吉林省麗金龜科(昆蟲綱:鞘翅目)昆蟲物種多樣性

王 尚，孫 宇，楊 巽，王 軍，許國慶，席景會*

(1.吉林大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，長春 130062;2.遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，沈陽 110161)

麗金龜科Rutelidae 隸屬鞘翅目Coleoptera 多食亞目Polyphaga 金龜總科Scarabaeoidea，目前全世界已經(jīng)描述約有3500種(Grebennikov et al.，2004)，我國記載約400種(劉廣瑞等，1997)。麗金龜科很多種類是我國農(nóng)作物、果樹、林木的重要害蟲，成蟲取食植物葉片、作物果穗和果樹果實，幼蟲(蠐螬)在地下啃食植物地下部分，造成嚴重減產(chǎn)(張芝利，1984;劉廣瑞，1997)。

吉林省地處我國東北地區(qū)中部，地勢東南高峻，西北低平，明顯分為東部長白山區(qū)和西北松遼平原兩大區(qū)域，中部為過渡地帶，區(qū)域差異明顯;森林覆蓋率高達36%，農(nóng)、林業(yè)資源豐富，是國家重點商品糧基地之一(伊伯仁等，1994)。關(guān)于吉林省特定區(qū)域無脊椎動物物種組成與分布的研究已有一些報道(陳鵬和田中真悟，1990;劉紅和袁興中，1995;陳鵬和劉紅，1997;劉紅等，1997;姬蘭柱等，2004;吳艷光等，2006;吳東輝等，2007;吳東輝等，2007;王超等，2007)，但很少涉及金龜子類群。本研究以麗金龜科昆蟲為研究對象，利用幾種群落結(jié)構(gòu)的多樣性指標，比較吉林省不同地理亞區(qū)麗金龜昆蟲物種組成和結(jié)構(gòu)，旨在了解吉林省麗金龜物種組成、多樣性及其在不同農(nóng)業(yè)昆蟲地理亞區(qū)之間差異，為有害生物綜合治理和生物多樣性保護與利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

吉林省(40°52'-46°18'N，121°38'-131°19'E)位于我國東北地區(qū)中部。地形東部山地，西部平原。屬溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫3.2-5.6℃，無霜期110-150 d。東南部山地氣候冷濕，西北部平原接近蒙古高原，氣候干暖。主要糧食作物有玉米，約占總糧豆面積65%，大豆和水稻各約占10%，其次是高粱、谷子、小麥、薯類、向日葵、甜菜、煙草、花生、雜豆等，約共占15%。零星分布有落葉果樹和飼料，城郊多生產(chǎn)蔬菜。山區(qū)有特產(chǎn)人參和中草藥，林業(yè)資源較豐富，森林覆蓋率約36%。根據(jù)吉林省自然條件及農(nóng)業(yè)昆蟲的種類組成、發(fā)生特點，伊伯仁等(1994)將全省農(nóng)業(yè)昆蟲地理區(qū)劃分為吉東南區(qū)(A 區(qū))和吉中西區(qū)(B 區(qū))，其中吉東南區(qū)又劃分為低山丘陵稻谷亞區(qū)(A1 亞區(qū))、長白山林地農(nóng)林亞區(qū)(A2 亞區(qū))和丘陵稻谷玉米亞區(qū)(A3亞區(qū))3個亞區(qū)。將吉中西區(qū)劃分為松遼平原玉米帶亞區(qū)(B1 亞區(qū))和沙丘草原干旱半農(nóng)半牲亞區(qū)(B2 亞區(qū))。2010-2012年間，在每個亞區(qū)隨機設(shè)置樣點進行采樣，取樣地點見圖1。

圖1 吉林省采集地點分布圖Fig.1 Locations of sampling stations in Jilin Province，China

1.2 取樣方法

標本的采集主要采用燈誘和直接觀察等方法相結(jié)合，于2010-2012年間進行。燈誘法首先選擇周圍自然環(huán)境多樣、作物種類多樣、視野開闊、地勢較高、遠離市區(qū)的地點，用支架撐起大約2 m×3 m 的白布，垂直地面展開，將500 W 的黑光燈懸掛于白布頂端中間位置，在晚上7∶00 pm-11∶00 pm之間，對金龜子進行誘集，將誘集到的金龜子收集到毒瓶中。直接觀察法是在每個取樣地點一般搜尋3 h，將收集的昆蟲放入毒瓶中。

