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庞泉沟
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2023年2月13日发(作者:)第47卷第l0期
2 0 1 1年10月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
V01.47.No.10
0ct..2 0 1 1
庞泉沟自然保护区隐翅虫亚科级多样性
冀卫荣 杨 芳
(山西农业大学林学院太谷030801)
摘要:采用巴氏罐诱法,对庞泉沟国家级自然保护区的不同功能区——核心区(绿色长廊)、缓冲区(八道沟)、
远离农田的实验区(神尾沟)及靠近农田的实验区(八水沟)林地地表隐翅虫亚科级甲虫物种多样性进行调查研
究,旨在探明该保护区有代表性林地隐翅虫的物种组成及受不同程度人为干扰下的隐翅虫多样性格局。结果表
明:1)共捕获隐翅虫标本l 862 ̄r,分属于9亚科。其中,前角隐翅虫亚科为优势类群,与四眼隐翅虫亚科、异形隐
翅虫亚科、隐翅虫亚科和尖腹隐翅虫亚科一起构成研究样地的常见类群。2)不同功能区生境中隐翅虫物种组成和
数量分布各不相同,个体数量核心区最多,其他Ⅱ多样性各项指标均为缓冲区最高,卢 为靠近农田实验区最高。
3)群落相似性分析表明核心区与其他3个生境差异性较大,缓冲区与其他3个生境有一定程度上的相似。适度干
扰可提高物种多样性,降低人为过度干扰有利于增加隐翅虫生物多样性。
关键词: 隐翅虫;多样性;庞泉沟自然保护区;核心区;缓冲区;实验区
中图分类号:S154.5;¥791.22;Q968.2 文献标识码:A 文章编号:1001—7488(2011)10—0122一O6
Diversity of Rove Beetles(Coleoptera:Staphylinidae)in the
Pangquangou Nature Reserve,Shanxi Province
Jin Weirong Yang Fang
(College of Forestry,Shanxi Agricultural University Taigu 030801)
Abstract:The effects of biological conservation practice on diversity of rove beetles(Coleoptera:Staphylinidae)were
studied in Pangquangou Nature Reserve(111。22 ml11。33 E,37。45 一37。55 N,elevation l 600~2 831 m),Shanxi
Province,China.Pitfall catches were set in four sites,i.e.,Ltisechanglang of the core zone(CZ),Badaogou of the
buffer zone(BZ),Shenweigou of the test zone,which is far from farmlands(TZFF)and Bashuigou of the test zone,which
is near to farmlands(TZNF)to catch the beetles from May to September in 2006 and 2007.A total of 1 862 rove beetles
belonging to 9 subfamilies were caught.Of these rove beetles caught,Aleocharinae accounted for 80.15%in number,as
the dominant group;Staphylininae,Oxytelinae,Omaliinae and Tachyporinae accounted for from 1%~10%,as the
common groups;and the Proteininae,Pseudopsinae,Steninae and Xantholininae accounted for less than 1%,as the rare
groups.The Proteininae,Pseudopsinae and Xantholininae are the newly recorded subfamilies in Shanxi.There were
difference in the beetle composition and numbers among the sites.CZ had the greatest number of individuals and relatively
lower evenness index.BZ had a very high richness,diversity and dominance index.TZNF had a very high —diversity
index.A branching pattern was established for groups linkage,based on sub—family assemblages of the rove beetle in the
four sites with Euclidean distance.BZ and TZFF were similar;CZ had a very low similarity with other zones.It is inferred
that the high diversity of rove beetles species in BZ may be due to the edge—associ ated species and the presence of species
from the adjacent habitats.Nevertheless,the biological conservation practice,which could relieve the pressure of human
disturbance,significantly contributed to the re—establishment and maintenance of the diversity of rove beetles assemblages
in the studied area.
