（动物学专业论文）长江口盐沼湿地昆虫群落多样性及分布格局.pdf

论文题目：长江口盐沼湿地昆虫群落多样性及分布格局 学科专业：动物学 学位申请人：蒋际宝 指导教师：李利珍教授 摘要 为了分析长江口盐沼湿地的昆虫群落多样性及分布格局，本研究于2 0 0 8 年1 月1 0 月分季节在九段沙湿地、崇明东滩湿地中的海三棱蔗草、互花米草与芦苇 等植物群落中分高程设立样地，分别采用网捕法、植物收割法与凋落物收集法采 集昆虫，共采集昆虫标本2 9 2 4 2 头，并编制名录。本研究比较不同高程植物中的 昆虫群落数量组成与结构分布特征，采用主成份分析法探讨昆虫群落与植物特征 间的关系。研究结果初步揭示了长江口盐沼湿地的昆虫群落多样性特征及潮沟格 局下的昆虫群落结构分布特征，主要结论如下： l 、长江口盐沼湿地的昆虫物种组成较为丰富。截止至2 0 1 0 年初，已鉴定的 九段沙湿地昆虫有1 2 目6 0 科8 2 种；己鉴定的东滩湿地昆虫有1 3 目5 2 科6 8 种。 2 、不同高程植物中的昆虫种类与个体数量差异较大。一般情况下，通过网 捕法获得的昆虫种类随着高程的增加而增多；通过植物收割法与凋落收集法获得 的昆虫种类与个体数量都随着高程的增加而增多。 3 、不同高程植物中的昆虫优势类群与亚优势类群不尽相同。但各高程植物 中生存的优势类群或亚优势类群都有双翅目与鞘翅目昆虫。双翅目昆虫所占的比 例随着高程的增加而减少。 4 、昆虫群落多样性指数表现为季节动态，不同季节间具有显著性的差异。 s h a n n o n w i e n e r 多样性指数与p i e l o u 均匀度指数大多是夏、秋季较高，春、冬季 较低；s i m p s o n 优势度指数则与之相反。 5 、不同高程植物中的昆虫群落的结构分布呈现一定的规律。九段沙湿地互 花米草中的昆虫群落s h a n n o n w i e n e r 多样性指数与p i e l o u 均匀度指数随着高程 的增高，s i m p s o n 优势度指数相反；各高程芦苇中的昆虫群落多样性指数差异不 显著。而东滩湿地的昆虫群落多样性指数变化趋势同前者。 6 、不同高程植物中的昆虫群落的结构相似性不同。聚类分析结果表明，不 论采用哪种采集方法，九段沙湿地的中、高潮区互花米草的昆虫群落结构相似性 较高，低潮区与其他高程的昆虫群落结构相似性较低。东滩湿地的低、中潮区的 昆虫群落结构相似性较高，高潮区与其他高程的昆虫群落结构相似性较低。 7 、昆虫群落与部分植物特征之间存在着密切的关系。九段沙湿地的昆虫群 落与植物密度存在着较为显著的相关。东滩湿地的昆虫群落与植物地上生物量、 盐沼电导率二者综合作用也存在着显著的相关。 关键词：昆虫群落多样性盐沼植物群落九段沙湿地东滩湿地 论文类型：理论研究 t i t l e ：d i v e r s i t ya n dd i s t r i b u t i o np a t t e r no fi n s e c tc o m m u n i t i e si ns a l tm a r s h w e t l a n do ny a n g t z er i v e re s t u a r y m a j o r ：z o o l o g y a p p l i c a n t ：j i a n gj i b a o t u t o r ：p r o f l il i z h e n a b s t r a c t i no r d e rt os t u d yt h ed i v e r s i t ya n dd i s t r i b u t i o np a t t e r no fi n s e c tc o m m u n i t i e si nt h e s a l tm a r s hw e t l a n do ny a n g t z er i v e re s t u a r y , w ec o l l e c t e di n s e c tb yn e ts w e e p i n g ， p l a n tr e a p i n ga n dw i l tc o l l e c t i n gm e t h o d sa ts a m p l i n gs i t e sw h i c hw e r es e t t e di nt h e s c i r p u sm a r i q u e t e rc o m m u n i t i e s ，s p a r t i n aa l t e r n i f l o r ac o m m u n i t i e s ，a n dp h r a g m i t e s a u s t r a l i sc o m m u n i t i e so fj i u d u a n s h aw e t l a n da n dd o n g t a nw e t l a n d ，i nf o u rs e a s o n s f r o mj a n u a r yt oo c t o b e ri n2 0 0 8 at o t a lo f2 9 2 4 2i n s e c t sw e r ec o l l e c t e d w e c o m p