1.3 標本的制作、保存及鑒定

將毒瓶中的金龜制作成針插標本和浸漬標本。針插標本的制作參照王明春(2000)，并保存在標本盒中供進一步鑒定。金龜數(shù)量較多時，則將金龜保存在裝有95%酒精的玻璃瓶中，做成浸漬標本。標本的鑒定主要從昆蟲形態(tài)學(xué)方面進行鑒定。鑒定主要依據(jù)《中國北方常見金龜子彩色圖鑒》(劉廣瑞等，1997)和《長白山訪花甲蟲》(孟慶繁和高文韜，2008)等相關(guān)論著，同時對照中國農(nóng)科院植保所昆蟲標本室已有的金龜標本，或由相關(guān)專家?guī)椭b定。將采集到的麗金龜鑒定到種，同時進行數(shù)量統(tǒng)計，用作麗金龜物種多樣性分析。

1.4 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)麗金龜各種的個體數(shù)占麗金龜采集總個體數(shù)的百分比來劃分吉林省麗金龜各種的數(shù)量等級，即占10%以上為優(yōu)勢種，介于1%-10%之間為常見種，小于1%為稀有種(王子健等，2012)。

麗金龜多樣性指數(shù)相關(guān)計算公式如下:Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)(H')表達式為:H'=-∑(ni/N)ln(ni/N)，Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)(D)表達式為:D=∑(ni/N)2，Pielou 均勻度指數(shù)(J)，表達式為:J=H'/lnS，Margalef 物種豐富度指數(shù)(E)表達式為:E=(S-1)/lnN。式中，N 為土壤動物個體總數(shù)，ni 為第i 類群個體數(shù)，S 為土壤動物類群數(shù)(廖崇惠，1997)。

不同地理亞區(qū)麗金龜群落相似性比較采用Jaccard 相似性指數(shù)(Cj)公式計算:Cj=c/(a+b-c)，式中c 為亞區(qū)的共有種數(shù)，a 和b 分別為地理亞區(qū)A 和B 的種數(shù)。根據(jù)Jaccard 相似性系數(shù)原理，當Cj=0.00-0.25 時，為極不相似;當Cj=0.25-0.50 時，為中等不相似;當Cj=0.50-0.75 時，為中等相似;當Cj=0.75-1.00 時，為極相似(馬克平，1994)。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成及數(shù)量

本研究中共采集麗金龜科昆蟲標本2913 號，隸屬于6 屬13種。其中多色異麗金龜Anomala chamaeleon、黃褐異麗金龜Anomala exoleta 和中華弧麗金龜Popillia quadriguttat 為吉林省麗金龜科的優(yōu)勢物種，個體數(shù)分別占標本個體總數(shù)的56.71%、16.17%和12.02%，優(yōu)勢物種個體數(shù)占麗金龜科標本個體總數(shù)的84.90%;褐足彩麗金龜Mimela testaceipes 和淡翅藜麗金龜 Blitopertha pallidipennis 為吉林省麗金龜科常見物種，分別占標本總數(shù)的7.21%和4.09%;這些優(yōu)勢種和常見種構(gòu)成了吉林省麗金龜科的主要成分。吉林省麗金龜科稀有物種8種(表1)，其個體數(shù)僅占吉林省麗金龜科個體總數(shù)的3.81%。從表1 可以看出，吉林省不同地理區(qū)域物種組成差異明顯。種類數(shù)上，A2 區(qū)最多，為11種，B2 僅2種。優(yōu)勢物種組成上，A1 區(qū)為多色異麗金龜和淡翅藜麗金龜，A2 區(qū)為多色異麗金龜和褐足彩麗金龜，A3 區(qū)為多色異麗金龜和中華弧麗金龜，B1 區(qū)為黃褐異麗金龜和中華弧麗金龜，B2 區(qū)只采集到黃褐異麗金龜和中華弧麗金龜兩個種。多色異麗金龜是吉東南山區(qū)(A 區(qū))的優(yōu)勢物種，黃褐異麗金龜為吉中西平原區(qū)(B 區(qū))的優(yōu)勢物種。

表1 吉林省不同地理亞區(qū)麗金龜科物種組成與數(shù)量分布Table 1 Species composition and individuals of Rutelidae collected from five geographical sub-regions in Jilin Province，China

(續(xù)上表)

