应龙山森林公园不同生境昆虫群落多样性分析

曹天棋 赵馨宇 杨舒涵 罗志文

摘要 [目的]探明应龙山森林公园昆虫多样性及生境情况，为保护生态系统提供科学依据。[主法]于2020年4—9月，采用样线法、黄盘法、网捕法在应龙山森林公园进行昆虫采集，按生境类型对采集到的昆虫进行种类鉴定和数量统计。[结果]共记录昆虫11目43科82属88种，共3 593只，优势种25种，其中采集到的鞘翅目种类最多，占29.39%，包括4种生境：林缘、灌丛、草甸、湿地，不同生境的昆虫个体数量为灌丛>草甸>林缘>湿地，且昆虫对于不同生境有相应的选择倾向，人为干扰较少的生境中昆虫种类丰富，昆虫多样性高且群落稳定性好。[结论]应龙山的昆虫多样性保护应首先倾向于对湿地、林缘区域采取措施。

关键词 应龙山森林公园;不同生境;昆虫群落;多样性

中图分类号 Q 968  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）16-0130-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.16.035   开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Diversity of Insect Communities in Different Habitats of Yinglongshan Forest Park

CAO Tian-qi， ZHAO Xin-yu， YANG Shu-han et al （Jiamusi University， Jiamusi， Heilongjiang 154007）

Abstract [Objective]To explore the insect diversity and habitat in Yinglongshan Forest Park and provide scientific basis for the protection of ecosystem. [Method]Insect collection was carried out in Yilongshan Forest Park from April 2020 to September 2020 by wire sampling， yellow disc and net trapping methods， and species identification and quantitative statistics were performed on the collected insects according to habitat type. [Result]A total of 3 593 insects belonging to 82 genera， 43 families， 11 orders were recorded in this survey， with 25 dominant species. Among them， the species of Coleoptera were the most， accounting for 29.39%， including four habitats： forest edge，shrubbery，grassy marshland and wetland. The order of individual number of insects in different habitats was shrubbery>grassy marshland>forest edge>wetland.The results of population analysis showed that insects had a tendency of selection for different habitats. There were abundant insect species， high insect diversity and good community stability in the habitats with less human disturbance， such as grassy marshland and shrubbery. [Conclusion]Insect diversity conservation should be favoured at first for wetlands， limbic areas where measures are to be taken.

Key words Yinglongshan Forest Park;Different habitats;Insect community;Diversity

物種多样性是人类可持续发展的重要基础，保护和利用生物多样性是国际社会普遍关注的问题。昆虫多样性的调查和监测是研究和利用昆虫多样性的基本前提，其重要性也是显而易见的。作为以生态学为基础的害虫生态调控，自然调节是生物密度制约的重要因子。近年来，通过改善农田生物多样性和强化农田生态系统保益控害的服务功能，实现作物病虫害生态调控已成为国内外研究的热点[1]。应龙山森林公园位于七台河市开发新区内，由于人们开发该地资源、增加基础设施，破坏了当地生态环境，导致昆虫群落多样性也受到了较大影响。为了掌握森林公园及周边昆虫多样性及分布特征，笔者对应龙山森林公园及周边不同生境昆虫群落多样性进行调查，旨在为开发和利用应龙山森林公园的昆虫资源提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 研究样地

七台河市地处我国东北部，位于130 °～131°44′E，45°16′～45°37′N，年平均积温5.1 ℃。整个地势东南高，西北低，属于寒温带大陆性季风气候，寒暑分明，雨量充沛，无霜期短。春季干旱少雨，夏季高温多雨，秋季秋高气爽，冬季寒冷少雪，年平均降雨量545 mm。多年平均气温3.7 ℃，无霜期128 d，全年主导风为西南风，冬季以西北风为主，风力最大可达7～8级。应龙山森林公园位于七台河市北部，是七台河市的天然氧吧，对于宽甸的生态环境和旅游文化及民众的休闲和健身运动有着重要意义。但近年来森林公园内外道路等基础设施、商业等公共服务设施的开发，不仅改变了原来的生境群落类型，还造成生物多样性的变化，森林质量也有所下降。在此背景下，笔者于2020年4—9月，集中对应龙山地区昆虫资源多样性进行了系统调查，并对应龙山森林公园及周边生境昆虫多样性进行研究，采样地分布见图1。

