金平马鞍底蝴蝶多样性与分布格局研究.pdf
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1、44(1):185-193.2024,引文格式:自然科学)王珂,杨宝顺,高静静平马鞍底蝴蝶多样性与分布格局研究 J.西南林业大学学报Jan.2024JOURNAL OF SOUTHWEST FORESTRYUNIVERSITY2024年1月Vol.44No.1大南西第44卷报业第1期学学林DOI:10.11929/j.swfu.202301010金平马鞍底蝴蝶多样性与分布格局研究王珂丁杨宝顺高静静查云川杨晓军(西南林业大学地理与生态旅游学院,云南昆明6 50 2 33)摘要:2 0 2 1年8 月至2 0 2 2 年8 月,在云南金平县马鞍底乡选择不同生境设置了2 1条样线开展蝶类物种的本底调
2、查,对捕获或者探测到的蝴蝶进行鉴定与分类,比较不同生境类型的蝴蝶的物种多样性,分析不同采样区域和生境类型的蝴蝶物种组成差异。结果表明:共记录到16 5种蝴蝶,隶属10科97 属,其中蝶科的属和种的数最多,为2 6 属37 种,分别占总属数的2 6.8%,总种数的22.4%;个体数量最多的物种是白袖箭环蝶,占总个体数的6 6.1%;不同生境中蝴蝶的丰富度、多样性指数、均匀度、Chao1指数及区系组成均存在差异。蝴蝶物种丰富度随着海拔的升高先上升,后下降,在10 0 0 17 0 0 m达到最高,呈现出中海拔高峰模式。物种替代,而非物种嵌套,是形成不同海拔梯度和生境类型间的蝴蝶物种组成差异的主要原
3、因。关键词:蝶类;区系分析;多样性;物种替代;生境中图分类号:P935.2文献标志码:A文章编号:2 0 95-1914(2 0 2 4)0 1-0 18 5-0 9Diversity and Distribution Pattern of Butterflies in Maandi Area ofJinping CountyWang Ke,Yang Baoshun,Gao Jingjing,Zha Yunchuan,Yang Xiaojun(College of Geography and Ecotourism,Southwest Forestry University,Kunming Yu
4、nnan 650233,China)Abstract:During August 2021 and August 2022,we set up 21 line transects in typical habitats to survey thebutterflies in Maandi Township,Jinping County,Yunnan Province.The captured or detected butterflies wereidentified and classified,the species diversity of butterflies in differen
5、t habitat types was compared,and the differ-ences in species composition of butterflies in different sampling areas and habitat types were analyzed.The find-ings revealed that a total of 165 species of butterflies were recorded,belonging to 10 families and 97 genera,among which Nymphalidae had the l
6、argest number of genera and species(26 genera and 37 species),accountingfor 26.8%of the total number of genera and 22.4%of the total number of species.Stichophthalma louisa had thehighest abundance,accounting for 66.1%of the total number of butterfly individuals we collected.The richness,diversity,e
