百望山森林公园昆虫多样性调查分析.pdf

收稿日期：2023-05-04第 1 作者：杨俊（1987-），女，硕士研究生，工程师，研究方向林业保护。引文格式：杨俊，袁菲，王文学，等.百望山森林公园昆虫多样性调查分析 J.林业科技，2023,48(5):39-43.百望山森林公园昆虫多样性调查分析杨俊1袁菲2王文学1周志海1（1.首都绿色文化碑林管理处，北京100094;2.北京市园林绿化资源保护中心，北京100018）摘要：利用样线法、扫网捕捉法和诱集法，对百望山森林公园的昆虫生物多样性进行了调查，并按植被类型对采集到的昆虫进行种类鉴定和数量统计，计算不同植被类型的生物多样性和群落相似性。结果表明，园区昆虫 Shannon-Wiener 多样性指数和 Margalef 丰富度指数最高的植被类型是侧柏阔叶混交林，最低的是侧柏纯林；阔叶混交林与针阔混交林昆虫群落相似性较高，而阔叶混交林和针叶纯林的昆虫群落相似性最低，为极不相似；鳞翅目、鞘翅目、半翅目、双翅目和膜翅目，无论是科数、物种数还是个体数都占有明显优势，是百望山森林公园昆虫群落中的优势目。不同植被类型的昆虫多样性指数显著不同，植被类型丰富的针阔混交林昆虫种类丰富、多样性高，作为典型的城市森林公园，植被类型仍是影响其昆虫多样性的重要因素，其昆虫多样性保护首先应该倾向于不断优化林区植物群落结构并加大对生态保育区保护力度。关键词：城市森林公园；植被类型；昆虫多样性；威胁因素；保护建议中图分类号：S 763文献标识码：A文章编号院 员园园1 原 9499渊圆园23冤05 原 0039 原 05DOI:10.19750/ki.1001-9499.2023.05.010林业科技FORESTRY SCIENCE&TECHNOLOGY第48卷第5 期2 0 2 3 年 9 月Vol.48No.5Sep.2 0 23AbstractThe insect biodiversity of Baiwangshan Forest Park was investigated by using the methods oftransect,net sweeping and trapping,and the collected insects were identified and counted according to thevegetation types.The biodiversity and community similarity of different vegetation types was calculated.Theresults showed that the vegetation type with the highest Shannon Wiener diversity index and Margalefrichness index was Platycladus orientalis broad-leaved mixed forest,The lowest insect Shannon Wienerdiversity index and insect Margalef richness index are Platycladus orientalis pure forests;The similarity ofinsect communities between broad-leaved mixed forest and coniferous and broad-leaved mixed forest ishigher,but the similarity of insect communities between broad-leaved mixed forest and coniferous pure forestis the lowest,which is very different;Lepidoptera,Coleoptera,Hemiptera,Diptera and Hymenoptera haveobvious advantages in the number of families,species and individuals,and are the dominant orders in insectcommunities in Baiwang Mountain Forest Park.The insect diversity index of different vegetation types issignificantly different.The coniferous and broad-leaved mixed forest with rich vegetation types has richinsect species and high insect diversity.As a typical urban forest park,the vegetation type is still an importantfactor affecting its insect diversity,and its insect diversity protection should first tend to constantly optimizethe structure of forest plant community and increase the protection of ecological conservation areas.Key wordsurban forest park;vegetation type;insect diversity;threat factors;protection suggestionsInvestigation and Analysis of Insect Diversityin Baiwangshan Forest ParkYANG Jun1YUAN Fei2WANG Wenxue1ZHOU Zhihai1（1.Capital Green Culture Stele Forest Management Office,Beijing100094；2.BeijingLandscaping Resources Protection Center,Beijing100018）生物多样性是人类赖以生存的物质基础，在维持自然界生态平衡方面发挥着极其重要的作用1。昆虫纲是动物界中最为繁盛的 1 个类群，作为生物多样性的重要组成部分，昆虫在植物授粉、自然界物质循环、工业原料、医药保健等方面起着重要作用 2，他又是食物链中重要的一环，既有初级消费者为上一级消费者提供食物，也有第二级消费者比如捕食性昆虫、寄生性昆虫，又在控制初级生产者（植物）的数量方面起重要作用。百望山森林公园属于典型的城市森林公园，城市森林作为一种与城市密切相关的森林类型，受人为干扰的影响相对较大，承受的大气污染、土壤污染、水污染等环境压力大，无论是在组成上还是在功能上，都表现出不同于一般森林类型的特点 3-4，在生物多样性上也会呈现出不同的特点。昆虫资源的保护有利于促进城市生态环境可持续发展 5，城市森林公园有效改善城市生态环境，为市民出行游玩提供场所，为大众提供认识自然、亲近自然的机会，研究城市森林生物多样性，充分认识和了解其生物多样性特点显得尤为重要，对于保护生物多样性具有重要意义。百望山森林公园缺乏昆虫多样性数据，目前对城市森林公园昆虫多样性保护的研究也较少，通过此次对百望山森林公园生物多样性开展全面的调查统计和分析，掌握园区昆虫多样性指数和丰富度、分布规律等，并对昆虫多样性受威胁因素进行评估，最终对昆虫多样性保护提出建议，以期为城市森林公园生物多样性保护提供一定理论依据。1材料与方法1.1公园概况百望山森林公园位于北京市海淀区，位于北京西山东端，地处 116 14 20.64 116 15 30.023 E，40 1 1.537 40 2 12.75 N，颐和园北 2.5 km 处，总面积 246.34 hm2，森林覆盖率大于 92.3%，是距北京城最近的山地森林公园，是北京市西山永定河文化带中 6 大重点自然资源景区之一，处于“三山五园”的重要节点位置。百望山森林公园中的植被多起源于人工林，森林的原初林种为防护林，建成森林公园后，林种全部转为特殊用途林，属于风景游憩林亚林种。按照类型组成统计，包括混交林、针叶林和阔叶林。经过长期自然植被发育，以荆条、孩儿拳头、雀儿舌头、锦鸡儿等为主的天然灌木逐步发育起来，有效提高了森林的进行自然度，植被覆盖率高达 95以上。按照小班树种组成统计，森林公园中的人工侧柏阔叶混交林面积最大，占到森林总面积的 50.30%。其次为人工侧柏纯林、人工刺槐针叶混交林、人工侧柏针叶混交林、人工油松针叶混交林、和人工元宝枫栾树混交林。1.2调查方法2022 年 310 月，采用样线法、扫网捕捉法、诱捕器诱集法、诱木诱集法对百望山森林公园进行调查，范围遍布全园。样线法为主要方法，在园区范围内布设 6 条样线，样线穿越林区主要树种，包括园区主要植被类型，每条样线不低于 3 000 m，平均每月开展 4 次；扫网捕捉法是在样线基础上，用于捕捉调查栖息在低矮植物上的昆虫；油松林放置天牛诱捕器、小蠹诱捕器诱捕调查，诱捕器悬挂于油松林中间；侧柏、桧柏林边缘放置新鲜侧柏诱木，调查天牛及小蠹。调查过程中采集昆虫并制作标本，无实体标本的保存好照片，同时拍摄生境照片，做好生境记录。按昆虫采集地点植被类型的不同，将林地按照纯林及混交林分为侧柏阔叶混交林、侧柏纯林、刺槐针叶混交林、侧柏针叶混交林、油松针叶混交林、元宝枫栾树混交林、黄栌纯林 7 大类，并对昆虫多样性指数和群落相似性指数进行对比分析。1.3物种鉴定将所有采集到的昆虫进行分类计数并将部分制作标本 6，主要采用传统方法进行鉴定，昆虫传统鉴定方法主要通过观察昆虫外部形态特征，主要通过体视镜来观察昆虫的翅脉、口器、触角、生殖器、足及其跗节等来进行鉴定，并对比专业昆虫图谱 中国园林害虫、北京林业昆虫图谱、寄生林木食叶害虫的小蜂 等 7-10，或相关昆虫分类专业文献，将采集的标本鉴定至属和种，对部分昆虫疑难种，邀请相应昆虫类群的分类专家进行鉴定。