Key words: Staphylinidae;biodiversity;Pangquangou National Nature Reserve;core zone;buffer zone;test zone
地表甲虫作为陆生甲虫的一部分,食性复杂,有
植食性、捕食性、腐食性、粪食性、尸食性和寄生性等
类型,在生态系统的能量流动和物质循环中起着十
分重要的作用。山地林地表甲虫是森林生态系统的
重要组成部分,其物种的组成和数量变化可以作为
监测环境变化的重要指标。近年来,对此类甲虫的
收稿日期:2010—07—05;修回日期:2010—10—17。
基金项目:国家自然科学基金项目(30970480);山西农业大学科研启动基金资助。
第10期 冀卫荣等:庞泉沟自然保护区隐翅虫亚科级多样性 123
研究已成为生物多样性研究的重要内容(Eyre
et a1.,1 996;Rainio et a1.,2003;Magura et a1.,2003;
贾风龙等,2000;于晓东等,2001a;2001b;2002a;
2002b;2003;2004)。在已往研究中,有使用科级
水平进行研究的(艾尼瓦尔・吐米尔等,2005;贾凤
龙等,2000;冀卫荣等,2008b;于晓东等,2001b;
2002b;2003;2004),也有使用物种水平进行比较
分析的(冀卫荣,2008a;罗天宏等,2002;于晓东
等,2001 a;2002a;Eyre et a1.,1996;Rainio et a1.。
2003;Magura et a1.,2003),使用亚科级水平进行多
样性分析,特别是在某个生态区域内专门对隐翅虫
科物种的多样性研究还未见报道。
鞘翅目(Coloptera)隐翅虫科(Staph)rlinidae)昆
虫个体数量庞大,有较广的生境及食性,与人类的关
系非常密切(郑发科,1992;萧刚柔,1992),是一类
重要的自然资源。隐翅虫科在多个区域内地表甲虫
中均属于优势类群(冀卫荣等,2008b;于晓东等,
2001b;2002b;2003;2004)。目前,隐翅虫科分类
某些亚科可以鉴定到种,另一些仅能鉴定到亚科
(郑发科,1992;1993;1994)。从生态学上看,以科
为单位的群体有着相似的行为、生物学习性以及能
量消耗方式,属的级别单位同样也符合这一生态学
原理(杨星科,1997)。亚科介于科与属之间,应该
也遵循这一原理,也同样适合物种多样性研究。
山西地处我国华北区黄土高原亚区,整个地貌
属山地型高原,大部分在海拔1 000~2 0O0 m之间,
境内有吕梁、中条、太行、五台等主要山地。庞泉沟
自然保护区地处吕梁山脉中段,是华北山地的典型
代表,素有“华北落叶松故乡”的美称,主要保护对
象是华北落叶松(Larix principis—rupprechtii)和世界
珍禽褐马鸡(Crossoptilon mantchuricum)(山西庞泉
沟国家级自然保护区,1999)。区内森林植被保存
良好,为开展不同森林群落类型的科学研究提供了
良好的环境(孙向阳等,1996;于广志等,2003)。
对该保护区内的落叶松林,赵世魁等(2007)采用漏
斗法,对不同海拔的林地进行过华北落叶松天然林
和人工林土壤动物的群落多样性研究。
笔者采用目前地表甲虫研究者广泛使用的采集
方法——巴氏罐诱法(艾尼瓦尔・吐米尔等,2005;
贾风龙等,2000;于晓东等,2001a;2001b;2002a;
2002b;2003;2004;Baars,1979),于2006--2007
年对该保护区内保护程度不同的区域一一核心区、
缓冲区和实验区(包括远离农田和靠近农田)内森
林群落里的地表甲虫进行了野外系统采集,2007—
2008年已将甲虫科级水平和步甲物种级进行了物
种组成及多样性格局的比较(冀卫荣等,2008a:
2008b),2009--2010年将地表甲虫另一优势
科——隐翅虫科亚科级水平进行分析统计,研究目
的在于探明该保护区有代表性林地隐翅虫的物种组
成及受不同程度人为干扰下的隐翅虫多样性格局。
此外,也希望探讨在同样的研究地内不同研究对象
和不同分类水平,在不同的环境下地表甲虫的多样
性及其变化规律,为深入开展自然保护区的物种多
样性保护和利用提供基础数据,为华北山地林天然
林保护及生态林恢复工程提供理论依据。
l研究区域和方法
1.1研究地点及样地概况 ’
