4種林分昆蟲多樣性調(diào)查研究

常明山 文娟 趙鵬飛 郝建 楊保國 黃德衛(wèi) 吳耀軍

摘要 本研究調(diào)查了杉木、馬尾松的純林和混交林4種林分昆蟲種類數(shù)量，探討了不同林分的昆蟲多樣性。結(jié)果表明，杉木混交林采集18個標(biāo)本，屬5目10科；馬尾松混交林采集10個標(biāo)本，屬5目7科；杉木純林采集9個標(biāo)本，屬6目9科；馬尾松純林采集7個標(biāo)本，屬5目5科。昆蟲種類數(shù)量以杉木混交林最多，其次為馬尾松混交林、杉木純林和馬尾松純林。Margalef豐富度指數(shù)，杉木混交林>杉木純林>馬尾松混交林>馬尾松純林；Simpson多樣性指數(shù)和Simpson-wiener指數(shù)，杉木混交林>馬尾松混交林>杉木純林>馬尾松純林；Berger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)，馬尾松純林>馬尾松混交林>杉木純林>杉木混交林。

關(guān)鍵詞 馬尾松；杉木；純林；混交林；昆蟲；多樣性

中圖分類號 S763 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）11-0073-04

The diversity survey of insect in four forest types

CHANG Mingshan1 ? WEN Juan2* ? ZHAO Pengfei1 ? HAO Jian3 ? YANG Baoguo3 ? Huang Dewei3 ? WU Yaojun1

（1Guangxi Zhuang Autonomous Region Forestry Research Institute， Guangxi Engineering Research Center of Natural Enemy Breeding of Forestry Pests， Nanning 530002， China;

2Guangxi Forest Resources and Environment Monitoring Center， Nanning 530028， China;

3Experimental Center of Tropical Forestry， Chinese Academy of Forestry， Pingxiang 532600， China）

Abstract To investigate the insect diversity in pure and mixed forest of Cunninghamia lanceolata and Pinus massoniana. 18 specimens were collected from Cunninghamia lanceolata mixed forest， belonging to 5 orders and 10 families. 10 specimens were collected from Pinus massoniana mixed forest， belonging to 5 orders and 7 families; 9 specimens were collected from Cunninghamia lanceolata pure forest， belonging to 6 orders and 9 families; 7 specimens were collected from the of Pinus massoniana， belonging to 5 orders and 5 families. The number of insect species in Cunninghamia lanceolata mixed forest is the most， followed by Pinus massoniana mixed forest， Cunninghamia lanceolata and Pinus massoniana pure forest.Margalef richness index： Cunninghamia lanceolata mixed forest > Cunninghamia lanceolata pure forest > Pinus massoniana mixed forest > Pinus massoniana pure forest. Simpson diversity index and Simpson-Wiener index： Cunninghamia lanceolata mixed forest > Pinus massoniana mixed forest > Cunninghamia lanceolata pure forest > Pinus massoniana pure forest. Berger-Parker dominance index： Pinus massoniana pure forest > Pinus massoniana mixed forest>Cunninghamia lanceolata pure forest > Cunninghamia lanceolata mixed forest.

Keywords Pinus massoniana; Cunninghamia lanceolata; pure forest; mixed forest; insect; diversity

物種多樣性是生態(tài)與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。在不同環(huán)境下，其影響因子不同，如緯度、林分、坡度、土壤、人為干擾等因素產(chǎn)生的影響，在一定程度上會帶來周邊生物多樣性的變化，導(dǎo)致物種豐富度和優(yōu)勢度出現(xiàn)差異[1]。董雯等[2]研究發(fā)現(xiàn)，南京老山地區(qū)昆蟲屬種的差異與地區(qū)植被類型、地理位置等因素有關(guān)。閆振天等[3]研究發(fā)現(xiàn)，福建武夷山尺蛾科屬種多樣性占有絕對優(yōu)勢，其分布與我國地理區(qū)劃有較大關(guān)系。物種多樣性評價的方法很多，常用的有Margalef、Simpson、Simpson-wiener和Berger-Parker等指數(shù)。蘇蘭和楊麗娜[4]利用4種多樣性指數(shù)評價了杭州灣濕地雙翅目昆蟲群落多樣性，發(fā)現(xiàn)植被的類型和季節(jié)變化能夠明顯地影響昆蟲群落多樣性。來錫福等[5]利用物種多樣性指數(shù)分析發(fā)現(xiàn)甘肅武威市苗圃地蛾類昆蟲夏季群落較豐富。本研究開展了馬尾松和杉木2個樹種純林和混交林昆蟲種類和數(shù)量調(diào)查，分析了2個樹種4種模式下的昆蟲多樣性和優(yōu)勢度，為不同林分昆蟲持續(xù)管理和造林模式篩選提供參考。

