贵州花溪大学城破碎化林地蝴蝶多样性与嵌套分布格局.pdf
《贵州花溪大学城破碎化林地蝴蝶多样性与嵌套分布格局.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《贵州花溪大学城破碎化林地蝴蝶多样性与嵌套分布格局.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 四川动物 Sichuan Journal of Zoology 2023,42(5):579-585贵州花溪大学城破碎化林地蝴蝶多样性与嵌套分布格局伍素,李义,杨开慧,李琳,曾维波,蔡明飞,刘宇,张凯,徐雨*(贵州师范大学生命科学学院,贵阳550025)摘要:为揭示城镇化进程中生境破碎化对蝴蝶多样性及分布格局的影响,本研究于20172022年每年的58月对贵州省花溪大学城26个残存自然林地中的蝴蝶多样性进行调查,共记录蝴蝶5科51属81种。不同斑块中的蝴蝶物种数为253种,平均每个斑块10.2种9.7种。线性回归分析表明:蝴蝶物种丰富度与斑块面积呈边缘显著正相关,符合岛屿生物地理学理论提出的
2、“面积效应”;物种丰富度与距最大斑块距离呈显著负相关,表明存在隔离效应;进一步分析揭示不同斑块间的蝴蝶群落不存在嵌套格局或呈现反嵌套格局,具体形成机制有待进一步研究。基于研究结果,建议在城镇规划建设中应注重维持栖息地的完整性,对不同面积的林地斑块均加以保护。关键词:生境破碎化;蝴蝶;面积;隔离度;嵌套格局;城市化中图分类号:Q958.1 文献标志码:A 文章编号:1000-7083(2023)05-0579-07Butterfly Diversity and Nestedness on Fragmented Woodlots in the Huaxi University Town,Guizh
3、ouWU Su,LI Yi,YANG Kaihui,LI Lin,ZENG Weibo,CAI Mingfei,LIU Yu,ZHANG Kai,XU Yu*(School of Life Sciences,Guizhou Normal University,Guiyang 550025,China)Abstract:To examine the impact of habitat fragmentation on the diversity and distribution pattern of butterflies during the process of urbanization,t
4、he diversity of butterfly in 26 fragmented woodlots in the Huaxi University Town(Guizhou Province)was investigated.Through six-round surveys,81 species of butterflies belonging to 51 genera,5 families were recorded.The number of butterfly species in different woodlots ranged from 2 to 53,with an ave
5、rage of 10.29.7 species per woodlot.The result of linear regression analysis showed that the species richness of butterflies was positively correlated with the area of woodlots,and this was accordant to the“area effect”proposed by the island biogeography theory.On the other hand,the correlation of s
6、pecies richness with the distance to the largest woodlot was significantly negative,indicative of an isolation effect.Furthermore,butterfly assemblages among woodlots were not significantly nested or even anti-nested.Based on the results of the current study,it is recommended that habitat integrity
7、should be maintained in urban planning and construction,and woodlots with different sizes should be protected.Keywords:habitat fragmentation;butterflies;area;isolation;neatedness;urbanization生境破碎化是指在人为活动或自然干扰作用下,大片连续分布的自然生境被其他非适宜生境DOI:10.11984/j.issn.1000-7083.20210270收稿日期:2021-08-02 接受日期:2023-05-16