1.2 调查方法 该调查时间和频次为每30 d调查2次，时间间隔15 d;遇天气不良，则顺延1 d。针对每条样线，主要采用网捕法进行调查，记录并拍摄每条样线周围5 m内的昆虫种类和数量，所有昆虫至少鉴定到科，对于现场无法鉴定的昆虫进行标本采集和照片拍摄，带回实验室请相关专家鉴定。种类鉴定参考《中国昆虫生态大图鉴》[2]、《中国蝴蝶图鉴》[3]、《中国北方常见金龟》[4]、《中国天牛彩色图鉴》[5]。將采集的昆虫带回实验室进行分类计数并制作标本，按昆虫采集地点生境的不同，将生境分为湿地、林缘、草甸、灌木四大类，旨在探明应龙山森林公园昆虫的种类及多样性、不同生境对昆虫分布的影响，并为合理保护原生态森林环境提供昆虫多样性的原始数据。

1.3 昆虫多样性分析

昆虫多样性评价主要选择以下5个指标：物种多度 （S） 、Shannon-Wiener多样性指数 （H′） 、Pielou均匀度指数 （E） 、Simpson优势度指数 （C） 、Margalef丰富度指数 （D）， 计算公式：物种多度 （S） 采用昆虫种数 S 测度[6]; Shannon-Wiener公式： H′=-P i ln P i ;Pielou均匀度指数 （E）：E=H′ /ln S ;Simpson优势度指数： C=1-（N i/N）2;

Margalef丰富度指数： D=（S-1） /ln  N 。式中， N i为样地第i个物种的个体数;N为样地内所有物种的个体数;P i为第i种个体数占总个体数（N）的比例，即P i=N i/N。

1.4 昆虫群落相似性分析

昆虫群落相似性采用Jaccard相似性系数 （J）进行分析。计算公式如下：J=c/（a+b）-c，（a为A生境类型中昆虫种数，b为B生境类型中昆虫种数，c为A、B 2种生 境类型中共有昆虫种数）。根据Jaccard相似性系数原理，当 J 为0～0.25时，为极不相似;当 J 为>0.25～0.50时，为中等不相似;当 J 为>0.50～0.75时，为中等相似;当 J 为>0.75～1.00时，为极相似[7]。

将所有原始数据录入Excel 2010中，并利用该软件计算不同生境类型中的昆虫群落多样性指数和相似性系数。采用SPSS 20.0对数据进行统计分析，采用单因素方差分析（One-way，ANOVA）比较不同生境4类多样性指数之间的差异，并采用最小显著性差异（least significant difference）方法比较不同生境4类多样性指数之间的差异显著性（ P <0.05）[8]。昆虫数量50头以上为优势种，分析不同生境类型对昆虫群落多样性的影响。通过Google Earth定位系统对观测轨迹进行位点校对， TIF格式导出。绘图使用Origin 2018。

2 结果与分析

2.1 昆虫群落的数量特征

通过对应龙山森林公园进行采

集调查，共观察采集到3 593头昆虫，隶属11目43科82属88种（表1）。经过对应龙山森林公园采集的昆虫分类鉴定，在科级水平进行统计分析。对应龙山森林公园昆虫多样性的统计分析表明，昆虫资源丰富。在昆虫采集数量上鞘翅目最多，昆虫数量采集最多的4个目，分别是鞘翅目（1 056头）、鳞翅目（964头）、膜翅目（540头）、半翅目（355头），占比分别为29.39%、26.83%、15.03%、9.88%;采集昆虫科数最多的4个目分别是鞘翅目（12科）、鳞翅目（7科）、半翅目（6科）、双翅目（5科），分别占总科数的27.91%、16.28%、13.95%、11.63%。

