南充市主要園藝傳粉昆蟲蝶類和蜂類群落的多樣性調(diào)查

胡 丹

（西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，四川南充 637009）

由于植物的固著生長(zhǎng)，其有性生殖過(guò)程大都需要依賴生物或非生物媒介輔助授粉[1]。通過(guò)有效授粉能提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，傳粉昆蟲在自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[2-5]，它們?yōu)槭澜缟?7.5%的被子植物傳粉[1]。園藝與傳粉昆蟲兩者之間關(guān)系緊密，因此保護(hù)傳粉昆蟲資源有利于維持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和野生植物群落穩(wěn)定。

目前，傳粉昆蟲已被廣泛應(yīng)用于園藝中，包括果樹(shù)、蔬菜和園林花卉等[6-9]。傳粉昆蟲包括鱗翅目、膜翅目、雙翅目和鞘翅目等，而在諸多傳粉昆蟲中，蝶類和蜂類昆蟲是最重要的研究群體。鑒于四川省南充市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型過(guò)程中，仍缺少對(duì)園藝傳粉昆蟲的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和運(yùn)用，因此急需在南充市內(nèi)開(kāi)展園藝傳粉昆蟲方面的研究，完善相關(guān)資料。本文對(duì)蝶類和蜂類園藝傳粉昆蟲在南充地區(qū)的物種多樣性進(jìn)行了初步研究，探討其保護(hù)方法，以期為南充市現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)授粉系統(tǒng)的發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

南充市（30°35'～31°51'N，105°27'～106°58'E），總面積約12 477.2 km2，位于四川盆地東北、嘉陵江中游。南充市屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，雨熱同季；光熱水主要分布在農(nóng)作物生長(zhǎng)區(qū)，年平均氣溫17 ℃，年日照時(shí)數(shù)1 355.1 h，年降雨量1 022.3 mm。全市地貌由高丘逐漸變?yōu)榈颓鸹虻颓鹌綁?，適宜各種經(jīng)濟(jì)林木和果樹(shù)栽培生長(zhǎng)。種植園區(qū)多實(shí)行“企業(yè)+合作社+農(nóng)戶”模式和作物輪作方式，能夠?yàn)閭鞣劾ハx提供豐富的食物資源。本研究根據(jù)南充市的園藝授粉作物的種植情況、分布情況及其山脈延展區(qū)概貌等，以3 個(gè)市轄區(qū)為主要調(diào)查區(qū)，其他5 個(gè)縣和1 個(gè)縣級(jí)市為補(bǔ)充調(diào)查區(qū)，盡可能對(duì)南充市園藝傳粉昆蟲進(jìn)行較為全面的采集和調(diào)查（見(jiàn)圖1）。

圖1 研究區(qū)位置示意圖

1.2 試驗(yàn)方法

2021年3月至2022年10月，選擇晴朗溫暖無(wú)風(fēng)的天氣，于9:00—17:00使用隨機(jī)網(wǎng)捕法和定點(diǎn)觀察法在15 個(gè)授粉作物種植園區(qū)內(nèi)對(duì)傳粉昆蟲進(jìn)行觀察記錄。當(dāng)昆蟲接觸花藥或柱頭時(shí)才被認(rèn)定為傳粉昆蟲[10]?，F(xiàn)場(chǎng)記錄觀察到的昆蟲種類，對(duì)部分肉眼無(wú)法確定種類的物種，使用捕蟲網(wǎng)進(jìn)行捕捉、鑒定和記錄后將其釋放。若不能直接確定昆蟲種類，先用相機(jī)拍照或錄像，用網(wǎng)捕后對(duì)照昆蟲圖鑒確定到科或種。若不能確定時(shí)，則按《生物遺傳資源采集技術(shù)規(guī)范（HJ628-2011）》進(jìn)行少量網(wǎng)捕、編號(hào)和帶回實(shí)驗(yàn)室再次鑒定。為便于后續(xù)標(biāo)本鑒定，針對(duì)不同類別的昆蟲采取不同的處理及制作方法。蝶類昆蟲放入三角紙袋包裝帶回實(shí)驗(yàn)室，在樣本尚未干燥的情況下及時(shí)展翅，如果標(biāo)本已經(jīng)干燥則將其放入還軟缸中還軟，再進(jìn)行展翅，最后放入標(biāo)本盒中干燥保存。蜂類昆蟲則放入裝有蘸取過(guò)乙酸乙酯棉團(tuán)的離心管中，編號(hào)記錄帶回實(shí)驗(yàn)室鑒定后再用昆蟲針針插后放進(jìn)標(biāo)本盒中干燥保存。

