上海環(huán)城綠帶華涇公園段蛾類昆蟲(chóng)多樣性

嚴(yán) 明

(上海市公共綠地建設(shè)事務(wù)中心，上海 202155)

城市森林中的生物多樣性是其生態(tài)系統(tǒng)功能得 以維持的生物基礎(chǔ)，也是生態(tài)系統(tǒng)抗干擾能力、恢復(fù)能力及適應(yīng)環(huán)境變化能力的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。蛾類昆蟲(chóng)是生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分，其多樣性大小不僅反映其群落本身的狀況，也能反映棲息生境的優(yōu)良程度，蛾類多樣性對(duì)其棲息地的生態(tài)平衡和環(huán)境質(zhì)量能起到較好的指示作用[2]。蛾類大多是植食性昆蟲(chóng)，其中又有許多是暴食性的，對(duì)農(nóng)作物及森林植被損害極大。蛾類具有很強(qiáng)的繁殖能力和適應(yīng)外界環(huán)境的能力，因此成為植物保護(hù)學(xué)、昆蟲(chóng)生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、毒理學(xué)等學(xué)科的重要研究對(duì)象[3]。

上海市環(huán)城綠帶始建于20 世紀(jì)90 年代初，是為提升上海市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量而實(shí)施的一項(xiàng)重大工程，規(guī)劃總面積6 208 hm2，共涉及浦東新區(qū)、徐匯區(qū)、閔行區(qū)、長(zhǎng)寧區(qū)、嘉定區(qū)、普陀區(qū)和寶山區(qū)等外環(huán)沿線7 個(gè)區(qū)，經(jīng)過(guò)20 余年的規(guī)劃建設(shè)，目前已基本建成平均寬度500 m，長(zhǎng)98 km，面積約4 000 hm2的環(huán)城綠化帶。這條綠化帶的實(shí)施加快了上海市綠化建設(shè)的步伐，為改善上海市空氣質(zhì)量、提升廣大市民的生活品質(zhì)起到了舉足輕重的作用[4]。近年來(lái)，一些學(xué)者針對(duì)上海環(huán)城綠帶進(jìn)行了森林結(jié)構(gòu)、植被群落及土壤動(dòng)物多樣性調(diào)查研究[5]，蛾類多樣性的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究以上海環(huán)城綠帶華涇公園段為樣帶，分析其蛾類多樣性，以期掌握蛾類發(fā)生變化規(guī)律，為環(huán)城綠帶有害生物綜合防治提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要儀器

JDA0-Ⅲ型自動(dòng)蟲(chóng)情測(cè)報(bào)燈(主波長(zhǎng)365 nm，20 w黑光燈管)，河南省湯陰縣佳多科工貿(mào)有限責(zé)任公司研制生產(chǎn)。自動(dòng)蟲(chóng)情測(cè)報(bào)燈使用時(shí)要求燈管距離地面約1 m，利用燈光誘集昆蟲(chóng)，再利用紅外加熱處理害蟲(chóng)，活蟲(chóng)落入后3～5 min 內(nèi)即被殺死，收蟲(chóng)盒每天自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)1 格，共計(jì)有8 個(gè)收蟲(chóng)盒。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

自動(dòng)蟲(chóng)情測(cè)報(bào)燈放置于上海環(huán)城綠帶華涇公園段百慕達(dá)草坪上。

上海環(huán)城綠帶華涇公園段位于上海環(huán)城綠帶中部，經(jīng)緯度30°59′～31°16′N，120°53′～121°17′E；樣帶內(nèi)優(yōu)勢(shì)植被主要有香樟(Cinnamomum camphora)、全緣葉欒樹(shù)(Koelreuteria integrifoliola)、水杉(glyp-tostroboides)、女貞(Ligustrum lucidum)、烏桕(Sapium sebiferum)、山櫻花(Cerasus serrulata)、檜柏(Sabina chinensis)、紫荊(Cercis chinensis)等喬木，金森女貞(Ligustrum japonicum)、繡線菊(Spiraea salicifolia)、夾竹桃(Nerium indicum)、瓜子黃楊(Buxus sinica)、紫花海棠(Malus Purple)、木芙蓉(Hibiscus mutabilis)、紅葉石楠(Photinia fraseri)等灌木，紅花酢漿草(Oxalis corymbosa)、百慕大草(Cynodon dactylon)、白花三葉草(Trifolium repens)、大吳風(fēng)草(Farfugrium japonicum)等地被植物。

