河南省老君山蝴蝶多樣性調(diào)查與分析

王龍冰， 張建設(shè)， 張 堯， 李文亮

（1.河南科技大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院，河南洛陽 471023；2.河南省伏牛山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)老君山管理局，河南洛陽 471500）

蝴蝶隸屬于昆蟲綱鱗翅目錘角亞目［1-2］. 由于蝴蝶晝出性、寡食性，對(duì)棲息地的生境變化和氣候變化特別敏感，所以常被作為檢測(cè)環(huán)境變化的重要指標(biāo)生物［3-5］. 近年來我國許多地區(qū)已經(jīng)展開了蝴蝶多樣性研究，而有關(guān)欒川縣老君山的蝴蝶多樣性研究較少. 為了掌握河南省欒川縣老君山景區(qū)蝴蝶的種類以及群落結(jié)構(gòu)特征等各項(xiàng)指標(biāo)，并以此對(duì)該區(qū)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，本研究于2018年5月—8月對(duì)該地區(qū)的蝴蝶進(jìn)行了多樣性研究，為以后進(jìn)一步深入調(diào)查該區(qū)域蝴蝶資源利用與保護(hù)提供基礎(chǔ)性資料.

1 研究區(qū)域概況

老君山位于河南省洛陽市欒川縣南3 km處，其地理坐標(biāo)為33°42′40″～33°44′25″N，111°32′00″～111°37′40″E，總面積2666 hm2，是秦嶺余脈八百里伏牛山脈的主峰，海拔為2200 m，是北亞熱帶向南溫帶過渡區(qū)域和中國第二、三級(jí)地貌臺(tái)階過渡的邊緣，長江、黃河的分界嶺. 欒川縣屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫12.4 ℃，年日照2103 h，無霜期198 d，年均降水量872.6 mm. 年降水量最高達(dá)1386.6 mm，最少403.3 mm. 老君山地處南亞熱帶與北溫帶的過渡帶上，氣候適宜，動(dòng)植物資源極為豐富，有各類動(dòng)物180余種，植物1861種，被稱為天然動(dòng)植物種質(zhì)資源基因庫［6-7］.

2 調(diào)查時(shí)間、地點(diǎn)和方法

根據(jù)全國蝴蝶多樣性觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置樣線要求選取5條樣線［8］：后坪村（A1）、御竹林（A2）、靈官殿（A3）、金頂（A4）和雞冠洞（A5）（表1）. 2018年5月—8月各觀測(cè)一次，共4次，每次觀測(cè)一周. 盡量選擇晴天且風(fēng)力不大的情況下進(jìn)行，采集的時(shí)間控制在9：00—17：00蝴蝶活躍時(shí)間進(jìn)行. 調(diào)查的方法依據(jù)《生物多樣性觀測(cè)技術(shù)導(dǎo)則—蝴蝶》，調(diào)查時(shí)沿著確定的樣線勻速行進(jìn)，行進(jìn)的速度控制在1.0～1.5 km/h. 行進(jìn)時(shí)記錄左方2.5 m、右方2.5 m、上方5 m 和前方5 m 內(nèi)的所有蝴蝶以及數(shù)量，不記錄后方的蝴蝶也不重復(fù)記錄同一只蝴蝶［9］. 對(duì)不能確定的蝴蝶，放置在寫有時(shí)間、地點(diǎn)及采集人的三角袋內(nèi)，帶回室內(nèi)進(jìn)行標(biāo)本制作、分類、鑒定.蝴蝶鑒定依據(jù)《中國蝶類志（修訂版）》［10］、《中國蝴蝶分類與鑒定》［11］和《河南昆蟲志·鱗翅目：蝶類》［12］進(jìn)行鑒定. 高級(jí)階元分類根據(jù)分子數(shù)據(jù)等劃分的5科分類系統(tǒng)，將斑蝶科、眼蝶科、喙蝶科、環(huán)蝶科及珍蝶科劃入蛺蝶科，蜆蝶科劃入灰蝶科，絹蝶科劃入鳳蝶科［13-16］.

表1 老君山蝴蝶樣線基本地理信息Tab.1 The basic geographic information of the butterfly transects in Laojun Mountain

3 數(shù)據(jù)分析方法

3.1 物種多樣性分析

本研究采用物種多樣性指數(shù)（H′）、物種豐富度（R）、物種優(yōu)勢(shì)度（Id）、物種均勻度（J）來分析該地區(qū)蝴蝶多樣性. 公式如下：

采用Shannon-Wiener公式計(jì)算多樣性指數(shù)［17-19］：

式中：H′為多樣性指數(shù)；Pi是第i 種的個(gè)體比例；Ni為第i 個(gè)物種的個(gè)體數(shù)；N 為全部物種的個(gè)體總數(shù).