2.2 昆虫群落的时空分布

由图2可知，对不同生境采集到的昆虫物种数排序为草甸>灌丛>林缘>湿地，个体数为灌丛>草甸>林缘>湿地，灌丛中昆虫群落种类数量最多，湿地生境类型中的昆虫种类数量最少。经计算，昆虫数目最多的4个科分别是蚁科（404头）、灰蝶科（311头）、蛱蝶科（292头）、叶甲科（278头），分别占昆虫总采集数的11.24%、8.66%、8.12%、7.73%。鞘翅目、鳞翅目、半翅目、双翅目和膜翅目无论是科数还是种数都占有明显优势。说明上述类群在应龙山森林公园昆虫群落中占主要地位，是应龙山森林公园昆虫群落中的优势目。

4—9月昆虫物种丰富度、多样性指数、均匀度指数、优势度指数的时间动态见图3。物种多样性指数、丰富度指数和优势度指数，4—5月上升，因为天气转暖，物种数增多，6月由于降雨多，昆虫种类单一，但到9月达到最大值，可见采集时间对物种数有显著影响 （F=3.485，P <0.05），同时对个体数有极显著影响。多样性指数最高出现在9月，7月时有所回升，最低出现在8月。推测与采集的温度、天气有关，东北天气寒冷，4月偶尔下雪导致昆虫种类数量极少，5—8月温度逐渐升高，降雨量增多，9月天气转凉，降雨量减少。极端天气与暴雨事件相对较多， 气温相对较低，可能是导致昆虫物种数高峰期出现在9月而未观测到许多种昆虫的原因。植物生长较为茂盛，温湿度适宜，昆虫种类逐渐增多[9]。

通过对比分析4—9月昆虫在不同生境的数量变化发现（图2），林缘生境昆虫数量由4月开始增加，7月达到最大值，9月呈下降趋势，原因可能在于9月气温变化大，降雨量多，风力较大，且饭后散步、旅游的居民多，人为干扰较为严重，且周围有放养鸡、鸭、牛的农户，会影响昆虫的组成，高强度和低强度放牧导致灌丛、草甸的物种组成显著不同[10]。捕食性昆虫较少，这与以植食性昆虫在受干扰时数量种类更多的发现一致[11];9月降温降雨，观测到的昆虫逐渐减少，林缘生境中数量最多的昆虫种类是榆紫叶甲、黄胫小车蝗、杨叶甲、白星花潜等。草甸生境昆虫数量从4月开始增加，8月达到最大值，9月草甸昆虫数量显著减少，推测原因在于8月份降雨量大，可能有些昆虫躲藏起来未被观测记录到。草甸生境中数量最多的昆虫种类是蓟沟无网蚜、斑点筒喙象、乌头眉纹蟋蟀等。6月湿地生境昆虫数量增多，原因在于气温升高，且采样地在林缘不远处，降雨量充沛，观测到的昆虫主要是以水黾、日本弓背蚁、黑毛蚊为主。灌丛生境中昆虫变化趋势为先升高后降低，推测与气温升高、降雨量逐渐增多有关，观测到最多的昆虫为蓝灰蝶、银灰蝶、乌头眉纹蟋蟀、杨叶甲等。

2.3 不同生境昆虫多样性

对应龙山森林公园不同生境中昆虫多样性特征进行比较分析，发现不同生境类型中物种丰富度指数为草甸>灌丛>林缘>湿地，物种数排序为灌丛>草甸>林缘>湿地;灌丛和草甸生境中昆虫物种数均超过75种，其中，草甸生境和灌丛生境类型丰富度指数和物种多度显著高于其他2种生境（表2），原因可能在于应龙山东侧平原有一处药草种植基地，开花植物较多，草甸和灌叢正是连接种植基地与城镇的生境类型;多样性指数排序为草甸>湿地>灌丛>林缘，草甸生境中昆虫多样性指数最高，通过实地调查发现草甸植物种类也是最多的，植被种类多样可以导致昆虫物种多样[12]。均匀度指数为湿地>草甸>灌丛>林缘，湿地生境中全部物种个体数目的分配均匀度最高。优势度指数为湿地>草甸>灌丛>林缘，湿地生境类型的植被更加单一，湿地生境昆虫群落也单一，受到人为干扰较重[13]。总体来看， 草甸生境类型物种数、个体数、多样性指数和物种丰富度指数最高，优势度指数较高，表明草甸生境类型昆虫群落结构相对稳定和复杂。林缘生境类型优势度指数、丰富度指数居中;湿地生境优势度相对较高，但物种丰富度、多样性较低，具有明显的优势种群。灌丛生境类型昆虫优势度偏低，均匀度较高，多样性指数较低， 物种丰富度较高，说明昆虫种类相对丰富，群落结构稳定，有明显的优势种群。