8、基金项目:国家自然科学基金委员会-贵州省人民政府喀斯特科学研究中心项目(U1812401);国家自然科学基金项目(32270540);贵州省科技计划项目(黔科合基础-ZK 2021 一般098)作者简介:伍素(1999),女,硕士研究生,主要从事昆虫群落多样性研究*通信作者Corresponding author,E-mail:579四川动物 2023 年 第 42 卷 第 5 期Sichuan Journal of Zoology Vol.42 No.5 2023分隔成许多面积较小斑块的过程(Fahrig,2003)。如水位上升导致部分陆地与大陆隔离而形成陆桥岛屿(Wang et al.,2
9、010;Hu et al.,2011),森林砍伐后形成的片断化森林斑块(Hill et al.,2011),城镇化过程中道路、房屋修建对原生生境破坏和分割后形成的斑块(Hill et al.,2011;郑进凤等,2021)。目前,已有大量研究分析了生境破碎化对生物多样性的影响,认为生境破碎化是导致生物多样性减少的重要因素之一(武晶,刘志民,2014;吴倩倩等,2017;Miller-Rushing et al.,2019)。在众多研究中,基于岛屿生物地理学理论提出的面积效应、隔离效应是最基础的研究内容。面积效应、隔离效应从物种丰富度角度预测:随着生境被分割、缩小和隔离,其中的物种丰富度可能降低
10、(Watling&Donnelly,2006)。在此基础上,一些学者开始从群落组成角度研究生境破碎化的影响,报道破碎化生境中的生物群落呈现嵌套格局,即小斑块中的物种是大斑块中物种集合的子集(Wang et al.,2010)。如浙江千岛湖陆桥岛屿中的大中型兽类、鸟类和两栖爬行类(张竟成等,2008;王熙等,2012;Chen et al.,2019),广西喀斯特破碎化森林斑块中的鸟类(Li et al.,2013),浙江杭州城市绿地中鸟类呈现明显的嵌套格局(Wang et al.,2013)。嵌套格局的产生可能与生境被分割、缩小和隔离过程中的物种选择性灭绝(Patterson&Atmar,19
11、86)、生境嵌套(Blake,1991)、选择性迁入(Cook&Quinn,1995)等因素有关。但是,一些研究也指出,受竞争作用、环境过滤和生境异质性等因素的影响,破碎化生境中的一些动物群落不存在嵌套格局,甚至出现反嵌套格局(Chen et al.,2018;郑进凤等,2021;田璐嘉等,2022)。蝴蝶是一类体型较大、易观察和辨别的昆虫类群。它们虽然有一定的飞行能力,但幼虫以植物为食,对寄主植物较为专一,对生境恶化做出反应的速度比其寄主植物快(张立微,张红玉,2016)。在生境丧失和破碎化时,蝴蝶的生存和繁殖会受到较大的影响。因此,在生物多样性监测与评价中,蝴蝶常被作为主要的指示生物类群之
12、一(Chen et al.,2021)。当前,一些学者以海洋性群岛(英国和爱尔兰大陆附近的岛屿、中国舟山群岛)为样地,分析了蝴蝶多样性的种面积关系和嵌套分布格局,揭示随着岛屿面积减小、隔离度增加,受选择性灭绝和选择性迁入等因素的影响,蝴蝶群落分布呈现嵌套格 局(Dennis et al.,2012;Xu et al.,2017)。但是,有关破碎化生境中的蝴蝶多样性与群落分布的研究案例还比较缺乏(MacDonald et al.,2018)。本研究以贵州省花溪大学城破碎化自然林地为研究样地,对蝴蝶多样性进行调查,研究斑块面积、隔离度与物种丰富度的关系,并分析群落是否存在嵌套格局,以此丰富生境破碎
13、化研究理论,并为城市规划建设和蝴蝶多样性保护提供科学依据。1研究方法1.1研究区概况研究区位于贵州省贵安新区东南部,紧邻贵阳市花溪区(1063610640E,26222624N),面积约10 km2。研究区属于典型的喀斯特地貌特征,海拔 1 0001 200 m,属亚热带湿润温和型气候,年均温15,年均降水量1 130 mm。该区域在规划修建大学城以前,为农田环绕的自然林地。2009年大学城动工修建至投入使用,自然林地被人工设施、建筑物、道路等不透水面分割。残留林地斑块中的植被类型相对简单,主要由暖性松林、常绿落叶阔叶林、落叶阔叶灌丛和禾草灌草丛组成,受喀斯特地貌特征影响,不同斑块间的小生境尤
14、其是植物种类存在较大差异(曹朝阳,2021)。本研究选择其中 26 个斑块作为研究样地(面积0.3290.4 hm2;表1)。1.2斑块地理参数的测量从Google Earth下载研究区的卫星地图,导入ArcGIS 10.2中勾绘出各个斑块的边界,采用“计算几何”的方式计算斑块面积,以“生成近邻表”的方580伍素等:贵州花溪大学城破碎化林地蝴蝶多样性与嵌套分布格局式计算各斑块到最大斑块的距离,以反映斑块的生境破碎化程度。1.3蝴蝶采集及鉴定参考Schoereder等(2004)的研究,在不同斑块中设置长度与面积成正比的固定样线。于20172022年的58月分别对每个斑块进行了6次蝴蝶调查与样品
15、采集,每条样线每次调查1次。选择天气晴朗、蝴蝶活跃度较高的时间段(10 0017 00)采用扫网法捕捉蝴蝶。每条样线 2名调查人员,调查行进速度为10 m/min;用捕虫网捕捉样线两侧5 m范围内的蝴蝶,将采集到的个体置于硫酸纸三角袋中,记录采集日期、地点和采集人等相关信息(张雪梅等,2016;Xu et al.,2017)。物种鉴定参考 中国蝴蝶分类与鉴定(周尧,1998)、中国昆虫生态大图鉴(张巍巍,李元胜,2011)、贵州蝴蝶(陈正军,2016)和 中国蝴蝶图鉴(武春生,徐堉峰,2017)。对形态鉴定存疑的种类,利用DNA条形码进行分类(Hebert et al.,2003)。提取蝴蝶腿
