北京市珍珠泉鄉(xiāng)不同昆蟲采集方法采集效果對比分析

鄒 言，劉佳文，李立坤，曾路影，陳法軍

(南京農業(yè)大學植物保護學院昆蟲學系，南京 210095)

生物多樣性是一個復雜的、多學科綜合的和內涵豐富的概念群，包含多個層次或水平(張書理, 2007)。昆蟲生物多樣性是生物多樣性的重要組成部分，是生態(tài)學中最為基礎的研究方向之一(張茂林和王戎疆, 2011)。昆蟲作為食物鏈較低層的重要成員，對生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)、能量流動和維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定起著不可替代的重要作用(Barton & Evans, 2017)。而昆蟲的研究工作最基礎的步驟往往起始于昆蟲的采集，尤其在區(qū)域昆蟲生物多樣性的調查工作中，昆蟲的采集過程可以稱之為調查工作的主體部分。在昆蟲的采集中，為了反映區(qū)域昆蟲多樣性的真實水平，必須量化在不同采集點的采集過程，還需要縮短昆蟲采集過程的時間，以盡量減少時間跨度帶來的調查誤差。在不同的地區(qū)、采集不同種類的昆蟲往往會用到不同的昆蟲采集方法，為了對不同昆蟲采集方法進行對比，本研究在北京市延慶區(qū)珍珠泉鄉(xiāng)進行了不同昆蟲采集方法的采集效果對比試驗，以期為昆蟲多樣性研究的相關工作者提供昆蟲采集方式優(yōu)選的數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法1.1 研究樣地

實驗樣地選取在北京市延慶區(qū)東北部山區(qū)珍珠泉鄉(xiāng)。珍珠泉鄉(xiāng)轄域呈不規(guī)則四邊形，總面積114 km2，其中耕地面積325.8 ha，林地面積為13 039.8 ha，是個典型的山地多、耕地少、森林覆蓋率高的山區(qū)鄉(xiāng)。調查區(qū)域平均海拔高度約 600 m(迪力旦爾, 2019)。該區(qū)域屬于大陸季風氣候，是暖溫帶與中溫帶、半干旱與半濕潤的過渡地帶，冬季干冷，夏季多雨，春季多風，秋季涼爽少雨(賈丹, 2009)。

昆蟲多樣性與生境多樣性息息相關，昆蟲棲息地的植被種類越豐富，環(huán)境開發(fā)程度越低，極端氣候條件發(fā)生愈少，地區(qū)的物種多樣性愈高，選取不同的生境類型以可以提升實驗結果的準確性(顧偉等, 2011)。在珍珠泉鄉(xiāng)不同采蟲方法昆蟲采集效率對比實驗中，根據(jù)采集地點不同的的生境特點，共選取4個昆蟲采集小區(qū)，其生境特點表現(xiàn)為農田(116.4278°E，40.5606°N)、水邊溝渠(116.4323°E，40.5624°N)、山坡林地(116.4275°E，40.5637°N)、人造林(116.4206°E，40.5560°N)(圖1)。

圖1 實驗樣點選取示意圖Fig.1 Experimental sample selection diagram

1.2 昆蟲的采集與處理

在2018年8月10日到2018年8月31日，依據(jù)樣線法、馬來氏網(wǎng)法、陷阱法和燈誘法的使用特點，對延慶區(qū)珍珠泉鄉(xiāng)的昆蟲采集樣點進行了3次調查，按照人造林、山林坡地、水邊溝渠、農田4種不同生境類型區(qū)分采樣地點。在設定的采集點，每7 d作為一個采樣周期，每個周期在每種生境設置放置2個馬氏網(wǎng)(Malaise trap)；樣線掃網(wǎng)(line transect)3 000 m；放置陷阱(pitfall trap)3組，每組10個；每7 d燈誘(light trap)一次。獲取的昆蟲(鱗翅目除外)先存放于75%酒精中，后制作成昆蟲標本，帶回室內由專家鑒定(王明春, 2000)。

