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白河林业局森林昆虫群落多样性1)

2018-03-27曹丽娟赵红蕊杜祥林

东北林业大学学报 2018年3期
关键词:白河林业局昆虫

曹丽娟 赵红蕊 杜祥林

(北华大学,吉林,132013) (安图县森林经营局)

昆虫群落是生态系统中的组成部分,对于物质转化、能量流动和信息传输具有重要作用。研究昆虫群落结构多样性既可以了解群落的复杂性,又可以揭示昆虫群落自动平衡调节能力和预测某种害虫种群暴发成灾[1]。长期以来,国内外的很多学者都把昆虫群落多样性的研究与区域性昆虫群落组成、昆虫种群监测、害虫防治以及濒危物种的保护和有益种类的利用等生产实践相联系起来,在探讨生物多样性的理论意义和实践应用方面,取得了多项重大科研成果[2-6]。尽管国内外昆虫群落多样性的相关研究较多,但关于白河林业局昆虫群落多样性的研究却鲜有报道。因此,结合国家林业局在全国开展的林业有害生物普查工作,对白河林业局森林昆虫群落多样性组成进行详细调查,可以掌握白河林业局昆虫资源的本底组成和群落多样性情况以及昆虫群落的季节动态,明确该地区主要森林害虫的种类、危害类型和危害方式,为森林害虫的预测预报、种群监测和防治方法提供科学的基础数据和参考资料。

1 研究区概况

研究区为白河林业局,隶属于吉林省延边朝鲜族自治州长白山林业集团,位于延边朝鲜族自治州安图县南部(127°53′~128°34′E,42°1′~42°48′N),面积19.05万hm2,整个区域呈由东南向西北走向的狭长条形,全局共有10个林场[7]。该地区地形、地貌类型复杂多样,气候为温带大陆性季风气候,春季多风干燥,夏季多雨湿热,温热和寒冷同季;土壤主要为山地暗棕壤土和棕色针叶林土,低洼地带还有沼泽土和草甸土;植被为针阔混交林植被带,属于长白山植物区系;森林资源丰富多样[8]。

2 研究方法

2.1 野外调查

野外调查采用踏查和标准地详细调查相结合的方法。

在踏查之前,首先咨询相关的技术人员,查阅森林有害生物发生档案,初步了解该区域林业有害生物的种类、分布和发生情况,为野外调查路线做好必要的准备。

(1)踏查。以白河林业局10个林场为踏查对象,每个林场选择有代表性的路线(一般沿着林间小道或林班线),沿着选定的调查路线,边走边观测调查。踏查所发现的森林昆虫填入记录表。

(2)标准地调查。在踏查的基础上,每块标准地随机选取100株林木进行详细调查森林虫害发生情况。

采集方法主要采取白天大规模网捕和夜晚灯光诱集的方法。将捕获到的昆虫标本放入毒瓶,编号记载。对白天捕网法和夜晚灯诱法采集到的昆虫标本进行分类处理,统计记录并整理昆虫的种类和数量。对于部分不能当场识别的昆虫标本带回实验室,进行室内详细分类。

2.2 室内鉴定

对外业工作中所采集的标本制作与整理后,根据野外记录采集签进行归类记录,收集相关鉴定资料,对照相关鉴定工具书进行鉴定[9-11]。

2.3 数据分析

优势种分析:个体数接近于总个体数的10%即为优势种。

3 结果与分析

3.1 白河林业局森林昆虫群落结构

3.1.1 群落组成

通过调查,共获得昆虫标本1 633头,隶属于10目93科289属327种,详见表1。

不同目的科数组成:由表1可知,鞘翅目昆虫所包含的科数量最多,占25.81%,其次是鳞翅目昆虫所包含的科数量,占总科数量的22.58%,然后依次是半翅目昆虫(15.05%)、膜翅目(10.75%)、直翅目(9.68%)、双翅目(6.45%)、脉翅目(3.23%)、蜻蜓目(3.23%)、蜚蠊目(2.15%)、毛翅目(1.08%)。

不同目的属数和物种数组成:由表1可以看出,白河林业局昆虫群落不同目的属数量和物种数量表现出相一致的水平,在属数量和物种数量水平上,由大到小均是鳞翅目、鞘翅目、半翅目、膜翅目、双翅目、蜻蜓目、毛翅目、蜚蠊目。

