草原蝗蟲(chóng)多樣性及群落結(jié)構(gòu)特征

中圖分類號(hào)：S43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-4330（2025）05-1258-08

0 引言

【研究意義】我國(guó)有 40×10⁸hm² 天然草地[1]，其中新疆是我國(guó)天然草地最為豐富的地區(qū)之一，總面積為 5725.88×10⁴hm² ，占該區(qū)域總面積的 。新疆草原不僅代表著我國(guó)的天然草地，也是中亞地區(qū)天然草地的直觀體現(xiàn)[3]物種多樣性（speciesdiversity）是生物多樣性在物種水平上的表現(xiàn)形式（生物種類的豐富程度）4]蝗蟲(chóng)因其體型小、分布廣、種類繁多，在自然界中具有高多樣性，可以作為判斷生境改變的敏感指標(biāo)[5]。研究新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)（簡(jiǎn)稱兵團(tuán)）第四師草原蝗蟲(chóng)種類以及不同草地類型的蝗蟲(chóng)多樣性和群落組成，對(duì)草原害蟲(chóng)防治和資源利用具有意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】探究草原蝗蟲(chóng)多樣性和群落的結(jié)構(gòu)特征可以在一定程度上揭示草原生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)規(guī)律[8-10]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前關(guān)于第四師草原的蝗蟲(chóng)多樣性研究還未有相關(guān)報(bào)道，蝗蟲(chóng)多樣性和群落組成尚不明確。

需明確第四師草原蝗蟲(chóng)種類以及不同草地類型的蝗蟲(chóng)多樣性和群落組成。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】于 2022～2023 年間對(duì)兵團(tuán)第四師草原蝗蟲(chóng)進(jìn)行掃網(wǎng)采集，通過(guò)計(jì)算科、屬層次的Shannon-wie-ner多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、分析不同草地類型的Jaccard相似性系數(shù)以解析蝗蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)特征[11-14]。

1 材料與方法

1.1 材料

兵團(tuán)第四師地處伊犁河谷，位于天山北麓西段，東至天山山地的那拉提，北東南三面環(huán)山，總面積 6340hm² 。兵團(tuán)第四師屬于溫帶大陸性氣候，年平均氣溫 10.5% ，年均降水量 245.1mm ，年均日照 3080.8h^[15] 。草原氣候溫和濕潤(rùn)，草原植被發(fā)育繁茂，草原類型豐富，天然草原面積287.58萬(wàn)畝。第四師下轄18個(gè)團(tuán)場(chǎng)，草原主要分布在61團(tuán)、62團(tuán)、63團(tuán)、64團(tuán)、66團(tuán)、67團(tuán)、68團(tuán)、69團(tuán)、70團(tuán)、71團(tuán)、72團(tuán)、73團(tuán)、74團(tuán)、76團(tuán)、77團(tuán)、78團(tuán)和79團(tuán)。

按照許鵬[2]對(duì)草地類型的劃分方法，將第四師兵團(tuán)草原劃分為低地草甸類、高寒草甸類、溫性草原化荒漠類、溫性草甸草原類、溫性草原類、溫性荒漠草原類和溫性荒漠類7種草原類型。

以師部團(tuán)場(chǎng)行政區(qū)為單位，根據(jù)當(dāng)?shù)夭菰Y源分布狀況、地形地貌及草地類型等規(guī)劃踏查路線和踏查點(diǎn)。

1.2 方法

1. 2.1 野外踏青及采集

通過(guò)野外踏查和標(biāo)準(zhǔn)地掃網(wǎng)采集草原蝗蟲(chóng)，每塊標(biāo)準(zhǔn)地面積約 0.2hm² ，手持捕蟲(chóng)網(wǎng)逆風(fēng)行走，用掃網(wǎng)緊貼植被中上部往復(fù)100來(lái)回記錄為一個(gè)單元，統(tǒng)計(jì)網(wǎng)內(nèi)昆蟲(chóng)的種類、數(shù)量、齡期等相關(guān)數(shù)據(jù)。

采集過(guò)程中用手機(jī)GPS等軟件打點(diǎn)，記錄標(biāo)本采集地點(diǎn)的經(jīng)緯度、海拔高度、生境特點(diǎn)及采集人。

采集的標(biāo)本用 75% 的無(wú)水乙醇浸泡處理后帶回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行針插標(biāo)本制作并依據(jù)《中國(guó)動(dòng)物志昆蟲(chóng)綱》等相關(guān)資料對(duì)已有標(biāo)本分類挑揀鑒定。

1.2.2 群落多樣性指數(shù)

采用Margale豐富度指數(shù)、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù) ??Pielou 均勻度指數(shù)和Jaccard相似性系數(shù)等分析方法分析蝗蟲(chóng)群落特征[16] 。

Margale豐富度指數(shù)： M=（Hmax-1）/lnN.

Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)： ：

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)： （20

P_ielou 均勻度指數(shù)： E=H/Π_{Hmax，Hmax}= lgS.

Jaccard相似性系數(shù)： Cj=j/[（a+b）-j]

s 表示總的物種數(shù)， P_i 為第 i 物種的數(shù)量在群落中所占比例， N 為樣品中蝗蟲(chóng)物種的個(gè)體總數(shù)。 a 為草地類型 A 中蝗蟲(chóng)的種數(shù)， b 為草地類型B 中蝗蟲(chóng)的種數(shù) Δ，j 為 A，B 兩類草地類型中共有昆蟲(chóng)種類數(shù)。

對(duì)群落優(yōu)勢(shì)種的判定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)單種蝗蟲(chóng)個(gè)體數(shù)量占蝗蟲(chóng)群落總數(shù)的百分比 gt;10% 時(shí)為優(yōu)勢(shì)種， 1% lt;百分比 ?10% 為常見(jiàn)種，百分比 lt;1% 為稀有種[17]。在緯度、地域、海拔上均廣泛分布的種類稱為多帶種[18-19]，相反只在某一高度的地帶呈帶狀或條狀分布的種，稱為單帶種， 2022～2023 年對(duì)第四師草原踏查共發(fā)現(xiàn)55種蝗蟲(chóng)，經(jīng)鑒定統(tǒng)計(jì)其隸屬于5科26屬[20-22] 。

依據(jù)Jaccard相似性系數(shù)大小判定兩個(gè)草地類型的相似度，當(dāng)系數(shù)小于0.25時(shí)為極不相似；大于0.25但小于0.50時(shí)為中等不相似；大于0.50小于0.75時(shí)為中等相似;大于0.75則為極相似。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel、SPASS軟件分析蝗蟲(chóng)原始數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 草原蝗蟲(chóng)組成和多樣性

研究表明，屬于斑翅蝗科Oedipodidae和網(wǎng)翅蝗科Arcypteridae的屬和種最多，分別為7屬16種、10屬28種。所采集到的網(wǎng)翅蝗科蝗蟲(chóng)不僅種類多樣，在數(shù)量上也有優(yōu)勢(shì)，大約占比 50% 。