7、venness,the Chaol index,and the composition of butterflies varied in different habitats.The total spe-cies richness showed a pattern of mid-elevation peaks,the species richness increased first and then decreased withthe increasing altitude,peaking between 1000 and 1700 meters.The species composition
8、 of butterflies in differ-ent habitats and altitudes was mainly a result of species substitution,rather than species nestedness.Key words:butterfly;faunal analysis;diversity;species substitution;habitat收稿日期:2 0 2 3-0 1-0 6;修回日期:2 0 2 3-0 5-14第1作者:王珂(1998 一),女,硕士研究生。研究方向:动物地理学。Email:。通信作者:杨晓军(196 5一)
9、,男,教授,博士。研究方向:动物生态学。Email:。186西南林业大学学报第44卷蝴蝶属于鳞翅目(Lepidoptera)昆虫,其种类、个体数量、生物量与基因数等在动物区系及生态系统中都具有重要作用,且与人类关系密切。它们对环境与气候的改变非常敏感,因而蝴蝶常作为环境指示生物 2-3,其区系特征也大致上可以代表当地昆虫区系的特点,并能基本衡量一个区域的生境质量及生物多样性的变化情况 4-5。不同地理种群的蝴蝶是生态环境的产物,除了种间竞争等生物因子,土壤类型、温湿度、海拔等非生物因子都会影响蝴蝶的生态地理分布 。因此,对物种的生态需求、环境因素的理解有利于研究物种的种群动态与分布模式 7 。
10、有研究表明不同海拔梯度物种的多样性与群落结构受气候与植被类型的影响强烈 8 。蝴蝶表现出显著的垂直空间分布格局 9。低海拔群落的物种较为丰富,随着海拔高度的增长,蝴蝶种类及数量均迅速减少,气温降低对物种的丰富度具有约束作用10-1。多样性由物种替换和物种丧失或获得两个组分决定 12 ,主要用于分析不同群落物种对环境变化的响应,可以在不同地点选择合适的尺度对群落的物种差异进行测量分析 13-14。多样性可以为研究群落构建以及揭示群落形成机制提供新思路,因此被广泛应用于物种格局的研究 15。云南省南部边缘属于热带季雨林气候,植物类型多样,蝴蝶物种十分丰富,近年来有不少相关研究 16-17。马鞍底地
11、区地形地貌破碎化程度高,小地形小气候类型复杂多样,使该地区蝴蝶具有间断和孤立分布的特点以及物种分化和相互渗透的特点18 。关于马鞍底地区的蝴蝶调查,自韩联宪 19 于2 0 0 9年报道马鞍底丰富的蝶类资源和良好的生态环境后,引起了云南省各级政府和部门的广泛重视。刘家柱等 2 0 发现了中国蝴蝶新记录云南矩环蝶马鞍底亚种(Enispecycnusmandenis),说明该地区的蝴蝶种类调查并不完全,还可能存在空缺。高静静 2 1 对马鞍底地区蝴蝶区系的垂直分异进行了研究;朱恩骄等 2 2 揭示了该地区的蝴蝶多样性存在明显的年际间差异然而,该地区蝴蝶物种的多样性和嵌套分布格局尚未有研究,不利于理
12、解当地蝴蝶的群落组成和栖息地保护。因此,我们将回答以下科学问题:当地蝴蝶物种多样性的主导因素是否为周转过程,不同生境类型的蝴蝶多样性随海拔梯度升高是否产生差异,马鞍底蝴蝶群落是否存在嵌套格局。基于以上问题,本次调查可为当地蝴蝶资源的保护提供科学依据1研究区域概况马鞍底乡地处云南省金平县东部,位于1022410300E,2 2 35 2 2 48 N,面积284.7km。该区属哀牢山南段,红河右岸,最低海拔10 5m,位于元江(红河)与龙脖河的交汇口,最高海拔30 12 m,位于西部的五台山山顶,海拔高差达2 90 7 m。总的地势为西高东低,区域地质构造变化剧烈,总体为构造侵蚀中山和河谷地貌。
13、受地形、地貌的影响,沟谷地区炎热,中山地区温暖,高山地区温?;植被垂直带谱可划分为热带季节性雨林(90 0 m以下)、热带山地雨林(90 0 150 0 m)、季风常绿阔叶林(150 0 2300m)、苔藓常绿阔叶林(2 30 0 2 7 0 0 m)、山顶苔藓矮林(2 7 0 0 m以上)5种。区域内降水充沛,年降雨量在12 50 18 0 0 mm之间,河谷地区年降雨量在12 50 mm左右,中山区则可达到2000mm(分水岭区),旱雨季分明,植被垂直分带现象明显 2 12研究方法2.1调查方法于2 0 2 1年8 月至2 0 2 2 年8 月,根据马鞍底地区的植被类型(生境类型),在不同
