小五台山国家级自然保护区环境因素对昆虫群落分布的影响

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摘要：以小五台山国家级自然保护区昆虫群落作为研究对象，通过实地调查，研究了不同气候条件、不同海拔、不同生境对昆虫群落分布的影响。结果表明，阳坡群落的稳定性大于阴坡群落的稳定性；昆虫群落的数量及丰富度在不同时间不同生境条件，在较低海拔及较高海拔表现出的趋势不太相同，但都以1 400～1 500 m为界，表现出不同的趋势；昆虫数量及丰富度在温度因素及湿度因素上均未表现出规律性；由昆虫种群数量时间动态分析结果表明，昆虫数量并非都在温度较高的8月达到高峰期。

关键词：小五台山；自然保护区；昆虫；气候

中图分类号：Q968 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）19-4667-05

小五台山国家级自然保护区位于河北省张家口市蔚县，境内有森林、亚高山草甸、溪流湿地等多样的生态系统。该保护区森林茂密、物种丰富、生物区系复杂，保护区以其优越的自然环境孕育了丰富的昆虫资源。20世纪80年代初，对该保护区进行了初步的昆虫资源考察，但到目前为止对于小五台山自然保护区昆虫种类、数量、分布还不十分清楚，有关详尽的内容尚需进一步研究。

从全国来看，目前已有学者对徐州泉山、兴隆山、壶瓶山等自然保护区内昆虫分布及多样性与海拔、植被类型之间的关系进行了一定研究[1-3]，并且对三峡库区昆虫分布格局与生境的关系进行了相关研究[4，5]，表明昆虫的分布及多样性与生境之间存在密切关系。但对昆虫分布与生境间关系的研究还相对较少，本研究对小五台山国家级自然保护区不同生境条件下的昆虫多样性进行初步研究，对该保护区环境因素对昆虫分布格局的影响进行初步探讨，以期为保护区昆虫资源的利用和保护提供理论依据。

1 试验地概况

2 调查方法

2.1 样地设置

按海拔梯度选取样地，每100 m设置一个海拔梯度，总计设置5个海拔梯度（海拔1 200～1 700 m），同一海拔梯度分为阴坡、阳坡。

2.2 调查方法

2.2.1 昆虫群落调查 于2011年7～9月进行调查，每隔30 d调查1次。对草本层、灌木层及地表层昆虫群落分别进行调查，根据试验地布局采用平行5点法选取试验点，每个标准地选取5个1 m×1 m的样方。详细调查取样范围内所有昆虫的种类和数量，未知种类采集标本带回实验室进行鉴定并作记载。

2.2.2 环境因子调查 此项调查环境因子包括坡位（山脊、上坡、中坡、下坡、谷地）、坡向、坡度、海拔、湿度及温度。

2.3 群落结构特征指数的分析方法

统计分析各个处理昆虫群落的结构与组成，在系统收集数据的基础上计算各处理昆虫群落、群落多样性、均匀性、丰富度、优势集中性指数，昆虫群落特征指数计算方法如下，以上参数使用Excel软件进行计算。

3 结果与分析

3.1 环境因子调查记录

7～9月环境因子记录情况如表1所示。由表1可知，各月份阳坡温度高于阴坡温度，8月各海拔的温度明显高于7月，且除去生境X总体表现为随海拔升高温度降低的趋势，而8月的湿度明显低于7月；9月温度低于7、8月，而湿度（除生境Ⅰ外）大于8月。

3.2 7月不同生境昆虫群落特征指数

7月对不同生境草本层、灌木层及地表层昆虫群落的调查情况如表2所示。由表2可知，生境对昆虫群落的各项指标都有一定影响，对个体总数、丰富度的影响较对优势集中性指数、均匀度指数、多样性指数的影响大。

综合表1与表2可知，阳坡昆虫数量、丰富度、多样性指数、均匀度指数都明显大于阴坡。草本层在阳坡生境中，低海拔（1 200～1 450 m）表现为随海拔升高昆虫的数量及丰富度上升的趋势，在海拔1 445 m处达到高峰后突然下降，而在较高海拔昆虫数量及丰富度又表现为随海拔上升而上升的趋势。多样性指数及均匀度指数随海拔的变化规律不明显，但总体表现为低海拔偏高，高海拔偏低。在阴坡生境中，低海拔（1 200～1 500 m）表现为随海拔升高昆虫的数量及丰富度下降的趋势，而在较高海拔昆虫的数量及丰富度表现为随海拔上升而上升的趋势。温度大体表现出随海拔上升而下降的趋势，较高海拔生境X温度较高，可能受小气候环境影响，但昆虫群落的各项指标随温度变化没有表现出明显的规律性。湿度在低海拔表现为阳坡湿度小于阴坡，在高海拔阳坡与阴坡的湿度没有明显差异，且湿度对昆虫群落没有表现出明显的影响。生境I群落的稳定性最高。

灌木层昆虫群落的种数和丰富度都较高的是生境Ⅰ和Ⅵ，物种数较高的是生境Ⅲ，海拔分别是1 200、1 500、1 300 m，表现为低海拔物种数及丰富度偏高；物种数和丰富度较高的生境温度分别是26、21、27 ℃，在温度因素上没有呈现出明显的规律性；物种和丰富度较高的生境湿度都偏低；昆虫物种数量及丰富度的高峰大多出现在阳坡。在群落稳定性方面，生境Ⅵ表现出了较高的稳定性。

地表层低海拔昆虫丰富度低于较高海拔昆虫数量，在低海拔（1 200～1 500 m）阳坡生境中昆虫的数量大于阴坡生境昆虫的数量，在较高海拔（1 500～1 700 m）阴坡生境中昆虫的数量大于阳坡生境中昆虫的数量，综合分析可以看出物种数较高的在1 400 m以下及1 600 m以上，物种丰富度较大的在1 600 m以上。在温度因素及湿度因素上没有表现出明显的规律性。且相对于草本层及灌木层物种丰富度，地表层的物种丰富度较小。

3.3 8月不同生境昆虫群落特征指数

8月对不同生境草本层、灌木层及地表层昆虫群落的调查情况如表3所示。

综合表1和表3可以看出，在8月生境对草本层昆虫种群的个体总数、丰富度都有一定影响，对优势集中性指数、均匀度指数、多样性指数的影响不大，与7月的研究结果大体相似。在同海拔阳坡生境中昆虫的数量及丰富度大于阴坡生境中昆虫的种类及数量。阳坡生境和阴坡生境，在海拔1 500 m以下昆虫的物种数量以及丰富度都没有表现出明显的规律性，在海拔1 500 m以上物种丰富度及物种数大体呈现随海拔上升而升高的趋势。对温度因素进行分析可以看出，海拔1 500 m以上温度偏低，而物种数量和丰富度偏高。海拔1 500 m以下温度偏高，而物种数偏低。对湿度因素进行分析可以看出，8月湿度较7月普遍偏低，且在湿度因素上没有表现出明显的规律性。

生境对灌木层昆虫的群落特征参数的影响表现为：生境Ⅰ（海拔1 200 m）昆虫个体数量及丰富度最高；温度偏高的生境昆虫的数量及丰富度更高一些；湿度偏小的生境昆虫的数量及物种丰富度偏高；表现为阳坡生境昆虫数量及丰富度偏高；生境Ⅲ的群落稳定性最高。

生境对地表层昆虫的群落特征参数的影响呈现出在海拔1 600 m以上昆虫数量及丰富度最高，其次是海拔1 400 m以下；在高海拔温度偏低的生境中，物种的数量以及丰富度偏高，而在低海拔温度偏高的生境中物种的数量及丰富度偏高；从湿度因素、坡向因素进行分析可以看出，没有表现出明显的规律性。生境Ⅳ与Ⅸ的昆虫群落稳定性较高。

3.4 9月不同生境昆虫群落特征指数

9月对不同生境草本层、灌木层及地表层昆虫群落的调查情况如表4所示。

综合表1和表4可知，9月生境对草本层昆虫的群落特征参数的影响：从海拔和坡向因素进行分析，可以发现位于阴坡的生境随海拔升高昆虫物种数呈现不断上升的趋势，位于阳坡的生境的昆虫数量呈现随海拔上升物种数减少的趋势。从温度因素及湿度因素进行分析没有表现出规律性，对群落稳定性分析发现位于阴坡生境中昆虫的稳定性较高。

生境对灌木层昆虫的群落特征参数的影响：从海拔因素进行分析可以看出昆虫个体数量呈现随海拔上升而升高的趋势，但丰富度在海拔1 500 m处最大。在温度因素和湿度因素上也没有呈现出规律性，生境Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ的群落稳定性较高。

9月地表昆虫的个体数量及丰富度较7、8月明显减少，在阳坡生境中昆虫的个体数量及丰富度随海拔高度的升高呈现不断增多的趋势，在阴坡生境中昆虫的数量及丰富度随海拔高度的升高呈现不断下降的趋势，而且在同海拔阴坡生境中昆虫群落的稳定性高于阳坡生境。

3.5 昆虫群落数量时间数量动态变化的影响

7～9月同一海拔草本层昆虫的时间数量动态变化（图1）。由图1可知，在海拔1 200、1 500、1 600 m处，昆虫的个体数量时间动态呈现一直上升的趋势；在海拔1 300、1 400 m处，昆虫的个体数量呈现下降的趋势；在海拔1 600 m处，呈现先下降后上升的趋势；在海拔1 500、1 700 m处，呈现先上升后下降的趋势。可以看出昆虫的数量除海拔1 700 m处，其他的都没有在温度较高的8月达到高峰期。

7～9月同一海拔地表层昆虫群落的时间数量动态变化见图2。由图2可知，在海拔1 200、1 600 m处，昆虫的个体数量时间动态呈现一直下降的趋势；在海拔1 300、1 500、1 700 m处，昆虫的个体数量呈现先上升后下降的趋势；在海拔1 400 m处，呈现先下降后上升的趋势。地表层昆虫的个体数量动态变化与温度的变化相关性不大。

4 小结与讨论

1）对7～9月不同生境草本层、灌木层、地表层昆虫特征参数分析结果表明：阳坡群落的稳定性大于阴坡群落的稳定性；但昆虫群落的数量及丰富度在不同时间、阴坡、阳坡在较低海拔及较高海拔表现出的趋势不太相同。但都以1 400～1 500 m为界，表现出不同的趋势。对于昆虫数量随海拔梯度的变化曾提出过4种模式[5-7]包括：①随海拔升高而减小；②低海拔高平台值；③中海拔单峰隆起；④随海拔上升而增大。其中第四种情况比较少见，而本研究中草本层及地表层昆虫群落随海拔变化趋势与这四种模式都不大相同。这也说明了生境与群落间互相影响的复杂性。

2）对7～9月不同生境草本层、灌木层、地表层昆虫特征参数分析结果表明昆虫数量及丰富度在温度因素及湿度因素上都没有表现明显的出规律性。一般认为昆虫的种群数量会随着温度的升高而升高，与本研究结果不同，但已有研究表明昆虫只有在适温区才会呈现温度与种群数量的线性关系[8]。

3）对昆虫种群数量时间动态分析结果表明不同海拔草本层昆虫群落数量大部分在9月达到高峰，地表层昆虫群落得数量大部分在8月达到高峰期，所以昆虫群落的数量并不都是在温度较高的8月达到高峰。

4）本研究仅对一年的调查数据进行分析研究，而生境对昆虫群落分布及多样性的影响需要多年连续调查研究，故所得结论难免有不妥之处，其调查分析结果只是一个初步的探讨。

参考文献：

[1] 丁梁斌，胡长效.徐州泉山自然保护区昆虫群落研究[J].江西农业学报，2009，21（9）：62-67.

[2] 张红勇，杨宝生.兴隆山自然保护区海拔高度与昆虫种类分布关系初探[J]. 甘肃林业科技， 2005，31（3）：25-26，46.

[3] 皮 兵，袁 巍，程宁南，等.海拔高度对壶瓶山昆虫群落物种多样性的影响[J].湖南林业科技，2006，33（6）：57-59.

[4] 刘 晔，沈泽昊.长江三峡库区昆虫丰富度的海拔梯度格局[J].生态学报，2011，31（19）：5663-5675.

[5] LAWTON J H， MACGARVIN M， HEADS P A. Effects of altitude on the abundance and species richness of insect herbivores on bracken[J]. Journal of Animal Ecology，1987，56（1）：147-160.

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