小興安嶺天然次生林蛾類群落結(jié)構(gòu)及多樣性季節(jié)動(dòng)態(tài)

摘要： "為研究小興安嶺天然次生林蛾類群落組成結(jié)構(gòu)及多樣性季節(jié)動(dòng)態(tài)，2019年和2020年6-9月，通過燈誘法對(duì)蛾類群落進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查。共采集蛾類樣本14 396個(gè)，分屬23科439種，夜蛾科、螟蛾科、尺蛾科、燈蛾科為優(yōu)勢(shì)類群；不同時(shí)期蛾類群落均為中等不相似或極不相似，優(yōu)勢(shì)種組成具有極大的差異，各時(shí)期群落特有種均較多；蛾類物種多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均在8月下旬達(dá)最大值，豐富度指數(shù)在7月中旬達(dá)最大值；全年群落種-多度分布為對(duì)數(shù)正態(tài)分布，各季節(jié)僅7月中旬和8月下旬為對(duì)數(shù)正態(tài)分布，其他時(shí)期均為對(duì)數(shù)級(jí)數(shù)分布。天然次生林蛾類群落組成和多樣性季節(jié)差異較大，群落結(jié)構(gòu)隨季節(jié)變化通過自我調(diào)節(jié)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

關(guān)鍵詞： "蛾類； "群落結(jié)構(gòu)； "物種多樣性； "季節(jié)動(dòng)態(tài)

中圖分類號(hào)： " S 435.711 " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： " A " " " " " " " "文章編號(hào)：１００1 － 9499（２０24）04 － 0053 － 05

The Seasonal Dynamics of Community Structure and Diversity of Lepido-

ptera in the Secondary Natural Forest of the Xiaoxing′anling Mountains

LU Haitao1 GU Wei2*

（1. "China Hengdaohezi Feline Breeding Center， "Heilongjiang Harbin 150028;

2. "Northeast Forestry University， "Heilongjiang Harbin 150040）

Abstract To study the community composition and seasonal dynamics of moth diversity in the natural secondary forests of the Xiaoxing'an Mountains， a systematic survey of the moth community was conducted from June to September in 2019 and 2020 using light traps. A total of 14，396 moth specimens were collected， belonging to 439 species from 23 families. The Noctuidae， Pyralidae， Geometridae， and Arctiidae were the dominant families. The moth communities during different periods were moderately or highly dissimilar， with significant differences in the dominant species composition. Each period had a relatively large number of unique species. The moth species diversity index and evenness index reached their maximum values in late August， while the richness index peaked in mid-July. The annual community species-abundance distribution was log-normal， while in individual seasons only mid-July and late August followed a log-normal distribution， and other periods followed a log-series distribution. The composition and diversity of the moth community in the natural secondary forests showed significant seasonal variations， with the community structure dynamically balancing through self-regulation.

Key words Moths; community structure; species diversity; seasonal dynamics

天然次生林是小興安嶺森林恢復(fù)的重要過程，昆蟲是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其多樣性及生態(tài)系統(tǒng)功能息息相關(guān)。鱗翅目昆蟲作為天然次生林生態(tài)系統(tǒng)中重要的消費(fèi)者， 其豐富度和物種組成與林分結(jié)構(gòu)、植被類型等因素密切相關(guān)，群落組成結(jié)構(gòu)和季節(jié)動(dòng)態(tài)變化可以反映森林生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的變化[ 1 ]。對(duì)蛾類群落的研究有助于評(píng)估小興安嶺天然次生林生態(tài)系統(tǒng)的演替狀況，為生態(tài)監(jiān)測(cè)提供重要指標(biāo)。

