江苏省泰州市姜堰区昆虫群落多样性调查与区系分析

朱晓俊，钱宏革，白晓拴

（1.内蒙古师范大学 生命科学与技术学院，内蒙古 呼和浩特 010022；2.湖南农业大学 生物科学技术学院，湖南 长沙 410000）

据估算，昆虫种类约占整个地球生物总量的65%［1］，因此昆虫在生物多样性中起着重要作用，但在保护生物多样性方面并未得到应有的重视［2］。昆虫对于生境变化高度敏感，目前较多类群已经可以作为环境评估和生物多样性变化的指示种［3-4］，对体现生物多样性、维持生态平衡、反映自然环境变化都具有重要价值［5］。

近年来，关于江苏省昆虫物种的多样性监测及区系组成分析已有报道。程攻等［6］调查了江苏省盐城市大丰区昆虫本底资源情况。陈志德等［7］分析了泰兴地区花生田的昆虫类群和群落结构，为花生病虫害的防治和如何合理用药提供指导依据。郭建波等［8］研究和探讨了江苏省沿江地区5 种出口产品仓储昆虫群落的数量特征，为出口检疫提供技术支持。虞蔚岩等［9-10］、任利芬等［11］、王晨曦等［12］对江苏省内、南京市、徐州市及连云港云台山地区的蜻蜓资源进行了调查，并且分析了蜻蜓目昆虫的多样性和区系组成。路亚北和万永红［13］对常州市地区蝶类资源进行了调查及区系研究。本文对泰州市姜堰区进行了昆虫多样性调查及区系分析，明确了该地区昆虫资源及区系分布的基本情况。调查结果可为姜堰区生物多样性的监测、生态保护和功能评价提供一定的科学依据。

1 研究区概况

姜堰区位于江苏省中部（32°30′N，120°09′E），地跨长江三角洲和里下河平原，东与海安县相邻，南与泰兴市相接，西与泰州市的海陵区及高港区相连，北与兴化市及东台市相毗。姜堰区的总面积约858.3 km2，约占江苏省总面积的0.80%，其中水域面积175.8 km2，约占全区总面积的20.48%，农田耕地面积约占全区总面积的57%，林地面积约占全区总面积的1.31%，园地面积约占全区面积的0.71%，建设用地（城乡建设用地、交通水利设施用地和其他建设用地）约占全区面积的17.50%。姜堰区属于亚热带季风气候，季风环流气候影响显著，四季分明，冬夏季较长，春秋季较短。姜堰区的常年平均气温为14.5 ℃；年平均积温为5 365.6 ℃；年平均降水量为991.7 mm。全年气候温暖，光照充足，雨水充沛，农业气候条件优越［14］。

2 材料与方法

2.1 标本采集与鉴定

本次调查共进行了三次昆虫采集，分别于2018 年7 月20 日至7 月27 日，2018 年8 月23 日至8 月28 日和2019 年4 月12 日至4 月17 日。在江苏省泰州市姜堰区布设调查样线，每条样线的长度均为2 km，并采用震落法、扫网捕捉法和灯诱法采集昆虫。具体样线信息见图1。

图1 姜堰区昆虫调查样线信息Fig.1 Information of the insects in survey line in Jiangyan district

将采集到的鳞翅目昆虫放入三角袋中保存，其它种类的昆虫标本放入无水乙醇中保存，记录采集基本信息，然后带回实验室进行分类鉴定。参照彩万志《中国昆虫图鉴》［15］、张巍巍《中国昆虫生态大图鉴》［16］、李湘涛《昆虫博物馆》［17］、虞国跃与《王家园昆虫》［18］等，记录昆虫数量并将部分标本制成针插标本进行保存。

2.2 数据处理

在数据分析时，对标本数量进行标准化处理。物种多样性分析采用Shannon‐Wiener 多样性指数［19-20］，即均匀度分析采用Pielou 指数，即J=H′/lnS；丰富度分析采用Margalef 指数，即dM=(S-1)/lnN;优势度分析采用Berger‐Parker 指数，即D=Nmax/Nt。

在以上各个公式中，S代表群落中物种数，N代表观察到的个体总数，pi代表第i个类群的个体数占群落总个体数的比率，Nmax代表优势种的种群数量，Nt代表物种的种群数量［21-23］。

各类群优势性状根据Berger‐Parker 指数划分，划分标准依据正态分布原则确定。本文采用的具体标准为：当D≥0.1，为优势类群；当0.05≤D<0.1，为丰盛类群；当0.01≤D<0.5，为常见类群；当0.001≤D<0.01，为偶见类群；当D<0.001，为稀少种或罕见种［24-25］。

2.3 区系划分依据

根据申效诚的《中国昆虫地理》进行中国动物地理区系划分［21］，将分布于2 个或2 个以上地理区的各类区系统称为“跨区区系型”，其中含特定地理区的各式跨区区系型种数的总和为复计种数［27-28］。

