陜西省子午嶺國家自然保護區(qū)鞘翅目不同采集方法比較研究

黨 蕊，徐世才, 2，柯瑩瑩，劉鵬冀，吳程浩，苑彩霞, 2

(1. 延安大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,陜西 延安上716000；2. 陜西省區(qū)域生物資源保育與利用工程技術(shù)研究中心，陜西 延安 716000；3. 陜西省子午嶺國家級自然保護區(qū)，陜西 延安 716000)

引 言

鞘翅目(Coleoptera)通稱甲蟲，是昆蟲綱乃至動物界最大的類群，全世界已知360 000多種[1]。甲蟲食性復(fù)雜，可分為植食性、捕食性、腐食性、尸食性、糞食性和寄生性，對環(huán)境具有較強的適應(yīng)能力，是食物鏈中的重要組成部分，在生態(tài)系統(tǒng)中有重要作用[2～4]。可作為監(jiān)測生境和生物多樣性變化的指示物種[5]。在調(diào)查昆蟲生態(tài)位、邊緣效應(yīng)、群落組成和區(qū)系分析中，傳統(tǒng)的掃網(wǎng)法、振落法、搜索法、陷阱法以及手撿法常被應(yīng)用[6～13]。馬氏網(wǎng)法在膜翅目和雙翅目采集中被大量使用[14～15]；聶瑞娥等人在國內(nèi)首次報道飛行阻隔器在昆蟲采集中的應(yīng)用[16]，之后僅劉生冬使用類似的攔截誘捕器調(diào)查林區(qū)的甲蟲動態(tài)[17]。

在已有的研究中，沙漠、草甸和林區(qū)甲蟲的優(yōu)勢科、優(yōu)勢種都不盡相同，這與不同甲蟲喜好不同環(huán)境、濕度以及溫度都有一定的關(guān)系[18～19]，也說明甲蟲生活環(huán)境多樣，在進行采集時，單一的采集方法不能滿足其多樣性調(diào)查的需要。因此，筆者選取掃網(wǎng)、馬氏網(wǎng)和飛行阻隔器3種采集方法，對陜西子午嶺國家自然保護區(qū)進行鞘翅目昆蟲調(diào)查，并對比分析采集結(jié)果，以期了解不同方法對采集甲蟲不同類群的效果，為以后的甲蟲多樣性調(diào)查提供參考。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究地概況

陜西子午嶺國家級自然保護區(qū)(35°45'～36°01' N, 108°30'～108°41' E)位于陜西和甘肅兩省交界的子午嶺陜西富縣境內(nèi)，西靠子午嶺主脊，北臨毛烏素沙漠邊緣，南界渭北大平原。占地面積406.21 km2，海拔1,100～1,687 m，地帶性植被類型屬華北暖溫帶落葉闊葉林。保護區(qū)內(nèi)春季多風(fēng)，夏季炎熱，秋季多雨，冬季干旱。年均降水量588.7 mm，且主要集中在6-9月。年平均氣溫9.2℃，氣溫年較差25.9℃[20]。保護區(qū)內(nèi)人為活動極少，森林覆蓋率達96.3%，植被保護完好，生態(tài)系統(tǒng)相對獨立。

在榆林保護站石灰溝選擇生境相同的3個樣地，每個樣地相隔200 m。每個樣地都放有馬氏網(wǎng)、飛行阻隔器，每樣地取50網(wǎng)(每180°掃一次為1網(wǎng))，于2019年6-8月，采用3種采集方式來收集甲蟲。將標本根據(jù)相關(guān)專著進行鑒定[21～22]。

1.2 功能類群的劃分

根據(jù)鞘翅目昆蟲食性劃分，將鞘翅目昆蟲群落分為4個功能類群，即植食性昆蟲、捕食性昆蟲、寄生性昆蟲、把腐尸性和糞食性昆蟲劃分為腐食性昆蟲，根據(jù)本研究具體情況將寄生性昆蟲劃分到捕食性昆蟲，因此本文將討論植食性昆蟲、捕食性昆蟲和腐食性昆蟲的功能類群[23]。

