全 文 :第 52 卷 第 2 期
2 0 1 6 年 2 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 52,No. 2
Feb.,2 0 1 6
doi:10.11707 / j.1001-7488.20160209
收稿日期: 2014 - 08 - 28; 修回日期: 2015 - 10 - 14。
基金项目: 科技部科技支撑计划(2012BAC01B03)。
* 孟庆繁为通讯作者。
张广才岭南段阔叶红松林天牛科昆虫物种
多样性与成虫出现期时间动态*
刘生冬1,2 孟庆繁3 高文韬3 李 燕3
(1.东北林业大学林学院 哈尔滨 150040; 2.吉林省林业调查规划院 长春 130022; 3.北华大学林学院 吉林 132013)
摘 要: 【目的】通过高频次的调查采集,比较不同时间天牛科成虫物种组成的差异,在科学描述各种类天牛成
虫活跃期时间动态规律的同时,对天牛成虫活跃期进行精确比较,为害虫的种群监测和生物指示种的利用提供参
考。【方法】2012—2013 年在张广才岭南段蛟河林业实验区管理局阔叶红松林内,利用拦截诱捕器系统调查天牛
科昆虫物种多样性的时间动态,并对 11 个天牛成虫标本回收时间点进行数量化系统分析。【结果】共采集到天牛
科昆虫成虫标本 1 252 号,隶属 7 亚科 41 属 64 种,其中,稀有种 44 种,占物种总数的 68. 75%。该区多次普查未记
录到的棍腿纹虎天牛被采集到的频度很高。不同时间天牛科昆虫物种数量和个体数量有显著差异,其成虫高峰期
出现在 6 月下旬至 7 月中旬,然后逐渐下降,9 月上旬物种数和个体数量最低; 6 月与 7 月天牛科昆虫的相似性最
高,达到中等相似水平。锯天牛亚科(220 ± 10)和瘦天牛亚科(220 ± 10)成虫出现的平均顺序日期显著高于其他亚
科; 天牛亚科(187 ± 25)、沟胫天牛亚科(187 ± 24)、花天牛亚科(183 ± 25)、锥天牛亚科(177 ± 15)和膜花天牛亚科
(175 ± 13)成虫出现的平均顺序日期无显著差异。【结论】在顺序日期 170、180 和 190 时,天牛群落羽化或活跃达
到高峰,同时,这个时间也是植物开花的盛期,部分具有访花行为的天牛成虫大量出来活动,天牛群落表现出较高
物种多样性。本研究天牛科昆虫成虫活跃时间分布格局与 Hanks 等研究加拿大天牛科昆虫成虫的分布时间相似,
但由于两地环境条件以及天牛区系等不同,本研究的高峰时间有所提前。在全部天牛种类中,不同天牛种类成虫
活跃期开始时间、活跃期持续时间等均不相同,反映出天牛成虫羽化时间或活跃期的多样性。有 13 种天牛成虫只
在一次调查中被采集到,说明这些种类成虫活跃期相对较短,对环境变化比较敏感。对优势天牛种类成虫活跃的
高峰期应该给予更多的关注,尤其对一些具有潜在成灾风险的种类进行种群监测具有重要的价值。
关键词: 张广才岭南段; 阔叶红松林; 天牛科昆虫; 物种多样性; 成虫活跃期; 时间动态
中图分类号: S718. 7 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 7488(2016)02 - 0074 - 08
Cerambycidae Species Diversity and Temporal Dynamics of Adults emergence in
Broad-Leaved Korean Pine Forest of Southern Zhangguangcai Mountains
Liu Shengdong1,2 Meng Qingfan3 Gao Wentao3 Li Yan3
(1 . College of Forestry,Northeast Forestry University Harbin 150040; 2 . Investigation and Plan Institute of Jilin Province Changchun 130022;
3 . College of Forestry,Beihua University Jilin 132013)
Abstract: 【Objective】 By frequently investigating and collecting specimens of Cerambycidae adults, the species
composition was compared in different times. Flight activity period of Cerambycidae adults were described scientifically
and compared precisely,which is important for monitoring pest and making use of biological indicator species.【Method】
Temporal dynamics of species diversity of Cerambycidae were systematically surveyed in broad-leaved Korean pine forest of
Jiaohe Forestry Experimental Administration in southern Zhangguangcai Mountains,Jilin Province with flying intercepted
traps from 2012 to 2013,and by systematically quantitative analysis of 11 different specimen collection time. 【Result】a
total of 1 252 Cerambycidae adults specimens,belonging to 7 subfamilies,41 genera,64 species were caught by
intercepted traps,including 44 rare species,accounting for 68. 75 % of the species number. Anaglyptus colobotheoidae,
recorded in the first time in this area,was collected frequently. The species number and individual number were
significantly different in different collection time,the peak time of the numbers of species and individuals of Cerambycidae
第 2 期 刘生冬等: 张广才岭南段阔叶红松林天牛科昆虫物种多样性与成虫出现期时间动态
adults occured from late June to middle July,and then the numbers gradually deceased to the lowest in early September.
The similarity of Cerambycidae was the highest between June and July,and reached moderate similarity. The mean ordinal
dates of Aseminae(220 ± 10 ) and Disteniinae ( 220 ± 10 ) adult emergence were significantly higher than that of other
subfamilies. Cerambycinae ( 187 ± 25 ),Lamiinae ( 187 ± 24 ),Lepturinae ( 183 ± 25 ),Aseminae ( 177 ± 15 ) and
Necydalinae(175 ± 13) adult emergence were not significantly different in the mean ordinal dates. 【Conclusion】The
peak time of the eclosion and activity of Cerambycidae is in ordinal dates 170,180,and 190,by which most of plants are
in full blooms,thus many Cerambycidae adults with flower-visiting behavior begin activity,and Cerambycidae shows
higher species diversity. The flight activity period distribution of Cerambycidae adults in this study is similar to that of
Hanks et al. in Canada,and the peak time of flight activity period in this study is earlier. The beginning time of activation
and duration are different for different species,which shows the diversity of the eclosion time and activity period of
Cerambycidae. Thirteen species of Cerambycidae appear only in a sampling time,indicating that the activity time of these
species adults are short,and sensitive to environmental change. The activation peak time of dominant species should
receive more attention,especially for potential hazards species.
Key words: southern Zhangguangcai Mountains; broad-leaved Korean pine forest; Cerambycidae; species diversity;
flight activity period; temporal dynamics
天 牛 科 ( Cerambycidae ) 昆 虫 为 鞘 翅 目
(Coleoptera)中较大的类群,其幼虫多蛀食衰弱林木
枝、干,少数危害活立木,是重要的钻蛀性害虫。部
分天牛幼虫属于腐食性种类,对促进森林生态系统
物质循环具有重要作用(嵇保中等,2002; 蒋书楠
等,2001),还有一些种类的成虫具有访花习性,扮
演着传粉者的角色 (高文韬等,2005; 郭彦林,
2012)。
在国外,对天牛物种多样性的研究主要集中在
热带森林天牛科昆虫物种多样性和区系组成
(Noguera et al.,2002; Toledo et al.,2002; Ohsawa,
2004)、不同林龄的林分以及枯倒木对天牛物种多
样性的影响等方面( Lassauce et al.,2013; McGeoch
et al.,2007; Boucher et al.,2012; Grove,2002;
Saint-Germain et al.,2006);在国内,主要集中在种
类鉴定、区系分布以及不同林分天牛科昆虫物种多
样性等方面(高文韬,1994;1995; 张健,2011; 刘
生冬等,2015)。由于受到天牛成虫活动规律以及
取样方法等限制,对天牛物种多样性以及时间动态
研究较少。
飞行拦截诱捕器的应用,为包括天牛科昆虫在
内的飞翔能力较强的甲虫成虫物种多样性研究提供
了比较科 学 的采样 方法 ( Graham et al.,2012;
Boucher et al.,2012; Lamarre et al.,2012),天牛科
昆虫不同类群信息素及具有生物活性的寄主植物挥
发物与飞行拦截诱捕器结合用于天牛科昆虫调查,
提高了物种多样性研究的取样效率 (Hanks et al.,
2012; 2013; 2014; 刘生冬等,2015)。
本研究采用漏斗式和挡板式拦截诱捕器,并配
合乙醇和天牛亚科通用信息素诱芯,在张广方岭南
段阔叶红松(Pinus koraiensis)林内设置诱捕器阵列
连续采集天牛科昆虫成虫,以期查明该地区阔叶红
松林中天牛科昆虫成虫物种组成,探索时间变化对
天牛科成虫物种多样性的影响,为天牛科昆虫的种
群监测和生物指示种的利用提供参考。
1 研究区概况
试验地位于张广才岭南段吉林省蛟河林业实验
区管理局内,地理位置 127° 35—127° 51 E,43°
51—44°05 N。区内地势起伏大,东部和北部山高
坡陡,南部山低坡缓,最高峰海拔 1 176 m,最低点海
拔 330 m。属温带大陆季风性气候,年平均温度 3. 5
℃,平均降水量 700 ~ 800 mm,集中在6—8月。植被
属于长白山植物区系,植物种类丰富。主要植被类
型是阔叶红松林及衍生的次生林(范春雨等,2014;
要伊桐等,2014)。
2 研究方法
2. 1 调查方法
样地设置: 在试验区内,根据林分因子和采伐
干扰等条件选择代表性强的林分,设置 5 块调查样
地,每块约 300 m × 400 m,用 GPS 确定坐标,样地的
立地条件和树种组成、林龄、郁闭度等林分因子如表
1 所示。
天牛成虫采集: 在样地设置漏斗式和挡板式飞
翔拦截式诱捕器(Alpha Scents Inc,美国),并辅以天
牛亚科昆虫通用信息素 3 - 羟基 - 2 辛醇、3 - 羟
基 - 2 -己醇、己二醇和乙醇控释诱芯(Contech,加
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林 业 科 学 52 卷
拿大)诱集天牛科昆虫成虫(Hanks et al.,2012),每
块样地布设 48 个诱捕器阵列,用铁丝将诱捕器悬挂
于 2 株树之间,诱捕器距离树干大于 1 m,诱捕器昆
虫标本收集杯距地面 30 cm 左右,2 个诱捕器之间
距离大于 30 m。样本收集杯中加入饱和盐水,以防
止天牛标本腐烂(刘生冬等,2015)。
调查时间: 2012 年、2013 年 5 月中旬在各调查
样地布设诱捕器阵列,9 月中旬回收诱捕器,标本采
集时间涵盖整个天牛成虫活跃期。每隔 1 ~ 2 周收
集 1 次诱捕器内捕获的所有标本,并分别保存、编
号,制成针插标本。所有标本保存在北华大学林学
院昆虫标本室。
表 1 样地基本情况
Tab. 1 The summary of sample plots
样地号
Plot No.
林分类型
Forest type
中心点坐标
Coordinates
林龄
Stand age / a
郁闭度
Canopy
density
树种组成 Tree species composition
(按蓄积 Ratio of volume)
Ⅰ
杨桦林
Poplar-birch forest
127°4253″E
43°5759″N
50 0. 6
白桦 ∶ 水曲柳 ∶ 胡桃楸 ∶ 春榆 ∶ 山杨 Betula platyphylla ∶
Fraxinus mandshurica ∶ Juglans mandshurica ∶ Ulmus japonica ∶
Populus davidiana = 4 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1 ∶ 1
Ⅱ
水胡林
Ash-walnut forest
127°4312″E
43°5752″N
70 0. 7
水曲柳 ∶胡桃楸 ∶山杨 ∶白桦 ∶ 春榆 ∶ 红松 ∶ 鱼鳞云杉 ∶ 色木槭
Fraxinus mandshurica∶ Juglans mandshurica∶ Populus davidiana
∶ Betula platyphylla ∶ Ulmus japonica ∶ Pinus koraiensis ∶ Picea
jezoensis∶ Acer mono = 2 ∶ 2 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
Ⅲ
阔叶红松林
Broad-leaved
Korean pine forest
127°4526″E
43°5933″N
80 0. 8
红松 ∶胡桃楸 ∶鱼鳞云杉 ∶水曲柳 ∶ 紫椴 ∶ 色木槭 ∶ 春榆 ∶ 山杨
Pinus koraiensis∶ Juglans mandshurica∶ Picea jezoensis∶ Fraxinus
mandshurica ∶ Tilia amurensis ∶ Acer mono ∶ Ulmus japonica ∶
Populus davidiana = 2 ∶ 2 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
Ⅳ
阔叶红松林
Broad-leaved
Korean pine forest
127°4522″E
43°5802″N
90 0. 8
红松 ∶胡桃楸 ∶鱼鳞云杉 ∶水曲柳 ∶ 紫椴 ∶ 色木槭 ∶ 春榆 ∶ 枫桦
Pinus koraiensis∶ Juglans mandshurica∶ Picea jezoensis∶ Fraxinus
mandshurica ∶ Tilia amurensis ∶ Acer mono ∶ Ulmus japonica ∶
Betula costata = 2 ∶ 2 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
Ⅴ
阔叶红松林
Broad-leaved
Korean pine forest
127°4312″E
43°5742″N
60 0. 5
红松 ∶胡桃楸 ∶鱼鳞云杉 ∶水曲柳 ∶ 紫椴 ∶ 色木槭 ∶ 春榆 ∶ 山杨
Pinus koraiensis∶ Juglans mandshurica∶ Picea jezoensis∶ Fraxinus
mandshurica ∶ Tilia amurensis ∶ Acer mono ∶ Ulmus japonica ∶
Populus davidiana = 2 ∶ 2 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
2. 2 数据处理与分析方法
2. 2. 1 天牛成虫飞翔期分布分析 为更好地描述
和比较天牛成虫活跃期(飞翔期)分布的特点,采用
顺序日期表示各特定物种被采集到的时间,即将 1
年 36 旬按顺序赋予顺序日期值,1 月上旬赋予顺序
日期值为 0,中旬为 10,……,5 月下旬为 140; 6 月
为 150,160,170; 7 月为 180,190,200; 8 月为 210,
220,230; 9 月上旬为 240 等,仅考虑各采集时间段
特定物种的有无,而不考虑个体数 ( Hanks et al.,
2013)。
2. 2. 2 多样性分析 多样性分析采用以下参数:物
种丰富度采用 Margalef 指数: D = S -( )1 / lnN ;物
种 多 样 性 采 用 Shannon-Wiener 指 数: H =
-∑
s
i = 1
Pi lnPi;均匀度采用 Pielou 指数: J = H / lnS。
式中: Pi = ni /N,为第 i 种个体数(ni)占个体总数 N
的比例;S 为物种数。
相似性分析采用 Jaccard 系数: I = C /(A + B -
C)。式中: A,B 分别为 2 种生境中的物种数,C 为 2
种生境中共有的物种数。根据 Jaccard 的相似性系
数原理,当 I 为 0. 00 ~ 0. 25 时,为极不相似,0. 25 ~
0. 50 时为中等不相似,0. 50 ~ 0. 75 时为中等相似,
0. 75 ~ 1. 00 时为极相似。
物种的优势度根据个体数占群落总个体数的比
例确定,大于 10%的为优势种,1% ~ 10%的为常见
种,小于 1%的为稀有种。
相关性分析采用 Pearson 相关系数,利用单因素
方差分析( one-way ANOVE)和最小显著法进行多重
比较(LSD)并进行显著性检验,所有数据和图形使
用 SPSS19. 0、Excel2007 和 Sigmaplot12. 5 软件进行
处理。
3 结果与分析
通过 2 年连续高频次的诱捕,在试验地共采集
到天牛科昆虫成虫标本 1 252 号,隶属 7 亚科 41 属
64 种,其中,沟胫天牛亚科( Lamiinae) 11 属 20 种
245 头,花天牛亚科(Lepturinae)15 属 25 种 411 头,
天牛亚科(Cerambycinae)10 属 14 种 494 头,锯天牛
亚科 ( Prioninae) 1 属 1 种 12 头,膜花天牛亚科
(Necydalinae ) 1 属 1 种 16 头,瘦 天 牛 亚 科
( Disteniinae ) 1 属 1 种 13 头,锥 天 牛 亚 科
(Aseminae) 2 属 2 种 31 头。在采集到的全部天牛
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第 2 期 刘生冬等: 张广才岭南段阔叶红松林天牛科昆虫物种多样性与成虫出现期时间动态
科昆虫中,凹缘金花天牛(Gaurotes ussuriensis)和棍
腿纹虎天牛(Anaglyptus colobotheoidae)为优势种,分
别占个体数的 12. 33%和 10. 36% ; 稀有种(44 种)
占物种总数的 68. 75%,常见种(18 种)占物种总数
的 28. 13%。
3. 1 天牛科昆虫类群组成的时间动态
不同月份天牛科昆虫类群组成见表 2。从表 2
可以看出,天牛科昆虫属数最多为 6 月 34 属,各月
从多到少顺序为 6 月,7 月,8 月,5 月,9 月,物种数
7 月最多(53 种),占总数的 82. 81%,各月从多到少
顺序为 7 月,6 月,8 月,5 月,9 月。个体数量 7 月最
多(521 个),占总数的 41. 62%,各月从多到少顺序
为 7 月,6 月,8 月,5 月,9 月。虽然天牛属数、种数
和个体数量最高值不完全出现在同一个月份,但经
相关性分析,属数与种数呈极显著正相关 ( R =
0. 977,P = 0. 004),与个体数呈显著正相关 ( R =
0. 910,P = 0. 032 ); 种数与个体数呈显著正相
关(R = 0. 953,P = 0. 012)。
表 2 不同月份天牛科昆虫类群组成
Tab. 2 The composition of Cerambycidae community in different months
月份
Month
亚科数
Subfamily
number
比例
Percent
(% )
属数
Genus
number
比例
Percent
(% )
种数
Species
number
比例
Percent
(% )
个体数
Individual
number
比例
Percent
(% )
5 月 May 3 42. 86 10 24. 39 10 15. 63 118 9. 42
6 月 Jun. 5 71. 43 34 82. 93 44 68. 75 454 36. 26
7 月 Jul. 5 71. 43 33 80. 49 53 82. 81 521 41. 62
8 月 Aug. 5 71. 43 25 60. 98 30 46. 88 153 12. 22
9 月 Sept. 3 42. 86 3 7. 32 3 4. 69 6 0. 48
总计 Total 7 100 41 100 64 100 1 252 100
5 月的优势种为棍腿纹虎天牛、黑胸短虎天牛
(Brachyclytus singularis ),分 别 占 当 月 个 体 数 的
64. 49%和 12. 71% ; 6 月的优势种为凹缘金花天
牛、栎丽虎天牛 ( Plagionotus pulcher)、棍腿纹虎天
牛,分 别 占 当 月 个 体 数 的 18. 72%,11. 45% 和
15. 42% ; 7 月的优势种为凹缘金花天牛,占当月个
体数的 19. 58% ; 8 月的优势种为四点象天牛
(Mesosa myops)、桦脊虎天牛(Xylotrechus clarinus),
分别占当月个体数的 11. 11%和 19. 61% ; 9 月种类
较少,四点象天牛、黄褐驼花天牛(Pidonia aegrota)
和桦脊虎天牛均为优势种,分别占当月天牛总数
16. 67%,16. 67%和 66. 67%。
3. 2 天牛科昆虫种 -多度分布时间动态
为更好地分析天牛科昆虫种 - 多度关系,本研
究采用 Rarefaction 曲线法描述物种丰富度与个体丰
富度。基于不同月份构建的 Rarefaction 曲线如图 1
所示。从图 1 可以看出,5 月和 9 月物种数量明显
少于其他月份,而个体数量 5 月明显高于 9 月,这是
由于 5 月棍腿纹虎天牛数量较大。5 条曲线除了在
起始点外互不相交,7 月位于最上面,表明 7 月的天
牛群落多样性最高,其次是 6 月,各月大小顺序为 7
月 > 6 月 > 8 月 > 5 月 > 9 月;同时该曲线也反映出
在 5 个月份中,如果持续增加取样,天牛的种类还会
增加,但 5 月增加的会相对缓慢。如果抽取等量的
天牛,7 月会表现出较高的多样性,其次是 6 月;同
时各个月份的稀有种类较多。
图 1 不同月份天牛科成虫种—个体数的
Rarefaction 曲线
Fig. 1 Rarefaction curve based on species-individuals of
Cerambycidae adults in different months
3. 3 天牛科昆虫成虫飞翔期时间分布
采集到的 64 种天牛科昆虫成虫活跃期的分布
如表 3 所示。从表 3 可以看出,四点象天牛在 5 个
月份均有分布; 柳角胸天牛、柳坡天牛、斑胸驼花天
牛、曲纹花天牛、棍腿纹虎天牛、黑胸短虎天牛、桦脊
虎天牛在 4 个月份中有分布; 分布在 3 个月份的天
牛有 12 种; 分布在 2 个月份的天牛有 27 种;只在 1
个月份分布的天牛为 17 种,其中,只在一次捕获的
种类有 13 种。表 3 中顺序日期的平均值表示天牛
出现的平均时间,值越小说明天牛出现的平均时间
越早,值越大说明出现的平均时间越晚。各天牛出
现顺序日期的平均值不同,也有较大波动,黑带宽花
天牛出现的平均活跃时间最早,黄褐驼花天和锯天
牛出现的平均活跃时间较晚。经方差分析,锯天牛
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林 业 科 学 52 卷
表 3 张广才岭南段天牛科成虫飞翔期(2012—2013)
Tab. 3 The flight activity period of Cerambycidae adults in southern Zhangguangcai Mountains during 2012 - 2013
亚科名、物种名
Taxonomy
顺序日期均值 ± SD
Mean of ordinal dates ± SD
5 月
May
6 月
Jun.
7 月
Jul.
8 月
Aug.
9 月
Sept.
沟胫天牛亚科 Lamiinae
四点象天牛 Mesosa myops 191 ± 35 140 160 190 220 240
柳角胸天牛 Rhopaloscelis unifasciatus 178 ± 33 140 160 190 220
柳坡天牛 Pterolophia rigida 176 ± 26 140 160 190 220
八点楔天牛 Saperda octomaculata 175 ± 7 160 190
白条利天牛 Acanthocinus aedilis 163 ± 15 160 190
北亚拟修天牛 Eumecocera impustulata 188 ± 25 160 190 220
梣直脊天牛 Eutetrapha sedecimpunctata 190 ± 20 160 190 220
点利天牛 Leiopus stillatus 180 ± 14 160 190
金绿直脊天牛 Eutetrapha metallecens 197 ± 22 160 190 220
三带平行天牛 Oplosia suvorovi 175 ± 13 160 190
双簇污天牛 Moechotypa diphysis 190 ± 20 160 190 220
云杉花墨天牛 Monochamus saltuarius 180 ± 26 160 190 220
云杉小墨天牛 Monochamus sutor 180 ± 14 160 190
双斑楔天牛 Saperda harbinensis 190 ± 28 160 220
白星墨天牛 Monochamus guttulatus 200 ± 20 190 220
断条楔天牛 Saperda interrupta laterimiculata 190 190
黄斑弱脊天牛 Menesia sulphurata flavotecta 190 ± 14 190
密白点墨天牛 Monochamus impluviatus 190 190
培甘弱脊天牛 Menesia sulphurata 207 ± 21 190 220
云杉大墨天牛 Monochamus urussovi 210 ± 14 190 220
花天牛亚科 Lepturinae
斑胸驼花天牛 Pidonia similis 185 ± 29 140 160 190 220
曲纹花天牛 Leptura arcuata 186 ± 28 140 160 190 220
日松皮花天牛 Rhagium japonicum 158 ± 17 140 160 190
黑带宽花天牛 Evodinus borealis 145 ± 7 140 160
日本钝突花天牛 Pseudosieversia japonica 190 ± 28 140 190 220
凹缘金花天牛 Gaurotes ussuriensis 181 ± 24 160 190 220
北亚伪花天牛 Anastrangalia sequensi 173 ± 21 160 190
黄斑网花天牛 Sachalinobia koltzei 168 ± 17 160 190
蓝突肩花天牛 Anoploderomoepha cyanea 180 ± 14 160 190
十二斑花天牛 Leptura duodecimguttata 185 ± 21 160 190
驼花天牛属 1 Pidonia sp. 1 170 ± 14 160 190
异色蜓尾花天牛 Macroleptura thoracica 190 ± 16 160 190 220
庞氏宽翅花天牛 Judolidia bungi 160 160
六斑凸胸花天牛 Judolia sexmaculata 160 160
双斑厚花天牛 Pachyta bicuneata 190 ± 28 160 220
四斑厚花天牛 Pachyta quadrimaculata 170 160
皱翅驼花天牛 Pidonia tristicula 160 160
黄褐驼花天牛 Pidonia (Mumon) aegrota 220 ± 28 190 240
黑角伞花天牛 Corymbia succedanea 208 ± 22 190 220
红胸蓝金花天牛 Gaurotes thalassina 180 190
佳沙驼花天牛 Pidonia jasha 210 ± 28 190 220
驼花天牛属 2 Pidonia sp. 2 180 190
驼花天牛属 3 Pidonia sp. 3 180 190
橡黑花天牛 Leptura aethiops 190 ± 14 190
红胸显突花天牛 Macropidonia ruficollis 220 220
天牛亚科 Cerambycinae
棍腿纹虎天牛 Anaglyptus colobotheoidae 170 ± 28 140 160 190 220
黑胸短虎天牛 Brachyclytus singularis 175 ± 31 140 160 190 220
桦脊虎天牛 Xylotrechus clarinus 199 ± 29 160 190 220 240
赤天牛 Oupyrrhidium cinnabarinum 175 ± 13 160 190
赤胸扁鞘天牛 Rhopalopus speciosus 180 ± 14 160 190
黄纹曲虎天牛 Cyrtoclytus capra 200 ± 26 160 190 220
尖纹棒虎天牛 Rhaphuma acutivittis 170 ± 14 160 190
冷杉脊虎天牛 Nolorchus minor 204 ± 24 160 190 220
栎丽虎天牛 Plagionotus pulcher 186 ± 27 160 190 220
青杨脊虎天牛 Xylotrechus magnicollis 180 ± 14 160 190
葡萄棍腿天牛 Phymatodes maaki 160 160
刺槐绿虎天牛 Chlorophorus diadema 190 190
六斑绿虎天牛 Chlorophorus sexmaculatus 180 190
杨柳绿虎天牛 Chlorophorus motschulskyi 203 ± 17 190 220
锥天牛亚科 Aseminae
光胸断眼天牛 Tetropium castaneum 170 ± 14 160 190
脊鞘幽天牛 Asemum striatum 180 ± 16 160 190
锯天牛亚科 Prioninae
锯天牛 Prionus insularis 220 ± 10 220
膜花天牛亚科 Necydalinae
光胸膜花天牛 Necydalis pennata 175 ± 13 160 190
瘦天牛亚科 Disteniinae
瘦天牛 Distenia pracilis 220 ± 10 220
87
第 2 期 刘生冬等: 张广才岭南段阔叶红松林天牛科昆虫物种多样性与成虫出现期时间动态
亚科、瘦天牛亚科与其他 5 个亚科出现的平均顺序
日期有显著差异 (F (6,207) = 2. 44,P = 0. 026),依次
为: 锯天牛亚科(220 ± 10) = 瘦天牛亚科(220 ±
10) >天牛亚科(187 ± 25) =沟胫天牛亚科 (187 ±
24) >花天牛亚科(183 ± 25) > 锥天牛亚科(177 ±
15) >膜花天牛亚科(175 ± 13)。
3. 4 天牛科昆虫物种多样性时间动态
3. 4. 1 物种数量、物种个体数量顺序日期动态 物
种数和个体数量能够直观地反映天牛科昆虫多样性
在不同时间的变化情况,不同顺序日期天牛类群的
种数和个体数量如图 2,3 所示。
图 2 天牛科成虫种物数顺序日期动态
Fig. 2 The ordinal dates dynamics of species number of
Cerambycidae adults
图 3 天牛科成虫个体数顺序日期动态
Fig. 3 The ordinal dates dynamics of individuals
number of Cerambycidae adults
由图 2 可以看出,天牛种数从顺序日期 140 时
开始逐渐上升,到 180 时达到最大值,然后逐渐降到
240 时为最低值;经方差分析,不同顺序日期天牛群
落物种数差异极显著 ( F (10,33) = 4. 23,P = 0. 001),
顺序日期 180 时极显著高于 140,150,220,230 和
240 时。由图 3 可以看出,天牛个体数量从顺序日
期 140 时开始下降,至 150 后开始逐渐升高,到达
170 时为最大值,然后逐渐降低;经方差分析,不同
顺序日期天牛群落个体数量差异极显著(F (10,33) =
3. 56,P = 0. 003),顺序日期 170 时极显著高于 150,
160,210,220,230 和 240 时,顺序日期 180 时极显
著高于 150,220,230 和 240 时。从图 2 和图 3 中可
以看出天牛群落种数和个体数出现的最高点的顺序
日期并不相同,最低点相同,整体变化趋势不完全相
同,但物种数与个体数呈极显著正相关(R = 0. 848,
P = 0. 001)。
3. 4. 2 物种丰富度指数、多样性指数、均匀性顺序
日期动态 从表 4 可以看出,丰富度指数在顺序日
期 180 时最高,其次是 190,240 时最低,各顺序日
期大小为 180 > 190 > 210 > 170 > 200 > 160 = 200 >
230 > 150 > 140 > 240;不同顺序日期丰富度指数差
异极显著(F (10,29) = 5. 606,P = 0. 001),日期 180 和
190 时极显著高于 140,150,230 和 240 时,日期 210
极显著高于 140,150 和 240,日期 200 时极显著高于
140 和 240 时。对稀有种比较敏感的 Shannon-
Wiener 指数最高出现在顺序日期 180 时,其次是
190 时,大小顺序为 180 > 190 > 170 > 200 > 160 >
210 > 220 > 230 > 150 > 140 > 240。不同顺序日期多
样性指数差异极显著 (F (10,31) = 9. 042,P = 0. 001),
日期 180,190 时极显著高于 140 时,日期 240 极显
著高于 170 和 240 时。均匀度指数最高出现在顺序
日期 220 时,大小顺序为 220 > 240 > 200 > 190 = 210
> 160 > 170 > 180 > 150 > 140,不同顺序日期均匀度
指数差异极显著 (F (10,28) = 9. 042,P = 0. 006),日期
200 和 220 时显著高于 140 和 150 时。
3. 4. 3 群落的相似性 从表 5 可以看出,6 月与 7
月相似性系数(0. 59)最高,而 9 月与其他各个月的
相性系数都很低,这主要是由于 9 月所捕获的天牛
种类(3 种)少所造成的。根据 Jaccard 的相似性系
数原理,只有 6 月与 7 月达到中等相似水平,7 月与
8 月和 6 月与 8 月处于中等不相似水平,其他月份
间都处于极不相似水平。
4 结论与讨论
4. 1 结论
本研究共采集到天牛科成虫标本 1 252 号,隶
属 7 亚科 41 属 64 种。由于在各样地采用数量相同
的拦截诱捕器阵列在天牛成虫期进行高频度的连续
采集,因此比较客观地反映了各林分中天牛科物种
的分布状况和时间变化,同时,各林分生境不同,使
得各林分间天牛科昆虫的多样性表现出较大的差异
(刘生冬等,2015)。在全部的天牛种类中,不同种
97
林 业 科 学 52 卷
表 4 不同顺序日期天牛成虫群落多样性①
Tab. 4 The biodiversity of Cerambycidae adults communities in different ordinal dates
顺序日期
Ordinal date
D(mean ± SE) H(mean ± SE) J(mean ± SE)
140 1. 11 ± 0. 14de 0. 91 ± 0. 07bc 0. 62 ± 0. 06c
150 1. 55 ± 0. 43cde 1. 12 ± 0. 32abc 0. 69 ± 0. 14bc
160 2. 81 ± 0. 14abcd 1. 98 ± 0. 09abc 0. 87 ± 0. 03ab
170 3. 10 ± 0. 70abc 2. 14 ± 0. 27ab 0. 85 ± 0. 02ab
180 3. 83 ± 0. 42a 2. 24 ± 0. 11a 0. 84 ± 0. 04ab
190 3. 81 ± 0. 76a 2. 23 ± 0. 34a 0. 91 ± 0. 01ab
200 3. 00 ± 0. 44abc 2. 07 ± 0. 21ab 0. 91 ± 0. 03a
210 3. 47 ± 0. 30ab 1. 69 ± 0. 57abc 0. 91 ± 0. 01ab
220 2. 81 ± 0. 18abcd 1. 45 ± 0. 50abc 0. 97 ± 0. 02a
230 1. 77 ± 0. 28bcde 1. 30 ± 0. 26abc 0. 90 ± 0. 04ab
240 0. 36 ± 0. 36e 0. 52 ± 0. 52c 0. 95
①同列中不同字母表示差异极显著(P < 0. 01)。Different letters in the same column mean significant difference (P < 0. 01) .
表 5 不同月份天牛成虫群落相似性系数
Tab. 5 The similarity coefficient of Cerambycidae adults communities in different months
5 月 May 6 月 Jun. 7 月 Jul. 8 月 Aug. 9 月 Sept.
5 月 May 1
6 月 Jun. 0. 20 1
7 月 Jul. 0. 17 0. 59 1
8 月 Aug. 0. 25 0. 37 0. 43 1
9 月 Sept. 0. 08 0. 04 0. 06 0. 07 1
类成虫活跃期开始时间的早晚、活跃期持续时间的
长短等均不相同,只有四点象天牛在 5 个月份都有
分布。天牛科昆虫物种数量和个体数量出现的高峰
期是在顺序日期 170 时 (6 月下旬) 190 时 (7 月中
旬),然后逐渐下降,日期 170 时天牛种群的个体数
量达到最高,主要是由于凹缘金花天牛、栎丽虎天牛
和棍腿纹虎天个体数量迅速增加引起,顺序日期
140 时(5 月下旬)天牛群落的个体数量较多是由于
棍腿纹虎天牛较多引起的。
4. 2 讨论
本次研究天牛科昆虫分布的时间规律与 Hanks
等(2013; 2014)研究加拿大天牛的分布时间相似,
即天牛类群活动期主要从 5 月下旬开始,8 月下旬
基本结束,到 9 月只有个别种类在活动;然而,Hanks
等研究天牛物种数和个体数最高峰出现在顺序日期
190 时,然后依次为 170,150 和 210 时,这可能是由
于与本研究在试验地气候条件、立地条件以及天牛
区系等方面的不同造成的。本研究天牛科昆虫在顺
序日期 170,180 和 190 时表现出较高的多样性,主
要是由于这个时间适宜的环境条件导致天牛群落羽
化达到高峰或达到活跃的最高峰,这个时间也是植
物开花的盛期,部分具有访花行为的天牛大量出来
活动(高文韬等,2005),使天牛群落的物种多样性
的各个指标都很高。从顺序日期 220 时开始随着温
度的降低、羽化高峰的结束,天牛的种类和数量开始
减少,多样性逐渐降低。由于天牛优势种较少,个体
数比较均匀,使多样性较低的顺序日期 210,220 和
230 具有较高的均匀度。同时,由于天牛成虫的活
动期较长,时间跨度较大,使各个月份间都存在共有
种,6 月和 7 月达到中等相似水平,这主要是由于从
6 月下旬开始气温升高,林内的植物生长茂盛,天牛
种群羽化和活跃度都逐渐达到高峰,同时成虫的活
动期较长,导致这 2 个月份天牛相似性最高。从 7
月到 8 月随着天牛羽化高峰的结束,一些天牛退出
或活跃度降低,导致这 2 个月份间相似性略有降低。
各月份的天牛优势种类不完全相同,这进一步
反映出天牛种类羽化时间或活跃期的多样性。有 13
种天牛只在 1 次调查中被采集到,说明这些种类成
虫活跃期相对较短,对环境变化比较敏感。对优势
天牛种类成虫活跃的高峰期应该给予更多关注,尤
其对一些有潜在成灾风险的种类种群进行监测具有
重要的价值。本研究通过对 11 个天牛标本回收时
间点进行系统分析,在科学描述各天牛种类成虫活
跃期时间动态规律的同时,首次实现了各种天牛成
虫活跃期的精确比较。掌握各天牛种群出现的时期
对于害虫种类的种群监测和生物指示种的利用均具
有重要的参考价值。
参 考 文 献
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(责任编辑 朱乾坤)
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