目前對(duì)小興安嶺昆蟲群落已有一定程度的研究，殷秀琴等[ 2 - 3 ]對(duì)土壤昆蟲多樣性，顧偉等[ 4 ]對(duì)不同生境蝶類多樣性及闊葉紅松林蛾類群落結(jié)構(gòu)[ 5 ]，問榮榮等[ 6 ]對(duì)原始紅松林和其他植被類型昆蟲組成結(jié)構(gòu)，劉哲強(qiáng)[ 7 ]對(duì)小興安嶺不同植被恢復(fù)方式下的昆蟲群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)查研究。但對(duì)于小興安嶺天然次生林蛾類群落結(jié)構(gòu)及多樣性，還有待深入研究。本研究系統(tǒng)調(diào)查了小興安嶺涼水自然保護(hù)區(qū)內(nèi)天然次生林蛾類群落，分析了群落組成結(jié)構(gòu)及季節(jié)動(dòng)態(tài)，旨在為小興安嶺森林恢復(fù)期生物多樣性保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)和決策依據(jù)。

1 研究地概況

涼水自然保護(hù)區(qū)處于小興安嶺山脈的南段，具有明顯的溫帶大陸性季風(fēng)氣候特征，夏季溫?zé)岫嘤?，冬季寒冷干?[ 8 ]。本研究在涼水自然保護(hù)區(qū)內(nèi)天然次生林設(shè)置調(diào)查樣區(qū)，樣區(qū)樹種組成以白樺、黃菠蘿、水曲柳、裂葉榆、冷杉等為主。

2 研究方法

2. 1 調(diào)查方法

調(diào)查時(shí)間為2019年、2020年的6-9月，調(diào)查期間隔20天。調(diào)查方法為燈誘法，采樣時(shí)間為19：00至次日01：00，使用450 W高壓汞燈和2 m×2 m白色幕布。將誘集到的昆蟲裝入毒瓶，帶回實(shí)驗(yàn)室分類統(tǒng)計(jì)[ 9 - 10 ]。

2. 2 數(shù)據(jù)處理

Margalef豐富度指數(shù)：R=（S-1）/ln N，S為群落物種數(shù)。Berger-Parker優(yōu)勢(shì)度指數(shù)：D=Nmax /N，Nmax為群落中優(yōu)勢(shì)種的個(gè)體數(shù)，N為群落全部物種的個(gè)體數(shù)。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)：H'=-■pi ln （pi）， pi為第i 物種個(gè)體數(shù)占群落個(gè)體總數(shù)的比例。均勻度指數(shù)： J'=H'/ln S。Simpson優(yōu)勢(shì)度集中性指數(shù) C=■（pi）2[ 11 - 14 ]。Jaccard相似性系數(shù)（ Cs）：Cs=c/（a+b-c），其中a為生境A的物種數(shù)，b為生境B的物種數(shù)，c為兩生境共有的物種數(shù)；當(dāng)Cs=0～0.25為極不相似，Cs=0.25～0.5為中等不相似，Cs=0.5～0.75為中等相似，Cs=0.75～1.00為極相似[ 15 ]。

種-多度分析采用X軸為倍程刻度（log3對(duì)數(shù)級(jí)數(shù)），Y軸為普通算術(shù)刻度的坐標(biāo)系，橫坐標(biāo)為蛾類昆蟲個(gè)體數(shù)，縱坐標(biāo)物種數(shù)[ 16 ]。聚類分析運(yùn)用SPSS 24統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行。

3 結(jié)果與分析

3. 1 蛾類群落組成

調(diào)查共采集蛾類昆蟲樣本14 396頭，分屬23科439種?？萍?jí)類群物種數(shù)以夜蛾科、尺蛾科居多，分別占總物種數(shù)的38.72%和19.36%。個(gè)體數(shù)以夜蛾科最高，占總個(gè)體數(shù)的33.83%；其次是螟蛾科、尺蛾科、燈蛾科，個(gè)體數(shù)占比分別為29.03%、10.58%、6.63%；常見科為波紋蛾科、毒蛾科、舟蛾科、天蛾科、卷蛾科、鉤蛾科，個(gè)體數(shù)占比均不足5%；其他各科為稀有科，個(gè)體數(shù)占比均不足1%。

