甘肅省小隴山黑河自然保護區(qū)蝶類垂直分布及多樣性

楊慶森，湯春梅

（1.甘肅省小隴山林業(yè)有害生物防治檢疫站，甘肅 天水 741020；2.甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，甘肅 天水 741020）

甘肅省小隴山黑河省級自然保護區(qū)地處甘肅省東南部的隴南市兩當縣境內(nèi)，位于東經(jīng)106°30′ 11″—106°34′ 25″，北緯34°8′ 39″—34°15′ 25″，海拔1 250～2 740 m，東北與陜西省寶雞市辛家山林業(yè)局相接，西與小隴山龍門林場相鄰，南接小隴山左家林場及陜西鳳縣，地處秦嶺南坡，總面積達2 313 hm2，地勢南低北高，屬暖溫帶濕潤森林氣候，年平均氣溫11.4 ℃，森林覆蓋率98%，天然植被保存良好，景觀資源豐富，區(qū)內(nèi)環(huán)境優(yōu)美。區(qū)內(nèi)分布植物2 000 多種，動物280 多種，植物主要有栓皮櫟、銳齒槲櫟、遼東櫟、紅樺、白樺、山楊、油松、華山松、榛子、丁香、狼牙刺、衛(wèi)矛、馬桑、高山杜鵑、細辛等，動物有林麝、金錢豹、黑熊、巖羊、野豬、紅腹錦雞等。本研究對甘肅省小隴山黑河自然保護區(qū)內(nèi)蝴蝶進行調(diào)查，分析自然保護區(qū)內(nèi)蝶類垂直分布及多樣性，以期為保護蝶類的研究提供參考。

1 研究方法

1.1 調(diào)查方法

依據(jù)不同海拔將保護區(qū)蝴蝶生境劃分為居民農(nóng)田區(qū)（海拔1 400～1 600 m）、闊葉混交林帶（海拔1 600～2 000 m）及針闊混交林帶（海拔2 000 m 以上）3 種生境類型，對各生境范圍內(nèi)蝴蝶種類和數(shù)量進行調(diào)查統(tǒng)計。

調(diào)查方法：采用路線調(diào)查法自溝口沿河流向溝底前進，前進速度約為2 km/h，每個生境范圍安排2 人，早上9：00 起同時調(diào)查，每次調(diào)查時間不少于4 h，調(diào)查路線兩側(cè)20 m 以內(nèi)的蝴蝶，作為種類鑒定和數(shù)量統(tǒng)計的依據(jù)。同時對各生境植物組成、地被、森林覆蓋、水源、寄主植物、訪花植物及整個環(huán)境情況進行調(diào)查、記錄。

調(diào)查時間：2017—2022 年每年5—9 月成蟲活動期每15～20 d 調(diào)查一次，每次連續(xù)調(diào)查2 d，選在晴朗或多云少風天氣、蝴蝶活動頻繁的9：00—17：00 時采集。

分類鑒定和統(tǒng)計：調(diào)查到的蝴蝶照片及標本參考《中國蝴蝶分類與鑒定》《中國蝴蝶志》等進行分類鑒定［1-3］，詳細登記時間、地點、調(diào)查人及環(huán)境因子等信息，統(tǒng)計各生境的蝴蝶科、屬、種及個體數(shù)目。

1.2 數(shù)據(jù)處理方法

物種多樣性指數(shù)采用Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H′），計算式如下。

式中，Pi為第i物種的個體比例，Ni是第i物種的個體數(shù)，N是全部物種的個體總數(shù)。

物種豐富度即物種的數(shù)目，可直接用生境類型中物種數(shù)表示。優(yōu)勢度指數(shù)（D）采用BergerParker公式計算。

式中，Nmax 為優(yōu)勢種的種群數(shù)量，Nt為群落全部物種的種群數(shù)量。

均勻度指數(shù)（J）采用Pielou 公式計算。

式中，H′為Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)，S為群落中物種數(shù)。

相似性指數(shù)采用Jaccard 公式計算。

式中，Cs為群落系數(shù)；c為2種生境類型中共有物種數(shù)；a、b分別為生境類型A、B 所具有的物種數(shù)［4］。

2 結(jié)果與分析

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，小隴山黑河自然保護區(qū)內(nèi)有蝴蝶10科61 屬77 種，其中鳳蝶科5 屬7 種，粉蝶科7 屬10種，蛺蝶科19 屬24 種，灰蝶科10 屬11 種，弄蝶科8屬8 種，眼蝶科9 屬14 種，絹蝶科、喙蝶科、環(huán)蝶科、蜆蝶科各1 屬1 種。

