河南省老君山蝴蝶多样性调查与分析

王龙冰， 张建设， 张 尧， 李文亮

（1.河南科技大学园艺与植物保护学院，河南洛阳 471023；2.河南省伏牛山国家级自然保护区老君山管理局，河南洛阳 471500）

蝴蝶隶属于昆虫纲鳞翅目锤角亚目［1-2］. 由于蝴蝶昼出性、寡食性，对栖息地的生境变化和气候变化特别敏感，所以常被作为检测环境变化的重要指标生物［3-5］. 近年来我国许多地区已经展开了蝴蝶多样性研究，而有关栾川县老君山的蝴蝶多样性研究较少. 为了掌握河南省栾川县老君山景区蝴蝶的种类以及群落结构特征等各项指标，并以此对该区的生态环境进行评估，本研究于2018年5月—8月对该地区的蝴蝶进行了多样性研究，为以后进一步深入调查该区域蝴蝶资源利用与保护提供基础性资料.

1 研究区域概况

老君山位于河南省洛阳市栾川县南3 km处，其地理坐标为33°42′40″～33°44′25″N，111°32′00″～111°37′40″E，总面积2666 hm2，是秦岭余脉八百里伏牛山脉的主峰，海拔为2200 m，是北亚热带向南温带过渡区域和中国第二、三级地貌台阶过渡的边缘，长江、黄河的分界岭. 栾川县属暖温带大陆性季风气候，年均气温12.4 ℃，年日照2103 h，无霜期198 d，年均降水量872.6 mm. 年降水量最高达1386.6 mm，最少403.3 mm. 老君山地处南亚热带与北温带的过渡带上，气候适宜，动植物资源极为丰富，有各类动物180余种，植物1861种，被称为天然动植物种质资源基因库［6-7］.

2 调查时间、地点和方法

根据全国蝴蝶多样性观测网络设置样线要求选取5条样线［8］：后坪村（A1）、御竹林（A2）、灵官殿（A3）、金顶（A4）和鸡冠洞（A5）（表1）. 2018年5月—8月各观测一次，共4次，每次观测一周. 尽量选择晴天且风力不大的情况下进行，采集的时间控制在9：00—17：00蝴蝶活跃时间进行. 调查的方法依据《生物多样性观测技术导则—蝴蝶》，调查时沿着确定的样线匀速行进，行进的速度控制在1.0～1.5 km/h. 行进时记录左方2.5 m、右方2.5 m、上方5 m 和前方5 m 内的所有蝴蝶以及数量，不记录后方的蝴蝶也不重复记录同一只蝴蝶［9］. 对不能确定的蝴蝶，放置在写有时间、地点及采集人的三角袋内，带回室内进行标本制作、分类、鉴定.蝴蝶鉴定依据《中国蝶类志（修订版）》［10］、《中国蝴蝶分类与鉴定》［11］和《河南昆虫志·鳞翅目：蝶类》［12］进行鉴定. 高级阶元分类根据分子数据等划分的5科分类系统，将斑蝶科、眼蝶科、喙蝶科、环蝶科及珍蝶科划入蛱蝶科，蚬蝶科划入灰蝶科，绢蝶科划入凤蝶科［13-16］.

表1 老君山蝴蝶样线基本地理信息Tab.1 The basic geographic information of the butterfly transects in Laojun Mountain

3 数据分析方法

3.1 物种多样性分析

本研究采用物种多样性指数（H′）、物种丰富度（R）、物种优势度（Id）、物种均匀度（J）来分析该地区蝴蝶多样性. 公式如下：

采用Shannon-Wiener公式计算多样性指数［17-19］：

式中：H′为多样性指数；Pi是第i 种的个体比例；Ni为第i 个物种的个体数；N 为全部物种的个体总数.

采用Margalef公式计算物种丰富度［17-20］：

式中：R 为物种丰富度；S 为物种数；N 为所在群落的所有物种的个体数总和.

采用Berger-Parker计算优势度指数［17］：

式中：Id为优势度指数；Nmax为优势种的种群数量；Nt为全部物种的种群数量.

采用Pielou公式计算均匀度［21］：

式中：J 为物种均匀度；H′为Shannon-Wiener多样性指数；S 为物种数.

3.2 物种群落相似性系数

采用Jaccard相似性系数对群落相似性系数进行测定［19］：式中：Cs是相似性系数；a、b 为两个不同群落的物种数；c 为两个不同群落共有的物种数. 当相似性系数0～0.25时为极不相似；0.25～0.50时为中等不相似；0.50～0.75时为中等相似，0.75～1.00时则为极相似［22］.

4 结果与分析

4.1 老君山各样线蝴蝶种类和数量

在对老君山5条样线的4次调查中，共采集到蝴蝶1443只，分别隶属于5科61属89种，种类、数量和相对多度见表2. 其中，菜粉蝶135只、大紫琉璃灰蝶130只、小环蛱蝶103只和断眉线蛱蝶116只，这4种蝴蝶个体数量均超过100只为该地区优势种.

表2 老君山蝴蝶种类数量和相对多度Tab.2 The number and relative abundance of butterfly species in Laojun Mountain

续表

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4.2 老君山蝴蝶多样性

4.2.1 老君山蝴蝶群落特征 由表3可知，老君山蛱蝶科在属、种及个体数量上均最多，为该区优势科. 老君山景区各科蝴蝶多样性指数由大到小依次为：蛱蝶科、粉蝶科、灰蝶科、弄蝶科、凤蝶科；均匀度指数由大到小依次为：粉蝶科、弄蝶科、蛱蝶科、灰蝶科、凤蝶科；优势度由大到小依次为：凤蝶科、灰蝶科、弄蝶科、粉蝶科、蛱蝶科；丰富度指数由大到小依次为：蛱蝶科、灰蝶科、粉蝶科、凤蝶科、弄蝶科.