采用Margalef公式計(jì)算物種豐富度［17-20］：

式中：R 為物種豐富度；S 為物種數(shù)；N 為所在群落的所有物種的個(gè)體數(shù)總和.

采用Berger-Parker計(jì)算優(yōu)勢(shì)度指數(shù)［17］：

式中：Id為優(yōu)勢(shì)度指數(shù)；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.

采用Pielou公式計(jì)算均勻度［21］：

式中：J 為物種均勻度；H′為Shannon-Wiener多樣性指數(shù)；S 為物種數(shù).

3.2 物種群落相似性系數(shù)

采用Jaccard相似性系數(shù)對(duì)群落相似性系數(shù)進(jìn)行測(cè)定［19］：式中：Cs是相似性系數(shù)；a、b 為兩個(gè)不同群落的物種數(shù)；c 為兩個(gè)不同群落共有的物種數(shù). 當(dāng)相似性系數(shù)0～0.25時(shí)為極不相似；0.25～0.50時(shí)為中等不相似；0.50～0.75時(shí)為中等相似，0.75～1.00時(shí)則為極相似［22］.

4 結(jié)果與分析

4.1 老君山各樣線蝴蝶種類和數(shù)量

在對(duì)老君山5條樣線的4次調(diào)查中，共采集到蝴蝶1443只，分別隸屬于5科61屬89種，種類、數(shù)量和相對(duì)多度見表2. 其中，菜粉蝶135只、大紫琉璃灰蝶130只、小環(huán)蛺蝶103只和斷眉線蛺蝶116只，這4種蝴蝶個(gè)體數(shù)量均超過100只為該地區(qū)優(yōu)勢(shì)種.

表2 老君山蝴蝶種類數(shù)量和相對(duì)多度Tab.2 The number and relative abundance of butterfly species in Laojun Mountain

續(xù)表

續(xù)表

4.2 老君山蝴蝶多樣性

4.2.1 老君山蝴蝶群落特征 由表3可知，老君山蛺蝶科在屬、種及個(gè)體數(shù)量上均最多，為該區(qū)優(yōu)勢(shì)科. 老君山景區(qū)各科蝴蝶多樣性指數(shù)由大到小依次為：蛺蝶科、粉蝶科、灰蝶科、弄蝶科、鳳蝶科；均勻度指數(shù)由大到小依次為：粉蝶科、弄蝶科、蛺蝶科、灰蝶科、鳳蝶科；優(yōu)勢(shì)度由大到小依次為：鳳蝶科、灰蝶科、弄蝶科、粉蝶科、蛺蝶科；豐富度指數(shù)由大到小依次為：蛺蝶科、灰蝶科、粉蝶科、鳳蝶科、弄蝶科.

表3 老君山蝴蝶群落多樣性特征Tab.3 Diversity characteristics of butterfly community in Laojun Mountain

從種級(jí)階元上看，蛺蝶科的多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)最高，均勻度指數(shù)較高，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最低. 表明其種類多且豐富，群落結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定. 弄蝶科的優(yōu)勢(shì)度較高，多樣性指數(shù)較低，豐富度指數(shù)最低，且種類和個(gè)體數(shù)最少. 表明其群落結(jié)構(gòu)單一，群落內(nèi)優(yōu)勢(shì)種突出，弄蝶科在該區(qū)相對(duì)匱乏.

4.2.2 老君山各樣線蝴蝶群落多樣性特征 由表4可知，各樣線不同生境屬、種及個(gè)體數(shù)存在差異，由于各樣線的海拔梯度、受人為干擾因素和植被類型等不同，樣線之間蝴蝶多樣性存在差異. 其中樣線A2的多樣性最高，其次是樣線A3，樣線A4 的多樣性最低. 各樣線蝴蝶種級(jí)多樣性指數(shù)大小順序?yàn)椋篈2＞A3＞A5＞A1＞A4；均勻度指數(shù)大小為：A2＞A3＞A1＞A5＞A4；優(yōu)勢(shì)度指數(shù)大小為：A4＞A1＞A5＞A3＞A2；豐富度指數(shù)大小為：A3＞A2＞A5＞A1＞A4.