庞泉沟国家级自然保护区(111。22 一111。33 E,
37。45 一37。55 N)位于山西省西部吕梁山脉中段的
关帝山林区。南北长15 km,东西宽14.5 km,总面积
10 443.15 hm ,海拔1 600~2 831 m。保护区处于温
带大陆性季风气候区,年均温度4.2 oC,年降水量
822 mm,全年无霜期90—120天,地貌是华北山地的
典型代表(山西庞泉沟国家级自然保护区,1999)。
区内植物资源丰富,华北落叶松和云杉(Picea meyeri)
在区内集中分布,此外还有白桦(Betula platyphylla)
和青杨(Populus cathayana)等树木。
本研究主要根据该保护区不同功能区划,选取
有代表性的林地,分成4组样地,分别是:核心区
(CZ):绿色长廊(4块样地);缓冲区(Bz):八道沟
(4块样地);远离农田实验区(TZFF):神尾沟(3
块样地);靠近农田实验区(TZNF):八水沟(4块样
地)。各组研究地及样地编号、海拔、坡度及乔木层
的主要树种的具体情况如下:CZ(1)2 200 m,20。,云
杉林;CZ(2)2 100 111,10。,桦一青杨林;CZ(3)
2 000 ITI,35。,落叶松林;CZ(4)1 870 m,5。,落叶松
林;BZ(1)1 920 m,8。,落叶松林;BZ(2)1 890 m,7。,
落叶松林;Bz(3)1 850 m,11。,落叶松林;BZ(4)
1 830 m,9。,落叶松林;TZFF(1)1 930 m,38。,落叶松
林;TZFF(2)1 910 in,15。,落叶松林;TZFF(3)
1 880 m,23。,落叶松林;TZNF(1)1 740 m,8。,落叶松
林;TZNF(2)1 730 m,9。,落叶松林;TZNF(3)
1 730 In,21。,落叶松林。TZNF(4)1 730 m,9。,落叶
松林。每组样地其他特征见表1。
1.2研究方法及标本处理
采用巴氏罐诱法进行标本采集和数据的收集。
以一次性塑料水杯(高9 am,口径7.5 cm)作为巴氏
罐诱法容器,杯壁上方1/4处打一个小孔(直径约
0.5 cm),避免雨水过多使标本流失。引诱剂为醋、
l24 林业科学
糖、医用酒精和水的混合物,质量比为2:1:1:20,每 个诱杯内放引诱剂40~60 mL。
表1 不同研究地植被郁闭度等特征
Tab.1 Arbor,shrub,herbaceous and litter of diferent plots surveyed
基于庞泉沟自然保护区山地为主的地形特点,
每个样地沿坡向没置诱点,每诱点间距离大于
25 m。采用5点取样法,每块样地内设置诱杯20个,
4个杯子为一引诱点。在无雪季节每月定点在各样
地采集1次标本,放置诱杯时间为3天(Baars,
1979;于晓东等,2001 a;2001b;2002a;2002b;
2003;2004)。
在野外研究地收集到的地表甲虫标本以不同样
地、诱点、诱杯为编号存放入75%的酒精指形管内,
带回实验室。用三角纸片和胶水制成标本,晾干后
收集起来。每号标本都分别添加详细的采集信息标
签,进行分类鉴定和统计分析。标本存放在山西农
业大学林学院森林保护系标本室。
1.3数据分析处理
以每个月采集到的隐翅虫物种组成和数量为原
始数据,对原始数据进行平方根形式的标准化转换,
然后进行亚科级水平的0:和 多样性的计算和分
析。 多样性包括丰富度指数S、多样性指数日 、均
匀度指数_,及优势度指数D。本文中5采用亚科
数测度; 分析采用Shannon Wiener多样性指数,
计算公式为H =一 、P lnP ,P =n /N ,其中P
是第i亚科个体数占总亚科个体数的比率, ,是第
亚科的个体数,Ⅳ 是总亚科个体数量;J分析采用
Pielou指数,J=H /lnS;D采用Simpson指数,计算
公式为D=1一 P (马克平等,1994a;1994b)。
卢多样性的计算采用Whittaker指数,计算公式为
=S/ma一1,其中 为研究样地所记录的亚科数,
m 为各诱点的平均亚科数(马克平等,1995)。以
欧式距离为测度系数对各样地隐翅虫亚科组成和数
量分布的差异采用组间连接法进行聚类分析。以上
的数据分析采用Excel和SPSS统计软件完成。
2结果与分析
2.1群落组成和数量变化