昆蟲鑒定主要參考《中國(guó)蝴蝶圖鑒》《中國(guó)經(jīng)濟(jì)昆蟲志》和《中國(guó)昆蟲生態(tài)大圖鑒》等書籍。

1.3 數(shù)據(jù)分析

對(duì)收集到的昆蟲進(jìn)行歸類統(tǒng)計(jì)，如科、屬、物種數(shù)、個(gè)體數(shù)、Margalef 物種豐富度指數(shù)（R）、Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H'）、Simpson 多樣性指數(shù)（D）、Pielou 均勻度指數(shù)（J）和Berger-Parker 優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（D'）等，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，各指數(shù)計(jì)算公式為：

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H'）

Simpson多樣性指數(shù)（D）

Berger-Parker優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（D'）

Pielou均勻度指數(shù)（J）

Margalef物種豐富度指數(shù)（R）

式中，Pi表示第i個(gè)種的個(gè)體數(shù)與樣本總個(gè)體數(shù)的比值；Ni表示第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)；S表示群落中的物種數(shù)；N表示群落中所有物種數(shù)的個(gè)體總和；Nmax表示優(yōu)勢(shì)種的個(gè)體數(shù)。

使用Excel 2021 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，Past 4.11 軟件進(jìn)行生物多樣性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蝶類傳粉昆蟲資源及多樣性

蝶類傳粉昆蟲在南充的群落組成見(jiàn)表1。本次共捕捉蝶類昆蟲579頭51種，隸屬于6科33屬，分別為：鳳蝶 科Papilionidae、蛺 蝶 科Nymphalidae、粉 蝶 科Pieridae、弄蝶科Hesperiidae、灰蝶科Lycaenidae、蜆蝶科Riodinidae。其中，蜆蝶科僅有1屬1種，占總屬數(shù)的3.03%，是科級(jí)水平的稀有類群；灰蝶科有5屬5種87頭，占總屬數(shù)的15.15%；鳳蝶科（4 屬10 種106 頭）、粉蝶科（4屬7種293頭）和弄蝶科（4屬4種22頭）屬數(shù)相同，均有4屬，占總屬數(shù)的12.12%，鳳蝶科的物種數(shù)最多，粉蝶科次之；蛺蝶科的屬、種數(shù)最多，共計(jì)15屬24種70頭，占總屬數(shù)的45.45%，為南充市蝶類昆蟲的科級(jí)優(yōu)勢(shì)類群。本文把各科物種個(gè)體數(shù)目最多的種作為優(yōu)勢(shì)種，蝶類各科優(yōu)勢(shì)種分別為：青鳳蝶Graphium sarpedon（31頭，占鳳蝶科個(gè)體總數(shù)的29.245%）、東方菜粉蝶Pieris canidia（125 頭，占粉蝶科個(gè)體總數(shù)的46.662%）、白鉤蛺蝶Polygonia c-album（20 頭，占蛺蝶科個(gè)體總數(shù)的28.571%）、琉璃灰蝶Celastrina argiolus（47 頭，占灰蝶科個(gè)體總數(shù)的54.023%）、直紋稻弄蝶Parnara guttata（19 頭，占弄蝶科個(gè)體總數(shù)的86.364%）；其中蜆蝶科目前僅有彩斑尾蜆蝶Dodona maculosa這一物種記錄，本研究暫將其定義為稀有種。

表1 南充市蝶類群落的多樣性指數(shù)

