全 文 ：陕西太白山南坡蝶类的多样性及区系特征*
高摇 可1 摇 房丽君1,2 摇 尚素琴1,3 摇 张雅林1**
( 1西北农林科技大学植保资源与病虫害治理教育部重点实验室 /昆虫博物馆, 陕西杨凌 712100; 2陕西省植物研究所, 西安
710061; 3甘肃农业大学草业学院, 兰州 730070)
摘摇 要摇 2009 年 4—10 月,对太白山南坡的蝴蝶进行了系统调查,分析其各科的多样性指数、
均匀度指数、优势度指数和物种丰富度.结果表明: 太白山南坡有蝴蝶 5 科 77 属 126 种. 其
中,蛱蝶科的多样性指数和丰富度指数最高,为 3郾 3621 和 9. 9363,粉蝶科的均匀度和优势度
指数最高,为 0. 8352 和 0. 0573. 6—8 月蝶类属、种数量较多,7 月蝴蝶多样性指数最高,为
3郾 4094,8 月物种丰富度最高,为 10. 7. 124 种蝶类中,广布种最多 (51 种),占总种数的
40郾 5% ;古北种 41 种,占 32. 5% ;东洋种最少(32 种),占 25. 4% .这反映了该地区古北界和东
洋界种类交汇过渡的特点.对比分析太白山南坡和北坡的蝶类种类及区系组成,其共有种为
85 种,蝶类相似度为 62. 0% ,说明两地虽然地理位置接近,但蝶类仍有一定的差异.
关键词摇 蝴蝶摇 多样性指数摇 区系摇 太白山南坡摇 陕西
文章编号摇 1001-9332(2013)06-1559-06摇 中图分类号摇 Q968. 1摇 文献标识码摇 A
Butterfly diversity and faunal characteristics on the south slope of Taibai Mountain, Shaanxi
Province of Northwest China. GAO Ke1, FANG Li鄄jun1,2, SHANG Su鄄qin1,3, ZHANG Ya鄄lin1
( 1Ministry of Education Key Laboratory of Plant Protection Resources and Pest Management, North鄄
west A&F University, Yangling 712100, Shaanxi, China; 2Shaanxi Institute of Botany, Xi爷 an
710061, China; 3College of Prataculture, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Chi鄄
na) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(6): 1559-1564.
Abstract: An investigation was conducted on the butterflies on the south slope of Taibai Mountain
from April to October, 2009, with their diversity index, evenness index, dominance index, and
species richness calculated and analyzed. A total of 126 species were recorded, belonging to 77
genera and 5 families. Nymphalidae had the highest diversity index (3. 3621) and species richness
(9. 9363 ), and Pieridae had the highest dominance index ( 0郾 0573 ) and evenness index
(0. 8352). The genera and species were most abundant in June-August, the diversity index was
the highest in July (3. 4094), and the species richness was the highest in August (10. 7). The
bio鄄geographic component analysis of 124 species (other 2 species were not identified) showed that
the widely distributed species were most abundant (51 species), occupying 40郾 5% of the total,
followed by Palaearctic species (41 species), occupying 32. 5% , and Oriental species were the
least (32 species), occupying 25. 4% , which suggested that Taibai Mountain could be the transi鄄
tional area of Palearctic and Oriental regions. The comparative analysis of the butterfly diversity and
faunal characteristics on the south and north slopes of Taibai Mountain showed that there were 85
shared species, and the similarity coefficient was 62. 0% , indicating that the butterfly fauna had
definite difference between the two slopes though they were geographically in proximity.
Key words: butterfly; diversity index; fauna; south slope of Taibai Mountain; Shaanxi.
*陕西省科学院科技计划项目(2009k鄄04)资助.
**通讯作者. E鄄mail: yalinzh@ yahoo. com. cn
2012鄄09鄄20 收稿,2013鄄03鄄19 接受.
摇 摇 自然生境丧失和破碎化导致中国蝶类多样性正
在加速减少和消失[1-2] . 蝴蝶对生境质量及微环境
的变化十分敏感,对栖息环境的变化做出反应的速
度比其寄主植物快 3 ~ 30 倍[3-4],是较好的环境指
示物种, 可用于监测和评价环境条件变化,如生境
丧失、全球气候变化对生物多样性的影响等[5-7] .研
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 6 月摇 第 24 卷摇 第 6 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jun. 2013,24(6): 1559-1564
究某地区蝶类多样性组成变化及其与环境变化的关
系,不仅可以保护该地区的蝶类资源,还可以对环境
保护与生态恢复提出建设性的意见[3,8] .
秦岭是我国南北气候和动物地理区划上古北界
和东洋界的分界线,太白山地处秦岭中腹地段,地理
条件独特,生态环境复杂而且保存完整,大量动植物
得到广泛地繁衍和发展,因此,被誉为我国生物多样
性保护关键地区和亚热带与暖温带过渡区的生物资
源宝库[9-10] .
周尧等[11]、李宇飞等[12]、李艳萍等[13]对太白山
北坡丰富的蝶类资源进行了调查研究. 而对南坡的
蝴蝶种类调查和研究报道则较为少见. 为了探讨该
地区蝶类的多样性和区系组成,作者于 2009 年 4—
10 月对太白山南坡的蝴蝶资源进行了实地调查,以
期为该地区蝶类资源的保护和利用,以及环境质量
监测提供基础资料.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
太白山位于陕西省宝鸡市眉县、太白县和西安
市周至县三县交界处,地理坐标为 33毅49忆30义—34毅
08忆11义 N,107毅22忆30义—107毅51忆40义 E,其主峰拔仙台
海拔 3767. 2 m,是中国大陆东半壁的最高峰. 太白
山南坡年均气温 8. 4 益,年均降雨量 945. 5 mm[14] .
南坡的植被类型垂直分异明显,由下向上依次分布
有:落叶阔叶林带、桦木林带、针叶林带和高山灌丛
草甸带.森林植被以巴山冷杉(Abies fargesii)、太白
红杉(Larix chinensis)、红桦(Betula albo鄄sinensis)、牛
皮桦(B. utilis)、栓皮栎(Quercus variabilis)和锐齿
栎(Q. aliena)等为优势树种[10,15] .
1郾 2摇 研究方法
1郾 2郾 1 种类调查 摇 于 2009 年 4—10 月对太白山南
坡脚下厚畛子(九沟、安沟)、铁甲树、大树沟、钓鱼
台村以及太白山自然保护区进行蝶类资源实地调
查.调查选择晴朗或多云少风天气、蝴蝶活动频繁的
时间段 10:00—17:00 进行,每次 2 人在选定区域内
沿一定路线前进,网捕采集路线两侧各 5 m 内的蝴
蝶.每月调查 1 次,每次调查持续 3 d.将采集到的蝴
蝶装入三角袋内,记录采集时间、地点、采集人等信
息,带回实验室统计数量并进行分类鉴定. 同时,对
西北农林科技大学昆虫博物馆馆藏的太白山北坡蝴
蝶标本进行了分类和统计,以对南北坡蝴蝶区系组
成进行比较.
高级阶元分类依据 Jong 等[16] 和 Wahlberg
等[17]根据分子等数据划分的分类系统,将绢蝶归入
凤蝶科,斑蝶、眼蝶及喙蝶归入蛱蝶科,蚬蝶归入灰
蝶科.
1郾 2郾 2 数据分析摇 多样性指数(H忆)采用 Shannon 公
式,均匀度指数( J)采用 Pielou 公式,优势度指数
(D)采用 Berger鄄Parker 公式,物种丰富度(R)采用
Margalef公式计算[3,18-19]:
H忆 = -移pi lnpi, pi = Ni / N
J = H忆 / lnS
D = Nmax / Nt
R = (S - 1) / lnn
式中:pi 为第 i物种的个体比例;Ni 为第 i 物种的个
体数;N为总的物种数;S为物种数;Nmax为优势种的
种群数量;Nt 为全部物种的种群数量;n为个体数.
根据下式计算区系比例:
古北种百分率=古北种数 /蝶类总种数伊100%
东洋种百分率=东洋种数 /蝶类总种数伊100%
广布种百分率=广布种数 /蝶类总种数伊100%
古北界和东洋界界线依据张荣祖[20-21]划分的
以秦岭—淮河一线为准.
1郾 2郾 3 太白山南坡和北坡蝶类相似性比较摇 利用相
似性系数对太白山南坡与北坡的蝶类区系进行比
较,相似度(Cs)采用 S覬renson指数计算[22]:
Cs =2j / (a+b)
式中:j 为两个地区的共有种;a 和 b 分别为 A 地和
B地的物种数.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 太白山南坡蝶类属、种特征
本次调查共采集标本 1275 号,隶属凤蝶科、粉
蝶科、蛱蝶科、灰蝶科和弄蝶科 5 科 77 属 126 种.从
蝴蝶组成(表 1)可以看出,属数以蛱蝶科、灰蝶科较
为丰富,分别为 37 属、18 属,两科占蝶类总属数的
71. 4% ;凤蝶科仅 4 属,占总属数的 5. 2% ;种类数
以粉蝶科、蛱蝶科和灰蝶科占优势,3 科占总种数的
82. 5% ,其中以蛱蝶科种类最多,达 64 种,占蝶类总
种数的 50. 8% ;凤蝶科最少,仅 8 种,占蝶类总种数
的 6. 3% ;个体数以蛱蝶科、粉蝶科占优势,2 科蝶类
个体数占总个体数的 77. 8% ,灰蝶科次之,占
10郾 0% ,凤蝶科最少,仅占 5. 6% .无论从属数、种数
以及个体数来看,蛱蝶科均最多,占有明显的优势,
凤蝶科均最少.
进一步分析发现,在属种数量上其单种属多,即
有 57 属在该地区仅分布 1 种,占总属数的 74. 0% ;
0651 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
表 1摇 太白山南坡蝴蝶群落的数量特征
Table 1摇 Quantity characteristic of butterfly community on the south slope of Taibai Mountain
科名
Family
属数
Number of
genera
种数
Number of
species
个体数
Number of
individuals
多样性指数
Diversity
index
均匀度指数
Evenness
index
优势度指数
Dominance
index
物种丰富度
Specific
richness
凤蝶科 Papilionidae 4 8 72 1. 6821 0. 8089 0. 0204 1. 6368
粉蝶科 Pieridae 8 20 425 2. 5019 0. 8352 0. 0573 3. 1394
蛱蝶科 Nymphalidae 37 64 567 3. 3621 0. 8084 0. 0486 9. 9363
灰蝶科 Lycaenidae 18 20 128 2. 3856 0. 7963 0. 0180 3. 9159
弄蝶科 Hesperiidae 10 14 83 1. 9657 0. 7448 0. 0220 2. 9420
凤蝶属(Papilio)、粉蝶属(Pieris)、线蛱蝶属(Limeni鄄
tis)、环蛱蝶属(Neptis)、黛眼蝶属(Lethe)共 5 属,仅
占总属的 6. 5% ,但这 5 属的种类数达 34 种,占总
种数的 27. 0% ,为该地区的优势属;宽边黄粉蝶
(Eurema hecabe Linnaeus)、小檗绢粉蝶(Aporia hip鄄
pie Bremer)、暗脉菜粉蝶(Pieris napi Linnaeus)、黑
纹粉蝶(P. melete M佴n佴tri侉s)、菜粉蝶(P. rapae Lin鄄
naeus)、橙黄豆粉蝶(Colias fieldii M佴n佴tri侉s)、突角
小粉蝶 ( Leptidea amurensis M佴n佴tri侉s)、绿豹蛱蝶
(Argynnis paphia Linnaeus)、银斑豹蛱蝶 ( Speyeria
aglaja Linnaeus)、扬眉线蛱蝶(Limenitis helmanni Le鄄
derer)、小环蛱蝶(Neptis sappho Pallas)、白瞳舜眼蝶
(Loxerebia saxicola Oberth俟r)共 12 种,占蝶类物种总
数的 9. 5% ,但个体数占到总个体数的 45. 2% ,为该
地区的优势种群.
2郾 2摇 太白山南坡蝶类群落多样性
不同科蝶类的多样性指数(H忆)的大小顺序为:
蛱蝶科>粉蝶科>灰蝶科>弄蝶科>凤蝶科;按均匀度
指数(J)排序为:粉蝶科>凤蝶科>蛱蝶科>灰蝶科>
弄蝶科;按优势度指数(D)排序为:粉蝶科>蛱蝶科
>弄蝶科>凤蝶科>灰蝶科;按物种丰富度(R)排序
为:蛱蝶科 >灰蝶科 >粉蝶科 >弄蝶科 >凤蝶科
(表 1).
蛱蝶科多样性、优势度和丰富度指数均较高,表
明蛱蝶科种类丰富,优势种群较突出;粉蝶科优势
度、均匀度指数最高,且多样性指数也较高,表明粉
蝶科种类较丰富,种群个体数总体上差异不明显,但
个别种发生世代多,个体数量大,占明显优势;灰蝶
科丰富度较高,优势度最低,表明灰蝶种类较丰富,
种间相对平衡,无明显优势类群;弄蝶科多样性、丰
富度指数均较低,但优势度较高,表明弄蝶种类较
少,优势种类相对集中;凤蝶科多样性、丰富度指数
均最低,表明该地区凤蝶贫少.
2郾 3摇 太白山南坡蝶类的季节性变化
蝶类种类最多出现在 8 月,共 62 种,10 月最
少,仅 11 种;个体数最多也是在 8 月,共 306 头,10
月最少,仅 57 头(图 1).多样性指数从 4 月至 7 月
逐渐上升,并在 7 月达到最高点,8 月开始缓慢下
降,10 月降至最低(图 2);物种丰富度指数从 4 月
至 8 月逐渐上升,并在 8 月达到最高点,9 月和 10
月迅速下降.
蝴蝶种类从 4 月至 8 月逐渐增多,之后逐渐下
降;而蝴蝶数量 4 月到 5 月稍有下降,可能是优势种
群粉蝶和灰蝶进入发生末期,数量明显减少,而蛱蝶
各类群刚刚发生,种群数量不多,6月至8月数量逐
图 1摇 太白山南坡蝴蝶种类(玉)和个体数(域)的时间动态
Fig. 1摇 Temporal dynamics of the number of butterfly species (玉)
and individuals (域) on the south slope of Taibai Mountain.
图 2摇 太白山南坡蝶类多样性指数(H忆)和物种丰富度(R)
的时间动态
Fig. 2摇 Temporal dynamics of diversity index (H忆) and species
richness (R) of butterflies on the south slope of Taibai Moun鄄
tain.
16516 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 高摇 可等: 陕西太白山南坡蝶类的多样性及区系特征摇 摇 摇 摇 摇
渐增加,9 月至 10 月数量明显下降. 早春多样性和
丰富度指数均不高,主要原因可能是早春仅粉蝶科
种类丰富且为优势类群;随着气温上升,寄主植物生
长旺盛,到 7、8 月多样性和物种丰富度指数均较高,
其原因可能与该月蛱蝶科种类大量出现有关. 调查
结果表明,7 月蛱蝶科种类达 25 种,占该月总种类
的 53. 2% ;8 月蛱蝶科 34 种,占该月总种类的
54郾 8% ;9、10 月蛱蝶科种类大量减少,多样性和丰
富度指数也随之骤降.该地区的优势类群为蛱蝶科,
因此蛱蝶科的种类和数量成为影响该地区蝶类不同
月份多样性和丰富度指数的主导因素.
2郾 4摇 太白山南坡蝶类区系组成
对太白山南坡 124 种蝶类区系组成进行了划
分,古北种 41 种,东洋种 32 种,广布种 51 种,另有 2
种区系归属不明.从表 2 可以看出,古北种、东洋种
和广布种分别占总蝶类的 32. 5% 、 25. 4% 和
40郾 5% .可见,本地区广布种最多,这与广布种对环
境适应范围较广相一致,而与东洋种相比,古北种占
有一定的优势,说明太白山对古北种成分向南渗透
的阻碍作用较小,故古北种成分有较多种类在南坡
得以分布留存.这符合太白山位于古北界和东洋界
的分界线和区系成分交汇过渡地带的特点.
2郾 5摇 太白山南坡与北坡蝶类相似度
统计西北农林科技大学昆虫博物馆馆藏太白山
北坡蝶类共 1636 号,分析了北坡蝶类种类和区系组
表 2摇 太白山南坡蝶类区系结构
Table 2 摇 Faunal composition of butterflies on the south
slope of Taibai Mountain
科名
Family
古北种
Palaearctic
species
东洋种
Oriental
species
广布种
Widely
distributed
species
凤蝶科 Papilionidae 1 2 5
粉蝶科 Pieridae 7 1 12
蛱蝶科 Nymphalidae 26 19 19
灰蝶科 Lycaenidae 4 7 7
弄蝶科 Hesperiidae 3 3 8
共计 Total 41 32 51
占总蝶类百分比
Percentage in total species
(% )
32. 5 25. 4 40. 5
成.其隶属 5 科 85 属 148 种,其中古北种 53 种,东
洋种 47 种,广布种 47 种,另有 1 种未知其区系成
分.可见,北坡以古北种稍占优势,东洋种和广布种
差异不大.分析太白山南、北坡共有种类的区系组
成,并计算了相似度. 从表 3 可以看出,各科中以蛱
蝶科、粉蝶科的共有种占有明显优势,区系成分中以
广布种在共有种中占明显优势,这与大多数共有种
中以粉蝶科和蛱蝶科为广布种,其对环境适应范围
较广相一致.南北坡蝶类的相似度为 62. 0% ,说明
两地虽然地理位置接近,但蝶类相似性方面仍有一
定的差异.
表 3摇 太白山南北坡蝶类共有种的区系组成及相似度
Table 3摇 Fauna composition and similarity of shared species on the south and north slopes of Taibai Mountain
科名
Family
古北种
Palaearctic species
共有种数
Number of
shared species
%
东洋种
Oriental species
共有种数
Number of
shared species
%
广布种
Widely distributed species
共有种数
Number of
shared species
%
相似度
Similarity
共有种数
Number of
shared species
%
凤蝶科 Papilionidae 1 14. 3 1 14. 3 5 71. 4 7 5. 1
粉蝶科 Pieridae 6 35. 3 0 0. 0 11 64. 7 17 12. 4
蛱蝶科 Nymphalidae 18 37. 5 12 25. 0 18 37. 5 48 35. 0
灰蝶科 Lycaenidae 1 16. 7 2 33. 3 3 50. 0 6 4. 4
弄蝶科 Hesperiidae 1 14. 3 0 0. 0 6 85. 7 7 5. 1
总计 Total 27 31. 8 15 17. 6 43 50. 6 85 62. 0
*共有古北种的百分率=共有古北种数 /共有种数伊100% The percentage of shared Palaearctic species = The number of shared Palaearctic species /
The number of shared species伊100% .
3摇 讨摇 摇 论
本次调查得到太白山南坡蝴蝶 5 科 77 属 126
种.从属级组成上,有 57 属在该地区仅分布 1 种,占
总属数的 74. 0% ,凤蝶属、粉蝶属、线蛱蝶属、环蛱
蝶属、黛眼蝶属 5 属仅占总属数的 6. 5% ,但该 5 属
的种类数达 34 种,占总种数的 27. 0% ,为该地区的
优势属,这反映了该地区优势属虽然不多,但属级多
样性仍较高.从种级组成上,仅有 12 种蝶类为该地
区的优势类群,其中以粉蝶和蛱蝶为主.某个地区的
蝶类群落结构除受历史因素影响外,生境局部特征
的变化也会对蝶类群落结构产生影响[23-24] .该区蝶
类群落种类丰富,结构稳定,这与其复杂独特的地理
环境、多样的气候条件和丰富的植被类型,以及人为
2651 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
干扰较少等因素关系密切,表明该地区的蝶类具有
很高的保护价值.
在太白山南坡调查到蝶类有 126 种,西北农林
科技大学昆虫博物馆馆藏太白山北坡蝶类 148 种,
其中 85 种蝶类在南北坡均有分布,二者的相似度为
62. 0% .在区系组成上,南坡有古北种 41 种,东洋种
32 种,广布种 51 种,以广布种所占比例最大,古北
种略多于东洋种;北坡古北种 53 种,东洋种 47 种,
广布种 47 种,以古北种所占比例最大,广布种和东
洋种所占比例相同.从总体上看,太白山仍以广布种
分布最多,古北种次之,东洋种最少. 太白山是古北
界与东洋界蝶类成分的过渡地带,并且仍可见较多
古北种分布在南坡,这与太白山鸟类区系组成和蚂
蚁区系等的组成结果相一致[9,15] . 造成这一现象的
原因可能与第四纪冰川的活动有关. 冰川活动使北
部物种受到寒冷气候威胁向南迁移,古北界成分向
东洋界渗透,致使部分古北种适应当地环境得以生
存扩散[25-26] .
生境破碎化是许多物种濒危和灭绝的主要原
因.生境破碎化不仅导致适宜的生境丧失,而且能引
起适宜生境空间格局的变化. 从而在不同空间尺度
上,影响蝶类的扩散、迁移和建群,增加蝶类生境的
异质性和边缘效应[27-28] . 该地区植物资源丰富,许
多是蝶类的寄主植物,有些寄主植物有较高的经济
利益,采挖现象严重. 例如,寄主植物细辛(Asarum
sieboldii)的过度采挖是导致中华虎凤蝶(Luehdorfia
chinensis)致危的主要原因[29] .在该地区人为采挖细
辛活动非常严重,有 90% ~ 95%的野生细辛已经被
挖光,中华虎凤蝶的自然生存受到严重威胁.据在太
白山南坡的当地走访和文献记录,20 世纪 90 年代
初,该地区分布着较多珍稀蝶类,如中华虎凤蝶、太
白虎凤蝶(Luehdorfia taibai)和三尾褐凤蝶(Bhutani鄄
tis thaidina)等. 然而,本次调查中并没有发现这些
珍稀蝶类.这很有可能与该地区频繁的人为干扰蝶
类栖息地,导致蝶类数量骤减有关. 有研究证实,栖
息地丧失和退化是导致蝶类持续生存的主要致危因
素[2,29-30] .若长此以往,将导致该地区蝶类多样性减
少和消失,而许多珍稀特有种在种质保存和进化系
统中具有重要意义[1] . 因此,要实现该地区蝶类资
源的科学保护和合理利用,关键要保护蝶类生存环
境的完整性和稳定性,加强对现有蝶类栖息地和寄
主植物资源的保护和管理,特别是减少对生存在该
地区的一些珍贵蝶类的人为干扰等负面影响.
致谢摇 本校昆虫博物馆陈芳颖、杨伟、李美美等协助标本采
集和制作;翟卿博士协助鉴定部分标本,在此一并感谢.
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作者简介摇 高摇 可,男,1987 年生,硕士研究生.主要从事蝴
蝶分类、多样性及其保护等研究. E鄄mail: gaoke0409@ gmail.
com
责任编辑摇 肖摇 红
4651 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