共获得隐翅虫科Staphylinidae标本1 863号,分
属于9个亚科(表2)。其中,前角隐翅虫亚科个体
数占总个体数的80.15%,为该保护区隐翅虫科的
优势类群。尖腹隐翅虫亚科、四眼隐翅虫亚科、异形
隐翅虫亚科和隐翅虫亚科个体数量占总个体数在
1%~10%,为该保护区隐翅虫科常见类群;胸片
隐翅虫亚科、大眼隐翅虫亚科、伪隐翅虫亚科和原隐
翅翅虫亚科个体数量占总个体数百分比少于l%,
为该地区隐翅虫科不常见的类群。
郝赤等(2003)记述了山西省范围内隐翅虫的
种类、采集时间、地点及生境,描述了山西省境内隐
翅虫科7个亚科,500余号标本。本研究所采集的
原隐翅翅虫亚科、伪隐翅虫亚科和胸片隐翅虫亚科
3个亚科在其文章中没有被记录。
2.2多样性分析
根据保护区不同功能区样地诱到的隐翅虫种类
和数量为原始数据,按l_3数据处理中给出的公式,
计算各功能区生境中隐翅虫各亚科级丰富度s、多
样性 、均匀度 、个体数量Ⅳ、优势度D以及口多
样性指数,对各项指数再进行方差分析和多重比较,
结果见表3。庞泉沟自然保护区4个不同功能区中
隐翅虫亚科级物种丰富度指数s不存在 著差异
(F=2.704,P>0.05),由高到低排序是缓冲 >远
离农田实验区>核心区>靠近农田实验区;其中缓
冲区和靠近农田实验区之间存在显著差异;多样性
指数日 存在显著差异(F=2.169,P<0.05),H 与
S在各样地中的排序一致;均匀度指数_,在各生境
中不存在显著差异(F=1.92,P>0.05),由高到低
排序为缓冲区>靠近农田实验区>靠近农田实验区
>核心区;个体数量Ⅳ存在极显著差异(F=
第10期 冀卫荣等:庞泉沟自然保护区隐翅虫亚科级多样性 l25
表2 隐翅虫各亚科在不同功能区生境中组成及数量分布
表3 隐翅虫亚科级丰富度、多样性指数、均匀度指数、个体数量、优势度指数以及 多样性①
Tab・3 Subfamily richness,diversity,evenness,abundance and卢diversity of Staphylinidae
①同行数据(平均值±标准差)后不同字母表示差异显著(方差分析,最小显著差数法多重比较,P<0.05)。Data(mean 4-SD)within a row
followed by different letters are significantly different(ANOVA,LSD。P<0.05).
2.169,P<0.01),由高到低排序为核心区>远离农
田实验区>缓冲区>靠近农田实验区,其中远离农
田实验区、缓冲区和靠近农田实验区之间无显著差
异;优势度指数D存在显著差异(F:4.27,P<
0.05),指数大小排序为:缓冲区>远离农田实验区
>核心区>靠近农田实验区,其中缓冲区与靠近农
田实验区之间存在显著差异。JB多样性指数 由
高到低排序为:靠近农田实验区>核心区>远离农
田实验区>缓冲区。
2.3生境相似性分析
对4个功能区生境中隐翅虫亚科种类及其数量
以欧式距离方法进行聚类分析(图1),从图中可知
核心区与其他3个生境的相似性最低,其次是靠近
农田实验区与缓冲区与远离农田实验区相似性较
低,缓冲区与远离农田实验区的相似性最高,同时其
与核心区、远离农田实验区、靠近农田实验区均有一
定程度上的相似。
3结论与讨论
本研究采用了近年来地表甲虫研究者广泛使用
的采集方法——巴氏罐诱法,对庞泉沟国家级自然
保护区的不同功能区4组,即核心区(CZ,绿色长
廊)、缓冲区(BZ,八道沟)、远离农田的实验区
相似性系数Percentage similarity
0 75 0 80 0 85 0 90 0 95 l OO
图1 以隐翅虫亚科为属性对4个研究地
的聚类分析图
Fig.1 Dendrograms based on the rove beetles sub
family assemblages in the four sites surveyed
基于欧式距离,采用组间连接法制作聚类分析图。括弧内的
数字为研究地样地编号。Branching pattern was produced by
between groups linkage,based on Euclidean distance.The figure
in parentheses shows the serial number of plot.