a r e dt h ec o m p o s i t i o na n dd i v e r s i t yi n d i c e so fi n s e c tc o m m u n i t i e si nd i f f e r e n t e l e v a t i o n ，a n du s e dp r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i st od i s c u s st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n i n s e c tc o m m u n i t ya n dp l a n tf a c t o r s t h ec h a r a c t e r i s t i c so fd i v e r s i t ya n dd i s t r i b u t i o n p a t t e r no ft h ei n s e c tc o m m u n i t i e so nt h et i d a lc r e e kh a v eb e e nr e v e a l e d t h em a i n c o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： 1 t h ec o m p o s i t i o no fi n s e c tc o m m u n i t yi n s a l tm a r s hw e t l a n do fy a n g t z er i v e r e s t u a r yi sr e l a t i v e l ya b u n d a n t u pt ot h ep r e s e n t ，12o r d e r s ，6 0f a m i l i e s ，8 2s p e c i e so f i n s e c t sf r o mj i u d u a n s h aw e t l a n da n d13o r d e r s ，5 2f a m i l i e s ，6 8s p e c i e sf r o md o n g t a n w e t l a n dh a v eb e e ni d e n t i f i e d 2 t h ei n s e c ts p e c i e sa n di n d i v i d u a l so fv a r i o u se l e v a t i o n sa r ed i f f e r e n t i n g e n e r a l ，t h en u m b e ro fi n s e c ts p e c i e sc o l l e c t e db yn e ts w e e p i n gm e t h o d si se n h a n c i n g a st h ei n c r e a s i n ge l e v a t i o n s t h en u m b e ro fi n s e c ts p e c i e sa n di n d i v i d u a l sc o l l e c t e d b yp l a n tr e a p i n ga n dw i l tc o l l e c t i n gm e t h o d sa r eb o t he n h a n c i n ga st h ei n c r e a s i n g e l e v a t i o n 3 t h ed o m i n a n tg r o u p sa n ds u b - d o m i n a n tg r o u p so fo fv a r i o u se l e v a t i o n sa r e n o tt h es a m e h o w e v e r , b o t hd i p t e r aa n dc o l e o p t e r aa sd o m i n a n t g r o u p s o r s u b d o m i n a n tg r o u p sl i v ei ne v e r ye l e v a t i o n t h ep r o p o r t i o no fd i p t e r ar e d u c ea st h e e l e v a t i o ni n c r e a s e 4 i n s e c td i v e r s i t yi n d i c e ss h o ws e a s o n a ld y n a m i c s i n d i c e sb e t w e e ns e a s o n sa r e s i g n i f i c a n td i f f e r e n t s h a n n o n w i e n e ri n d e xa n dp i e l o ue v e n n e s si n d e xi ns u m m e r a n da u t u m na r em o s t l yh i g h e rt h