1.3 研究方法

研究中使用馬氏網(wǎng)法、飛行阻隔器和掃網(wǎng)法來采集昆蟲。具體方法如下：

(1)馬氏網(wǎng)法：最早設(shè)計者是瑞典的膜翅目學(xué)家Malaise，后經(jīng)美國昆蟲學(xué)家Townes(1962)、Gressitt(1962)等不斷改進，現(xiàn)使用非常便捷。馬氏網(wǎng)是由滌綸或尼龍篩網(wǎng)構(gòu)成，似長方形，其頂部為白色，其余為黑色，中間被黑色的篩網(wǎng)隔開，它的頂端是是一邊高一邊低呈傾斜狀。在高的一段有一孔通向塑料管做成的收集器，當(dāng)甲蟲進入馬氏網(wǎng)內(nèi)，會嘗試離開，就朝向較高的一端爬行，最終掉進收集器內(nèi)[24]。收集器內(nèi)裝有2/3的無水乙醇。每15 d調(diào)查一次，取樣結(jié)束將裝有甲蟲的收集器帶回，裝上新的裝有無水乙醇的收集器。

(2)飛行阻隔器：其原理是利用垂直的屏幕阻隔甲蟲的飛行，使其掉落到收集器內(nèi)。飛行阻隔器是由pvc透明屏幕和pvc水槽，竹竿和繩子組成，用竹竿將屏幕掛起固定在兩樹中，用繩子將竹竿與pvc水槽連接，垂直掛在屏幕下方[16]，水槽中裝有2/3的鹽水。每2 d收集一次。

(3)掃網(wǎng)法：利用捕蟲網(wǎng)對樣地雜草或小灌木進行采集小型飛行甲蟲。每4 d調(diào)查一次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

優(yōu)勢類群的劃分以個體數(shù)量大于捕獲總量的10.0%以上者為優(yōu)勢類群，占1.0%～10.0%為常見類群，不足1.0%者為稀有類群[25]。

(1)相對豐富度: Pi= Ni/N式中:Ni為i類群數(shù)量；N為全部類群數(shù)量；

(2)Shannon-wiener多樣性指數(shù):H’=-ΣPilnPi(Pi=Ni/N)，式中:H 為群落的多樣性指數(shù)，Pi=第i類群的個體數(shù)占類群總數(shù)的比例；

(3)Pielou均勻度指數(shù): E= H’/Hmax式中: H’為物種多樣性指數(shù)；

(4)Simpson優(yōu)勢集中性指數(shù):C=ΣPi2(Pi=Ni/N)2，式中：Ni為每個科的個體數(shù)，N為每個科的全部數(shù)量；

(5)功能團優(yōu)勢度：將鞘翅目昆蟲鑒定到科，科優(yōu)勢度計算=鞘翅目科個體數(shù)量/總類群數(shù)量，將優(yōu)勢度用百分比表示，將百分比數(shù)據(jù)進行反正弦平方根轉(zhuǎn)化[26～27]。

利用SPSS 22統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析，Excel 2016軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 鞘翅目昆蟲物種多樣性比較

本研究共采集甲蟲15 659頭，其中馬氏網(wǎng)采集到20科1 323頭，飛行阻隔器30科10 330頭，掃網(wǎng)法得到24科4 006頭。

對結(jié)果進行分析，從表1可得：飛行阻隔器采集鞘翅目甲蟲數(shù)量明顯高于馬氏網(wǎng)法與掃網(wǎng)法，三者具有明顯差異。多樣性指數(shù)：馬氏網(wǎng)與飛行阻隔器以及掃網(wǎng)法的多樣性指數(shù)具有顯著性差異。均勻度指數(shù)：馬氏網(wǎng)、飛行阻隔器和掃網(wǎng)法的均勻度指數(shù)具有顯著性差異。優(yōu)勢集中性指數(shù)：掃網(wǎng)法與馬氏網(wǎng)法的優(yōu)勢集中性指數(shù)不顯著，與飛行阻隔器的優(yōu)勢集中性指數(shù)具有顯著性差異。相對豐富度指數(shù)：馬氏網(wǎng)與飛行阻隔器和掃網(wǎng)法的相對豐富度指數(shù)相比具有顯著性差異，后兩者的相對豐富度指數(shù)不具有顯著性差異。