2.1 不同生境中蝴蝶的種類與數(shù)量

2017—2022 年在小隴山黑河自然保護區(qū)共調(diào)查到蝴蝶10 科61 屬77 種1 486 只，其中居民農(nóng)田區(qū)、闊葉混交林帶及針闊混交林帶3 種生境類型分別調(diào)查到8 科36 屬46 種745 只、9 科48 屬56 種533只、8 科34 屬36 種208 只蝴蝶。從蝴蝶種類來看，鳳蝶科、粉蝶科、眼蝶科、蛺蝶科、灰蝶科、弄蝶科蝴蝶在保護區(qū)3 種生境內(nèi)均有分布，絹蝶科在居民農(nóng)田區(qū)有分布，環(huán)蝶科除在針闊混交林帶沒有分布外，在其他生境均有分布，蜆蝶科、喙蝶科蝴蝶僅在居民農(nóng)田區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)。

從數(shù)量上來說（表1），小隴山黑河自然保護區(qū)內(nèi)共調(diào)查到粉蝶科蝴蝶數(shù)量最多，有359 只，其次為蛺蝶科、眼蝶科、灰蝶科、鳳蝶科，分別有275、255、198、198 只，之后依次為單種科弄蝶科、喙蝶科、絹蝶科，分別為95、55、45 只，調(diào)查到環(huán)蝶科數(shù)量最少，僅調(diào)查到2 只箭環(huán)蝶。

表1 小隴山黑河自然保護區(qū)不同生境蝴蝶調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果

2.2 不同生境中蝶類的多樣性

根據(jù)調(diào)查所得數(shù)據(jù)，按照Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)、BergerParker 優(yōu)勢度指數(shù)、Pielou 均勻度指數(shù)公式計算［4］，得到各生境的多樣性指標（表2）。

表2 小隴山黑河自然保護區(qū)不同生境蝶類多樣性指標

2.2.1 居民農(nóng)田區(qū)（海拔1 400～1 600 m） 本區(qū)域范圍溝口低海拔處有居民農(nóng)田區(qū)，坡度平緩部分地段分布著銳齒櫟林、油松林、華山松林，伴生有其他闊葉樹的針闊混交林，主要樹種是油松、華山松、銳齒櫟等；下木稀少，主要為胡枝子、忍冬、薔薇、榛子，地被物主要是禾本科草類。溝口居民農(nóng)田區(qū)，植物種類相對單一，同種植物分布集中連片，造成蝴蝶種類少但個別種類數(shù)量較多的分布特點，區(qū)內(nèi)蝴蝶數(shù)量多占整個調(diào)查區(qū)域50%以上。本區(qū)調(diào)查到蝴蝶共有8 科36 屬46 種745 只，分別占小隴山黑河自然保護區(qū)總數(shù)的80.00%、59.02%、59.74% 和50.13%，多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)分別為0.346 1 和0.047 4，優(yōu)勢度指數(shù)為0.070 6（表2）。區(qū)內(nèi)以粉蝶科、鳳蝶科、蛺蝶科和灰蝶科蝴蝶分布較多，各有217、136、135、102 只，分別占居民農(nóng)田區(qū)內(nèi)蝴蝶總數(shù)的29.13%、18.26%、18.12%、13.69%。調(diào)查到40只以上的蝴蝶有3 種，為絲帶鳳蝶、冰清絹蝶和東方菜粉蝶。

2.2.2 闊葉混交林帶（海拔1 600～2 000 m） 本區(qū)域范圍內(nèi)主要為櫟類闊葉混交林，樹種豐富，主要樹種有遼東櫟、銳齒櫟、白樺、五角楓、槭、椿、椴、水楸等。下木種類主要有忍冬、薔薇、衛(wèi)茅、莢蒾、箭竹等。地被物主要有禾本科草、苔草、蕨類、苔蘚等。蝴蝶多為從低海拔向高海拔分布延伸的過渡種，有種類逐漸增多數(shù)量逐漸減小的趨勢。調(diào)查到區(qū)內(nèi)有各類蝴蝶9 科48 屬56 種533 只，分別占小隴山黑河自然保護區(qū)總數(shù)的90.00%、78.69%、72.73%和35.87%，其多樣性指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)和均勻度指數(shù)分別為0.367 6、0.029 6 和0.050 3。區(qū)內(nèi)蝴蝶以蛺蝶科、灰蝶科、眼蝶科、粉蝶科種類居多，分別為13、9、8、6 屬，以及16、9、10、8 種；數(shù)量以粉蝶科、眼蝶科、蛺蝶科蝴蝶居多，分別為123、118、106 只，調(diào)查到40只以上有3 種，為尖鉤粉蝶、樸喙蝶、東方菜粉蝶。