a ni ns p r i n ga n d w i n t e r s i m p s o nd o m i n a n c ei n d e xi s o p p o s i t e 5 t h ed i s t r i b u t i o no fi n s e c tc o m m u n i t i e so fv a r i o u se l e v a t i o n ss h o w e dac e r t a i n p a t t e r n s h a n n o n - w i e n e ri n d e xa n dp i e l o ue v e n n e s si n d e xo fi n s e c tc o m m u n i t i e si n s p a r t i n aa l t e r n i f l o r ao fj i u d u a n s h aw e t l a n da r eb o t he n h a n c i n ga st h ei n c r e a s i n g e l e v a t i o n ，b u ts i m p s o nd o m i n a n c ei n d e xi so p p o s i t e h o w e v e r , t h e r ei sn os i g n i f i c a n t d i f f e r e n c eb e t w e e ni n s e c tc o m m u n i t i e si n p h r a g m i t e sa u s t r a l i s t h et r e n do fi n s e c t c o m m u n i t i e si nd o n g t a nw e t l a n di ss a m ea st h ef o r m e r 6 t h es i m i l a r i t yo fi n s e c tc o m m u n i t i e so fv a r i o u se l e v a t i o n si sd i f f e r e n t c l u s t e r a n a l y s i si n d i c a t e dt h a tt h es i m i l a r i t yo fi n s e c tc o m m u n i t i e si ns p a r t i n aa l t e r n i f l o ，口o f m e d i u mm a r s ha n dh i g hm a r s hi nj i u d u a n s h aw e t l a n di s h i g h e rt h a no t h e r s a n di t a l s oi n d i c a t e dt h a tt h es i m i l a r i t yo fi n s e c tc o m m u n i t i e so fl o wm a r s ha n dm e d i u m m a r s hi nd o n g t a nw e t l a n di sh i g h e rt h a no t h e r s 7 t h e r ei sa i n t e r - r e l a t i o n s h i pb e t w e e ni n s e c tc o m m u n i t ya n ds o m ep l a n tf a c t o r s t h ei n s e c tc o m m u n i t yi nj i u d u a n s h aw e t l a n di s r e l e v a n tw i t hp l a n t d e n s i t y m e a n w h i l e ，t h ei n s e c tc o m m u n i t yi nd o n g t a nw e t l a n di sr e l e v a n tw i t ht h e c o m b i n a t i o no ft h ea b o v e g r o u n db i o m a s so fp l a n t sa n dm a r s h c o n d u c t i v i t y k e y w o r d s ：i n s e c tc o m m u n i t y ；d i v e r s i t y ；s a l t m a r s h ；p l a n tc o m m u n i t y ； j i u d u a n s h aw e t l a n d ；d o n g t a nw e t l a n d t y p eo ft h ep a p e r ：t h e o r yr e s e a r c h 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人 或机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发 和所做的贡献均已在论文中做了明确的声明并表示了谢意。 