3 结果分析

3.1 姜堰区昆虫群落组成

经过鉴定和数量统计，共采集昆虫标本3 626 号192 种，隶属于11 目96 科168 属。具体分布见表1。

表1 姜堰区昆虫群落组成Tab.1 Composition of the insect community in Jiangyan district

3.2 姜堰区昆虫群落多样性特征分析

根据调查结果分析，如图2显示，泰州市姜堰区鞘翅目（Coleoptera）昆虫多样性指数最高（2.531），其次是半翅目（Hemiptera）（2.414）、双 翅 目（Diptera）（2.208）、直 翅 目（Orthoptera）（1.817）；缨 翅 目（Thysanoptera） 和 螳 螂 目（Mantodea）最低（0）。鳞翅目（Lepidoptera）优势度指数最高（0.204），其 次 是 双 翅 目（0.233）、半翅目（0.204）、鞘翅目（0.110）；蜚蠊目（Blattodea）和螳螂目优势度指数最低（0.001）。半翅目丰富度指数最高，为3.027，其次是鞘翅目（2.837）、膜翅目（Hymenoptera）（2.392）、双翅目（1.929）；缨翅目和螳螂目最低（0）。缨翅目和螳螂目均匀度指数最高（1.000）；其次是蜻蜓目（Odonata）（0.961）、蜚蠊目（0.918）、鞘翅目（0.876）、双翅目（0.837）。

图2 姜堰区昆虫群落多样性特征分析Fig.2 Analysis of insect community diversity from Jiangyan district

3.3 姜堰区昆虫优势类型分析

根据Berger‐Parker 指数分析可得，姜堰区粉蝶科（Pieridae）昆虫为优势类群，占姜堰区昆虫总个体数的11.89%；而丽蝇科（Calliphoridae）和缘蝽科（Coreidae）为丰盛类群，分别占姜堰区昆虫总个体数的5.35%和5.10%；其他常见类群计有26 科；优势类群、丰盛类群和常见类群占到姜堰区昆虫总个体数的77.71%，偶见种和罕见种占22.29%。在姜堰区的昆虫监测中，不能忽视小目、小科的作用，单科单种的昆虫可以代表区系地理的稀缺性，这些昆虫的存在增加了生态系统的多样性与稳定性，同时也保存了更多昆虫的生物及基因资源［28］。

3.4 姜堰区昆虫区系分析

根据姜堰区调查采集昆虫的分布记录统计，在中国动物地理区划中共有8 类32 式区系型，其中包括4 个双区型，4 个三区型，5 个四区型，5 个五区型，4 个六区型，5 个七区型，4 个八区型和1 个全国分布型（表2）。其中全国分布型种类最多，有50 种，占26.04%；其次为“江淮区+东北区+华北区+青藏区+华中区+西南区+华东区+华南区”型，有39 种，占20.31%。

表2 在中国动物地理区划中各种分布型的种数和比例Tab.2 Number and percentage of the distribution patterns in zoogeographical regions of China

为进一步研究姜堰区昆虫与中国动物地理区之间的关系，对姜堰区昆虫进行含特定地理区的跨区分布型的复计统计（图3）。复计率由高到低依次是：含华东昆虫区的跨区分布型有26 式185 种（96.35%），含华中昆虫区的跨区分布型有23 式183 种（95.31%），含华北昆虫区的跨区分布型22 式170 种（88.54%），含华南昆虫区的跨区分布型有18 式169 种（88.02%），含西南昆虫区的跨区分布型有14 式158 种（82.29%），含东北昆虫区的跨区分布型有15 式146 种（76.04%），含青藏昆虫区的跨区分布型有8 式106 种（55.21%），含西北昆虫区的跨区分布型有7 式71 种（36.98%）。说明该地区昆虫与华东昆虫区、华中昆虫区联系极为密切。

图3 在中国动物地理区划中含特定地理区的跨区分布型的复计比较Fig.3 Accumulated percentage of the distribution patterns with special region in zoogeographical regions of China

4 讨论

此次姜堰区昆虫多样性调查，共采集昆虫标本3 626 号，基于形态特征鉴定出192 种。通过对姜堰区昆虫的分析可得，鞘翅目昆虫群落最稳定，种群间联系最紧密且多样性最高；鳞翅目优势度指数最高，不同种类生物数量分布越不均匀；半翅目丰富度指数最高，半翅目物种数目的最多，种类也最为丰富；缨翅目和螳螂目均匀度指数最高，这两个目的各物种个体数最接近。粉蝶科昆虫为优势类群，丽蝇科和缘蝽科为丰盛类群，其他常见类群计有26 科；优势类群、丰盛类群和常见类群占到姜堰区昆虫总个体数的77.71%。本次调查可为姜堰区生物多样性的监测、生态保护和功能评价提供一定的科学依据。

在中国动物地理区划中，泰州市属于江淮昆虫区，其与华东昆虫区、华中昆虫区、华北昆虫区和华南昆虫区4 区相互关系较为密切；昆虫地理分布型以全国分布型种类最多，无明显的特有分布型，表现出多区向此区渗透的特点；而且在32 种分布型中，26 种分布型均包含华东昆虫区，表明华东昆虫区向该区的渗透更为明显。在古地质运动的过程中，随着青藏高原的隆起，东部地区生物适宜性增加［21］，昆虫区系构成趋于复杂，广布种数量增多［22］。

昆虫是组成自然景观的成员之一，它与区域生态系统的稳定、农业丰收及人畜健康有着极为密切的关系。昆虫多样性在一定程度上反映着当地生态环境的好坏，而且昆虫生物多样性的保护对于维持农林生态系统的稳定及防止病虫害的爆发有极为重要的意义。然而，近年来随着泰州市姜堰区经济的发展，基础设施建设的不断完善，人口数量和密度快速增加，在城镇化的过程中大量自然生境被城市、乡镇居民点、道路侵占，使得昆虫原有的栖息地丧失或者片段化，栖息地片断化会使昆虫迁移路线受阻，昆虫生物多样性也面临着极大的挑战。同时，全球气候变暖和过度使用农药对昆虫生物多样性也产生影响。