不同目的个体数组成差异:白河林业局昆虫群落个体数量在鳞翅目、鞘翅目、半翅目中占有明显优势,其中鳞翅目(37.35%)、鞘翅目(31.41%)、半翅目(20.51%)的个体数量占总个体数量的89.28%,是明显的优势类群,其余各目的个体数量均小于总数量的5%。

表1 白河林业局森林昆虫群落组成

3.1.2 优势类群

优势科:白河林业局昆虫群落共有93个科,其中,优势科主要有7个,即:鳞翅目的蛱蝶科、夜蛾科、天蛾科、尺蛾科;鞘翅目的天牛科、叶甲科;半翅目的蝽科。

优势种:白河林业局昆虫群落共有327种,其中优势种主要有半翅目球蚜科的落叶松球蚜(AdelgeslaricisVal.),蝽科的赤条蝽(Graphosomarubrolineata(Westwood))、弯角蝽(LeliadecempunctataMotschulsky)、金绿真蝽(Pentatomametallifera(Motshulsky))、日本真蝽(PentatomajaponicaDistant),叶蝉科的大青叶蝉(Cicadellaviridis(linnaeus));鞘翅目象甲科的柞栎象(Curculiodentipes(Roelofs)),瓢虫科的异色瓢虫(Harmoniaaxyridis(Pallas)),花金龟科的小青花金龟(Oxycetoniajucunda(Faldermann)),叶甲科的榆紫叶甲(AmbrostomaquadriimpressumMotschlsky)、杨叶甲(ChrysomelapopuliLinnaeus),天牛科的双簇污天牛(Moechotypadiphysis(Pascoe))、麻竖毛天牛(Thyestillagebleri(Faldermann));鳞翅目粉蝶科的山楂绢粉蝶(Aporiacrataegi(Linnaeus)),尺蛾科的女贞尺蛾(NaxaseriariaMotschulsky),天蛾科的黄脉天蛾(AmorphaamurensisStaudinger)。

3.2 白河林业局昆虫的属种多度

以优势目(鳞翅目、鞘翅目、半翅目)的昆虫物种组成为例,探讨白河林业局昆虫组成的属种多度。

3.2.1 鞘翅目昆虫物种组成特点

白河林业局森林中鞘翅目昆虫有24科85属101种(表2)。各科的属级组成数量由高到低依次为:天牛科(20属23种)、叶甲科(9属10种)、象甲科(8属9种)、瓢虫科(8属9种)、步甲科(5属9种)、花金龟科(4属6种)、丽金龟科(4属5种)、葬甲科(4属5种)、花萤科(3属3种)、吉丁虫科(3属3种)、卷叶象科(2属3种)、拟叩甲科(2属2种)、隐翅虫科(2属2种)、小蠹科(1属2种),其余各科均为单属单种。

表2 白河林业局森林昆虫群落鞘翅目昆虫物种组成

表3表示鞘翅目中属和种的不同数量等级所占的比例。通过属种数量在各科中的分布可以看出,白河林业局森林昆虫鞘翅目群落的结构主要以寡属和寡种组成属种多度,其中单属单种所占比例最高,类群小而多,构成了比较稳定的群落结构,因为以科为分类阶元的生物群体,它们之间的亲缘关系比较接近,所以会有相似的生物学特性,在能量消耗上,也有基本相似的方式。类群越小,越有利于对能量的充分利用,这样可以有效分摊环境资源。能量是生命系统的动力,它的流动和动态,影响系统的结构和功能,因此,在一个生物群落当中,如果组成科的单位多,能量流动的途径就会多,能量流动之间的干扰就会比较容易得到补偿,那么这样的群落,它的稳定性就会比较高。

从个体数量上看(表2),天牛科的个体数最多,占23.39%,其次是叶甲科,占16.69%,然后依次为瓢虫科占12.67%,象甲科占10.72%,花金龟科占9.16%,步甲科占5.26%,其余各科的个体数量均小于5%。

在鞘翅目昆虫中,天牛科昆虫多数为蛀干害虫,叶甲科多啃食植物叶片,捕获的瓢虫科大多是肉食性,少数为植食性,象甲科多危害根、叶、果,步甲科多数是捕食性昆虫。出现上述统计数据,分析其原因有以下几种:

(1)可能由于长期适应,天牛科、叶甲科、瓢虫科昆虫已与周围环境形成了较为牢固的食物链系统,所以昆虫数量较多。

(2)天牛科昆虫多数个体中、大型,体较粗壮,鞘翅常具斑纹,辨识率较高,容易被捕捉到。

(3)叶甲科昆虫,成虫和幼虫均为植食性,白河林业局植被丰富,该科昆虫取食量丰富,适宜大量生存,也可能是其被捕数量较多的原因。

(4)其他科物种数和个体数较少,可能是捕捉昆虫时天气情况较潮湿,影响某些昆虫的活动,导致其种类在数量上有较大差距。

3.2.2 鳞翅目昆虫物种组成特点

白河林业局鳞翅目昆虫调查有21科106属123种。其中,无论在属级阶元还是种级阶元上,均是蛱蝶科所占比例最高,各占16.04%和21.14%,其次为夜蛾科昆虫,属、种各占15.09%和14.63%,然后是天蛾科昆虫,属、种各占13.21%和12.20%,以后依次为尺蛾科(属占9.43%,种占9.76%)、舟蛾科(属占6.60%,种占5.69%)、粉蝶科(属占5.66%。种占5.69%),其余各科属种所占比例均小于5%。从个体数量上看,捕获数量由高到低的顺序依次为:蛱蝶科(22.46%)、粉蝶科(13.44%)、天蛾科(12.95%)、尺蛾科(12.46%)、夜蛾科(9.67%),其他各科的个体数量均小于5%(表4)。

表3 鞘翅目各科中属(种)的数量分布

表4 白河林业局森林昆虫群落鳞翅目昆虫物种组成

把各科所包含的属种数量分成若干等级(表5)。从表5可以看出,鳞翅目中是寡种寡属以及单种单属所占比例较多。在白河林业局鳞翅目昆虫中,除了部分林业害虫外,还有传粉昆虫,如橙灰蝶(LycaenadisparHauorth)等;观赏昆虫绿带翠凤蝶(PapiliomaackiiMénétriès)、丝带凤蝶(SericinusmontelusGray)、冰清绢蝶(ParnassiusglacialisButler)等。其中冰清绢蝶和丝带凤蝶都是我国非常珍贵的蝶种,应加强保护。

表5 鳞翅目各科中属的数量分布

3.2.3 半翅目昆虫物种组成特点

白河林业局半翅目昆虫调查有14科36属38种。各科的属级组成数量最多的是蝽科(11属13种),其次是缘蝽科(6属6种),再次是猎蝽科(3属3种)、长蝽科(3属3种),然后是球蚜科、同蝽科、叶蝉科,分别是2属2种,其余各科均是单属单种(表6)。

表6 白河林业局森林昆虫群落半翅目昆虫物种组成

半翅目昆虫中单属单种以及寡种属所占比例最高,其所占的比例为所有科的85.71%(表7)。在个体数量中,蝽科、球蚜科、叶蝉科和缘蝽科所占比例最多,占总个体数量的84.79%,是半翅目中的优势类群(表6)。

表7 半翅目各科中属(种)的数量分布

3.3 白河林业局森林昆虫群落的季节动态

昆虫群落的季节动态变化是昆虫与环境因子及寄主植物物候上的相适应,在物种组成和个体数量上随时间变化而出现更迭和升降的规律。昆虫群落的变化,在不同季节,物种组成会有差异,同时种群数量升高或下降也会随着时间的变化而变化,并与周围环境表现出相应的规律。依据昆虫群落季节动态上的变化,可以指导林业工作者采取有效措施在适合的时机对该地区的森林昆虫进行防治或者保护。

3.3.1 森林昆虫群落季节多样性

由表8可以看出,白河林业局森林昆虫群落在7月个体数、物种丰富度和等级多样性指数均达到最大值,分别为549、188和11.159 5,其次是8月,个体数、丰富度和等级多样性指数比7月略低一点,几乎达到相接近的水平,分别为531、169、10.169 7;接着依次为6月(个体数384,丰富度112,等级多样性9.158 0)、5月(个体数136,丰富度56,等级多样性7.229 2)、9月(个体数33,丰富度6,等级多样性5.226 1)。均匀度指数在8月达到最大值。从全年波动数据来看,白河林业局森林昆虫群落等级多样性指数HFGS达到9.998 2,均匀度指数达1.947 8,表明白河林业局森林生态环境良好,森林昆虫群落复杂程度较高,结构较为稳定。白河林业局森林昆虫群落物种数量和个体数量的变化规律基本一致,7—8月物种数量和个体数量最多,这与气候因素、营养因素以及大多数昆虫的种群繁衍盛期有密切关系。