1 材料與方法

1.1 林地概況

林地位于憑祥市中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心伏波實(shí)驗(yàn)場，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。4種試驗(yàn)林種植于1993年，馬尾松純林和杉木純林撫育后密度約1 200 株/hm2，馬尾松和杉木混交林間伐后密度約450 株/hm2，混種其他樹種密度約750 株/hm2。供試2個樹種的4種模式：①馬尾松（Pinus massoniana）純林；②杉木（Cunninghamia lanceolata）純林；③馬尾松混交林，包括馬尾松、格木（Erythrophleum fordii）、紅錐（Castanopsis hystrix）、大葉櫟（Castanopsis fissa）、黃毛榕（Ficus esquiroliana）、香梓楠（Michelia hedyosperma）等；④杉木混交林，包括杉木、格木、紅錐、灰木蓮（Magnoliaceae glance）、大葉櫟等。

1.2 研究方法

2022年9月，在上述4種林地模式選擇標(biāo)準(zhǔn)地，每個標(biāo)準(zhǔn)地面積400 m2（20 m×20 m），每個標(biāo)準(zhǔn)地5個樣方，對角線法取樣方，樣方面積1 m2（1 m×1 m）。采用網(wǎng)捕和逐株調(diào)查法，將采集的昆蟲按照4種林地模式進(jìn)行分類、計數(shù)和標(biāo)本鑒定。利用下列多樣性指數(shù)分析方法[3，6-8]。

（1）Margalef豐富度指數(shù)：D=（S-1）/lnN，式中，S昆蟲種類數(shù)，N為調(diào)查到的總個體數(shù)量，下同；

（2）Simpson多樣性指數(shù)：D=1-∑Pi2，式中Pi=Ni/N；

（3）Simpson-wiener指數(shù)：H=-∑PilnPi，式中Pi=Ni/N；

（4）Berger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)：D=Nmax/N，式中Nmax為優(yōu)勢種的個體數(shù)，優(yōu)勢度指數(shù)與多樣性指數(shù)相反，優(yōu)勢度越大，表明偏離程度越大。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要昆蟲種類

通過對4種林分昆蟲種類進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)主要有螽斯、白蟻、蝗、蟋蟀、潛葉蛾、螟蛾、葉蟬、姬蜂、蠟蟬、卷蛾、蟻、粉蝶、竹節(jié)蟲、葉甲、粉虱、蝽、蠅17科的昆蟲。多為若蟲（或幼蟲）和成蟲蟲態(tài)，取食范圍較廣，普遍為雜食性昆蟲，以周圍的林木、灌木和草本植物為寄主，多危害葉、莖和根等部位。

2.2 4種林分模式昆蟲種類數(shù)量

由表1可知，杉木混交林采集18個標(biāo)本，屬膜翅目、直翅目、蜚蠊目、鱗翅目、半翅目5目10科；馬尾松混交林采集10個標(biāo)本，屬膜翅目、直翅目、蜚蠊目、鱗翅目、竹節(jié)蟲目5目7科；杉木純林采集9個標(biāo)本，屬鱗翅目、直翅目、蜚蠊目、鞘翅目、半翅目5目7科；馬尾松純林采集7個標(biāo)本，屬鱗翅目、直翅目、雙翅目、半翅目、膜翅目5目5科。4種林分的昆蟲種類數(shù)量以杉木混交林最多，其次為馬尾松混交林、杉木純林和馬尾松純林。杉木混交林的昆蟲以鱗翅目種類較多。馬尾松混交林、杉木純林和馬尾松純林以直翅目種類較多。說明上述4種林分中的昆蟲種類以鱗翅目和直翅目昆蟲為主。

