周惠丽，尚素琴，汝 阳，张红勇

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070； 2.甘肃兴隆山国家级自然保护区管理局，甘肃 榆中 730117)

甘肃兴隆山国家级自然保护区粉蝶多样性研究

周惠丽1,2，尚素琴1，汝 阳1，张红勇2

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070； 2.甘肃兴隆山国家级自然保护区管理局，甘肃 榆中 730117)

在甘肃兴隆山国家级自然保护区，选取5个林场：(a)官滩沟林场，(b)麻家寺林场，(c)兴隆山林场，(d)马坡林场，(e)上庄林场做为样地，共采集粉蝶标本306号，对粉蝶科(Pieridae)昆虫进行了多样性研究。结果表明，所采粉蝶隶属于3亚科6属12种。其中豆粉蝶属(Colias)4种133只，云粉蝶属(Pontia) 1种28只，粉蝶属(Pieris) 3种66只，绢粉蝶属(Aporia) 1种4 只，钩粉蝶属(Gonepteryx) 2种74只，小粉蝶属(Leptidea) 1种1只。即豆粉蝶属的种类和数量均为最多、粉蝶属次之。小粉蝶属和绢粉蝶属均只有1种， 是该保护区的稀有属种。首次计算并分析了保护区5个林场中粉蝶科昆虫的多样性指数、物种丰富度、优势度指数、均匀度指数。不同林场之间各指数存在明显差异，说明生境的变化对粉蝶科昆虫乃至蝴蝶的多样性产生了明显的影响。

鳞翅目；粉蝶科；生物多样性；兴隆山国家级自然保护区；甘肃

蝶类为昆虫纲鳞翅目昆虫的统称，具有经济、生态、观赏、科研等多方面价值,是重要的传粉昆虫，在生态系统中具有极其重要的作用。

粉蝶科Pieridae隶属昆虫纲Insecta鳞翅目Lepidoptera凤蝶总科Papilionoidea，由Duponchel于1832～1835年建立，属于PierisSchrank，广泛分布于全世界。目前包括4亚科68属1334种，即蓝粉蝶亚科Pseudopontiinae(分布于非洲，仅1属2种)、袖粉蝶亚科Dismorphiinae(分布于欧洲、亚洲和美洲，包括7属112种)、粉蝶亚科Pierinae(全世界分布，49属979种)和黄粉蝶亚科Coliadinae(全世界分布，包括11属241种)。中国分布3亚科24属154种，仅占世界种类的12.8%，也从另外一个侧面反映了可能尚有部分地区或环境的种类未被深入研究。但中国种类中特有种54种，占全部种类的35.3%。甘肃省分布有粉蝶40多种，占全国种类的1/4多，其中特有种1种[1-10]。

粉蝶科昆虫的寄主主要包括十字花科、豆科、白花茶科、蔷薇科等植物，是蔬菜和果树上重要的害虫。随着经济的发展，环境破坏导致生物多样性丧失，给蝴蝶的生态环境造成很大影响，使部分种类濒临灭绝。

甘肃兴隆山国家级自然保护区位于甘肃省兰州市东南的榆中县境内，地处E 103°50′～104°10′，N 35°38′～35°58′，属祁连山的东延余脉。保护区内马衔山主峰海拔3 670.3 m，是黄土高原范围内唯一超过3 600 m的高峰。气候四季分明，年平均气温3～7℃，年降水量450～622 mm。保护区内动植物资源极为丰富，是中国黄土高原珍贵的动植物基因库之一。

项目组于2015年6～8月对甘肃兴隆山国家级自然保护区的5个林场：(a)官滩沟林场，(b)麻家寺林场，(c)兴隆山林场，(d)马坡林场，(e)上庄林场进行了蝴蝶标本的采集，并对所有粉蝶科昆虫进行了分类鉴定，首次计算并分析了5个林场粉蝶科昆虫的多样性指数、物种丰富度、优势度指数和均匀度指数，对于丰富甘肃和中国的粉蝶科乃至蝴蝶种类的生物多样性，以及后续深入开展甘肃蝴蝶研究奠定了基础，也为蝴蝶资源的可持续利用和保护生态平衡等提供了理论依据。

1 材料和方法

1.1 研究材料

新鲜标本采集于甘肃兴隆山国家级自然保护区，带回实验室制成干制标本。

1.2 标本采集及制作

常规网捕法，将采集的蝴蝶装在三角纸袋中，带回实验室进行展翅、针插，干燥后装盒，鉴定[1-8]。

1.3 数据分析方法[9-12]

1.3.1 多样性分析采用以下参数 ①多样性指数(H′)采用Shannon-Wiener公式:

H′=-Σpilnpi，pi=Ni/N

式中：pi是第i种的个体比例，Ni=第i种的个体数，N=全部物种的个体总数。

等级多样性指数为：H′(GS) =H′(G) +H′(S)

式中：H′(G)为属级多样性，H′(S)为种级多样性。

② 均匀度指数(J)采用Pielou：

J=H′/lnS

式中：J为均匀度，H′为Shannon-Wiener多样性指数，S为物种数。

③ 优势度指数(D)采用Berger-Parker：

D=Nmax/Nt

式中：Nmax为优势种的种群数量，Nt为全部物种的种群数量。

④ 物种丰富度(R)采用Margalef：

R=(S-1)/lnN

式中，S为物种数，N为个体数。

1.3.2 物种相似性指标 物种相似性系数(I)用Jaccard的相似性系数：

I=c/(a+b-c)

式中：a为A林场物种数，b为B林场物种数，c为A，B两林场共有的物种数。根据Jaccard的相似性系数原理，当I为0～0.25时，为极不相似；I为0.25～0.50时，为中等不相似；I为0.50～0.75时，为中等相似；I为0.75～1.00时，为极相似。

2 结果与分析

2.1 保护区粉蝶科昆虫的组成

调查共采集粉蝶标本306号，经鉴定隶属于3亚科6属12种。其中豆粉蝶属4种，云粉蝶属1种，粉蝶属3种，绢粉蝶属1种，钩粉蝶属2种，小粉蝶属1种。

可以看出，粉蝶属和豆粉蝶属的种类最多。粉蝶属66号，占总标本数的21.57%，其中，粉蝶亚属1种20号，占该属的30.3%，菜粉蝶亚属2种46号，占该属的69.7%；云粉蝶属1种28号，占总标本数的9.15%；豆粉蝶属4种133号，占总标本数的43.46%，其中黎明豆粉蝶的数量最多，占本属86.47%，为优势种，其次，斑缘豆粉蝶14号，占本属的10.51%，橙黄豆粉蝶与西梵豆粉蝶各2号，均占本属的1.5%；钩粉蝶属74号，占总标本数的24.18%，其中钩粉蝶25号，占该属的33.78%，尖钩粉蝶49号，占该属的66.22%。绢粉蝶属1种4号，占总标本数的1.31%；小粉蝶属1种仅1号，占总标本数的0.33%，为稀有种；另外，5个林区的粉蝶数量依次为d>b>c>a>e中，其中，d的数量最多，为28.76%，e的最少，为11.44%(表1)。

2.2 保护区粉蝶科昆虫的多样性

兴隆山国家级自然保护区粉蝶科昆虫的多样性指数从属级来看，粉蝶属最高，从大到小为粉蝶属>钩粉蝶属>豆粉蝶属>小粉蝶属=云粉蝶属=绢粉蝶属(表2)。均匀度指数依次为钩粉蝶属>粉蝶属>豆粉蝶属>小粉蝶属=云粉蝶属=绢粉蝶属。优势度指数依次为粉蝶属<钩粉蝶属<豆粉蝶属<云粉蝶属=小粉蝶属=绢粉蝶属。物种丰富度依次是粉蝶属>豆粉蝶属>钩粉蝶属>云粉蝶属=小粉蝶属=绢粉蝶属，其中，小粉蝶属、云粉蝶属和绢粉蝶属均只采集到1种，是保护区粉蝶科的稀有种类，需通过保护生态环境来保护其物种多样性。

表2 粉蝶科的种群数量特征

Table 2 Quantity indexes of Pieridae from Xinglong Mountain national nature reserve

属名种数个数多样性指数H′(S)均匀度指数(J)优势度指数(D)物种丰富度指数(R)粉蝶属3660．738060．6718110．666670．477366绢粉蝶属140010钩粉蝶属2740．63960．92270．66220．3001豆粉蝶属41330．48890．35270．86470．6135小粉蝶属110010云粉蝶属1280010

2.3 不同林场粉蝶科昆虫的多样性

5个林场粉蝶科昆虫的多样性指数。林场a的属级多样性最高，为1.144 5，林场c的种级和总的生物多样性最高，分别为1.701 6和2.824 4，属级多样性仅次于林场b，为1.122 8，林场e的属级和总的多样性最低，分别为0.803 1和2.176 7，林场a的种级多样性最低，为1.326 4。均匀度指数依次为c> d>e>a>b，优势度指数依次为cc>e>d>a(表3)。

