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栓皮栎(Quercus variabilis BI.)和蒙古栎(Q. mongolica Fisch. ex Ledeb.)属壳斗科栎属植物,是中国北方温带落叶阔叶林的主要建群树种,其形成的相应生境也成为分布区域内昆虫多样性的保藏、繁衍与发展的主要场所[1-3]。以往我国在栎林昆虫方面的研究主要集中于重要害虫,如栓皮栎波尺蛾(Larerannis filipjevi Wehrli)、栎空腔瘿蜂(Trichagalma acutissimae Monzen)、栎粉舟蛾(Fentonia ocypete Bremer)、栗山天牛(Massicus raddei Blessiq)等生物学和防治技术等研究[4-9];以及不同区域害虫种类调查[10-12];但关于栎林生态系统内昆虫群落整体组成、多样性格局及变化规律研究极少,对生物灾害形成与制约的重要机制—生物多样性维系缺乏了解与认知,影响了整体生态系统的健康管理。
昆虫群落构成及多样性是森林生态系统结构与稳定性的重要表征,也是害虫种群发生与制约的重要条件,其变化受到多种因素的共同影响。白栎(Q. alba L.)年龄变化与昆虫多样性关系研究发现,白栎中植食性昆虫的丰富度、均匀度和群落结构受其森林年龄、森林结构、植物种类相对丰度和非生物条件的影响[13];在评估不同的栎属植物生境对直翅目昆虫群落多样性的影响时,发现其生境内植被的高度均匀性使其昆虫群落结构相似,多样性差异小[14];而栎属植物的遗传多样性明显使其生境内的昆虫多样性增加[15]。群落多样性不仅受寄主的影响,还受到环境中的其他生物因子和非生物因子影响。一种麦蛾科Pseudotelphusa sp.幼虫使白栎叶片黏连形成的遮蔽空间,增加了同样在白栎叶片上取食的其它昆虫多样性[16];栎属植物上的植食性昆虫类群与气候的潜在关系研究表明,与气候(温度、降水量)相比,昆虫群落与栎属植物物种相关性更强,气候因子的影响不显著[17]。
国内对栎林昆虫群落多样性尚无针对性研究,较多研究纳入在不同区域昆虫的多样性调查,如黑里河自然保护区(蒙古栎林林缘与其他林型)的昆虫群落多样性比较[18],山西历山国家级自然保护区中不同演化阶段林型(红桦木、辽东栎等)蛾类群落多样性研究[19],抚顺市龙岗山自然保护区内的步甲科昆虫类群抽样调查等[20],均未明确栎林生境昆虫组成与生物多样性差异及影响,尤其缺乏不同区域间差异比较。
鳞翅目蛾类成虫具有趋光特性,容易采集,常被作为可以评价整个生态系统结构稳定性的指示生物,是了解不同生态区昆虫多样性动态的重要手段[21-23]。本研究采用灯诱法调查我国北方两种主要天然栎林生态系统中蛾类群落结构组成及多样性,揭示其生境与时序变化特征,为未来蛾类生物多样性基础调查合理布局,及栎林蛾类害虫监测与控制提供依据。
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研究共采集蛾类2 521只,隶属21科293种(表1)。从科水平来看,夜蛾科和尺蛾科物种数及个体数明显多于其他科,占绝对优势,均为常见类群;而部分科的蛾类种类较少,为各地区的稀有类群,虎蛾科、网蛾科和鹿蛾科均仅在样地A中出现,且均为1种;凤蛾科和蚕蛾科仅在样地B栎中出现;羽蛾科和巢蛾科仅在样地C中出现。卷蛾科、枯叶蛾科、钩蛾科、凤蛾科、羽蛾科、蚕蛾科和巢蛾科在样地A中未见;虎蛾科、网蛾科、鹿蛾科、羽蛾科和巢蛾科在样地B中未见;刺蛾科、木蠹蛾科和大蚕蛾科在样地C中未见。
科 Family A B C G S N G S N G S N 夜蛾科 Noctuidae 19 22 56 10 12 32 44 52 365 尺蛾科 Geometridae 13 13 40 17 19 50 42 49 226 螟蛾科 Pyralididae 16 19 41 2 2 6 16 19 70 舟蛾科 Notodontidae 7 8 17 12 14 964 8 8 21 天蛾科 Sphingidae 12 13 37 9 10 36 5 6 16 灯蛾科 Arctiidae 6 7 14 3 3 7 3 4 235 毒蛾科 Lymantriidae 2 3 11 5 6 10 4 6 15 卷蛾科 Tortricidae - - - 1 1 1 8 8 19 刺蛾科 Limacodidae 5 6 23 2 3 3 - - - 枯叶蛾科 Lasiocampidae - - - 1 1 1 4 5 123 波纹蛾科 Thyatiridae 1 2 14 1 2 4 1 2 7 大蚕蛾科 