在应龙山森林公园的调查中，4种生境类型昆虫物种相似度系数均低于0.750 0，只有草甸和灌丛生境表现为中等相似，相似度系数为0.681 8。林缘和草甸、林缘和灌丛中等不相似，草甸和湿地、湿地和灌丛表现为极不相似;林缘和湿地最低，仅0.075 5（表3）。

3 结论与讨论

该研究通过数据分析得出4种生境间昆虫种群存在显著差异，草甸生境类型与湿地生境类型昆虫种群存在显著差异，其他生境类型差异不明显。相似度系数体现出了应龙山森林公园不同生境昆虫生态结构的相似性。该调查中，生境之间相似性系数除林缘和湿地间为极不相似（0.075 5）外，多表现为中等不相似，这是由于在调查过程中为了直观体现不同生境间昆虫的种类差异，尽量避免在生境过渡带进行调查。灌丛和草甸的相似度最高，原因可能在于应龙山周边有农田，灌丛和草甸多为农田和城镇周边的过渡型生境，且面积广，少有人涉足，生境类型多样;而人类在湿地周边活动较为频繁、湿地植被种类少导致湿地生境昆虫种类单一。该研究的物种组成与其他森林公园昆虫多样性的调查结果基本一致[14-15]。

该研究对七台河市应龙山森林公园昆虫种类进行系统性调查，采集的昆虫共涉及11个目，体现出该区域昆虫类群的多样性。研究中昆虫采集的方式主要为样线扫网，结合黄盘法，因条件无法支持故未在夜晚采集昆虫，蛾类在采集中获取的昆虫数量较少。调查结果显示，应龙山森林公园优势昆虫隶属于半翅目、双翅目、鳞翅目、鞘翅目、直翅目和膜翅目等。采集的最优势的5个科的昆虫有2种隶属鳞翅目，1种为半翅目作物害虫且多采集于农田周边的草甸和灌丛中。在应龙山森林公园南部草甸、灌丛中发现多种半翅目类群的昆虫，数量较多但不同调查点优势科不同，灌丛生境类型多为2类生境的中间过渡带，有多种的生境覆盖[16]，但通过调查研究发现灌丛中各类害虫猖獗，极大破坏了生态平衡，植食性昆虫危害园林生态，天敌昆虫种类数量不足以解决害虫的发生，建议园林部门采取相关措施防治害虫，保护森林环境，及时防止虫害继续蔓延到周边农田及原始森林环境;造成害虫大量发生的原因可能在于开发应龙山森林公园，游客数量增加，人为干扰严重导致自然生态被破坏。产生这一结果的主要原因可能是近年来应龙山森林公园的大面积改造破坏了生境的稳定性，从而对昆虫群落产生了较大影响[17]，而土地利用在很大程度上决定了许多生物的系统发育多样性[18]。应龙山森林公园的森林生态系统以针叶林和阔叶林为主要生境，昆虫生存环境生境多样，优势种个体数量多，榆紫叶甲（ Ambrostoma quadriimpressum）、杨叶甲（Chrysonieln populi）、白星花潜（Potosia brevitarsis）等植食性昆虫数量多，危害森林公园中杨树（Populus L）、榆树（Ulmus pumila）、旱柳（Salix matsudana）、蒙古栎（Quercus mongolica）， 且天敌昆虫数量少。

因此，在规划建设应龙山森林公园的过程中建议考虑如下方面：①对应龙山森林公园的昆虫资源进行系统调查研究，优先保护具有重要生态服务功能和受威胁的昆虫群落;②对市民和游客进行宣传教育，普及保护生物多样性的科学知识，避免人类活动的过度干扰。