表8 白河林业局森林昆虫群落的丰富度、等级多样性指数和均匀度

注:HF.科级多样性指数;HG.属级多样性指数;HS.种级多样性指数;HFGS.等级多样性指数。

3.3.2不同月份森林昆虫群落的优势种类

从表9可以看出,白河林业局森林昆虫不同月份的优势种差异较大,5月份的优势种有榆紫叶甲和山楂绢粉蝶,优势度分别为0.13和0.16;6月份的优势种有落叶松球蚜(0.12)、大青叶蝉(0.07)、小青花金龟(0.16)、杨叶甲(0.12)和山楂绢粉蝶(0.08);7月份的优势种有落叶松球蚜(0.08)、赤条蝽(0.15)、弯角蝽(0.07)、金绿真蝽(0.12)、日本真蝽(0.06)、大青叶蝉(0.11)、小青花金龟(0.12)、杨叶甲(0.11)、麻竖毛天牛(0.09)和女贞尺蛾(0.21);8月份的有优势种有落叶松球蚜(0.06)、金绿真蝽(0.08)、柞栎象(0.06)、双簇污天牛(0.11)和黄脉天蛾(0.17);9月份的优势种有柞栎象(0.21)和异色瓢虫(0.35)。

表9 白河林业局不同月份森林昆虫优势种的优势度

注:“─”为优势度≤0.05。

由以上可知,落叶松球蚜为6、7、8月共有的优势种,5、6月共有的优势种是山楂绢粉蝶,6、7月共有的优势种有大青叶蝉、小青花金龟、杨叶甲,金绿真蝽为7、8月共有的优势种,8、9月共有的优势种是柞栎象。

4 结论与讨论

通过2015年3月—2016年8月对吉林省白河林业局森林昆虫进行调查,初步统计出该地区森林昆虫10目93科289属327种1 633头。明确在该地区鳞翅目、鞘翅目、半翅目为该局的优势目,并对这3个优势目的属种多度进行分析发现,白河林业局森林昆虫都是寡种寡属占优势,群落较为稳定。

白河林业局森林昆虫群落的优势科有7个,分别是鳞翅目的蛱蝶科、夜蛾科、天蛾科、尺蛾科;鞘翅目的天牛科、叶甲科;半翅目的蝽科;优势种有16个,分别是半翅目球蚜科的落叶松球蚜,蝽科的赤条蝽、弯角蝽、金绿真蝽、日本真蝽,叶蝉科的大青叶蝉;鞘翅目象甲科的柞栎象,瓢虫科的异色瓢虫,花金龟科的小青花金龟,叶甲科的榆紫叶甲、杨叶甲,天牛科的双簇污天牛、麻竖毛天牛;鳞翅目粉蝶科的山楂绢粉蝶,尺蛾科的女贞尺蛾,天蛾科的黄脉天蛾。

通过对白河林业局森林昆虫群落的季节动态研究进行分析发现,该地区森林昆虫群落在7月个体数、丰富度和等级多样性指数均达到最大值,8月比7月略低一点,几乎达到相接近的水平,其他月份由大到小为6月、5月、9月。均匀度指数在8月达到最大值,全年的等级多样性指数HFGS达到9.998 2,表明森林昆虫群落结构复杂程度较高。另外,白河林业局森林昆虫群落物种数量和个体数量的变化规律基本一致,7—8月物种数量和个体数量最多。

对不同月份森林昆虫群落的优势种类进行调查发现,白河林业局森林昆虫不同月份的优势种差异较大,落叶松球蚜为6、7、8月共有的优势种,5、6月共有的优势种是山楂绢粉蝶,6、7月共有的优势种有大青叶蝉、小青花金龟、杨叶甲,金绿真蝽为7、8月共有的优势种,8、9月共有的优势种是柞栎象。

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