在不同調(diào)查期蛾類群落優(yōu)勢(shì)類群表現(xiàn)出較大差異，夜蛾科在全年各調(diào)查期均為優(yōu)勢(shì)科，除6月末為第3優(yōu)勢(shì)科、7月中旬為第2優(yōu)勢(shì)科外，其余調(diào)查期均為主要優(yōu)勢(shì)科，個(gè)體數(shù)占比為35.71%～65.05%，在8月末為最高值；螟蛾科從7月中旬至9月中旬均為優(yōu)勢(shì)類群，且在7月中旬為主要優(yōu)勢(shì)科，個(gè)體數(shù)占比為46.11%，其他時(shí)期為第2或第3優(yōu)勢(shì)科；尺蛾科在6月末為主要優(yōu)勢(shì)類群，個(gè)體數(shù)占比為30.41%，其他調(diào)查期均為優(yōu)勢(shì)類群，但優(yōu)勢(shì)度相對(duì)較低；燈蛾科在6月末至8月初，以及9月中旬為優(yōu)勢(shì)類群，優(yōu)勢(shì)度相對(duì)較低，個(gè)體數(shù)占比為6.36%～11.42%；天蛾科僅在6月初為優(yōu)勢(shì)類群，個(gè)體數(shù)占比為11.86%。

3. 2 蛾類群落優(yōu)勢(shì)種季節(jié)動(dòng)態(tài)

蛾類群落全年優(yōu)勢(shì)種為豆卷葉野螟（Pleuroptya ruralis）、侖狹翅夜蛾（Hermonassa arenosa）。不同調(diào)查期優(yōu)勢(shì)種組成具有較大差異，除7月中旬與全年優(yōu)勢(shì)種相同外，6月初陰亥夜蛾（Hydrillodes funeralis）、黑龍江松天蛾（Hyloicus hyloicus morio heilongjiangensis）、樅灰尺蛾（Deileptenia ribeata）優(yōu)勢(shì)度較大，且僅為該時(shí)期優(yōu)勢(shì)種；6月下旬為寬太波紋蛾（Tethea ampliata）、Parectropis similaria、頭橙荷苔蛾（Ghoria gigantea）為優(yōu)勢(shì)種，在其他調(diào)查期優(yōu)勢(shì)度均較低；8月初豆卷葉野螟、舞毒蛾（Lymantria dispar）、霜夜蛾（Gelastocera exusta）、分月扇舟蛾（Clostera anastomosis）優(yōu)勢(shì)度較高，其中舞毒蛾、霜夜蛾為該時(shí)期獨(dú)有優(yōu)勢(shì)種；9月中旬分月扇舟蛾、白蠟絹野螟（Palpita nigropunctalis）、縞裳夜蛾（Catocala fraxini）、篩土苔蛾（Eilema cribrata）、黃紫美冬夜蛾（Xanthia togata）優(yōu)勢(shì)度較大，除分月扇舟蛾外，優(yōu)勢(shì)種在其他時(shí)期個(gè)體數(shù)量均較少或無分布。

3. 3 不同季節(jié)蛾類群落相似性分析

不同調(diào)查期的蛾類群落間相似性系數(shù)Cs均小于0.5，除6月下旬與7月中旬、8月初與8月下旬為中等不相似外，其他時(shí)期蛾類群落間均表現(xiàn)為極不相似（表3）。在不同調(diào)查期，蛾類群落中特有種比例均較高，6月初有13種，占當(dāng)期總物種數(shù)的18.57%；6月下旬有44種，占當(dāng)期總物種數(shù)的25.29%；7月中旬有73種，占當(dāng)期總物種數(shù)的32.74%；8月初有24種，占當(dāng)期總物種數(shù)的17.14%；8月下旬有41種，占當(dāng)期總物種數(shù)的24.85%；9月中旬有12種，占當(dāng)期總物種數(shù)的31.58%。通過對(duì)不同調(diào)查期蛾類群落物種數(shù)量聚類分析表明，各調(diào)查期蛾類群落聚為3類，7月中旬和6月下旬分別為1類，6月初、8月初、8月下旬、9月中旬聚為1類。

3. 4 蛾類群落多樣性季節(jié)動(dòng)態(tài)