昆蟲采集方法介紹：

馬氏網(wǎng)法：每個采集點放置標準馬氏網(wǎng)2個，一個貼地放置，方便一些地表爬行昆蟲掉入陷阱；一個馬氏網(wǎng)架設垂直距離地面1 m處(吳瓊等, 2016)，收蟲時間為7 d。樣線法：采用全長1.7 m長，網(wǎng)口直徑28 cm，網(wǎng)眼直徑2 mm，網(wǎng)長50 cm的普通捕蟲網(wǎng)。采集時勻速內8字掃網(wǎng)300 m，每次采集共進行10次樣線掃網(wǎng)，共計行進3 000 m。陷阱法：采用開口直徑8 cm，深10 cm的聚氯乙烯塑料杯。內置30 mL糖醋液作為誘劑，糖醋液配比為白糖 ∶醋酸 ∶乙醇 ∶水=3 ∶1 ∶3 ∶80(李波等, 2008)，每個采集點放置3組共30個陷阱。陷阱收取時間為放置24 h后。燈誘法：使用陷阱型燈誘裝置，用125 w黑光高壓汞燈作為燈誘光源(趙建偉等, 2008)，接通電源后懸置于距離地面2 m 位置，將掉入燈誘昆蟲收集袋的蟲體作為有效燈誘樣本。燈誘持續(xù)2 h，燈誘時間設置為23 ∶00 pm～1 ∶00 am。

1.3 數(shù)據(jù)的處理

群落相似性采用Jaccard指數(shù)計算(劉棋等, 2018)：q=c/(a+b-c)。 在式中，c為兩樣地共有的物種數(shù)；a和b分別為樣地A和樣地B的群落物種數(shù)。

采用單因素方差分析(One-way，ANOVA)中的最小顯著性差異(Least significant difference)比較不同采蟲方法采集昆蟲種類數(shù)量差異，顯著性水平為0.05。統(tǒng)計分析在SPSS 23.0中進行。

2 結果與分析

2.1 物種的組成及分布

在本次采集調查中，共計采集昆蟲3 996頭，隸屬12目87科，共計163種。其中鱗翅目(52種)、半翅目(23種)、鞘翅目(31種)昆蟲的種類最多。在珍珠泉鄉(xiāng)昆蟲數(shù)量采集最多的 5個目分別是：半翅目(1 145頭)、雙翅目(979頭)、鱗翅目(655頭)、鞘翅目(443頭)、膜翅目(338頭)，分別占總采集數(shù)的28.65%、24.50%、16.39%、11.09%、8.46%。采集昆蟲科數(shù)最多的5個目分別是半翅目(17科)、鱗翅目(17科)、鞘翅目(16科)、膜翅目(12科)、直翅目和雙翅目(7科)，分別占總科數(shù)的19.54%、19.54%、18.39%、13.79%、8.05%。在不同收蟲方式中，不同方法采集到的昆蟲科數(shù)不同，樣線法采集到61科、馬氏網(wǎng)法采集到39科、陷阱法采集到14科、燈誘法采集到45科。

表1 珍珠泉鄉(xiāng)昆蟲資源采集列表Table 1 Insect eesources collection list in Zhenzhuquan Town

續(xù)表1 Continued table 1

續(xù)表1 Continued table 1

續(xù)表1 Continued table 1

2.2 不同采集昆蟲方式的采集昆蟲數(shù)量

在珍珠泉鄉(xiāng)的昆蟲采集中，不同的采集方法在不同的生境類型中采集到的昆蟲數(shù)量差異較大。其中燈誘法在所有類型生境中采集到的昆蟲數(shù)量均處于首位。陷阱法采集到的昆蟲數(shù)量在各個生境中均最少。僅在農田中樣線法采集的昆蟲數(shù)量少于馬氏網(wǎng)法(圖2)。

圖2 不同生境類型下不同采蟲方法的采集昆蟲總量Fig.2 Total number of insects collected by different methods in different habitats

在統(tǒng)計不同采蟲方式的總采蟲量可以發(fā)現(xiàn)，燈誘法的采集昆蟲數(shù)量是最高的(1 989頭)，陷阱法的采蟲數(shù)量最低(332頭)。樣線法和馬氏網(wǎng)法的采蟲數(shù)量差距較小(圖3)。

圖3 不同采集昆蟲方式收蟲總數(shù)量Fig.3 Total number of insects collected by different methods

2.3 不同采蟲方式的采集昆蟲種數(shù)

不同采集方式的采集昆蟲種類數(shù)量統(tǒng)計中，燈誘法采集的昆蟲種類最高(95種)，陷阱法采集昆蟲種類最少(25種)，樣線法采集昆蟲種類數(shù)(71種)多于馬氏網(wǎng)法(41種)(圖4)。