1.3 標(biāo)本收集和鑒定

收集時(shí)間為2014-2019 年間每年4 月至11 月，每周收集1 次，并按照順序?qū)⒚刻煺T集到的蛾類標(biāo)本按日期進(jìn)行標(biāo)注，然后帶回室內(nèi)進(jìn)行分類。常見(jiàn)蛾類主要參考行業(yè)內(nèi)普遍使用的專著進(jìn)行分類[6-10]。一些鑒定不了的蛾類發(fā)送照片或標(biāo)本請(qǐng)有關(guān)專家協(xié)助鑒定。

1.4 分析方法

利用優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度、物種豐富度等來(lái)分析群落特征[11]，具體公式如下：

⑴ 優(yōu)勢(shì)度分析采用Simpson 優(yōu)勢(shì)度指數(shù)：

式中：ni為樣地內(nèi)第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)，N為樣地內(nèi)所有物種的個(gè)體數(shù)，S為物種數(shù)。

⑵ 物種多樣性分析采用Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)：

式中：Pi為第i種個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)N的比率，N為全部物種的個(gè)體總數(shù)，S為物種數(shù)。

⑶ 均勻度分析采用Pielou 指數(shù)：

式中：Hmax=lnS，S為群落中總的物種數(shù)。H＇為Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)，J為均勻度指數(shù)。

⑷ 物種豐富度分析采用Margalef 指數(shù)：

式中：S為物種數(shù)，N為全部物種的個(gè)體總數(shù)。

⑸ 用Jacard 相似性系數(shù)來(lái)衡量不同年度間蛾類群落的相似程度，其公式為：

式中：Sj為相似性系數(shù)，c 為2 種生境共有種數(shù)，a、b 表示不同山體中的物種數(shù)。根據(jù)Jaccard 的相似性系數(shù)原理，當(dāng) 0＜Sj≤0.25 時(shí)，為極不相似；0.25＜Sj≤0.50 時(shí)，為中等不相似；0.50＜Sj≤0.75 時(shí)，為中等相似；0.75＜Sj≤1 時(shí)，為極相似。

采用Excel 2010 軟件進(jìn)行多樣性、均勻度以及優(yōu)勢(shì)度計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

持續(xù)6 年的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，共誘集并鑒定出蛾類92 種，分屬18 科69 屬，合計(jì)23 522 頭。其中，數(shù)量最多的為淡劍灰翅夜蛾，有4 238 頭，占蛾類總數(shù)18.02%，其次為斜紋夜蛾，數(shù)量達(dá)3 385 頭，占蛾類總數(shù)14.39%。除此以外，黃楊絹野螟數(shù)量也較多，達(dá)1 818 頭，占蛾類總數(shù)的7.73%。早熟禾擬莖草螟、樟翠尺蛾、地老虎、甜菜夜蛾等蛾類數(shù)量均超過(guò)600 頭，屬于數(shù)量較多的種類，而石榴巾夜蛾、夾竹桃白腰天蛾、楸螟、桑螟、苧麻夜蛾、一點(diǎn)金剛鉆等種類數(shù)量較少，僅在個(gè)別年份誘到1～2 頭，屬于稀有種類。具體種類及數(shù)量情況如表1 所示。

表1 上海環(huán)城綠帶華涇公園段蛾類多樣性名錄

續(xù)表1

2014-2019 年上海環(huán)城綠帶華涇公園段蛾類組成如表2 所示。從誘集到的個(gè)體數(shù)來(lái)看，數(shù)量最多的為2017 年，共誘集到5 260 頭，該年度誘集到的 物種數(shù)及物種屬數(shù)也最多，分別為75 種和60 屬，但2017 年度誘集到的蛾類科數(shù)最少，為12 科。誘集到個(gè)體數(shù)最少的為2016 年，僅有2 987 頭。2014 年和2015 年誘集到的蛾類數(shù)量相近，均為3 500 頭左右，2018 年與2019 年誘集到的蛾類數(shù)量相近，均為4 000 頭左右。2014 年誘集到的蛾類種數(shù)和屬數(shù)均為最少。