表4 不同樣線蝴蝶群落多樣性特征Tab.4 Diversity characteristics of butterfly community in different transects

從多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)看A4樣線均最低. A4樣線海拔1700～2150 m最高，植被類型針闊葉混交林. A3樣線海拔880～1580 m，且A1、A2、A5樣線海拔小于960 m，植被類型落葉闊葉林. 老君山蝴蝶群落多樣性可能與海拔、植被類型等因素有關(guān).

4.2.3 老君山各樣線蝴蝶分布相似性 由表5可知，樣線A1和A2、A1和A3、A1和A5、A2和A3、A2和A5、A3和A5的相似性系數(shù)在0.25～0.5之間，屬于中等不相似. A1和A4、A2和A4、A3和A4、A4和A5 的相似性系數(shù)在0～0.25之間，屬于極不相似. 這是因?yàn)锳4樣線的海拔要比其他樣線的海拔高得多，所以存在很少相同的物種，導(dǎo)致與其他樣線的相似度不高. 其中，相似性系數(shù)最高的樣線是A1和A5為0.44，共有種24種，屬于中等不相似. 表明各樣線之間生境差異相較明顯，蝴蝶群落結(jié)構(gòu)差異相對(duì)明顯.

表5 不同樣線間蝴蝶的共有種數(shù)（對(duì)角線上）和相似性系數(shù)（對(duì)角線下）Tab.5 Number of common species（above the diagonal）and similarity coefficient（below the diagonal）between different transects

5 結(jié)論與討論

本研究對(duì)欒川縣老君山的蝴蝶多樣性做了初步調(diào)查與分析，共記錄5科61屬89種1443只. 其中，蛺蝶科記錄33 屬46 種633 只為優(yōu)勢(shì)類群，菜粉蝶、大紫琉璃灰蝶、小環(huán)蛺蝶和斷眉線蛺蝶均超過100 只為優(yōu)勢(shì)種. 老君山各樣線蝴蝶群落差異明顯，可能受海拔、植被、人為干擾因素等影響. 后平村（A1）和雞冠洞（A5）兩條樣線相似性系數(shù)最高，但屬于中等不相似，表明各樣線之間生境差異相對(duì)明顯，蝴蝶群落結(jié)構(gòu)差異相對(duì)明顯.

復(fù)雜的生境孕育著豐富多樣的昆蟲種類，而其生境復(fù)雜性變化必然會(huì)改變昆蟲的多樣性. 在本研究中，后坪村（A1）樣線生境類型喬木林，植被類型落葉闊葉林，海拔730～820 m，樣線周圍有一條公路貫穿，時(shí)常有車輛通過，人為干擾因素強(qiáng)，其蝴蝶多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)較低. 御竹林（A2）樣線生境類型竹林、小溪，植被類型落葉闊葉林，海拔880～960 m，人為干擾強(qiáng)度中等，其多樣指數(shù)最高，豐富度指數(shù)也較高. 靈官殿（A3）樣線生境類型喬木林、公園，植被類型落葉闊葉林，海拔880～1580 m，靈官殿并不是景區(qū)的熱門景點(diǎn)，游人稀少，人為干擾強(qiáng)度中等，蝴蝶的物種數(shù)和個(gè)體數(shù)較多，其多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)較高. 金頂樣線（A4）生境類型喬木林、公園，海拔最高1700～2150 m 溫度較低，金頂是老君山景區(qū)的熱門景點(diǎn)，人為干擾強(qiáng)度強(qiáng)，蝴蝶多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)最低. 雞冠洞（A5）樣線生境類型喬木林、鄉(xiāng)村，植被類型落葉闊葉林，海拔800～950 m，樣線的前半段位于雞冠洞景區(qū)的入口處，游人眾多，但樣線的后半段人跡罕至，人為干擾因素中等，蝴蝶多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)較高. 綜上所述，蝴蝶群落的多樣性與其生境、植被類型、海拔高度及人為干擾強(qiáng)度等因素密切相關(guān)，老君山各樣線蝴蝶群落差異明顯，蝴蝶多樣性隨海拔變化而變化. 蝴蝶多樣性調(diào)查是一項(xiàng)長期的工作，本研究為老君山今后的蝴蝶多樣性研究與保護(hù)提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù).

保護(hù)好生境就是保護(hù)好蝶類資源. 過去的盜伐、濫采、濫挖，使老君山很多植物種類已處于瀕臨滅絕的邊緣［23］. 所以要合理人工開發(fā)，禁止亂砍濫伐等行為，為蝴蝶保留適合生存的棲息地. 適度合理地發(fā)展旅游資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)，協(xié)調(diào)好生境保護(hù)與旅游發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的矛盾.