圖4 不同采集昆蟲方式采集種類數(shù)量Fig.4 Number of species collected by different methods

不同的采集方法對珍珠泉鄉(xiāng)昆蟲資源的調查分析表明，該地區(qū)昆蟲多樣性較豐富。馬氏網(wǎng)法在山坡林地的采集效果最佳(31.33種)；陷阱法在農田的采集種類數(shù)最低(7.33種)；樣線法在各種生境采集的昆蟲種類數(shù)差距較小；燈誘法的在農田(37.67種)和山坡林地(35.33種)的采集中效果好，采集到的昆蟲種類多(圖5)。

圖5 不同生境類型下不同采集昆蟲方式采集種類數(shù)Fig.5 Number of insect species collected by different methods in different habitats

在對不同批次的采集實驗做統(tǒng)計處理可以看出，不同采集方式在不同生境采集昆蟲種數(shù)多存在顯著差異。馬氏網(wǎng)法在不同生境中的采集昆蟲種類數(shù)量表現(xiàn)為山坡林地>農田>水邊溝渠>人造林，其中山坡林地采集昆蟲種數(shù)和其他生境存在顯著差異。陷阱法在不同生境的采集昆蟲種類數(shù)表現(xiàn)為山坡林地>水邊溝渠>人造林>農田；樣線法則表現(xiàn)為山坡林地>人造林>水邊溝渠=農田；燈誘法的采集效果表現(xiàn)為農田>山坡林地>水邊溝渠>人造林。

2.4 不同采集昆蟲方式種類相似性系數(shù)比較

不同的采集方式采集昆蟲相似性系數(shù)除馬氏網(wǎng)法與樣線法的采集昆蟲相似性系數(shù)(0.436)為中等不相似外，其他方法采集的昆蟲相似性系數(shù)均小于0.25，為極不相似(表2)。

表2 不同采集昆蟲方式種類相似性系數(shù)Table 2 Similarity coefficient of species collected by different methods

3 結論與討論

在珍珠泉鄉(xiāng)進行的3次采集涉及到當?shù)剌^為典型的人造林、山林坡地、水邊溝渠、農田等 4種生境類型，在不同的生境中采用標準化的昆蟲采集方法，對比了不同昆蟲采集方法的采集效率。在采集過程中，燈誘法的采集效率不論是采集數(shù)量還是種類均排在首位。影響燈誘誘集昆蟲效率的主要可控因素在于光源。在不同光源的選擇上，黑光高壓汞燈是較為優(yōu)秀的選擇，在光譜誘蟲效果上，普通黃白色光的高壓汞燈誘蟲效果低于黑光高壓汞燈(趙建偉等, 2008)。當下對于昆蟲趨光性的解釋有光定向行為假說、生物天線假說、光干擾假說和光脅迫假說等多個假說，可以確定的是不同昆蟲對不同的光源趨性存在差異(Callahan,etal., 1965; 靖湘峰等, 2004; Spaethe & Briscoe, 2005; 桑文等, 2018)。燈誘法在農田等較為開闊場地的誘蟲效率更高，樹木建筑等遮光影響會降低燈誘法的采集效率。在珍珠泉鄉(xiāng)的采集實驗中，在山坡林地采集的昆蟲種類和數(shù)量均處于較高水平，這是因為當?shù)亓珠g植被種類更豐富，昆蟲種類也比農田的昆蟲種類更多。因為高大喬木的遮擋，在密林的燈誘不能對較高棲息地的昆蟲起到很好的誘集效果，如長瓣樹蟋OecanthuslongicaudaMatsumura、鳴鳴蟬OncotympanamaculaticollisMotschulsk等，在采集中可以聽到其鳴叫，但采集數(shù)量極少。燈誘法是采集效率最高的采集方法，但是對于昆蟲采集工作者最大的困難在于可靠電源的獲取，在道路不方便的采集地點，車載電源攜帶難度大，蓄電池電源的使用暫時有待擴展，針對這種現(xiàn)象，本研究自主設計了野外簡易燈誘裝置。燈誘法是最方便高效的采集方案。