表2 2014-2019 年上海環(huán)城綠帶華涇公園段蛾類組成

2014-2019年上海環(huán)城綠帶華涇公園段蛾類組成多樣性分析如表3 所示。Simpson 優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)最高的為2018 年，達(dá)0.931 4；其次為2016 年，達(dá)0.926 6；最低的是2015 年，為0.892 4。Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)(H)最高的為2018 年，達(dá)3.381 5；其次為2016年，達(dá)3.225 1；最低為2015 年，僅達(dá)2.887 5。Pielou均勻度指數(shù)(J)最高的為2018 年，達(dá)0.788 2；其次為2019 年，達(dá)0.775 1；最低為2015 年，僅為0.702 4。Margalef 豐富度指數(shù)最高為2016 年，達(dá)8.872 8；其次為2018 年，達(dá)8.670 0；最低為2014 年，僅有5.885 5。綜合來(lái)看，2018 年各種多樣性指數(shù)均較高，而2015年各項(xiàng)指數(shù)均處于較低水平。

表3 2014-2019 年上海環(huán)城綠帶華涇公園段蛾類多樣性分析

2014-2019 年上海環(huán)城綠帶華涇公園段蛾類相似性分析結(jié)果如表4 所示。根據(jù) Jaccard 的相似性系數(shù)原理，2016 年與2018 年蛾類種類具有最高的相似性系數(shù)，達(dá)0.933 3，屬極相似水平；2015 年與2016 年、2018 年、2019 年的相似度水平也較高；2014 年與2017 年蛾類組成的相似度水平較低，相似性系數(shù)為0.476 2；其余各個(gè)年份間蛾類種類間均為中等相似水平，相似性系數(shù)為0.50～0.75。

表4 2014-2019 年上海環(huán)城綠帶華涇公園段蛾類相似性分析

通過(guò)對(duì)區(qū)域內(nèi)數(shù)量最多的斜紋夜蛾、淡劍灰翅夜蛾、黃楊絹野螟3 種蛾類進(jìn)行種群動(dòng)態(tài)年度統(tǒng)計(jì)分析，3 種蛾類年度數(shù)據(jù)變化結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 上海環(huán)城綠帶華涇公園段2014-2019 年3 種蛾類的 種群動(dòng)態(tài)

從圖1 可見(jiàn)，2014-2019 年間，黃楊絹野螟是瓜子黃楊上重要的食葉性害蟲(chóng)，該蟲(chóng)誘集數(shù)量在2015 年和2019 年最多，為400 頭左右，最少是在2014 年，誘集到154 頭；斜紋夜蛾主要為害白花三葉草等闊葉類草坪及一些花草，該蟲(chóng)在2018 年發(fā)生最為嚴(yán)重，共誘集到723 頭，2014 年數(shù)量最少，為184 頭；2017 年淡劍灰翅夜蛾發(fā)生最重，共誘集到1 171 頭，2016 年誘集到的數(shù)量最少，為321 頭。

3 結(jié)論與討論

環(huán)城綠帶是上海市“環(huán)、楔、廊、園、林”生態(tài)空間的重要組成部分，對(duì)于上海整體綠地系統(tǒng)功能發(fā)揮具有極其重要的意義。環(huán)城綠帶1995 年始建，至今已20 余年，由于其防護(hù)功能所需，早期建設(shè)多以片林為主，其林相結(jié)構(gòu)和植物品種較單一，種植密度較高，易引起病蟲(chóng)為害。歷年來(lái)，環(huán)城綠帶內(nèi)曾大面積發(fā)生的蛾類昆蟲(chóng)有刺蛾、斜紋夜蛾、重陽(yáng)木帆錦班蛾、地老虎、楊小舟蛾、楊扇舟蛾、黃楊絹野螟等，但消長(zhǎng)變化趨勢(shì)各有不同，如刺蛾、重陽(yáng)木錦斑蛾因重點(diǎn)防控，發(fā)生規(guī)模呈逐年下降趨勢(shì)，楊小舟蛾、楊扇舟蛾因寄主植物意楊的逐步老化淘汰，發(fā)生量亦逐步減少，斜紋夜蛾、黃楊絹野螟、地老虎等因林地改造過(guò)程中草坪、灌木的面積增加，發(fā)生量呈上升趨勢(shì)。