16、部总DNA,扩增线粒体CO基因的部分片段(658 bp)测定序列,后与 BOLD 数据库(http:/www.boldsystems.org/)进行比对和鉴定。1.4统计与分析(1)物种丰富度:分别统计26个斑块中的蝴蝶物种数。(2)计算 Berger-Parker优势度指数(d)(Berger&Parker,1970):d=ni/N,式中,ni为物种i的个体数量,N 为全部物种的总个体数量。d0.05 为优势种,0.005d0.05为常见种,d0.005为少见种或偶见种。(3)建立线性回归模型:按照岛屿生物地理学理论提出的种面积函数公式,对物种丰富度、斑块面积、距最大斑块距离采取10为底数的
17、对数转换(由于最大斑块到自身的距离为0,因此在对数转换前对各个距离值进行+1处理)。利用R.4.2.1构建26个斑块中蝴蝶物种丰富度与斑块面积、距最大林地斑块距离的线性回归模型,分析是否具有面积效应和隔离效应。使用visreg程序包绘制模型的偏残差图(Breheny&Burchett,2020)。(4)分析群落嵌套格局:构建斑块与蝴蝶物种多度矩阵,分析群落的嵌套格局(Almeida-Neto&Ulrich,2011)。使用NODF2.0中的WNODF方法计算物种(WNODFr)、斑块(WNODFc)和整体的嵌套值(Almeida-Neto&Ulrich,2011)。设置行列固定(rc)、总数固
18、定(aa)和总物种丰富度固定(ss)等3种重采样零模型,依据软件随机产生1 000个矩表1贵州花溪大学城26个破碎化林地斑块的地理特征、样线数量和长度Table 1Characteristics of 26 fragmented woodlots and number and length of transect lines recordedin the Huaxi University Town,Guizhou林地斑块编号ID of the fragmented woodlots1234567891011121314151617181920212223242526面积Area/hm22.46
19、.29.43.62.10.90.68.62.63.70.92.31.51.53.21.2290.425.56.519.034.21.41.11.411.50.3距最大林地斑块距离Distance tothe largestwoodlot/m962.7826.5506.61 290.9974.51 221.5688.3828.71 223.5865.3663.7438.81 662.9244.12 188.191.30504.01 666.92 114.12 390.62 561.12 772.32 553.256.6271.4样线数量Number oftransectlines11111111
20、111111114111111111样线长度Length oftransectlines/m442.6915.5926.3336.3298.6172.1126.2617.1282.3392.8153.6293.2250.9254.1252.6159.17 073.71 302.8558.6892.21 064.4183.2204.5244.3585.482.5581四川动物 2023 年 第 42 卷 第 5 期Sichuan Journal of Zoology Vol.42 No.5 2023阵对嵌套度进行显著性检验。上述统计分析中,P0.05表示差异显著。2结果共采集蝴蝶个体 586只,
21、属于 5科 51属 81种(https:/ Nymphalidae物种数最多(32种),其次是灰蝶科 Lycaenidae(18 种)、凤蝶科 Papilionidae(13种)、粉蝶科Pieridae(12种)和弄蝶科Hesperiidae(6 种)。优势种有 4 种,分别是东方菜粉蝶Pieris canidia、东亚豆粉蝶Colias poliographus、琉璃灰蝶Celastrina sp.和酢浆灰蝶Zizeeria maha。常见种44种,少见种或偶见种33种。不同林地斑块中的蝴蝶物种数为253,平均为 10.2种9.7种。线性回归分析表明,蝴蝶物种丰富度与林地斑块面积呈边缘显著正
22、相关(=0.149,P=0.057);蝴蝶物种丰富度与距最大林地斑块距离呈显著负相关(=0.201,P=0.007;图1)。3种重采样零模型的WNODF嵌套分析显示,与随机产生的 1 000 个分布矩阵相比,rc 模型和aa模型表明没有显著嵌套格局,ss模型表明存在反嵌套格局(表2)。3讨论本研究在贵州花溪大学城26个破碎化自然林地中记录到蝴蝶81种,数据分析表明蝴蝶物种丰富度与林地斑块的面积呈边缘显著正相关,符合岛屿生物地理学理论提出的“面积效应”(McArthur&Wilson,1967)。由于土地大面积开发,贵州省花溪大学城的原生植被正不断被房屋、道路等人工建设物分割。斑块面积在一定程度
23、上反映了可供物种利用的空间分布范围与资源量;小斑块中的生境丰富度和资源量可能较低,难以满足一些物种的生存需求,因此蝴蝶物种丰富度较低(张雪梅等,2016;Xu et al.,2017;MacDonald et al.,2018)。蝴蝶物种丰富度与距最大斑块距离呈显著负相关,表明存在隔离效应。虽然本研究区内各林地斑块的隔离度较低,但蝴蝶的飞行或扩散图1贵州花溪大学城26个破碎化林地中蝴蝶物种丰富度与林地斑块面积和距最大斑块距离的线性回归偏残差Fig.1Partial residual for linear regressions of between the species richness a
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 贵州 大学城 破碎 林地 蝴蝶 多样性 嵌套 分布 格局
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。