Saturniidae 2 2 3 1 1 1 - - - 钩蛾科 Drepanidae - - - 1 1 1 1 1 8 木蠹蛾科 Cossidae 1 1 1 1 2 3 - - - 虎蛾科 Agaristidae 1 1 2 - - - - - - 鹿蛾科 Ctenuchidae 1 1 29 - - - - - - 凤蛾科 Epicopeiidae - - - 1 1 1 - - - 羽蛾科 Pterophoridae - - - - - - 1 1 2 网蛾科 Thyrididae 1 1 2 - - - - - - 蚕蛾科 Bombycidae - - - 1 1 1 - - - 巢蛾科 Yponomeutidae - - - - - - 1 1 3 总计 Total 87 99 290 68 79 1 121 138 162 1 110 注:G:属数;S:种数;N:个体数;“-”指在该生境内未采集到
Note: G: Genus number; S: Species number; N: Individual number; - no foundTable 1. Comparison of moth community composition in three plots
北京栓皮栎林采集鉴定14科87属99种,河北蒙古栎林16科68属79种,内蒙古蒙古栎林13科138属162种,不同样地共有种数量差异(表2):AB(24种)>BC(20种)>AC(10种)>ABC(4种),4个共有种分别是榆绿天蛾(Callambulyx tatarinovi Bremeret & Grey)、角顶尺蛾(Phthonandria emaria Bremer)、宽胫夜蛾(Protoschinia scutosa Schiffermüller)和尖锥额野螟(Loxostege verticalis Linnaeus)。
样地 Plot A B C A - 24 10 B 0.155 8 - 20 C 0.040 0 0.090 9 - Table 2. The number of common moth species in three plots (on the diagonal line) and similarity coefficient (under the diagonal line)
群落相似性分析结果表明(表2),3种生境的相似性系数均小于0.25,各生境间蛾类组成处于极不相似水平;北京栓皮栎林和河北蒙古栎林生境类型相似性相对较高,为0.155 8;北京栓皮栎林和内蒙古蒙古栎林的生境类型之间相似度最低,为0.04。
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北京栓皮栎林样地内的蛾类成虫各科的物种数量及个体数随月份变化如图1所示,6月采集鉴定7科21种;7月份10科68种;8月份共采集11科29种。蛾类昆虫群落结构组成特征在不同月份中存在差异,物种数及个体数量均在7月份达到最大。
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C样地按小时从8:00到次日凌晨5:00连续灯诱,诱集个体数量变化见图2,显示蛾类夜间不同时间段均可趋光飞行,但0:00—2:00间达到数量高峰。以小时计算的物种采集累积饱和曲线(图3)也表明,2:00以后的曲线趋向饱和,能够采集到新物种的几率降低。
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3个栎林生境内蛾类群落多样性特征分析结果表明,北京栓皮栎林和内蒙古蒙古栎林生境内的蛾类群落多样性指数均高于河北蒙古栎林生境。基于不同分类阶元的多样性分析结果表明(图4),无论在科级还是属种级水平,栓皮栎林的多样性指数和均匀度指数均高于蒙古栎林。3样地科级的Shannon多样性指数H、Simpson优势度指数D、Pielou均匀度指数J均与属、种各指数变化的一致,但Marglef丰富度指数R则显示出明显差异。在属种分析中表现最高的内蒙古蒙古栎林样地在科级丰富度指数却表现为最低,表明该区域种类较为集中在某些科。
Analysis of Moth Diversity in Oak Forests, Quercus variabilis and Q. mongolica in Northern China
- Received Date: 2021-12-06
- Accepted Date: 2022-03-25
- Available Online: 2022-12-20
Abstract: