上海市临港新城地区不同季节昆虫多样性

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　　摘要：2017年10月至2018年7月，采用扫网法对临港新城不同季节昆虫群落多样性进行调查，选取14个不同样地，运用香农-威纳指数、Simpson指数、均匀度指数、丰富度指数对不同群落进行统计分析。共采集6 970头昆虫，分属于12目94科。数据表明，夏季昆虫物种数目最多，春季次之，秋季最少。香农-威纳指数夏季LG-11、LG-8样地最高，为5.86，春季LG-13样地最低，为2.12;Simpson指数最高为夏季LG-8样地和秋季LG-7样地，均为0.98;均匀度指数最高为秋季LG-2样地和LG-5样地，达0.97，最低的为春季LG-8样地，仅为0.66;丰富度指数最高为夏季LG-7样地，达10.86，最低的是春季LG-13样地，仅为2.90。典范相关分析表明，物种丰富度与环境因子中的群落盖度相关性较大。
　　 关键词：临港新城;扫网法;昆虫;群落多样性;环境因子;物种丰富度
　　 中图分类号： S181 文献标志码： A
　　 文章编号：1002-1302（2020）07-0111-07
　　 昆虫是生物界的主要类群之一，是动物界最大的纲[1]。无论是个体数量、生物量、种数，还是基因数，它们在生物多样性中均占有十分重要的地位。昆虫对生境的变化敏感，具有广谱的生物地理学和生态学探针功能[2]。昆虫群落的物种多样性是生态系统结构和功能的组成因素，对维持自然界的生态平衡发挥着重要作用。生境变化会对昆虫多样性产生一定的影响，因此在某种生境下的昆虫多样性可以作为评价该地生态环境质量的一种有效指标[3]。国内许多地区开展了昆虫多样性调查工作，如黑龙江扎龙湿地不同生境的昆虫多样性[4]、云南省元谋干热河谷昆虫多样性[5]、南岳昆虫多样性[6]、宁夏香山荒漠草原区昆虫多样性[7]、辽宁蛇岛昆虫多样性[8]等。通过对昆虫多样性进行调查，为评价当地生态提供参考数据。
　　盐碱土是地球上广泛分布的一种土壤类型，是一种重要的土地资源。我国盐碱土地资源总面积约为9 913万hm2，盐碱土地不但会造成资源破坏，给农业生产带来巨大损失，而且还对生物圈和生态环境构成威胁，表现出环境和经济等2方面的危害。临港新城位于上海市南汇区，其土壤类型为东海之滨典型的盐碱土。目前，学者们已经对临港新城的植物根系分布、土壤动物类型、重金属污染等作了很多研究[9-13]，但对该地昆虫多样性的研究尚未见报道。本研究在2017年10月至2018年7月期间对临港新城不同季节昆虫资源及其多样性进行初步调查，运用多样性指数、均匀度指数、丰富度指数等不同指标讨论不同季节和不同样地间昆虫群落特征，以期为临港新城生态建设提供基础资料。
　　1 材料与方法
　　1.1 研究地概况
　　临港新城位于上海市南汇区境内（30°59′～31°16′N，120°53′～121°17′E），位于中纬度东亚季风盛行区域，年平均气温为15.0～15.8 ℃，最低气温在1月，月平均气温为3.3～3.6 ℃，最高气温在8月，月平均气温为26.8 ℃;全年总日照时数为2 000～2 200 h，年降水量为900～1 050 mm。