14、海拔高度,沿公路、乡间道路、田、林间小道等通达性较好的地区,选择沙坝、拉灯河电站、四台山电站、马鹿塘、地西北、马场、野猪冲、薄竹冲、拉登瀑布、干巴乡、鸡窝寨、普家寨、营盘山、牛场坪、标水岩、坪寨、上中梁、牛厂坡、红岩上寨、坪河、五台山2 1个固定采样点(表1),以采样点中心为起点,向四周辐射状伸展,每个样点每月调查1次,沿长度不低于10 0 0 m的样线以11.5km/h的速度匀速前行,对沿途所遇蝴蝶进行网捕,对采集到的蝴蝶采用反翅压法将其做成标本进行编号、拍照并记录采集地点、植被类型、海拔、日期、时间、温度和湿度等。观测时间一般在晴天的9:0 0 一17:0 0 进行。187第1期珂等:金平
15、马鞍底蝴蝶多样性与分布格局研究表1马鞍底蝴蝶调查采样点分布Table 1Distribution of the sampling plots for the butterflysurvey in Maandi Township样地海拔/m植被带经纬度沙坝279热带季节性雨林103.59E,22.75N拉灯河电站357热带季节性雨林103.50E,22.82N四台山电站511热带季节性雨林103.48E,22.82N马鹿塘517热带季节性雨林103.57E,22.73N地西北635热带季节性雨林103.55E,22.70N马场752热带季节性雨林103.56E,22.78N野猪冲819热带季节性
16、雨林103.50E,22.80N薄竹冲859热带季节性雨林103.51E,22.79N拉登瀑布961热带山地雨林103.49E,22.78N干巴乡1154热带山地雨林103.55E,22.73N鸡窝寨1245热带山地雨林103.56E,22.66N普家寨1287热带山地雨林103.50E,22.77N营盘山1341热带山地雨林103.54E,22.72N牛场坪1352热带山地雨林103.53E,22.78N标水岩1375热带山地雨林103.51E,22.74N坪寨1388热带山地雨林103.48E,22.77N上中梁1394热带山地雨林103.50E,22.67N牛厂坡1466热带山地雨林10
17、3.47E,22.80N红岩上寨1590季风常绿阔叶林103.55E,22.63N坪河1717季风常绿阔叶林103.47E,22.71N五台山2560苔藓常绿阔叶林、103.45E,22.75N山顶苔藓矮林2.2物种鉴定捕获或者探测到的蝴蝶种类主要参考中国蝴蝶图鉴 2 3 中国蝶类志 2 4 中国灰蝶志【2 5和中国蝴蝶分类与鉴定 2 6 进行鉴定与分类,制作好的蝴蝶标本全部保存于马鞍底蝴蝶博物馆,以便于研究和溯源2.3数据分析在数据分析之前,先评估抽样充分性,利用R软件(R.3.6.1)iNEXT 包绘制物种稀疏曲线和外推曲线。稀疏曲线越平缓,抽样越充分 2 7 。根据Imboma等 2 8
18、 的方法,每个物种的多度数据为单个采样点上记录到的蝴蝶个体总数。为比较不同生境类型的蝴蝶物种多样性,采用物种丰富度、香农威纳多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J)、Ch a o 1指数(Schao1)来度量蝴蝶的物种多样性,其计算过程在R软件(R.3.6.1)v e g a n 包和SpadeR包 2 9 中完成。各指数计算公式如下:H=-ZSP,xInP(1)=1J=H/lnS(2)S cal=S+n;(ni-1)/2(n2+1)(3)式中:P,为物种i的个体数量占总个体数的比例,S为观察到的蝴蝶物种数。Chaol指数是物种总数的衡量标准之一,Chaol指数越大,表明物种总数越多。n
19、i是仅抓捕到1只个体的物种数量,n2是仅抓捕到2 只个体的物种数量。物种优势度利用Berger-Parker指数计算 30 ,公式如下:d=N/N(4)式中:N,为物种i个体数量,N为全部物种的总个体数量,d0.05为优势种。在分析不同采样区域和生境类型的蝴蝶物种组成差异时,将同一生境类型的蝴蝶物种进行合并,视为一个整体。利用R软件(3.6.1)betapart包计算多位点相异性Sorensen指数,包括总体多样性(soR)及空间周转(sIM)和嵌套(sEN)组分 31,其公式的详细解答参考斯幸峰等的注释 32 。采用ratio来判断总体多样性的主导成分,公式如下:ratio=sEN/sOR(