第四師草原蝗蟲(chóng)優(yōu)勢(shì)種（ .gt;10% ）為狹條戟紋蝗Dociostaurus （Kazakia） brevicollis Eversmann（ 28.211% ），常見(jiàn)種有（ 1% lt;百分比 ?10% ）黑腿星 翅 蝗Calliptamusbarbarusbarbarus（ 2.204% ）、意大利蝗Calliptamus italicus italicus（4.249% ）、偽星翅蝗 Calliptamus coelesyriensisGiglio - Tos （1.054% ）、藍(lán)斑翅蝗Oedipodacaer-ulescens Linnaeus （2.812% ）、腫脈蝗Stauroderusscalaris scalaris Fischer von Waldheim（ 6.486% ）、白邊雛蝗Chorthippus（Chorthippus）albomar-ginatus De Gear （7.923% ）、翠飾雛蝗Chorthippus（Chorthippus） dichrous Eversmann（ 3.674% ）中寬雛蝗Chorthippus（Glyptobothrus）apricarius aprica-rius Linnaeus （2.971% ）、異色雛蝗Chorthippus（ Glyptobothrus ） biguttulus biguttulus Linnaeus0 （1.565% ）、長(zhǎng)角雛蝗Chorthippus longicornis La-treille（ （1.150% ）、草原異爪蝗Euchorthippuspulvi-natus Fischer von Waldheim （2.716% ）、小米紋蝗NotostaurusalbicornisalbicornisEversmann（6.741% ）、紅脛戟紋蝗Dociostaurus（Stauronotu-lus）kraussi kraussi Ingenitzky （ （1.054% ）藍(lán)脛戟紋蝗Dociostaurus（Kazakia） tartarus Stshel-kanovtzev （4.473% ）黑翅草地蝗 Stenobothrus car-bonarius Eversmann（ 1.022% ）、綠牧草蝗Omoces-tus（ Omocestus ） viridulus viridulus Linnaeus0 （1.853% ）、紅腹牧草蝗Omocestus（Omocestus）haemorrhoidalis haemorrhoidalis Charpentier0 7.157% ）。其余均屬于稀有種。表1

表1草原蝗蟲(chóng)種類、占比及類型

Tab.1 Grassland locustspecies，proportionand type

續(xù)表1草原蝗蟲(chóng)種類、占比及類型 Tab.1 Grassland locust species，proportion and type

2.2 草原蝗蟲(chóng)垂直分布

研究表明，踏查到的蝗蟲(chóng)大多數(shù)為單帶種，共42種，占比達(dá)到八成，剩余為多帶種，共13種。其中優(yōu)勢(shì)種為狹條戟紋蝗。表1

2.3 草原蝗蟲(chóng)多樣性

研究表明，在屬級(jí)水平分析第四師草原蝗蟲(chóng)多樣性時(shí)，戟紋蝗屬與雛蝗屬的個(gè)體數(shù)在總個(gè)體數(shù)中的占比較大，故Shannon-Wiener多樣性指數(shù)在戟紋蝗屬（ H=0.159 203 106） 為最高值，其次是雛蝗屬（ H=0.136880626） ，再次為牧草蝗屬（ H=0.100360588 ），最低為網(wǎng)翅蝗屬（ H=0.001116787）。Pielou均勻度指數(shù)也在戟紋蝗屬（ E=0.09147697）為最大值，雛蝗屬次之。

網(wǎng)翅蝗科中包含的屬數(shù)最多，為10種，故Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)均在網(wǎng)翅蝗科（ H=0.159 605 134;E=0.112 797272）為最大值，其次為斑翅蝗科。表2～3

2.4 草原常見(jiàn)種蝗蟲(chóng)在7種草地類型中的組成

研究表明，第四師草原18種常見(jiàn)種蝗蟲(chóng)在7種草地類型中分布較分散。7種草地類型中草原常見(jiàn)種蝗蟲(chóng)種類由多到少分別為溫性草甸草原類（15種）、溫性草原類（13種）、溫性草原化荒漠類（7種）、溫性荒漠草原類（6種）、溫性荒漠類（3種）、低地草甸類（3種）、高寒草甸類（3種）。

表2草原蝗蟲(chóng)屬級(jí)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)

Tab.2 Grassland locust genuslevel

表3草原蝗蟲(chóng)科級(jí)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)

Tab.3 Grassland

locustfamilyleveldiversityindex Shannon-WienerindexandPielouindex

黑腿星翅蝗、意大利蝗、偽星翅蝗3種蝗蟲(chóng)分布最廣，均在溫性荒漠草原、溫性草原、溫性草原化荒漠、溫性荒漠4種草地類型中存在。雛蝗屬、牧草蝗屬大多分布于溫性草甸草原和溫性草原中。星翅蝗屬、戟紋蝗屬大多分布于荒漠草原類型中。圖1