作者签名：阮日期： 妒口，z 9 论文使用授权声明 本人完全了解上海师范大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅； 学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其 它手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。 储虢裕蹬燧名：亏m 争期：珈上w 上海师范大学硕士学位论文 日舌 第一章前言 湿地是地球自然生态系统的重要组成部分，孕育了丰富的生物资源。随着湿 地研究的开展，湿地昆虫群落的研究也越来越引起人们的兴趣。因为昆虫作为湿 地生态系统中的重要一环，在食物网中占据着承上启下的位置，其多样性的高低 可间接反映其他生物类群的状况与生态系统的变化趋势【1 1 。 1 1 群落多样性研究内容与方法 群落多样性是一个群落的基本特征，也是生态系统结构与功能的组成因烈2 1 。 它作为群落生态学研究的热门领域，受到了极大的关注。 群落多样性包括两个统计量一一群落包含的物种数目与各物种的相对多度， 其分别用于描述群落多样性与结构稳定性。其中，物种数目是群落多样性程度的 直接量度，也是较为可靠的量剧引。科学地描述并认识所研究群落中的生物物种， 统计这些物种的数量，是生物多样性研究的关键与前提，也是研究结果可靠性的 摹础。对于个体较大、易于观察统计的大型生物而言，数量统计不是难事。但是， 对于一个区域内数量庞大的昆虫，要想弄清其物种数目，只有依靠相对可靠的、 精确的采集方法。国外学者对群落物种数目的估计研究投入了较大的精力，近年 来得出了不少物种数量的估计方法。m a y ( 1 9 8 8 ) 等发展了描述实际物种数目来 推断可能存在的物种数目的方法( 即样本一总体估计思路) 4 1 ；e r w i n ( 1 9 9 1 ) 等 利用简单的地域类比与类群类比进行物种数目估计，也利用食物营养角度对群落 物种数目进行估计f s 】o 群落多样性的时间格局、空间格局也是群落生态学研究的重要内容。这领域 的研究核心是在不同尺度范围内，探讨群落内物种的数量组成与群落结构的时空 格局及其变化规律1 6 。 近年来，人们提出了系统发育多样性，并探讨分子进化、系统发育等与群落 多样性之间的关系1 7 1 ，以期认识群落多样性的演化趋势，为生物多样性保护工作 提供更多的参考依据。 群落多样性的量度有两种类型：a 多样性与1 3 多样性。a 多样性与群落多样 性的概念一致，它是反映群落内物种相对多度的一个指标，具有数量而无方向【8 】。 a 多样性测度很多，可分成四类：物种丰富度指数、物种相对多度指数、物种多 】 月u 舌 上海师范大学硕士学位论文 样性指数与物种均匀度指数。通常使用的多样性指数有s h a n n o n w i e n e r 多样性 指数、s i m p s o n 优势度指数、p i e l o u 均匀度指数、p i e 指数等，在分析中可根据需 要选择不同的指数。1 3 多样性定义为沿相关环境梯度的变化物种替换的程度，它 主要表明群落内或群落间环境异质性的大小及其对物种、种多度的影响，具有方 向特征【8 】o 随着电子计算机的高速发展，多元分析方法迅速发展成熟，与方法配套的各 种软件也大量出现，这促进了分析方法的实际应用f 9 1 。除了传统的相关与回归分 析等统计方法外，大量的多元分析方法被应用于群落多样性研究，数量生态学研 究者可以根据需求选择合适的方法【1 0 l 。 在群落物种多样性的多元分析中，如果有多个响应变量，但是没有解释变量， 可以用排序( 间接梯度分析) 来分析数据。例如，可以用主成份分析( p r i n c i p a l c o m p o n e n ta n a l y s i s ，p c a ) 、对应分析( c o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i s ，c a ) 、去趋势对应 分析( d e t r e n d e dc o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i s ，d c a ) 与非度量多维尺度分析 ( n o n m e t r i cm u l t i d i m e n s i o n a ls c a l i n ga n a l y s i s ，n m d s ) 等方法。当然，也可以用 等级分类方法( 聚类分析等) 将样方或群落分为有区别的几组。 如果有一个或多个的解释变量，要分析一个响应变量，可以用广义的回归模 型，包括传统的回归模型与方差分析、协方差分析；这类分析统称为一般线性模 型。在此基础，又发展了广义线性模型与广义可加模型【1 0 1 。 如果有多个响应变量需要分析，一个或多个解释变量，可以通过直接梯度排 序来分析解释变量与多个响应变量之间的关系。常用的有冗余分析( r e d u n d a n c y a n a l y s i s ，r d a ) 与典范对应分析( c a n o n i c a lc o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i s ，c c a ) 等排序 技术。 1 2 国外湿地昆虫群落生态学研究进展 在全球范围内，较之大型动物与植物，体积小巧的昆虫群落生态学研究工作 要少得多1 2 】。即便如此，国外的昆虫群落生态学研究者不仅在非湿地生态系统中 取得研究成果1 1 1 - 1 6 i ，也在湿地生态系统中做了大量的工作 1 7 - 1 9 1 。 一般工作的研究内容有： 1 、研究湿地昆虫群落数量组成的特征。例如，研究人员对意大利罗马地区 上海师范大学硕士学位论文前言 湿地的昆虫进行长期调查研究，结果显示因生存环境的恶化，当地昆虫数量逐渐 下降【1 9 】。 2 、研究湿地昆虫群落结构的特征。国外对昆虫群落研究中较常用的测度有 丰富度、相似性、多样性与稳定性等几种；也常用聚类分析等方法对湿地昆虫群 落进行排序与分类【2 。 3 、研究湿地昆虫群落的时空格局。这方面的工作在北美地区得以广泛开展。 l u c k e t t 等( 1 9 6 6 ) 对南加利福尼亚州5 种常见湿地的昆虫群落进行时空格局研 究，结果显示了昆虫季节动态与空间分布格局i 2 1 1 。m a r k 等( 1 9 8 7 ) 对密西西比 河流域的潮沼湿地水生双翅目昆虫的季节动态进行研究【2 2 】。a n t h o n y 等( 2 0 0 1 ) 对佛罗里达州湿地同翅目昆虫的季节动态进行研究【2 3 1 。 4 、探讨植物群落变化对湿地昆虫群落结构的影响。昆虫与其所生存的植物 之间存在密切联系。对于昆虫群落与植物特征之间的关系，存在着两种主要的假 说分类学多样性假说( t a x o n o m i cd i v e r s i t yh y p o t h e s i s ) 与结构异质性假说 ( s t r u c t u r a lh e t e r o g e n e i t yh y p o t h e s i s ) 。分类学多样性假说强调植物种类组成的多 样性对昆虫群落的作用【2 4 1 ；而结构异质性假说则强调植物群落结构特征对昆虫群 落作用的重要性【25 1 。b r o s e ( 2 0 0 3 ) 在东德农业景观区选择了演替早期韵湿地， 对步甲群落与植物特征的关系进行定量研究；他的研究结果表明，植物结构异质 性对于该昆虫类群的影响比植物种类组成更为重要。t a l l e y 等( 1 9 9 9 ) 在美国南 加利福尼亚州湿地进行昆虫群落研究，结果显示昆虫与植物特征以及土壤基质之 间具有密切关系，也支持了结构异质性假说【2 6 1 。其他环境因子变化对湿地昆虫群 落结构影响的研究也得以开展2 引。 此外，还有一些针对昆虫群落的演替、生态位的宽度与重叠度等的研究工作 也在进行f 2 ，2 5 1 。 1 3 国内湿地昆虫群落生态学研究进展 国内的昆虫生态学研究从2 0 世纪5 0 年代起步至今，已取得了长足的进步矧。 上世纪8 0 年代是昆虫群落生态学研究取得大发展的时期，特别是计算机科学的 普及与工程系统学的进步，使得数据分析得以广泛应用，也促进了国内昆虫群落 生态学研究的迅速发展。 前言上海师范大学硕士学位论文 我国地域辽阔，昆虫群落多样性研究的首要任务就是调查我国昆虫的种类、 数量。对此，不同规模的综合考察或专项调查己取得了重大的成果，并建立了不 少分类数据库2 引。但是，国内的湿地昆虫群落学研究工作还不及国外众多，而且 工作重心放在了对非湿地生态系统的考察上1 2 1 。随着湿地研究的进展，湿地昆虫 群落的研究才越来越引起人们的兴趣。 在湿地昆虫群落数量组成方面，我国学者已在沿海多个湿地开展工作。任美 锷等( 1 9 8 6 ) 对江苏海岸带湿地进行调查，提供了简单的昆虫名录【3 0 1 ；本实验 室课题组( 2 0 0 8 ) 对江苏盐城湿地昆虫群落进行初步调查，并制作了昆虫名录f 3 1 l 。 陈桂珠等( 1 9 9 7 ) 在深圳福田红树林鸟类自然保护区湿地对当地昆虫进行了种类 调查1 3 捌。 针对昆虫群落与植物特征、环境因子之间关系的研究工作也得到了开展。王 玉等( 2 0 0 9 ) 分析北京野鸭湖湿地退化及植被类型变化对地表甲虫群落组成的影 响，研究结果也更倾向于结构异质性假说【3 引。还有研究发现，盐沼湿地中水生昆 虫群落与环境因子的变化相关，可作为水环境质量的指示剥3 4 1 。 1 4 本研究的意义 盐沼湿地( s a l tm ar s hw e t l a n d ) 指海岸沿线受海洋潮汐周期性或间歇性影响 的，有喜湿、耐盐碱植被覆盖的成水或淡咸水淤泥质潮滩【3 5 - 3 7 1 。在我国，潮间带 盐沼广泛见于沿海诸省的泥沙质海岸【38 1 。长江口盐沼湿地是我国关键的沿海生态 保护区，具有重要的生态价值。 针对长江口盐沼湿地的昆虫群落研究工作也在近几年得到了开展。多次科学 考察都对该区域的昆虫种类进行调查，但是报道的种类不多口9 1 。彭筱葳等( 2 0 0 6 ) 针对长江口九段沙湿地的三种典型植物群落与光滩作了初步调查，探明新生沙洲 的昆虫群落组成1 4 叫。高慧等( 2 0 0 6 ) 在九段沙湿地对不同植物群落中的昆虫群 落进行研究，集中比较了入侵种互花米草群落与本地植物群落( 海三棱蔗草与芦 苇群落) 中昆虫群落的组成、相对多度与物种多样性的差异，以期认识因互花米 草入侵导致的植物群落结构改变对昆虫多样性的影响，以及由此产生的其他生态 后果【4 1 1 。