南充市蝴蝶群落的多樣性結(jié)果表明，蛺蝶科的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最低，個(gè)體數(shù)、多樣性指數(shù)和物種豐富度最高，表明生境中蛺蝶科物種豐富，多樣性高。鳳蝶的物種豐富度和多樣性指數(shù)都高，但是其均勻度較低，表明在南充市生境中的鳳蝶種類較多、種群個(gè)體數(shù)量差異較大。粉蝶科種數(shù)、多樣性指數(shù)和物種豐富度比鳳蝶科都要低，處于居中位置。弄蝶科有最高的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，但該科的物種豐富度、多樣性指數(shù)和均勻度都較低，說(shuō)明生境中弄蝶科物種稀少，種群個(gè)體數(shù)量差異大，優(yōu)勢(shì)種比較突出。灰蝶科除優(yōu)勢(shì)度外，其個(gè)體數(shù)、多樣性指數(shù)與均勻度都高于弄蝶科，表明生境中灰蝶科物種比弄蝶科較多，種群個(gè)體數(shù)量差異很大，沒(méi)有特別突出的優(yōu)勢(shì)物種。

2.2 蜂類傳粉昆蟲資源及多樣性

蝶類傳粉昆蟲在南充的群落組成見(jiàn)表2。本次共捕捉蜂類昆蟲525 頭13 種，隸屬于3科3屬，分別是蜜蜂科Apidae、胡蜂科Vespidae 和葉蜂科Tenthredinidae。蜜蜂科有523 頭，占蜂類物種總數(shù)的99.62%；葉蜂科和胡蜂科各有1 頭，各占0.19%。蜜蜂科中優(yōu)勢(shì)種為：短頭熊蜂Bombus (Alpigenobombus)breviceps（162頭，占蜜蜂科個(gè)體總數(shù)的30.975%），其次是西方蜜蜂Apis mellifera（116 頭，占蜜蜂科個(gè)體總數(shù)的22.180%）和東方蜜蜂Apis cerana（105 頭，占蜜蜂科個(gè)體總數(shù)的20.076%）。

表2 南充市蜂類群落的多樣性指數(shù)

南充市蜂類傳粉昆蟲生物多樣性結(jié)果顯示，豐富度從高到低依次為蜜蜂科（1.598）、葉蜂科（0）、胡蜂科（0）。從Shannon-wiener 多樣性指數(shù)來(lái)看，蜜蜂科多樣性指數(shù)最高，從高到低依次為蜜蜂科（1.789）、葉蜂科（0）、胡蜂科（0）。從Pielou均勻度指數(shù)來(lái)看，蜜蜂科均勻度指數(shù)最高（0.745 9），胡蜂科和葉蜂科均為0。從Berger-Parker 優(yōu)勢(shì)度指數(shù)來(lái)看，蜜蜂科優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最高（0.309 8），胡蜂科和葉蜂科均為0。結(jié)果表明在南充市農(nóng)業(yè)傳粉昆蟲系統(tǒng)中，蜜蜂科屬于蜂類中較為常見(jiàn)的一類傳粉媒介類群，生境中的蜜蜂科物種豐富，多樣性高。

3 結(jié)論與討論

采用網(wǎng)捕法和觀察法對(duì)南充市內(nèi)主要園藝傳粉昆蟲資源進(jìn)行調(diào)查，結(jié)論如下：本次調(diào)查共記錄64種傳粉昆蟲，表明四川南充區(qū)域內(nèi)有豐富的傳粉昆蟲資源，這為當(dāng)?shù)氐幕ɑ?、油料作物、水果和蔬菜的有性繁殖和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了充足的傳粉媒介資源。蜂類中，蜜蜂科為優(yōu)勢(shì)類群，表明蜜蜂科昆蟲在南充市分布范圍較廣，是優(yōu)質(zhì)的傳粉類群；蝶類中，蛺蝶科物種數(shù)最多，豐富度指數(shù)最高，表明蛺蝶科是蝴蝶類群中的優(yōu)勢(shì)類群。昆蟲物種多樣性受自身的生物學(xué)特性、寄主植物、非生物因素和人類活動(dòng)等多重因素影響[11-14]，以蜜蜂類為代表的傳粉昆蟲在全球生物多樣性的組成中占有重要地位，對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)平衡具有重要作用和意義，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮重要作用的同時(shí)也為人類帶來(lái)直接和間接利益[15]。