2.2 不同地理區(qū)域麗金龜科物種多樣性指數(shù)比較

吉林省不同地理區(qū)域麗金龜科昆蟲物種多樣性差異明顯，由表2 可知，Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)(H')從高到低排列為:B1＞A3＞A2＞A1＞B2;Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)(D)從高到低排列為:B2＞A2＞A3＞B1＞A1;Pielou 均勻度指數(shù)(J)從高到低排列為:B1＞A3＞A2＞A1＞B2;Margalef 物種豐富度指數(shù)(E)從高到低排列為:A2＞A1＞A3＞B1＞B2。B1 亞區(qū)的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和A2 亞區(qū)的豐富度指數(shù)在各亞區(qū)中最高，B2 亞區(qū)的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、物種豐富度指數(shù)在各亞區(qū)中均最低，而優(yōu)勢度指數(shù)最高。

表2 吉林省不同地理亞區(qū)麗金龜科昆蟲多樣性指數(shù)Table 2 Diversity indices of Rutelidae from different geographical regions in Jilin Province，China

2.3 不同地理區(qū)域麗金龜科物種相似性比較

吉林省不同地理區(qū)域麗金龜科昆蟲相似性差異明顯，由表3 可以看出，僅A1 亞區(qū)和A3 亞區(qū)、A2 亞區(qū)和A3 亞區(qū)之間為中等相似，相似性系數(shù)分別為0.625 和0.500;A1 亞區(qū)和A2 亞區(qū)、A2亞區(qū)和B1 亞區(qū)、B1 亞區(qū)和B2 亞區(qū)以及A3 亞區(qū)和B1 亞區(qū)之間相似系數(shù)分別為0.417、0.417、0.333 和0.300，為中等不相似;其余亞區(qū)之間極不相似，包括A2 亞區(qū)和B2 亞區(qū)、A3 亞區(qū)和B2亞區(qū)、A1 亞區(qū)和B1 亞區(qū)以及A1 亞區(qū)和B2 亞區(qū)，相似系數(shù)分別為0.182、0.125、0.091 和0.000。

表3 不同地理區(qū)域麗金龜科物種相似性系數(shù)Table 3 The similarity coefficient index of Rutelidae from different geographical regions in Jilin Province，China

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果顯示麗金龜科昆蟲物種組成和個體數(shù)量在吉林省各區(qū)域分布分很不均勻，表明該類金龜子對生境類型具有很強的選擇性。長白山林地農(nóng)林亞區(qū)(A2 區(qū))山多耕地少，林多農(nóng)田少，耕地面積僅占5%-10%，雨量充沛，植被覆蓋率高，森林資源豐富，麗金龜科昆蟲的物種數(shù)、個體數(shù)、多樣性指數(shù)在各區(qū)域中均最高。B1 亞區(qū)屬吉中松遷玉米帶亞區(qū)，是長白山山地向西部平原過渡地帶，土質(zhì)肥沃，積溫穩(wěn)定，光照充足，麗金龜科昆蟲物種多樣性次之;而B2 亞區(qū)是吉西北沙丘草原干旱半農(nóng)半牧亞區(qū)，為沙丘覆蓋的沖積平原，降水少，屬半干旱區(qū)，風沙、干旱、鹽堿問題較突出，該亞區(qū)的物種數(shù)和多樣性指數(shù)在各亞區(qū)中均最低。相似性分析結(jié)果顯示吉林省東部三個區(qū)域之間為中等相似，東西部區(qū)域間相似系數(shù)較低，并且具有空間距離越小相似系數(shù)越大的趨勢，表明吉林省麗金龜棲息地空間異質(zhì)性較大。這些結(jié)論與利用其他昆蟲類群得出的結(jié)論相似(于曉東等，2006)。

麗金龜科昆蟲是一類分布非常廣泛的生物，世界各大地理區(qū)系均有分布。國內(nèi)專門針對麗金龜科昆蟲物種多樣性研究鮮見報道，一般只將其作為鞘翅目或金龜總科的一個類群來分析。苗春生等(2007)報道了河北省黑光燈誘集到的金龜子總類，包括15種麗金龜科昆蟲;曹秀文等(2006)報道了甘肅省白龍江林區(qū)金龜總科昆蟲區(qū)系，包含麗金龜科昆蟲36種。本文報道吉林省分布麗金龜科昆蟲13種。吉林省的自然條件復(fù)雜，東南部長白山自然保護區(qū)，物種應(yīng)該更加豐富，因此有待進一步調(diào)查研究。

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