4 展望

该研究仅从数量上对不同时间、不同生境类型中昆虫群落的相似性进行了初步研究，下一步可对昆虫特异性种类进行深入调查，进一步研究昆虫与寄主植物、栖息环境的相互关系等，为分析保护生态系统的变化规律提供科学依据。森林管理应同时考虑林分内树种丰富度和景观尺度的森林隔离度，以激发对昆虫和病原体的抗性[19]。应对害虫防治，主要基于“预防为主，生态优先，整合治理，精准施策”的原则，由于应龙山森林公园害虫泛滥即将成灾，建议园林部门采取生态调控技术、结合生物防治和合理的化学防治等手段，构建 “经济、简便、有效”的生态技术体系，将害虫控制在生态经济阈值水平之下[20-21]。

参考文献

[1] 戈峰.论害虫生态调控策略与技术[J].应用昆虫学报，2020，57（1）：10-19.

[2] 张巍巍，李元胜.中国昆虫生态大图鉴[M].重庆：重庆大学出版社，2011.

[3] 武春生，徐堉峰.中国蝴蝶图鉴[M].福州：海峡书局，2017.

[4] 刘广瑞.中国北方常见金龟子彩色图鉴[M].北京：中国林业出版社，1997.

[5] 华立中，奈良一，塞缪尔森GA.中国天牛（1406种）彩色图鉴[M].广州：中山大学出版社，2009.

[6] 蔡东章，王德森.河南鸡公山国家级自然保护区昆虫多样性研究[J].环境昆虫学报，2021，43（3）：594-600.

[7] 虞蔚岩，李朝晖，黄成，等.江苏南京地区蜻蜓目（Odonata）昆虫区系及多样性分析[J].长江流域资源与环境，2010，19（5）：514-521.

[8] 程攻，罗琚，柳絮飞，等.江苏省大丰区昆虫群落结构及多样性特征[J].安徽农业科学，2020，48（17）：71-76.

[9] 陈梦悦，吴雨恒，廖承清，等.八大公山国家级自然保护区不同生境蝶类群落特征与月动态[J].生物多样性，2020，28（8）：950-957.

[10] KALTSAS D，TRICHAS A，KOUGIOUMOUTZIS K，et al.Ground beetles respond to grazing at assemblage level， rather than species-specifically：The case of Cretan shrublands[J].J Insect Conserv，2013，17（4）：681-697.

[11] RIBERA I，DOLéDEC S，DOWNIE I S，et al.Effect of land disturbance and stress on species traits of ground beetle assemblages[J].Ecology，2001，82（4）：1112-1129.

[12] 马国强，刘贤谦.山西同朔地区不同混交林中昆虫群落结构初步研究[J].山西农业大学学报（自然科学版），2007，27（4）：360-362.

[13] 邹言，刘佳文，李立坤，等.北京市延庆区不同生境昆虫多样性特征调查分析[J].应用昆虫学报，2020，57（5）：1161-1172.

[14] TANASE M A，APONTE C，MERMOZ S，et al.Detection of windthrows and insect outbreaks by L-band SAR： A case study in the Bavarian Forest National Park[J].Remote Sens Environ，2018，209：700-711.

[15] 赵颍，关环环，郝博，等.辽宁黄椅山森林公园寄蝇多样性研究[J].应用昆虫学报，2020，57（3）：729-734.

[16] 尤士骏，张杰，李金玉，等.利用生物多样性控制作物害虫的理论与实践[J].应用昆虫学报，2019，56（6）：1125-1147.

[17] 董鑫.辽宁白狼山国家级自然保护区不同区域昆虫物种多样性的调查与分析[J].安徽农学通报，2020，26（8）：18-19.

[18] FRANKE S，BRANDL R，HEIBL C， et al.Predicting regional hotspots of phylogenetic diversity across multiple species groups[J].Divers Distributions，2020， 26（10）：1305-1314.

[19] WANG B L，TIAN C M，LIANG Y M.Mixed effects of landscape structure， tree diversity and stands relative position on insect and pathogen damage in riparian poplar forests[J/OL].For Ecol Manag，2021，479[2020-11-20].https：//doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118555.

[20] 戈峰.害蟲管理：从“综合”到“整合”[J].应用昆虫学报，2020，57（1）：1-9.

[21] 戈峰，欧阳芳，赵紫华.基于服务功能的昆虫生态调控理论[J].应用昆虫学报，2014，51（3）：597-605.