在不同調(diào)查期，蛾類多樣性各特征指數(shù)差異顯著。物種多樣性指數(shù)從6月初至7月中旬呈現(xiàn)一定的波動(dòng)，隨后逐漸增大，至8月下旬達(dá)最大值，隨后顯著減小；均勻度指數(shù)從6月初至7月中旬逐漸降低，7月中旬達(dá)最低值，隨后顯著增大，至8月下旬達(dá)最大值后逐漸降低；豐富度指數(shù)從6月初至7月中旬逐漸增高達(dá)最大值，隨后至8月下旬呈現(xiàn)一定的波動(dòng)，9月中旬達(dá)最低值；優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)季節(jié)動(dòng)態(tài)趨勢(shì)與物種多樣性指數(shù)相反（圖2）。多樣性特征指數(shù)間相關(guān)分析表明，物種多樣性指數(shù)與豐富度指數(shù)正相關(guān)（r=0.728），與優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.903，P＜0.05）。

3. 5 蛾類群落種-多度分布

通過對(duì)蛾類群落樣本進(jìn)行種-多度分析（圖3），全年蛾類群落種-多度分布符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布模型。群落中優(yōu)勢(shì)種、稀有種均較少，而個(gè)體數(shù)量居中的物種較多。

不同調(diào)查期蛾類群落種-多度分布具有較大差異，不同調(diào)查期中，7月中旬和8月下旬均符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布模型，與全年蛾類群落種-多度分布較為相似。其他調(diào)查期均滿足對(duì)數(shù)級(jí)數(shù)分布模型，群落中主要優(yōu)勢(shì)種優(yōu)先占據(jù)部分有限資源，第2優(yōu)勢(shì)種占領(lǐng)剩余的部分資源，各物種按優(yōu)勢(shì)程度逐次類推。

4 結(jié)論與討論

小興安嶺天然次生林蛾類昆蟲物種豐富，本次調(diào)查中共捕獲439種。全年蛾類群落中物種數(shù)和個(gè)體數(shù)均以夜蛾科最多，優(yōu)勢(shì)種為豆卷葉野螟、侖狹翅夜蛾。不同調(diào)查期主要優(yōu)勢(shì)類群分別為夜蛾科、螟蛾科、尺蛾科，其它科級(jí)類群中，燈蛾科和天蛾科在部分調(diào)查期為優(yōu)勢(shì)類群；除7月中旬與全年優(yōu)勢(shì)種一致外，各調(diào)查期均有較多的特有優(yōu)勢(shì)種。此外，不同季節(jié)蛾類群落特有種占比均較大，各群落表現(xiàn)為中等不相似或極不相似，相鄰時(shí)期蛾類群落相似性系數(shù)顯著大于其他時(shí)期，各調(diào)查期蛾類群落聚為3類，說明蛾類群落組成結(jié)構(gòu)受生境環(huán)境的季節(jié)變化影響顯著，不同季節(jié)蛾類群落逐步過渡完成物種更替。

本研究中，蛾類群落多樣性各特征指數(shù)具有顯著的季節(jié)差異，物種多樣性指數(shù)季節(jié)動(dòng)態(tài)與豐富度指數(shù)存在較大的正相關(guān)，而與優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)呈顯著的負(fù)相關(guān)。全年蛾類群落種-多度關(guān)系表現(xiàn)為對(duì)數(shù)正態(tài)分布，但在生長(zhǎng)季早期和末期，以及中期部分時(shí)段表現(xiàn)為對(duì)數(shù)級(jí)數(shù)分布，其他時(shí)期均表現(xiàn)為對(duì)數(shù)正態(tài)分布。研究認(rèn)為在整個(gè)生長(zhǎng)季，小興安嶺天然次生林蛾類群落較為穩(wěn)定，但在季節(jié)間保持動(dòng)態(tài)的平衡，存在明顯的自我調(diào)節(jié)的過程。

綜上所述，小興安嶺天然次生林蛾類物種豐富，受生境環(huán)境季節(jié)變化的影響顯著，可作為小興安嶺森林恢復(fù)過程中環(huán)境變化的指示生物類群，但在生長(zhǎng)季的多個(gè)時(shí)期常見種占比均較少，蛾類群落種間制約作用減弱，于其他昆蟲類群的相互作用還需要進(jìn)一步監(jiān)測(cè)分析。

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