2.3 4種林分昆蟲多樣性指數(shù)

由圖1可知，Margalef豐富度指數(shù)以杉木混交林最高，為3.114，其次為杉木純林（2.731）、馬尾松混交林（2.606），最低為馬尾松純林，為2.056；Simpson多樣性指數(shù)和Simpson-wiener指數(shù)的變化規(guī)律一致，最高的為杉木混交林，分別為0.883、2.216，其次為馬尾松混交林（0.820、1.834）、杉木純林（0.815、1.831），最低的為馬尾松純林，分別為0.735、1.475；Berger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)與其他3個指數(shù)的規(guī)律相反，最高的為馬尾松純林，為0.429，其次為杉木純林（0.333）、馬尾松混交林（0.300），最低的為杉木混交林，為0.167。從上述結(jié)論可以看出，不同林分結(jié)構(gòu)的昆蟲多樣性指數(shù)不同，昆蟲種類數(shù)量越多的林分類型，多樣性也越豐富。杉木混交林的豐富度和多樣性指數(shù)均較高，昆蟲的種類數(shù)量多，說明系統(tǒng)穩(wěn)定性也越高。

3 討論

研究發(fā)現(xiàn)，不同樣地的植被種類對樣地內(nèi)昆蟲的物種種類的影響較大[4，9-13]。廣春梅等[14]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，太子山鱗翅目昆蟲占比大，與植被的特征有緊密相關(guān)性，棲息環(huán)境改變會導(dǎo)致昆蟲分布發(fā)生明顯變化。趙戍平等[15]發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古賀蘭山國家級自然保護(hù)區(qū)中鱗翅目的尺蛾科、夜蛾科等昆蟲的種類最為豐富，且與中國動物地理的植被類型和環(huán)境等因素有密切關(guān)系。本次研究發(fā)現(xiàn)，不同林分結(jié)構(gòu)的昆蟲種類有一定差別，杉木混交林中鱗翅目昆蟲種類較多，馬尾松混交林、杉木純林和馬尾松純林等林分直翅目昆蟲種類較多。這一點(diǎn)說明植被種類對樣地內(nèi)的昆蟲種類有一定的影響，環(huán)境的變化也會帶來昆蟲分布、種類和數(shù)量上的變化。包春泉等[16]研究發(fā)現(xiàn)，樹種豐富的林分較純林的昆蟲多樣性豐富，系統(tǒng)的穩(wěn)定性高，同時松樹林分較闊葉樹、純林等林分的昆蟲多樣性高。鄒言等[17]研究表明，昆蟲在濕地和森林等人為干擾小的生境中種類豐富、多樣性高、穩(wěn)定性好。本次從4種林分調(diào)查采集到的昆蟲標(biāo)本有44個，其中以杉木混交林采集數(shù)量最多，其次為馬尾松混交林，其中蟻科、蝗總科在4種林分均有，說明這2個科的昆蟲在林分內(nèi)的適應(yīng)性強(qiáng)，這一點(diǎn)與包春泉、鄒言等[16-17]的研究結(jié)論一致，即樹種豐富的林分昆蟲多樣性高，但杉木混交林的昆蟲豐富度較松樹林的高。杉木混交林的昆蟲豐富度可能會比較其他的闊葉樹高，有待進(jìn)一步的調(diào)查驗(yàn)證。

通過多樣性指數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，杉木混交林的豐富度和多樣性指數(shù)均高于其他樹種，說明該林分的存在有利于昆蟲生存。馬尾松純林由于具有較多數(shù)量的蝗總科昆蟲，優(yōu)勢度指數(shù)最高，也說明物種優(yōu)勢偏離的程度大。