圖1 草原常見(jiàn)種蝗蟲(chóng)在7種草地類型中的組成 Fig.1The composition of common grasshoppers inseven grassland typesingrassland

2.5 不同草地類型中常見(jiàn)種蝗蟲(chóng)群落相似性

研究表明，溫性荒漠草原類與溫性草原化荒漠類的相似性系數(shù)最大，為0.625，達(dá)到中等相似水平。溫性荒漠類與溫性荒漠草原類的相似性系數(shù)為0.5，也達(dá)到中等相似水平。草甸草原類與荒漠類的相似性均不高。表4

表4不同草地類型中常見(jiàn)種蝗蟲(chóng)群落Jaccard相似性系數(shù)

Tab.4 The Jaccard similarity coefficient of common grasshopper communities

indifferentgrasslandtypes

3討論

試驗(yàn)于2022～2023年間對(duì)第四師草原蝗蟲(chóng)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)55種蝗蟲(chóng)，隸屬于5科26屬。目前已發(fā)現(xiàn)的新疆蝗蟲(chóng)達(dá)171種8科65屬[23]，第四師的草原面積幾乎為兵團(tuán)草原面積的四分之一，第四師草原位于伊犁地區(qū)，常年牧草豐沛，雨量充足，為生物多樣性提供了有利條件。

陳永林等[18]對(duì)新疆不同地帶蝗蟲(chóng)種類及其分布特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)歸納，得出在荒漠與荒漠草原草地類型中痂蝗屬、斑翅蝗屬、波腿蝗屬、戟紋蝗屬、星翅蝗屬、戟紋蝗屬、米紋蝗屬為優(yōu)勢(shì)種。第四師草原中痂蝗屬、波腿蝗屬并不是常見(jiàn)種，其余結(jié)果均與前人相符。

4結(jié)論

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第四師草原蝗蟲(chóng)共發(fā)現(xiàn)55種，隸屬于5科26屬。優(yōu)勢(shì)種為狹條戟紋蝗，常見(jiàn)種共17種。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)均在戟紋蝗屬為最高值，其次是雛蝗屬。在7種草地類型中溫性草甸草原類、溫性草原類包含蝗蟲(chóng)種類較多。溫性荒漠草原類與溫性草原化荒漠類的相似性系數(shù)最大達(dá)到中等相似水平。

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Diversity and community structure characteristics of grassland grasshoppers

LIU Yuxian1，SHI Jianyin2，WANG Shaoshan1，HE Yuheng1，YUAN Guanzheng1 PU Xinyu1，ZHOU Chao1，LIU Changyue3

（1. Xinjiang Key Laboratory for Oasis Agricultural Pest Management and Plant Protection Resource Utilization /Agricultural Collge of Shihezi University，Shihezi Xinjiang 832OO3，China;2. Forestry and Grassland Work Station of XPCC，Urumqi 832104， China; 3. Forestry and Grassland Workstation of the Fourth Division of XPCC，Kokdala Xinjiang 8353120，China）

Abstract：【Objective】 In order to clarify the diversity and community composition of the grassland locust species of Xinjiang Production and Construction Corps and the locusts of diffrent grassand types.【Methods】 this experiment systematically investigated the grasshoppers in the grassland of the fourth division from 2022 to 2023 by field survey and standard sweep net.【Results】A total of 55 species of grasshoppers were identified， belonging to 5 families and 26 genera. The dominant species was Dociostaurus（Kazakia） brevicollis Eversmann，and there were 17 common species. The Shannon-Wiener diversity index and Pielou evenness index were the highest in Dociostaurus Fieber，followed by Chorthippus Fieber.【Conclusion】Among the seven grassland types，temperate meadow steppe and temperate steppe contain more locust species. The similarity coefficient between temperate desert steppe and temperate steppe desert reaches a medium level.

Key words：locust diversity ；diversity analysis；grassland type