2.2.3 針闊混交林帶（海拔2 000 m 以上） 本區(qū)域范圍內(nèi)主要為紅樺林和云杉林，有少量櫟類、椴、花楸等分布。下木有黃楊、杜鵑、箭竹、忍冬、衛(wèi)茅、薔薇等。地被物以苔草、苔蘚、禾本科草類為主。此范圍內(nèi)海拔高，蝴蝶種類數(shù)量少，特有種多。調(diào)查到區(qū)內(nèi)分布各類蝴蝶8 科34 屬36 種208 只，分別占小隴山黑河自然保護區(qū)總數(shù)的80.00%、55.74%、46.75%和13.99%，其多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)在所有生境中最低，分別為0.275 1 和0.037 7，優(yōu)勢度指數(shù)為0.014 1。本區(qū)蝴蝶數(shù)量少，調(diào)查到20 只以上的蝴蝶1 種，為蛇眼蝶。

2.2.4 各生境蝶類多樣性指標比較 從各生境蝶類多樣性指標可以看出（表2），物種多樣性指數(shù)（H′）、均勻度指數(shù)（J）的大小排序為闊葉混交林帶、居民農(nóng)田區(qū)、針闊混交林帶；而優(yōu)勢度指數(shù)（D）大小排序為居民農(nóng)田區(qū)、闊葉混交林帶、針闊混交林帶。闊葉混交林帶范圍內(nèi)蝴蝶物種數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)均高于其他生境，表明保護區(qū)此生境的植物種類和空間結(jié)構(gòu)復雜多樣，整個生態(tài)環(huán)境復雜而穩(wěn)定，具備各種蝴蝶生存與繁衍的優(yōu)良條件。居民農(nóng)田區(qū)范圍內(nèi)，交雜著居民農(nóng)田及人工林，單一植物成片，人為活動頻繁，蝶類分布有居民農(nóng)田區(qū)的特點，物種相對較少但個別種蝴蝶數(shù)量很多，優(yōu)勢種群較多，表現(xiàn)為多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)低而優(yōu)勢度指數(shù)高。針闊混交林帶范圍內(nèi)蝴蝶物種數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)最低，表明此處海拔高生境環(huán)境簡單、植被結(jié)構(gòu)單一，不利于多種蝴蝶的生存和繁衍。

2.3 不同海拔蝶類相似性系數(shù)比較

根據(jù)調(diào)查所得數(shù)據(jù)結(jié)合Jaccard 公式計算［4］，居民農(nóng)田區(qū)與闊葉混交林帶蝶類相似性系數(shù)最高，為0.043 66，闊葉混交林帶與針闊混交林帶的相似性系數(shù)次之，為0.037 88，居民農(nóng)田區(qū)與針闊混交林帶之間的相似性系數(shù)最低，為0.022 38，據(jù)報道［4］，各生境相似性指數(shù)均在0.019 58～0.069 95，根據(jù)Jaccard的相似性系數(shù)原理，各生境之間的蝴蝶相似性系數(shù)分別處于不相似水平或極不相似水平。由此可見，各生境之間的蝴蝶相似性差異明顯（表3）。

表3 小隴山黑河自然保護區(qū)不同生境蝶類相似性指數(shù)

3 討論

3.1 小隴山黑河自然保護區(qū)蝶類資源豐富生態(tài)良好

蝴蝶是敏感的生態(tài)指示生物，蝴蝶種類和數(shù)量的多少能準確反映當?shù)厣鷳B(tài)的好壞［5，6］，區(qū)內(nèi)蝴蝶種類繁多，多樣性豐富，在保護區(qū)總面積2 313 hm2范圍內(nèi)分布有10 科61 屬77 種蝴蝶，反映出保護區(qū)豐富的物種資源和良好的生態(tài)環(huán)境。

3.2 不同生境蝶類多樣性差異明顯

區(qū)內(nèi)不同生境蝴蝶多樣性差異明顯，植物多樣性豐富是相應區(qū)域范圍內(nèi)蝶類多樣性豐富的主要原因。另外，地形地貌、人為干擾、棲息地生境破碎和片段化等因素也是造成不同生境蝶類多樣性存在差別的直接因素。

3.3 加強區(qū)內(nèi)蝴蝶多樣性的保護

加強對蝴蝶生存環(huán)境的保護是保護蝴蝶的主要措施。另外，采取一些人工措施，如適度生境干擾，對最適生境采取割灌、矮林作業(yè)和樹冠層的管理，在區(qū)內(nèi)一些適于蝴蝶生存區(qū)域人為種植一些寄主植物和蜜源植物，改善、恢復或創(chuàng)造有利于蝴蝶生存的生態(tài)環(huán)境，也對保護區(qū)內(nèi)蝶類多樣性有一定的效果［7-10］。