4 結(jié)論

按照多樣性指數(shù)由大到小順序排列，Margalef豐富度指數(shù)，杉木混交林>杉木純林>馬尾松混交林>馬尾松純林；Simpson多樣性指數(shù)和Simpson-wiener指數(shù)，杉木混交林>馬尾松混交林>杉木純林>馬尾松純林；Berger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)，馬尾松純林>馬尾松混交林>杉木純林>杉木混交林。說明杉木較馬尾松、杉木混交林較杉木純林、馬尾松混交林較馬尾松純林的昆蟲多樣性指數(shù)高，而馬尾松純林較混交林、杉木純林較混交林、馬尾松較杉木的優(yōu)勢度指數(shù)高。

參考文獻(xiàn)

[1] 侯滿福. 不同碳酸鹽巖地球化學(xué)背景下的植物物種多樣性和物種組成研究[D]. 桂林：廣西師范大學(xué)，2005.

[2] 董雯，施筱迪，湯亮，等. 南京老山地區(qū)鞘翅目昆蟲多樣性及區(qū)系分析[J/OL].環(huán)境昆蟲學(xué)報[2023-07-08]. https：//kns.cnki.net/kcms/detail//44.1640.Q.20221205.11 19.002.html.

[3] 閆振天，何憶，付文博，等. 武夷山國家級自然保護(hù)區(qū)夏季蛾類昆蟲多樣性調(diào)查及區(qū)系分析[J]. 西南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2022，44（3）：44-51.

[4] 蘇蘭，柳麗娜. 杭州灣濕地雙翅目昆蟲多樣性及其季節(jié)動態(tài)[J]. 浙江林業(yè)科技，2022，42（6）：48-54.

[5] 來錫福，焦旭東，王多文，等. 武威地區(qū)苗圃地?zé)粝露觐惱ハx多樣性及時序動態(tài)分析[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2022，38（22）：104-109.

[6] 曹天棋，徐宗玲，崔凱，等. 四豐山風(fēng)景區(qū)鱗翅目昆蟲多樣性調(diào)查[J]. 生物災(zāi)害科學(xué)，2022，45（1）：43-47.

[7] 劉春燕，徐金柱，李亭潞，等. 廣東湛江紅樹林國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲多樣性研究[J]. 林業(yè)與環(huán)境科學(xué)，2022，38（5）：166-175.

[8] 王姹，張雯，楊書林. 貴州雷公山國家級自然保護(hù)區(qū)金龜總科昆蟲多樣性初步調(diào)查[J]. 四川動物，2020，39（3）：295-300.

[9] 沙林華，陳琳，孫秀東，等. 海南省文昌市森林昆蟲多樣性調(diào)查研究[J]. 熱帶林業(yè)，2017，45（4）：41-42，46.

[10] 張婷，唐光輝，賀虹，等. 黃帝陵古柏林地表昆蟲多樣性研究[J]. 環(huán)境昆蟲學(xué)報，2017，39（1）：160-166.

[11] 何衛(wèi)強(qiáng). 人為干擾對西雙版納直翅目昆蟲多樣性的影響[J]. 南方農(nóng)業(yè)，2021，15（36）：21-26.

[12] 楊美霞，黨蕊，丁昌萍，等. 陜西子午嶺國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲多樣性調(diào)查[J].延安大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2021，40（4）：102-107.

[13] 孫玉榮，王穎，黃文廣，等. 鹽池主要草原型昆蟲多樣性研究[J]. 寧夏農(nóng)林科技，2021，62（11）：40-45，79.

[14] 廣春梅，王洪亮，張玉華，等. 臨夏太子山國家級自然保護(hù)區(qū)昆蟲多樣性調(diào)查[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2022（20）：149-152.

[15] 趙戍平，賈戰(zhàn)成，張俊科. 內(nèi)蒙古賀蘭山國家級自然保護(hù)區(qū)鱗翅目昆蟲多樣性及區(qū)系組成分析[J]. 內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計，2021，44（6）：57-61，66.

[16] 包春泉，胡德勝，丁曉章，等. 森林昆蟲多樣性指數(shù)比較分析[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報，2013，19（7）：53-57.

[17] 鄒言，劉佳文，李立坤，等. 北京市延慶區(qū)不同生境昆蟲多樣性特征調(diào)查分析[J]. 應(yīng)用昆蟲學(xué)報，2020，57（5）：1161-1172.

（責(zé)編：何 艷）