上海環(huán)城綠帶華涇公園段蛾類多樣性6 年持續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，夜蛾科昆蟲(chóng)數(shù)量和種類最多，這與孟慶繁等[12]對(duì)長(zhǎng)白山北坡林帶中蛾類多樣性種類調(diào)查結(jié)果類似，夜蛾科昆蟲(chóng)中許多種類具有發(fā)生數(shù)量多，容易爆發(fā)成災(zāi)等特性，如棉鈴蟲(chóng)、草地貪夜蛾、甜菜夜蛾等重要害蟲(chóng)均屬于夜蛾科昆蟲(chóng)，其中數(shù)量最多的為淡劍灰翅夜蛾，這可能和監(jiān)測(cè)測(cè)報(bào)燈放置于該蟲(chóng)的重要寄主百慕大草坪關(guān)系密切。淡劍灰翅夜蛾是上海地區(qū)一種主要的草坪類害蟲(chóng)。李麗等[13]報(bào)道了2013 年至2016 年該蟲(chóng)在上海辰山植物園燈下消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，其中該地單日誘集到的淡劍灰翅夜蛾數(shù)量多達(dá)6 245 頭。

國(guó)內(nèi)許多保護(hù)區(qū)或特定生境都對(duì)蛾類多樣性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究[14-15]，例如尤平等[16]對(duì)天津北大港濕地自然保護(hù)區(qū)的蛾類多樣性進(jìn)行了報(bào)道，陳明聰?shù)萚17]對(duì)千山風(fēng)景區(qū)蛾類多樣性進(jìn)行了調(diào)查，說(shuō)明蛾類多樣性對(duì)生境有很好的指示作用。與其他區(qū)域蛾類多樣性研究結(jié)果相比，上海環(huán)城綠帶華涇公園段蛾類種類相對(duì)較少，這可能與部分不常見(jiàn)種類未能鑒定到種有關(guān)。另外，華涇公園面向公眾免費(fèi)開(kāi)放，游客較多。許多研究表明，人為干擾過(guò)重可減少區(qū)域內(nèi)昆蟲(chóng)的物種多樣性[18]。許多區(qū)域的蛾類多樣性調(diào)查僅持續(xù)1 年時(shí)間，本研究對(duì)上海環(huán)城綠帶華涇公園段的蛾類昆蟲(chóng)進(jìn)行了持續(xù)6 年的連續(xù)監(jiān)測(cè)，能更加準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)該地蛾類多樣性組成及年度變化，為科學(xué)制定害蟲(chóng)防治方案奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

通過(guò)比較2014-2019 年上海環(huán)城綠帶華涇公園段的蛾類昆蟲(chóng)種類，發(fā)現(xiàn)各年度間相似性系數(shù)大多處于中等相似和極相似水平，說(shuō)明該區(qū)域經(jīng)過(guò)多年建設(shè)已經(jīng)形成了一個(gè)較為穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，雖然每年蛾類多樣性有所變化，但主要種類基本沒(méi)有改變，所以在日常養(yǎng)護(hù)中只需針對(duì)主要害蟲(chóng)制定相應(yīng)防控措施。而對(duì)于種群數(shù)量較少的害蟲(chóng)種類，可增加容忍度，以提高當(dāng)?shù)厣锒鄻有浴?/p>

昆蟲(chóng)趨光性是其在進(jìn)化過(guò)程中形成的最主要趨性之一，利用昆蟲(chóng)趨光性進(jìn)行害蟲(chóng)監(jiān)測(cè)及誘殺是害蟲(chóng)測(cè)報(bào)及行為調(diào)控技術(shù)的重要組成部分，也是了解不同生態(tài)區(qū)昆蟲(chóng)多樣性動(dòng)態(tài)的重要手段。除了蛾類昆蟲(chóng)，一些鞘翅目、半翅目、直翅目昆蟲(chóng)也具有趨光性，利用誘蟲(chóng)燈對(duì)上海環(huán)城綠帶趨光性昆蟲(chóng)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)了解當(dāng)?shù)乩ハx(chóng)多樣性，針對(duì)主要害蟲(chóng)及天敵種類制定相關(guān)綜合防治措施具有十分重要的意義。