到最高值，7月略有下降， 8月直線下降，9月又零星出現(xiàn)。

從均勻性指數(shù)來看，趨勢變化和多樣性指數(shù)的趨勢變化基本相同，也是6月最高，7月略有下降，8月直線下降。5月和8月因環(huán)境因子不利，導致均勻性指數(shù)也處于較低的水平。

從優(yōu)勢集中性指數(shù)來看，6月指數(shù)明顯高于其他月份，7月、8月出現(xiàn)緩慢下降的趨勢，直至9月未見任何起伏。可能是由于6月金龜子優(yōu)勢種較多的緣故。

3 結(jié)論

通過對松花湖自然保護區(qū)金龜總科昆蟲的系統(tǒng)調(diào)查，明確了該區(qū)的種類組成、優(yōu)勢類群及其季節(jié)動態(tài)。

共獲得金龜標本414頭，隸屬于5科19屬25種。其中，鰓金龜科9屬9種，花金龜科4屬5種，麗金龜科4屬9種，斑金龜科和犀金龜科各1屬1種。麗金龜科昆蟲的種群數(shù)量最大。

松花湖自然保護區(qū)金龜總科的優(yōu)勢屬為弧麗金龜屬、異麗金龜屬、彩麗金龜屬、瑪絹金龜屬和星花金龜屬。優(yōu)勢種中華弧麗金龜、銅綠異麗金龜、多色異麗金龜，花金龜科的銅綠花金龜、小青花金龜。

松花湖自然保護區(qū)金龜總科昆蟲表現(xiàn)出明顯的季節(jié)動態(tài)。物種個體在5月開始出現(xiàn)，7月最多，8月開始逐漸減少。群落物種相對集中時期在6月、7月。

松花湖自然保護區(qū)金龜總科物種多樣性的季節(jié)動態(tài)變化趨勢表明，物種多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)和優(yōu)勢集中性指數(shù)均在6月達到峰值。