2.4 不同林场粉蝶均有分布的特点

不同林场粉蝶科昆虫均有分布，5个林场均分布有粉蝶2属3种(表4)。

表3 不同林场粉蝶科昆虫的多样性指数

Table 3 Diversity index of Pieridae in different forestry station

生境属数种数个体数多样性指数H′(G)H′(S)H′(GS)均匀度指数(J)优势度指数(D)物种丰富度指数(R)a45421．14451．32642．47090．82410．52381．0702b59811．12391．67582．79970．76270．40741．8205c48601．12281．70162．82441．05730．31671．7097d36880．99371．38342．37710．85960．50001．1167e36350．80311．37362．17670．85350．40001．4063

2.5 不同林场粉蝶分布的相似性

不同林场粉蝶科昆虫分布的相似性系数，林场b和c的物种相似性系数为0.888 9，在0.75～1.0，为高度相似。林场d和b,，林场e和b，林场d和c，林场e和c，林场e和d的物种相似性系数都在0.50～0.75，为中等相似。其余的在0.25～0.50，为中等不相似。其中林场a和d,e的物种相似性最低，仅为0.375 0(表5)，这主要是林场之间蝴蝶种类数量差距较大造成的。其次，可能也与生境间植被组成不同及空间距离较远有关。

表4 5个林场共有的粉蝶组成

Table 4 Composition of shared butterfly Pieridae in all 5 forestry station

属种粉蝶属菜粉蝶、欧洲粉蝶豆粉蝶属黎明豆粉蝶

表5 不同林场中相同粉蝶种数(对角线上)及相似性系数(对角线下)

3 小结

甘肃兴隆山国家自然保护区是甘肃中部半干旱黄土高原上的绿岛，是我国西部黄土高原上具有代表性的森林生态系统，其独特的地理位置和巨大的生态功能对贫瘠半干旱的西北地域环境起着十分重要的气候调解和水源涵养作用，保护区自然生境优越，植物区系多样，有乔木、灌木、草本，年降水量丰沛，孕育着丰富的动植物资源。其特殊的生境也给蝶类的生存与繁衍提供了良好的场所，蝶类的物种多样性同时也是反映保护区环境的重要指标之一，所以需要当地相关部门加强对该生态系统的保护，杜绝人为破坏，蝶类的多样性才会得到相应的保护，为标本补充提供资源。

另外，此次只对保护区粉蝶科昆虫的多样性进行了初步研究，但要准确地评价生境对保护区内蝶类分布的影响，需要进一步全面分析全部蝶类的多样性情况，这将是下一步重点研究的内容。

致谢：此次研究的标本采集得到甘肃兴隆山国家级自然保护区的领导及员工的大力支持和协助，在此谨表诚挚谢意！

[1] 周尧.中国蝶类志(上、下册)[M]．郑州：河南科学技术出版社，1994．

[2] 周尧.中国蝴蝶原色图鉴[M].郑州:河南科技出版社，1999．

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Study on butterfly family Pieridae in national nature Reserve of Xinglong Mountain in Gansu Province

ZHOU Hui-li1,2,SHANG Su-qin1,RU Yang1,ZHANG Hong-yong2

(1.CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China；2.AdministrationofXinglongMountainNationalNatureReserveinGansuProvince,Lanzhou,730117，China)

The paper reports the diversity of Pieridae in National Nature Reserve of Xinglong Mountain in Gansu Province based on the specimens in five sample sites,involving Guantangou(a),Majiasi(b),Xinglongshan(c),Mapo(d),Shangzhuang(e).We collected 306 butterfly specimens and identified them belong to 12 species in 5 genera in 3 sub-family.Among these specimens,133 specimens of 4 species belong toColias,28 specimens of 1 species belong toPontia,70 specimens of 4 species belong toPieris,4 specimens of 1 species belong toAporia,74 specimens of 2 species belong toGonepteryx,and only 1 specimen of 1 species belong toLeptidea.Coliasgenus had the most species and numbers,Pierisgenus took the second place,andLeptideaandAporiagenus had only one specimen,which was considered as the rare species.We also calculated the diversity index,the specific richness,the dominance index,the evenness index of these butterflies in five sampling sites and found these indexes had significant difference among 5 sites,which indicated that the difference of habitat infulenced the biodiversity of these butterflies.

Lepidoptera;Pieridae;biodiversity;Xinglong Montain national nature reserve;Gansu Province

2016-03-11；

2016-04-12

国家自然基金(31260522)；草业生态系统教育部重点实验室(甘肃农业大学)开放课题(CYZS-2011019)资助

周慧丽(1987-)，女，甘肃榆中人，硕士研究生。 E-mail：316433998@qq.com 尚素琴为通讯作者。

Q 968

A

1009-5500(2016)06-0045-05