1.4物种多样性指数分析样线法、扫网捕捉法、诱捕器诱集法、诱木诱集法采集到的昆虫经过种类鉴定后，将种类和数量数据利用 WPS 表格计算 Shannon-Wiener 多样性指数、Margalef 丰富度指数、Pielon 均匀度指数11-16。Shanmon-wiener 多样性指数：H=(Pi)(lnPi)Margalef 丰富度指数院D=（S-1）/lnN林业科技第 48 卷40不同植被类型侧柏阔叶混交林元宝枫栾树混交林侧柏针叶混交林刺槐针叶混交林黄栌纯林油松针叶混交林侧柏纯林主要植被侧柏 黄栌 栓皮栎 臭椿 山桃 山杏 桑 栾树 紫叶李 睡莲 菖蒲雀儿舌头 锦鸡儿 酸枣 荆条 求米草元宝枫 栾树 山桃 桑 白蜡 臭椿 榆 毛梾白皮松 荆条 构 酸枣孩儿拳头 山麦冬 马兜铃 胡枝子 鬼针草 珍珠梅桧柏 侧柏 油松 求米草刺槐 侧柏 油松 荆条 孩儿拳头藦萝求米草 苔草黄栌 侧柏 油松 山桃 桑 小叶朴 黄刺玫 孩儿拳头 胡枝子 苔草油松 侧柏 桑 榆 丁香 孩儿拳头 紫穗槐 牵牛 求米草侧柏 求米草科数93722728402926种数1721263247533728个体数2 8942 2992685541 155738286香农-威纳指数H=PilnPi（i=1,2,S）3.778 183.696 832.792 272.512 022.467 362.065 952.051 36Pielon 均匀度指数J=H/lnS0.857 020.764 390.674 190.652 450.621 460.572 140.709 72物种丰富度指数D=(S1)/lnN21.461 8516.149 394.879 047.281 757.373 955.442 403.005 66表 2百望山森林公园不同植被类型昆虫多样性指数Pielon 均匀度指数：J=H/lnS式中，S 为物种数；Ni为样地第 i 个物种的个体数；N为样地内所有物种的个体数；Pi为第 i 种个体数占总个体数 N 的比例，即 Pi=Ni/N。1.5群落相似性指数分析群落相似性指数 Jaccard：Cj=j/（a+b-j）式中，j 为群落 A 与 B 的共有种数；a 为群落 A含有的全部种数；b 为群落 B 含有的全部种数。根据 jaccard 相似性系数原理，当相似性系数为 1.00.75 时，为极相似；为 0.750.5 时，中等相似；为 0.50.25 时，中等不相似；为 0.250 时，极不相似。2结果与分析2.1百望山森林公园昆虫群落物种组成本次共采集到昆虫 8094 头，隶属13 个目 138 科（部分昆虫只鉴定到科）（表 1），共计 313 种。昆虫数量采集最多的 5 个目分别是半翅目(Hemiptera4687 头）、鳞翅目(Lepidopter1501 头）、鞘翅目(Hyme-noptera829 头）、膜翅目(Hymenoptera696 头）、双翅目(Diptera240头），占比分别为57.91%、18.54%、10.24%、8.60%、2.97%；昆虫采集科数最多的 5 个目分别是鳞翅目(Lepidoptera33 科）、鞘翅目(Coleoptera31科）、半翅目(Hemiptera29 科）、膜翅目(Hymenoptera 15 科）、双翅目(Diptera 12 科），分别占总科数的 23.91%、22.46%、21.01%、10.87%、8.70%；昆虫采集物种数最多的 5 个目分别是鳞翅目(Lepidoptera99 种）、鞘翅目(Coleoptera77 种）、半翅目(Hemiptera57 种）、双翅目(Diptera 27 种）、膜翅目(Hymenoptera 27 种）,分别占总物种数的 31.63%、24.60%、18.21%、8.63%、8.63%。昆虫数目最多的 5 个科分别是蚜科(Aphididae1281 头）、丽木虱科(Calophyidae 820 头）、木虱科(Psyllidae 489 头）、大蚜科(Lachnidae 475 头）、螟蛾科(Pyralidae 429 头），分别占昆虫总采集数的 15.83%、10.13%、6.04%、5.87%、5.30%。表 1百望山森林公园昆虫群落物种组成在昆虫采集数量上半翅目为第一，其次是鳞翅目，鞘翅目第三；在昆虫采集科数上鳞翅目排首位，鞘翅目次之，半翅目第三；在昆虫采集物种数上，鳞翅目排首位，鞘翅目次之，半翅目第三；鳞翅目、鞘翅目、半翅目、双翅目和膜翅目，无论是科数、物种数还是个体数都占有明显优势，是百望山森林公园昆虫群落中的优势目。2.2百望山森林公园不同植被类型昆虫多样性指数按昆虫采集地点植被类型的不同，将园中林地分为 7 大类，并对 7 大类林地进行昆虫多样性指数分析。其中，昆虫 Shannon-Wiener 多样性指数(H)和 Margalef 丰富度指数最高的植被类型是侧柏阔叶混交林，最低的是侧柏纯林，刺槐针叶混交林和黄栌纯林的 Shannon-Wiener 多样性指数(H)和昆虫 Margalef 丰富度指数，均为中等水平（表 2）。