20、5)ratio0.5表示总体多样性由嵌套过程主导 3。多样性周转和嵌套组分均能反映不同的物种分布和保护模式,如果嵌套组分占优势,那么物种丰富度较高的区域具有较高的保护等级;反之,则表示所有研究的区域对多样性的贡献度相似 34-35 采用NODF方法来度量蝴蝶的嵌套格局 36 ,对整个矩阵进行嵌套分析,观测矩阵与模拟矩阵均进行10 0 0 次迭代。以Z值来判断物种是否存在嵌套格局分布,嵌套格局分析在nodf2.0软件中完成 36 。Z2,表示存在嵌套分布;Z-2,表示为反嵌套分布 37-38 。海拔梯度物种丰富度和海拔的关系采用局部加权回归模型分析,多样性分析采用0/1数据分析,采用Sorens
21、en距离分析其相异性;应用Bray-curtis聚类分析不同海拔区间物种组成相似性188西南林业大学学报第44卷3结果与分析3.1蝴蝶物种组成本次调查共记录10 科97 属16 5种蝴蝶,蝴蝶物种丰富度随着个体数的增加而逐渐趋于平缓(图1a),样本覆盖度大于0.9(图1b),表明对该地区的蝴蝶抽样较为充分。蝶科蝴蝶物种最多,占总种数的2 2.42%。珍蝶科仅1种,占总种数的0.6 1%。个体数量最多的物种是白袖箭环蝶(Stichophthalmalouisa),占采集总数的6 6.14%;个体数量最少的是无趾弄蝶(Hasoraanura)、绿伞弄蝶(Bibasisstriata)等6 1种蝴蝶
22、各采到1只,占采集总数的0.0 2%。该地区蝴蝶的优势物种为白袖箭环蝶、箭环蝶(Stichophthalmahowqua)、波蚬蝶(Zemerosflegyas)等。从物种的珍稀濒危等级来看,金裳凤蝶(Troidesaea-cus)为国家二级重点保护野生动物,丽蝶(Pa r t h e n o s s y l v i a)为云南省蝶。1.02001500.81000.6一稀疏曲线50外推曲线002.50050007.50010.0001250002.5005000750010.00012500个体数量个体数量a.蝴蝶物种稀疏曲线和外推曲线估计b.蝴蝶物种样本覆盖度估计图1蝴蝶物种稀疏曲线和外推
23、曲线Fig.1Sparse and extrapolation curves for butterfly species3.2蝴蝶的区系分析云南省在中国动物地理区划中属于东洋界西南区和华南区,而马鞍底地区则属于华南区 39。通过对附录1蝴蝶种类的跨区类型的整理,马鞍底的蝴蝶共有19种分布型。其中,所有蝴蝶种类中,属于华南区的种类达16 5种,占此次调查所获蝴蝶种数的10 0%;华中区的种类12 9种,占比7 7.91%;西南区的种类12 0 种,占比7 2.39%;青藏区的种类46 种,占比2 6.99%;华北区的种类36 种,占比2 0.8 6%;东北区的种类2 1种,占比11.6 6%;蒙
24、新区的种类11种,占比5.52%。表明马鞍底的蝴蝶区系以东洋界成分为主,同时也存在古北界的成分。在19种分布型中:同时属于3个区系的西南一华南一华中分布型物种最多,为43种,占比26.06%;同时属于华中一华南区系的物种有24种,占比14.55%;同时属于华南一西南一华中一青藏4个区系的物种有2 1种,占比12.7 3%。表明马鞍底蝴蝶的结构组成较为复杂,具有多种不同区系间共有种的特点,分布型为华南一青藏、华南一华北一青藏、华南一华中一青藏、华南一西南一华中一蒙新、华南一西南一华中一东北、华南一西南一华中青藏一东北、华南一西南一华中一东北一蒙新的蝴蝶各有1种。3.3海拔梯度上蝴蝶组成多样性分解
25、局部加权回归模型分析表明,物种丰富度随着海拔的升高,先上升,后下降(图2 a)。物种丰富度在海拔10 0 0 17 0 0 m达到最高,此模式符合中域效应,即物种丰富度在中海拔区域会出现峰值,低海拔和高海拔的物种丰富度都较低海拔梯度上的多样性分析结果表明,周转组分大于嵌套组分,说明海拔梯度上的蝴蝶多样性主要以物种替代为主(图2 b)。采用Bray-curtis聚类分析不同海拔区间物种组成相似性,通过聚类分析可知,140 0 m海拔以上的物种独立为一枝,2 0 0 140 0 m海拔区间的物种独立为1枝。由此可以看出,高海拔的蝴蝶种类和低海拔的蝴蝶种类区系组成上不同,见图3。189第1期珂等:金
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