(TZFF,神尾沟)及靠近农田的实验区(TZNF,八水
沟)的林地地表隐翅虫亚科级甲虫物种组成及多样
性格局进行了调查研究。在群落组成和数量变化
钟 n¨” ㈣ 帆 帆 ㈣㈤一 嘞 一 一嘲一 ㈣㈣
l26 林业科学
上,前角隐翅虫亚科是所采集的隐翅虫亚科虫中是
数量最多的一个亚科,为该保护区隐翅虫科的优势
类群,这与其本身数量庞大,种类繁多,分布广泛的
记载相一致(郝赤等,2003;郑发科,1992)。除此
之外,尖腹隐翅虫亚科、四眼隐翅虫亚科、异形隐翅
虫亚科和隐翅虫亚科4个亚科为该保护区隐翅虫科
常见类群;胸片隐翅虫亚科、大眼隐翅虫亚科、伪隐
翅虫亚科、原隐翅翅虫亚科4个亚科为该地区隐翅
虫科不常见的类群。
从该保护区不同功能区生境中隐翅虫亚科级生
物多样性各种参数研究结果分析,个体数量核心区
最多,其他O/多样性各项指标均是缓冲区的隐翅虫
亚科级生物多样性指数均高于其他3个生境,卢 是
靠近农田实验区最高。笔者在同样的研究地采集的
同样批次的林地地表甲虫标本中,对步甲物种的多
样性的研究结果,则显示为4组研究地均是靠近农
田的实验区最高,核心区最低,缓冲区和远离农田的
实验区居中(冀卫荣,2008a)。对此研究结果的解
释是步甲物种在林地与农田生态系统中表现出更明
显的种类差异,这一结论与其他研究者的观点相吻
合。步甲物种对生境的改变敏感,是检测生境的有
效指示类群(于晓东等,2001 a;2002a;Eyre et a1.,
1996;Rainio et a1.,2003;Magura et a1.,2003)。
对该保护区4个功能区生境中隐翅虫亚科种类
及其数量以欧式距离方法进行聚类分析,结果表明:
核心区与其他3个生境的相似性最低,靠近农田实
验区与缓冲区与远离农田实验区相似性较低,缓冲
区与远离农田实验区的相似性最高,同时其与核心
区、远离农田实验区、靠近农田实验区均有一定程度
上的相似。同样的研究地采集的同一批次的标本,
以步甲物种种类和数量组成为属性,主坐标和聚类
分析结果表明,缓冲区与核心区、与远离农田的实验
区之间具有较高的相似性;靠近农田的实验区与其
他3个地点相似性低。
本文作者尝试使用亚科级分类单位对研究对象
进行了多样性分析研究,探明了该保护区不同生境
中隐翅虫亚科的组成及数量分布,并以此对照在同
一时间、同一地点,用同样的方法在同样研究地采集
的同~批林地地表甲虫标本中,使用步甲科物种的
多样性研究结果进行比较,结果两者是不同的、有差
异的。鉴于目前步甲物种的分类问题相比较隐翅虫
容易解决,生境指示性更敏感等特点,在生态系统中
群落的分析研究中,建议使用地表甲虫的步甲物种,
其更有代表性及切实可行。也许正是因为隐翅虫科
很多虫体更小,分类难度更大一些,很少见到有研究
者研究其物种多样性。此外,本研究还未进行生物
多样性与环境因子相关性研究,但以目前状况来说,
如果能降低该保护区核心区、靠近农田实验 人为
过度的干扰,充分发挥缓冲区和实验区的功能对隐
翅虫物种多样性的保护具有一定的积极意义,将对
维持更多的物种生存和种群恢复作出贡献。
参 考 文 献
艾尼瓦尔・吐米尔,马合木提・哈力克,Tomas FRANK.2005.农田及
生态补偿区甲虫群落结构的差异.生态学报,25(9):2285
—2290.