其研究结果发现，入侵种互花米草群落中昆虫的物种数与个体数显著低 于两个本地植物群落；并且优势类群也发生了很大变化。 4 上海师范大学硕士学位论文 前言 昆虫与生存的植物之间存在密切联系，昆虫群落的变化一般与植物群落的变 化相关【1 】；同时，与许多陆地生态系统演变趋势相似，随着潮滩的演替进行，长 江口盐沼湿地内的植物群落与昆虫群落逐渐变得复杂化 4 1 - 4 2 】。因此，本研究对长 江口九段沙湿地、东滩湿地不同高程植物中的昆虫群落进行研究，以期探明长江 口盐沼湿地中的昆虫群落多样性特征及潮沟格局下的群落结构分布特征，并初步 分析昆虫群落与湿地植被之间的关系，为该地区昆虫多样性的保护工作提供科学 依据。 s 研究区域概况与研究方法上海师范大学硕士学位论文 第二章研究区域概况与研究方法 2 1 研究区域描述 2 1 1 九段沙湿地描述 九段沙为长江口典型的沿海盐沼湿地。作为一个新生河口沙洲岛屿，九段沙 生物群落的演替正处于初级阶段，生物群落种类不多，多样性偏低。针对区域内 动物多样性的调查研究很多，但侧重于水乌、底栖动物与水生生物资源 3 9 , 4 3 i ；专 门针对昆虫的调查研究较少，近年来有了对上沙、中沙与下沙三个沙洲不同生境 昆虫群落的研究报道 4 0 4 1 】。 九段沙湿地位于上海市境内，地理位置为北纬3 1 。0 3 一3 1 。1 77 ，东经1 2 1 。 4 6 一1 2 2 。1 57 ；东西长约4 6 3k m ，南北宽约2 5 9k m 3 9 1 。该湿地是继崇明岛、 长兴岛与横沙岛之后又一新生的成陆冲积沙洲 6 1 ；整个保护区由上沙、中沙与下 沙三部分组成，目前还在不断淤长。 九段沙湿地分布着海三棱蔗草( s c i r p u sm a f i q u e t e r ) 、互花米草( s p a r t i n a a l t e m i f i o r a ) 与芦苇( p h r a g m i t e sa u s t r a l i s ) 等主要的植物群落带f 3 9 】。海三棱蔗草 是多年生耐盐性植物，在九段沙分布面积最广；其是适应滩涂环境的先锋植物， 有促淤成陆作用，能显著降低滩涂受海浪侵蚀的程度，在广阔滩涂上往往形成连 片的单种群群落；同时是一些动物的食物来源【4 4 1 ，还为芦苇与其他高等植物的发 展提供物质基础【4 2 1 。互花米草属多年生耐盐耐淹草本植物，生命力顽强，生态位 较宽，可提供庞大的净初级生产，其竞争力远远大于海三棱蔗草等其他盐生植物 t 4 s 。该植物于1 9 9 7 年引种到岛上，种植面积为4 7h m 2 ，本意为保护滩涂、促淤 造陆；但目前学术界对其生态作用分歧较大 4 6 - 5 s 】。对九段沙湿地的早期昆虫多样 性研究表明，互花米草取代本地物种导致当地昆虫群落结构的改变【4 。互花米草 植被覆盖率在引种后显著增加，集中分布在中沙与下沙，目前已超过芦苇群落面 积 5 6 1 。近年来，海三棱蔗草与芦苇群落内也出现了互花米草斑块，并有逐渐扩大 的趋势，对本地物种产生了强烈的竞争影响。芦苇是多年生禾本科植物，主要分 布在高程较高的潮滩，具有很高的生态效益1 4 5 1 。保护区内高潮区的潮滩还出现了 一年生菊科植物碱菀( t r i p o l i u mn e e s ) 与其他高等植物混生的植物群落。 6 上海师范大学硕士学位论文 研究区域概况与研究方法 2 1 2 东滩湿地描述 东滩也是长江口典型的盐沼湿地。作为国际重要湿地，针对区域内动物多样 性的调查研究也很多，但同样侧重于水鸟、底栖动物与水生生物资源【5 7 】；专门针 对昆虫的调查研究较少。 东滩湿地位于上海市崇明岛最东端，地理位置为北纬3 1 。2 5 一3 1 。3 87 ， 东经1 2 1 。5 07 1 2 2 。0 5 。盐沼湿地北部的地势较高，土壤盐度也较高i s7 1 。 该区域内也分布着海三棱藤草( s c i r p u sm a r i q u e t e r ) 、互花米草( s p a r t i n a a l t e r n i f l o r a ) 与芦苇( p h r a g m i t e so u s t r a l i s ) 等主要的植物群落带【58 1 。本研究选取 的北部、东部湿地，其本地物种是海三棱蔗草与芦苇。海三棱篇草主要分布于低 潮区地带，其在东滩湿地所占面积最大，常形成单一植被群落。芦苇群落主要分 布在围堤外侧高程较高的潮滩，呈带状分布5 引。互花米草被引种到岛上后，也迅 速扩散，形成了大量密集单一的群洲6 0 1 。针对该地区互花米草的生态作用的调查 研究，得到了广泛的开展 s s , 6 0 l 。 b o o r m a n ( 2 0 0 3 ) 将未受人为干扰状态下的盐沼湿地植物群落，按照高程由 低到高分成5 个区带：先锋区( p i o n e e rz o n e ) 、低潮区( l o wm a r s h ) 、中潮区 ( m e d i u mm a r s h ) 、高潮区( h i g hm a r s h ) 与过渡区( t r a n s i t i o nz o n e ) 3 7 1 。