土壤主要为吹填土，pH值为7.80～8.24，全盐量为2.0～3.0 g/kg，植被主要有互花米草（Spartina alterniflora）、芦苇（Phragmites australis）、香蒲（Typha orientalis）、水杉（Metasequoia glyp-tostroboides）、银荆（Acacia dealbata）等水生植物，香樟（Cinnamomum camphora）、女贞（Ligustrum lucidum）、乌桕（Sapium sebiferum）、墨西哥落羽杉（Taxodium mucronatum）、棕榈（Trachycarpus fortunei）、桧柏（Sabina chinensis）、紫荆（Cercis chinensis）等乔木植物，金森女贞（Ligustrum japonicum）、绣线菊（Spiraea salicifolia）、夹竹桃（Nerium indicum）、大花秋葵（Hibiscus moscheutos）、大花醉鱼草（Buddleja colvilei）、紫花海棠（Malus Purple）、海滨木槿（Hibiscus hamabo）、木芙蓉（Hibiscus mutabilis）、红叶石楠（Photinia fraseri）、伞房决明（Cassia corymbosa）等灌木植物，红花酢浆草、冬青、百慕大、白车轴草、大叶吴风草等草本植物[14]。
　　根据分布地点和植被特征，共选择14个样地，调查昆虫多样性及季节动态。各样地情况介绍见表1。
　　1.2 研究方法
　　1.2.1 采集方法
　　在选定的14个10 m×20 m的样方中，采用口径为35 cm的80目标准捕虫网，在寄主植物上直接扫网采集节肢动物，每扫网50次收集1次，共收集4次，收集時用力将网内所有昆虫扫至网底部，并迅速将网兜和昆虫移入毒瓶中，等待3 min 后打开毒瓶，用蘸有乙醇的小毛笔或小镊子挑取所有昆虫，放入写好标签的小瓶中，带回实验室鉴定及统计。采集的标本用75%乙醇保存，根据《昆虫分类学》及《中国动物志》昆虫纲各卷、《王家园昆虫》等专业书籍[15-19]鉴定标本。
　　1.2.2 分析方法
　　利用优势度指数、Shannon-Wiener（香农-威纳）多样性指数、均匀度、物种丰富度等来分析群落特征[20]，具体公式如下。
　　2 研究结果
　　2.1 昆虫群落多样性调查结果
　　本研究共采集6 970头昆虫，分属于12目94科。其中，2017年秋季采集的数量最少，仅为396头，2018年夏季采集的数量最多，为4 261头。不同季节采集到的昆虫种类在各样方中的分布情况如表2所示，3个季节各样方采集到的昆虫种类以LG-7科数最多，达61种，其次为LG-3、LG-14和LG-8样地，分别采集到的昆虫科数为57、54、53科，LG-13样地昆虫种类最少，仅采集到34科昆虫。从不同季节来看，秋季昆虫种类分布较多的样地为LG-6、LG-7;春季LG-14、LG-7样地昆虫种类分布较多，分别采集到37、35科昆虫;夏季昆虫种类较多的样地为LG-7、LG-3样地，LG-13样地在不同季节采集到的昆虫种类均最少，秋季、春季、夏季分别采集到7、23、16科。 　　 不同季节临港新城昆虫群落的数量特征如表3所示，其中2017年秋季采集到的昆虫种类和数量均为最少，2018年夏季采集到的昆虫种类和数量均为最多。采集到昆虫的目数、科数、种数和个体数均为夏季>春季>秋季。
　　 由图1可知，春季香农-威纳指数较高的是LG-1和LG-3样地，分别为3.09、3.06。Simpson指数最高的样地是LG-1、LG-3样地，均为0.94。均匀度指数最高的样地为LG-1，达0.87，最低的样地为LG-8，仅为0.66。丰富度指数最高的为LG-7样地，达6.77，最低的是LG-13样地，仅为2.90。
　　 由图2可知，夏季香农-威纳指数较高的是LG-11、LG-8样地，分别为5.86、3.63。Simpson指数较高的是LG-8和LG-10样地，分别为0.98、0.97。均匀度指数最高的样地为LG-8，达0.95，最低的为LG-1和LG-2样地，仅为0.81。丰富度指数最高的为LG-7样地，达10.86，最低的是LG-13 样地，仅为6.56。