表3 老君山蝴蝶群落多样性特征Tab.3 Diversity characteristics of butterfly community in Laojun Mountain

从种级阶元上看，蛱蝶科的多样性指数和丰富度指数最高，均匀度指数较高，优势度指数最低. 表明其种类多且丰富，群落结构最稳定. 弄蝶科的优势度较高，多样性指数较低，丰富度指数最低，且种类和个体数最少. 表明其群落结构单一，群落内优势种突出，弄蝶科在该区相对匮乏.

4.2.2 老君山各样线蝴蝶群落多样性特征 由表4可知，各样线不同生境属、种及个体数存在差异，由于各样线的海拔梯度、受人为干扰因素和植被类型等不同，样线之间蝴蝶多样性存在差异. 其中样线A2的多样性最高，其次是样线A3，样线A4 的多样性最低. 各样线蝴蝶种级多样性指数大小顺序为：A2＞A3＞A5＞A1＞A4；均匀度指数大小为：A2＞A3＞A1＞A5＞A4；优势度指数大小为：A4＞A1＞A5＞A3＞A2；丰富度指数大小为：A3＞A2＞A5＞A1＞A4.

表4 不同样线蝴蝶群落多样性特征Tab.4 Diversity characteristics of butterfly community in different transects

从多样性指数、均匀度指数和丰富度指数看A4样线均最低. A4样线海拔1700～2150 m最高，植被类型针阔叶混交林. A3样线海拔880～1580 m，且A1、A2、A5样线海拔小于960 m，植被类型落叶阔叶林. 老君山蝴蝶群落多样性可能与海拔、植被类型等因素有关.

4.2.3 老君山各样线蝴蝶分布相似性 由表5可知，样线A1和A2、A1和A3、A1和A5、A2和A3、A2和A5、A3和A5的相似性系数在0.25～0.5之间，属于中等不相似. A1和A4、A2和A4、A3和A4、A4和A5 的相似性系数在0～0.25之间，属于极不相似. 这是因为A4样线的海拔要比其他样线的海拔高得多，所以存在很少相同的物种，导致与其他样线的相似度不高. 其中，相似性系数最高的样线是A1和A5为0.44，共有种24种，属于中等不相似. 表明各样线之间生境差异相较明显，蝴蝶群落结构差异相对明显.

表5 不同样线间蝴蝶的共有种数（对角线上）和相似性系数（对角线下）Tab.5 Number of common species（above the diagonal）and similarity coefficient（below the diagonal）between different transects

5 结论与讨论

本研究对栾川县老君山的蝴蝶多样性做了初步调查与分析，共记录5科61属89种1443只. 其中，蛱蝶科记录33 属46 种633 只为优势类群，菜粉蝶、大紫琉璃灰蝶、小环蛱蝶和断眉线蛱蝶均超过100 只为优势种. 老君山各样线蝴蝶群落差异明显，可能受海拔、植被、人为干扰因素等影响. 后平村（A1）和鸡冠洞（A5）两条样线相似性系数最高，但属于中等不相似，表明各样线之间生境差异相对明显，蝴蝶群落结构差异相对明显.

复杂的生境孕育着丰富多样的昆虫种类，而其生境复杂性变化必然会改变昆虫的多样性. 在本研究中，后坪村（A1）样线生境类型乔木林，植被类型落叶阔叶林，海拔730～820 m，样线周围有一条公路贯穿，时常有车辆通过，人为干扰因素强，其蝴蝶多样性指数和丰富度指数较低. 御竹林（A2）样线生境类型竹林、小溪，植被类型落叶阔叶林，海拔880～960 m，人为干扰强度中等，其多样指数最高，丰富度指数也较高. 灵官殿（A3）样线生境类型乔木林、公园，植被类型落叶阔叶林，海拔880～1580 m，灵官殿并不是景区的热门景点，游人稀少，人为干扰强度中等，蝴蝶的物种数和个体数较多，其多样性指数和丰富度指数较高. 金顶样线（A4）生境类型乔木林、公园，海拔最高1700～2150 m 温度较低，金顶是老君山景区的热门景点，人为干扰强度强，蝴蝶多样性指数和丰富度指数最低. 鸡冠洞（A5）样线生境类型乔木林、乡村，植被类型落叶阔叶林，海拔800～950 m，样线的前半段位于鸡冠洞景区的入口处，游人众多，但样线的后半段人迹罕至，人为干扰因素中等，蝴蝶多样性指数和丰富度指数较高. 综上所述，蝴蝶群落的多样性与其生境、植被类型、海拔高度及人为干扰强度等因素密切相关，老君山各样线蝴蝶群落差异明显，蝴蝶多样性随海拔变化而变化. 蝴蝶多样性调查是一项长期的工作，本研究为老君山今后的蝴蝶多样性研究与保护提供基础性数据.

保护好生境就是保护好蝶类资源. 过去的盗伐、滥采、滥挖，使老君山很多植物种类已处于濒临灭绝的边缘［23］. 所以要合理人工开发，禁止乱砍滥伐等行为，为蝴蝶保留适合生存的栖息地. 适度合理地发展旅游资源和社会经济，协调好生境保护与旅游发展和社会经济之间的矛盾.