其中， 低潮区大多数时间受潮汐的影响；中潮区在大潮时受潮汐的影响；高潮区仅在大 潮最高潮时受潮汐影响。因为九段沙湿地与东滩湿地中，几个典型的盐沼植物群 落区带并不都存在，所以本研究仅选取低潮区、中潮区与高潮区潮滩进行昆虫群 落研究。 2 2 标本采集与制作 本研究于2 0 0 8 年冬季( 1 月) 、春季( 5 月) 、夏季( 7 月) 与秋季( 1 0 月) ，按计划在九段沙湿地进行样品采集；另于2 0 0 8 年春季( 3 月) 、夏季( 7 月) 与秋季( 1 0 月) ，按计划在东滩湿地进行样品采集。 每次采集的时间都集中在昆虫活动的活跃期，般为上午0 8 ：0 0 1 1 ：0 0 ，下 午1 3 ：3 0 1 7 ：0 0 。 7 研宄区域概况与研究方法上海师范大学硕士学位论文 2 2 1 九晟沙温地采黼近t 根据九段秒澄地的地貌与植被群落情况，本研究选取了下沙中的一条一级潮 沟( 采样可达性好) 。沿该潮沟分布着三种典型植物群落随高程增加依次为海 三棱麓草( s c i r p u s m o j i q u e t e r ) 群落一互花米草( s p o r t i n o a l t e r n i ) ：l o r a ) 群落一芦 苇( p h m g m i 把sa u s t r a l i s ) 群落。一共设立9 个采样点( 圈2 1 ) 。其中，在海三 棱蓐草群落里设立了1 个采样点c s c ) 在不同高程的互花米草群落与芦苇群落 里各设立了4 个采样点。 每个采样点的样方都在距离潮沟l o m 处( 既避开潮淘的影响，又容易到达) ： 每个采样点进行s 次重复，每次重复分采用网捕法、植物收割法与凋藉物收集 法这三种方法( 参见2 23 标本采集方法) 取样 每个重复样方之间的间隔在3 m 以上，随机取样。 图2 - 1 九段沙湿地下沙采样点分布( 靶- 海三棱草s 互花米草：p h 芦苇) f 。g2 - 1s a m p l i n gs i t e s i n a 虫ao fj i 叫u a r b h a w n l a l l d 靶，靶即u s m o r i q u e t e r ；s p s p o r t i n oa i r e r a f l o r a ；p h , p h r o g m i t e s a u s t r o l i s 上海师范丈学硕士学位论文研宄区域概况与研究方跬 2 2 1 东滩湿地采样点设置 根据东滩湿地的地貌与植被群落情况，本研宄在东滩湿地里选取5 条沿着一 级潮沟( 采样可达性好) 的采样样线。采样区域分布着互花米草( s p a r t i n a a l t e m i j ：l o r a ) 群落与芦苇( p h r o g m i t e sa u s t r a l i s ) 群落这两种典型的植物群落i 这 5 条样线有两种类型，随高程增加依次为互花米草群落一互花米草群落一芦苇群 落( 样线1 、样线2 与样线5 ) ，或者互花米草群落一互花米草群落一互花米草群 落( 样线3 与样线4 ) 。 在每条样线的低潮区、中潮区与高潮区分别设立1 个采样点( 图2 2 ) ，共 1 s 个采样点。每个采样点的样方都在距离潮沟1 0 m 处( 既避开潮沟的影响，又 容易到达) ；每个采样点进行3 次重复，每次重复也分别采用网捕法、植物收割 法与捅落物收集法这三种方法取样；每个重复样方之间的间隔在3m 以上，随机 取样。 图22 东雌湿地下沙采样点分布( 轴- 互花米草，p h 芦苇 r b2 - 2 s a m p l i n gg t e 5 i n o o n g t a n w e t l a n d s p , s p a r t i n ao l t e r n 卵o r a ；p h ，p h r a g m i t e s a u h r a l i s 研究区域概况与研究方法上海师范大学硕士学位论文 2 2 3 标本采集方法 对每一个样点都使用以下三种方法采集： 网捕法：采用随机网捕的方式采集空中飞行的昆虫【2 1 1 。在每个1 0 x 1 0m 2 的正 方形样方内随机捕捉1 0 0 网，将网捕得到的昆虫放入装有7 5 酒精的收集瓶内保 存。 植物收割法：将1 0 x 1 0m 2 样方的地表植被全部收割放于筛虫布上筛选昆虫， 并收集叶鞘内的昆虫，并把所有昆虫放入装有7 5 酒精的瓶内保存【4 1 1 。 凋落物收集法：收集1 0 x 1 0m 2 样方的地面凋落物，并把其中昆虫及地表的 昆虫分拣出来，一起放入装有7 5 酒精的瓶内保存【4 1 1 。 回到实验室后，将采集的昆虫样品及时制作成标本。标本鉴定主要采取形态 分类法；本研究对照资料鉴定出所属类群，并制作相关的名录。所有标本至少鉴 定到科，部分疑难标本请教相关专家鉴定。 2 3 数据处理方法 在本研究中，以特定类群个体数占所有类群总个体数的百分比( d ) 作为数 量等级划分标准，并定义：d - 2 0 为优势类群，5 d 2 0 为亚优势类群，1 s d 5 为常见类群，d 1 为稀有类群b3 1 。 将昆虫成虫与幼虫( 蛹) 分别统计，所得数据进行群落分析。昆虫群落多样 性测度采用了s h a n n o n - w i e n e r 多样性指数、s i m p s o n 优势度指数、p i e l o u 均匀度 指数 1 0 , 6 1 】。 