　　 由图3可知，秋季香农-威纳指数最高的是LG-6和LG-7样地，均为2.88，最低的是LG-13样地，为2.13。Simpson指数最高的是LG-7样地，为0.98。均匀度指数最高的样地为LG-2和LG-5样地，达0.97，最低的为LG-10样地，仅为0.81。
　　丰富度指数最高的为LG-7样地，达6.45，较低的是LG-3样地与LG-13样地，仅为3.24和3.25。
　　 由表4可知，不同季节香农-威纳指数、丰富度指数由高到低依次为夏季、春季、秋季，Simpson指数春季与夏季相同，均为0.97，秋季最小，为0.92。均匀度指数由高到低依次为春季、夏季、秋季。
　　3.2 昆虫多样性与环境因子的关系
　　利用各样地不同季节多样性指数平均数与反应环境因子的各变量进行典型相关分析，结果表明，第1对典型变量（V1，W1）之间的典型相关系数r1=0.937 8，标准误差为0.033 4。
　　由表4、表5可知，典型变量V1与生态因子中的群落盖度相关系数最大，为0.854 7，典型变量W1与多样性系数中的丰富度指数相关系数最大，为0.711 0。以此类推，从用标准化指标表达的第1对典型变量（V1，W1）可以看出，丰富度指数与群落盖度密切相关，而与乔木的平均胸径及乔木层生物量关系较小。
　　3 结论与讨论
　　本试验在不同季节统计，上海市临港新城14个不同样地昆虫多样性情况，结果表明，临港新城不同样地的昆虫群落由12目94科组成，其中秋季昆虫的种类数、目数、科数和个体数均为最少，春季其次，夏季均为最多。网蝽科、叶蝉科、瓢虫科、叶甲科等昆虫在各样地中均有分布，属于临港新城常见的昆虫种类;而四节蜉科、黾蝽科、凤蝶科、茎蜂科、姬蠊科等昆虫仅在其中1～2个样地中有分布，属于临港新城昆虫种类中的稀有种。
　　多样性分析结果表明，香农-维纳指数和丰富度指数由高到低依次均为夏季、春季、秋季，均匀度指数则是春季最高，夏季其次，秋季最低。荣亮等对上海市崇明岛不同季节昆虫多样性进行调查，得出类似的研究结果[21]，根据前人的研究，Shannon-Wiener生物多样性指数一般为1.5～3.5，而临港新城3个季节Shannon-Wiener多样性指数为3.23～4.04，昆虫多样性水平较高。不同样地昆虫多样性变化幅度较大，春季各样地丰富度指数最低的LG-13样地（2.90）与最高的LG-7样地（6.77）相差3.87;夏季各样地均匀度指数最低的LG-1样地（0.81）与最高的LG-8样地（0.95）相差0.14，造成各样地昆虫多样性的主要原因是植被种类及人为干扰程度的不同。在14个样地中，多数样地为人工种植的绿地或公园，这种生境下人为干扰严重[22]，昆虫种类与数量和人工种植的景观植被有较大的关系，LG-11样地和LG-12样地地被植物主要为红花酢浆草，因此该样地访花昆虫种类明显多于其他样地。
　　典型相关分析被广泛应用于分析环境因子与多样性关系[23]，本研究结果表明，样地植被的盖度与昆虫物种丰富度相关性最高，而均匀度指数与所测环境因子相关度不高，乔木的平均胸径和生长量与昆虫多样性相关度也不高，造成这种结果可能原因是研究样地大多是人为种植的绿地，人为干扰程度较大。
　　总体而言，由于土壤为盐碱土不利于植物生长，临港新城昆虫种类偏少，且昆虫群落在人为干扰的情况下显得很不稳定，调查发现，天牛和小蠹等鉆蛀性害虫由于缺乏天敌，对该地区柳树、杨树、无花果、海滨木槿等树木危害很大，在今后的工作中可适当引入天敌，增加临港新城地区昆虫多样性，进而达到维持生态平衡的目的。
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