據(jù)報(bào)道，我國(guó)農(nóng)業(yè)種植面積在未來(lái)仍呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)，水果、蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物等的種植面積仍會(huì)不斷擴(kuò)大，需要更多的傳粉昆蟲為其提供生態(tài)服務(wù)[16]。南充市積極踐行國(guó)家堅(jiān)持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展的策略，大力發(fā)展第一產(chǎn)業(yè)，但隨著農(nóng)作物（尤其是柑橘類作物）和觀賞花卉種植面積的增加，傳粉昆蟲數(shù)量不足的缺點(diǎn)也日漸顯現(xiàn)。為了促進(jìn)南充市主要授粉作物的增長(zhǎng)，在保護(hù)和利用傳粉昆蟲方面有以下幾點(diǎn)建議：

1）科學(xué)使用農(nóng)藥。農(nóng)藥作為農(nóng)作物病蟲害防治的一種重要手段，適宜的使用劑量能夠在保證作物健康生長(zhǎng)的同時(shí)還能提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，但不合理地使用農(nóng)藥則會(huì)對(duì)現(xiàn)代植物保護(hù)體系產(chǎn)生一定的沖擊[17]。農(nóng)藥使用不當(dāng)會(huì)對(duì)傳粉昆蟲產(chǎn)生毒害作用，如大多數(shù)新煙堿類殺蟲劑（吡蟲啉等）對(duì)意大利蜜蜂高毒[18]，除草劑中使用量最大的草甘膦等對(duì)蜜蜂在內(nèi)的動(dòng)物也存在不良影響[19]。

2）注重養(yǎng)蜂業(yè)，增加人工養(yǎng)蜂。蜜蜂傳粉能夠顯著提高作物產(chǎn)量、改善果實(shí)品質(zhì)，是一項(xiàng)不占耕地、不增投資的重要農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施[20]。鑒于授粉蜂具有較高的授粉能力和對(duì)人工繁殖的適應(yīng)能力，它們是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中非常重要的一類主要傳粉昆蟲類群。蜜蜂授粉已被認(rèn)為是保證糧食生產(chǎn)安全的一項(xiàng)不可或缺的措施。人工養(yǎng)蜂能彌補(bǔ)野生蜜蜂不足的問(wèn)題，是授粉系統(tǒng)的一個(gè)重要補(bǔ)充[17]。南充市作物種植區(qū)和花卉種植基地內(nèi)可以增加放蜂等措施，以增加蜂群數(shù)量，提升蜜蜂傳粉服務(wù)能力。

3）適當(dāng)引入功能植物，開(kāi)展生態(tài)調(diào)控。功能植物作為生態(tài)調(diào)控的一項(xiàng)重要手段，可以為傳粉昆蟲提供適宜的生存條件，但不會(huì)為害蟲提供合適的服務(wù)，并且部分功能植物會(huì)為農(nóng)作物和園林花卉害蟲的天敵提供合適的棲息場(chǎng)所，是一種有效的生物防治手段[21]。功能植物在提供豐富的“食物報(bào)酬”吸引更多種類傳粉昆蟲的同時(shí)也能達(dá)到高質(zhì)量授粉目的，這對(duì)于維持南充市植物多樣性和作物授粉系統(tǒng)穩(wěn)定性同樣重要。

本次調(diào)查結(jié)果有利于豐富南充市主要園藝傳粉昆蟲資源記錄，促進(jìn)傳粉昆蟲多樣性保護(hù)和相關(guān)農(nóng)林政策的制定和實(shí)施，為后續(xù)南充市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中授粉系統(tǒng)的完善和植物、昆蟲資源的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。