s h a n n o n w i e n e r 多样性指数： = 一p i l n l d ， ( 公式1 ) p i e l o u 均匀度指数： e ：旦 ( 公式2 ) i ns s i m p s o n 优势度指数： 1 0 s c = p 2 j = l ( 公式3 ) 上海师范大学硕士学位论文 研究区域概况与研宄方法 其中，5 为一个样方中总物种数，p f 为物种f 的个体数占总个体数的比例：a 、 b 分别表示群落a 、b 中昆虫种类的数量。 采用最小显著差数法( l e a s ts i g n i f i c a n td i f f e r e n c e ，l s d ) ，对不同高程昆虫群落 间的显著性进行单因子方差分析检验。原始数据需要先服从正态分布，或转换后 服从正态分布【62 1 。 本研究采用聚类分析以比较不同植物群落中昆虫群落结构的相似性。原始数 据也需服从正态分布，故在分析之前对其进行对数转换【i g ( x + 1 ) 】。聚类分析由软 件p r i m e r6 ( p l y m o u t hr o u t i n e si nm u l t i v a r i a t ee c o l o g i c a lr e s e a r c h6 ) 完成，选择 g r o u pa v e r a g e 聚类模式，相似性系数采用的是b r a yc u r t i ss i m i l a r i t y 63 1 。 本研究利用s p e a r m a n 秩相关系数，分析不同高程植物中昆虫群落结构特征 与各植物特征变化的关联程度。利用二次项曲线拟合，分析湿地不同高程植物中 昆虫群落组成特征与各植物特征变化的回归关系。对湿地不同高程植物群落的植 物特征进行主成份分析( p c a ) ，尝试使用主成份分析的降维功能寻找昆虫群落 与植物特征综合作用之间的关系。这些分析由软件s p s ss t a t i s t i c s1 7 完成 5 4 - 6 5 】。 1 1 潮沟格局下昆虫群落的数量组成特征 上海师范大学硕士学位论文 第三章潮沟格局下昆虫群落的数量组成特征 3 1 长江口盐沼湿地昆虫名录 本研究于2 0 0 8 年1 月一1 0 月分4 季，在九段沙湿地国家自然保护区中设立样 地，采用网捕法、植物收割法与凋落物收集法等多种方法采集昆虫。在该保护区 盐沼湿地中，共捕获昆虫2 4 4 9 7 头；截止至2 0 1 0 年初，己鉴定1 2 目6 0 科8 2 种，其中蜻蜒目2 种，直翅目9 种，螳螂目1 种，革翅目2 种，同翅目4 种，半 翅目1 3 种，脉翅目1 种，鞘翅目2 1 种，鳞翅目1 1 种，啮虫目2 种，双翅目8 种，膜翅目8 种。并编制了初步名录，参见附录l 。 本研究于2 0 0 8 年3 月、7 月与1 0 月分3 次在崇明东滩鸟类自然保护区中设 立样地，也采用上述三种方法采集昆虫。在该保护区盐沼湿地中，共捕获昆虫 4 7 4 5 头；截止至2 0 1 0 年初，己鉴定1 3 目5 2 科6 8 种，其中蜻蜒目3 种，直翅 目5 种，螳螂目1 种，革翅目1 种，同翅目4 种，半翅目8 种，脉翅目1 种，鞘 翅目2 5 种，鳞翅目5 种，啮虫目1 种，双翅目7 种，膜翅目6 种，蜚蠊目1 种。 也编制了初步名录，参见附录i i 。 3 2 九段沙湿地昆虫群落的数量组成特征 表3 - 1九段沙湿地不同生境中昆虫群落的数量组成 t a b l e3 - 1t h ec o r np o s i t i o no fi n s e c tc o m m u n i t i e si nt h r e eh a b i t a t s 上海师范大学颤士学位论文灞沟格局下昆虫群藩的数量组成特征 本研亢在九段沙湿地设立的样点( 图2 1 ) 中随机采样共采集到昆虫1 6 9 4 3 头，经鉴定隶属于1 2 目s 9 科。 由图2 - 1 可以看出，本研究在九段沙湿地海三棱蔗草群落里设立了1 个采样 点，在互花米草群落与芦苇群落里各设立4 个采样点。通过网捕法获得的昆虫群 落中，海三棱蔗草群落单个采样点里采集的昆虫个体数最多。芦苇群落中采集的 昆虫科数与个体散都显著多于互花米草群落。 通过植物收割法与凋落物收集法获得的昆虫群落中，海三棱藤草群落单个采 样点里采集的昆虫个体数最少拥有的昆虫种类较为有限。芦苇群落中采集的昆 虫科效与个体数也略多于互花米草群落。 3 21 海三棱蔗草中的昆虫群落维成 由图3 - i 可以看出，海三棱煎草群落的优势类群有双翅目( d i p t e r a ) 昆虫， 亚优势类群有同翅目( h o m o p t e r a ) 与鳞翅目( l e p i d o p er a ) 昆虫，这3 个目昆 虫的数量占该生境昆虫总量的9 0 以上，其中双翅目秆蝇科( c h l o r o p i d a e ) 的数 量占据5 6 ，双翅目措蝇科( a g t o m y z i d a e ) 、同翅目叶蝉科( c i c a d e l l i d a e ) 与鳞 翅目螟蛾科( f y r a l i d a e ) 昆虫也很多( 见附录i