馬氏網(wǎng)法的應用可以為昆蟲采集者節(jié)省大量采集時間，每次酒精加樣可以進行1個月左右的持續(xù)收蟲，雖然馬氏網(wǎng)收蟲的過程緩慢，但是可以作為一個對昆蟲發(fā)生的較長期監(jiān)測手段。馬氏網(wǎng)在野外有丟失、損壞的風險，采集昆蟲種類較樣線法和燈誘法少，但是和其他方法收蟲種類的重疊度低，是在昆蟲調查中必選且優(yōu)選的一種方式。

樣線法的采集效率比馬氏網(wǎng)高，但低于燈誘法，樣線法在昆蟲調查中是最基礎可靠的調查方式。本研究在調查中平均行進40 m才可以采集到1頭昆蟲，在一個地點的采集工作依靠少數(shù)幾個人的采集帶來的昆蟲收獲低，不如用相同的時間架設馬氏網(wǎng)和陷阱作一個長期的收蟲措施。不可否認樣線法是最可靠的采集方式。

本調查的采集過程中，陷阱法的誘劑選用的原料是糖醋液，在過往的研究中，糖醋液陷阱作為種昆蟲誘劑有較好的害蟲吸引效果(陳又清等, 2010; 陳福等, 2018)。為了能吸引更多的地面活動昆蟲，本研究選擇地面塑杯陷阱；采集效果不能讓人滿意，不論是采集昆蟲的種類和數(shù)量，陷阱法均處于最低水平。對于昆蟲種類的采集，陷阱法所能采集到的昆蟲種類，在馬氏網(wǎng)和樣線法中，就本次調查保守地說，有60%以上都可以采集到，陷阱中少有新采集到的昆蟲。目前對糖醋液陷阱的采集效率存在質疑，一方面可能需要改進誘劑配比，或者結合新型誘劑以達到更好的采集效果，一方面可能需要設計更好的陷阱類型。

在對不同采蟲方法的采集昆蟲種類相似性系數(shù)比較中，可以看出，各類方法采集的昆蟲種類相似性系數(shù)較低(陷阱法更傾向于采集種類低，導致相似性系數(shù)低)，反映出不同方式采集的昆蟲種類存在互補。其中馬氏網(wǎng)法和樣線法采集的昆蟲種類相似度相對較高，其他方法的采蟲相似度更低。這說明：在一個區(qū)域想要盡可能采集到更多種類的昆蟲，除了延長采集工作時間，用不同的采集方式也可以達到更好的采集效果。

在珍珠泉鄉(xiāng)的采集調查中，共采集昆蟲3 996頭，隸屬12目87科，其中鱗翅目、半翅目、鞘翅目昆蟲的種類最多，半翅目、雙翅目、鱗翅目昆蟲數(shù)量最多；在不同的采集昆蟲方式中，不同方法采集到的昆蟲科級類群數(shù)量不同，樣線法61科、馬氏網(wǎng)39科、 陷阱法14科、燈誘法45科；不同采集方式收蟲種類的數(shù)量統(tǒng)計中，燈誘法最高(95種)，陷阱法最少(25種)，樣線法(71種)多于馬氏網(wǎng)法(41種)。

在調查中，不同方法在不同生境采集昆蟲種類數(shù)多存在顯著差異。進行相似性系數(shù)分析結果表明，不同的采集方式間除馬氏網(wǎng)和樣線法采集昆蟲相似性為中等不相似，其他方法間均為極不相似。說明不同的采集方式對采集昆蟲的種類有互補，可以采集到更多的昆蟲種類。本調查中，馬氏網(wǎng)法是最優(yōu)選的采集方式；燈誘法的采集效果雖好(每分鐘約2.5頭昆蟲)，但是應用起來不方便；樣線法作為最基礎有效的昆蟲采集方式，需要大量的工作時間才能達到較全面的采集效果；單純的糖醋液陷阱采集昆蟲效率，對比其他3種方法，既不能采集到大量昆蟲，也沒有采集到特定種類的昆蟲，如無特別需求，可考慮減少或者放棄使用。采集調查僅在8月進行，未能對整個華北地區(qū)昆蟲活躍的時間段進行調查，但是采集中所見到的主要昆蟲類群為華北地區(qū)的常見種，能夠在一定水平上反映不同采集方法在更長時間段進行采集的結果。在接下來的采集工作中，我們將擴大采集的地理和時間區(qū)域，以求能更得出更加完善的結論。