郝赤,刘志萍,李会仙.2003.山西省隐翅虫Staphylinidae名录.山
西农业大学学报,48(3):224—226.
冀卫荣,胡俊杰,李友莲 2008a.山西庞泉沟自然保护区步甲物种组
成及多样性格局.昆虫学报,51(9):953—959.
冀卫荣,胡俊杰,孟翔,等.2008b.庞泉沟国家级自然保护区落叶
松林地表甲虫的多样性.林业科学,44(9):95—97
贾凤龙,梁铬球,陈振耀.2000.梧桐山甲虫物种多样性.生物多样
性,8(2):169—17I.
罗天宏,于晓东,周红章.2002.东灵山地区阎甲物种多样性研究.
生物多样性,1O(2):143—148.
马克平,刘玉明.1994a.生物多样性的测度方法I:q多样性的测
度方法(上).生物多样性,2(3):162—168.
马克平,刘玉明.1994b.生物多样性的测度方法I:Ot多样性的测
度方法(下).生物多样性,2(4):231—239.
马克平,刘灿然,刘玉明.1995.生物多样性的测度方法Ⅱ:B多样
性的测度方法.生物多样性,3(8):31—43.
山西庞泉沟国家级自然保护区.1999.山西庞泉沟国家级自然保护
区.北京:中国林业出版社.
孙向阳,周青,李进军.1996.山西省庞泉沟自然保护区生态旅游
资源及其评价.北京林业大学学报,18(2):16—23
萧刚柔.1992.中国森林昆虫.2版(增订本).北京:中国林业
版社.
杨星科.1997.长江三峡库区昆虫.重庆:重庆出版社.
于广志,蒋志刚.2003.自然保护区的缓冲区:模式、功能及规划原
则.生物多样性,11(3):256—261.
于晓东,周红章,罗天宏.2001a.神农架保护区大步甲和蜗步甲属生
境选择与物种多样性研究.生物多样性,9(3):214—221
于晓东,罗天宏,周红章.2001 b,云南西北部地区地表甲虫的物种多
样性.动物学研究,22(6):454—460.
于晓东,周红章,罗天宏.2002a.东灵山地区大步甲属物种分布和季
节变化的多样性格局.生态学报,22(10):1724—1733
于晓东,罗天宏,周红章.2002b.东灵山地区地表甲虫群落及季节变
化.昆虫学报,45(6):785—793.
于晓东,罗天宏,周红章.2003.四川蜂桶寨国家自然保护区地表甲
虫物种多样性.昆虫学报,46(5):609—616.
于晓东,罗天宏,周红章.2004.横断山区东部四种林型地表甲虫的
物种多样性.动物学研究,25(1):7一l4.
赵士魁,刘贤谦.2007.关帝山华北落叶松天然林和人r 林土壤动
物的群落多样性 林业科学,43(6):105—1l0.
郑发科.1992.隐翅虫形态分类学纲要.成都:四川大学出版社
郑发科.1993.中国大眼隐翅虫属研究(鞘翅目:隐翅虫科,大眼隐
第l0期 冀卫荣等:庞泉沟自然保护区隐翅虫亚科级多样性 127
翅虫亚科)缘隐翅虫亚属(I).四川师范学院学报,l4(4):310
—311.
郑发科.1994.中国大眼隐翅虫属(鞘翅目:隐翅虫科,大眼隐翅虫
亚科)缘隐翅虫亚属(II).四川师范学院学报,l3(3):167
—170.
Baars M A.1979.Catches in pitfall traps in relation to mean densites of
carabid beetles.Oecologia,41:25—46.
Eyre M D,Lott D A,Garside A.1996.Assessing the potential for
environmental monitoring using ground beetles(Coleoptera:
Carabidae)with river side and Scottish data.Annales Zoologici
Fennici,33:157—163.
Magura T,T6thm6r ̄sz B,Elek Z.2003.Diversity and composition of
carabids during a forestry cycle.Biodiversity and Conservation,12
73—85.
Rainio J,Niemela J.2003.Groundbeetles(Coleoptera:Carabidae)as
bioindicator,Biodiversity and Conservation,12:487—506.
(责任编辑朱乾坤)