表1 三種方法采集的鞘翅目昆蟲多樣性比較

2.2 功能類群優(yōu)勢度

從表2中可以看出：馬氏網(wǎng)采集植食類昆蟲的優(yōu)勢度高于飛行阻隔器與掃網(wǎng)法；馬氏網(wǎng)與飛行阻隔器以及掃網(wǎng)法的捕食性甲蟲優(yōu)勢度不具有顯著性差異。飛行阻隔器和馬氏網(wǎng)采集腐食性甲蟲優(yōu)勢度高于掃網(wǎng)法。由此說明，采集植食性甲蟲可采用馬氏網(wǎng)法；采集腐食性甲蟲可采用馬氏網(wǎng)法和飛行阻隔器法；因三種采樣方法采集的捕食性甲蟲優(yōu)勢度相等，三種方法均可。

表2 鞘翅目功能類群優(yōu)勢度

2.3 不同采集方式的優(yōu)勢科比較

馬氏網(wǎng)法采集優(yōu)勢科有5個，分別為象甲科、花蚤科、金龜科、隱翅甲科、葉甲科。飛行阻隔器采集優(yōu)勢科有2個，金龜科和隱翅甲科。掃網(wǎng)法采集優(yōu)勢科有2個，葉甲科和擬叩甲科。其中三種采集方式最高的優(yōu)勢科均為植食性甲蟲，且植食性的優(yōu)勢科所占比例高于捕食性和腐食性。

表3 不同采集方式的優(yōu)勢科比較

2.4 不同采集方式對鞘翅目昆蟲采集效率分析

由圖1可得：三種采集方式都采集到17科，馬氏網(wǎng)與飛行阻隔器同采集到18科，馬氏網(wǎng)與掃網(wǎng)法同采集到16科，掃網(wǎng)法與飛行阻隔器同采集到21科。

圖1 三種采集方式獲得甲蟲科級效率對比

由表4可得：馬氏網(wǎng)采集到偽瓢蟲科，飛行阻隔器采集到糞金龜科、皮蠹科、螢科、長朽木甲科、皮金龜科。掃網(wǎng)法采集到豆象科、虎甲科。

表4 三種采集方式獲得的甲蟲科級對比圖

3 討論與結(jié)論

從采集結(jié)果中可以看出飛行阻隔器在甲蟲數(shù)量明顯大于馬氏網(wǎng)和掃網(wǎng)法這與聶瑞娥等人在對比飛行阻隔器和馬氏網(wǎng)的捕蟲數(shù)量的結(jié)果一致[16]。

馬氏網(wǎng)、飛行阻隔器及掃網(wǎng)法所得植食性甲蟲、捕食性甲蟲以及腐食類甲蟲數(shù)量及優(yōu)勢度指數(shù)有差異，可能是甲蟲會受林分、地表溫度、土壤含水量的關(guān)系影響。對于不同功能類群的甲蟲可利用這3種方式進行采集標本。

不同采集方式下的優(yōu)勢科都不一樣，馬氏網(wǎng)采集的優(yōu)勢類群有象甲科、花蚤科、金龜科、隱翅甲科、葉甲科。常見類群有叩甲科、天?？?，稀有類群有吉丁科、郭公甲科等。飛行阻隔器采集的優(yōu)勢類群金龜科和隱翅甲科，常見類群有花蚤科、葉甲科、閻甲科等，稀有類群有埋葬甲科、吉丁科。掃網(wǎng)法采集優(yōu)勢類群葉甲科和擬叩甲科，常見類群有瓢蟲科、叩甲科、象甲科、花蚤科、擬步甲科、鐵甲科。稀有類群有金龜科、天?？频?，對此差異可能與飛行阻隔器主要攔截空中飛行甲蟲，馬氏網(wǎng)主要采集地表爬行甲蟲，以上兩種方法屬于被動采集方式，會受天氣外力影響。而掃網(wǎng)法采集草木小的甲蟲，且人力采集有一定不可控的因素所在，在與徐世才等[28]利用掃網(wǎng)法與搜捕法中所得甲蟲優(yōu)勢類群步甲科、葉甲科、瓢蟲科。常見類群：叩甲科、天?？啤⒔瘕斂?、擬步甲科等，稀有類群：虎甲科、鍬甲科等比較下意見相左。

在采集過程中在每個樣地還放置臭魚誘罐，優(yōu)勢科為金龜科-蜣螂亞科，埋葬甲科、隱翅甲科。常見類群叩甲科、蜉金龜亞科、步甲科、糞金龜科。稀有類群；球蕈甲科、露尾甲科、象甲科、叩甲科以及郭公蟲科。每種采集方式都有采集到其他采集方式所采集不到的甲蟲。但是此收集法受天氣、溫度的影響，可針對腐食性昆蟲采集的良好采集方法。