目鞘翅目 Coleoptera双翅目 Diptera半翅目 Hemiptera蜚蠊目 Blattaria鳞翅目 Lepidoptera膜翅目 Hymenoptera脉翅目 Neuroptera螳螂目 Mantodea蜻蜓目 Odonata蜉蝣目 Ephemeroptera毛翅目 Trichoptera革翅目 Dermaptera直翅目 Orthoptera总计科数311229233153121117138占比22.46%8.70%21.01%1.45%23.91%10.87%2.17%0.72%1.45%0.72%0.72%0.72%5.07%物种总数7727572992743411110313占比24.60%8.63%18.21%0.64%31.63%8.63%1.28%0.96%1.28%0.32%0.32%0.32%3.19%个体总数82924046871015016963615221614378094占比10.24%2.97%57.91%0.12%18.54%8.60%0.44%0.19%0.27%0.20%0.01%0.05%0.46%第 5 期杨俊等：百望山森林公园昆虫多样性调查分析41从不同林地种类的主要植被来看，侧柏阔叶混交林的植被种类丰富，昆虫物种数量最多，侧柏纯林植被种类少，昆虫物种数量最少；Pielon 均匀度指数最高的是侧柏阔叶混交林；Pielon 均匀度指数最低的是油松针叶混交林，其中大蚜科(Lachnidae)、蚜科(Aphididae)种群数量大，而其中的实蝇科(Tephri-tidae)、绢蛾科(Scythrididae)等个体数极少，致使均匀度指数较低；Pielon 均匀度指数第二低的是黄栌纯林，其中调查期间黄栌丽木虱(Calophya rhois)(Loew,1879)种群数量较大，而其中的红星斑蛱蝶(Hestinaassimilis)、凹翅宽颚步甲(Parena cavipennis)等个体数极少，致使均匀度指数较低。2.3百望山森林公园不同植被类型昆虫相似性昆虫相似性指数是用来描述不同植被类型中昆虫群落的相似程度。通过不同植被类型之间的相似性指数的测定，可以为各植被类型间物种的相似程度提供依据。从表 3 可以看出，百望山森林公园昆虫群落相似性较高的元宝枫栾树混交林和侧柏阔叶混交林（0.33），为中等不相似，而元宝枫栾树混交林和侧柏纯林的昆虫群落相似性最低（0.13），为极不相似。表 3百望山森林公园各种植被类型昆虫群落相似性2.4百望山森林公园昆虫优势科按照每个科包含物种数的多少，百望山森林公园园区优势科为螟蛾科（15 种，占总种数 4.79%）、瓢虫科（11 种，占总种数 3.51%）、夜蛾科（11 种，占总种数 3.51%）、天牛科（9 种，占总种数 2.88%）、叶甲科（9 种，占总种数 2.88%）、蚜科（8 种，占总种数2.56%）、姬小蜂科（7 种，占总种数 2.24%）（表 4）。表 4百望山森林公园昆虫优势科3结论与讨论3.1昆虫多样性分析百望山森林公园内不同植被类型的昆虫群落多样性有明显不同，其中侧柏阔叶混交林昆虫多样性和物种丰富度指数最高，Pielon 均匀度指数最高，侧柏纯林的昆虫多样性指数和昆虫丰富度指数最低，油松针叶混交林的 Pielon 均匀度指数最低；阔叶混交林与针阔混交林昆虫群落相似性较高，而阔叶混交林和针叶纯林的昆虫群落相似性最低。综上，森林公园中针阔混交林更有利于昆虫多样性的稳定发展，人工林营林措施中可适当增加针阔混交林，优化林区植物群落结构。3.2昆虫多样性受威胁因素评估（1）作为城市森林公园，本身受城市整体环境、人流、物流影响较大，频繁的人类活动会影响城市森林公园的昆虫多样性，一方面会增大外来入侵物种侵入的风险，另一方面可能影响昆虫栖息环境，影响昆虫的繁衍；（2）化学药剂的使用是城市森林公园昆虫多样性威胁的重要因素，调查中发现，门区周边昆虫种类少，且昆虫数量上存在蚜虫、木虱等小型昆虫数量较多，大中型昆虫数量较少的现象，门区使用化学药剂相对较多是其原因之一；（3）大面积的人工纯林会导致物种多样性指数偏低，增加混交林面积将有助于提高森林公园昆虫多样性指数；（4）大蚜科、蚜科、木虱科等小型半翅目昆虫种群数量较大，导致Pielon 均匀度指数偏低，影响整体的昆虫多样性，应科学的进行控制；（5）植物种类丰富的地方昆虫种类更多，且更有助于天敌昆虫的繁衍和其种群的发展，而树种单一的人工林中昆虫数量少，种类少。3.3昆虫多样性保护建议经过对百望山森林公园昆虫多样性调查分析，对当地的昆虫多样性保护措施建议如下:（1）加大对生态保育区保护力度。生态保育区承载着园区生物多样性保育、森林健康经营的功能，以增加公园森林生态系统的总体稳定性，在此区域尽量减少人为活动；（2）合理使用化学药剂。最大程度减少化学药剂使用，加大绿色防控力度，增加使用生物防治、物理防治及人工防治，减少因化学药剂的使用对昆虫多样性的影响，如确需使用化学药剂，则合理植被类型侧柏纯林侧柏针叶混交林油松针叶混交林侧柏阔叶混交林刺槐针叶混交林黄栌纯林元宝枫栾树混交林侧柏纯林侧柏针叶混交林0.32油松针叶混交林0.200.24侧柏阔叶混交林0.150.190.17刺槐针叶混交林0.200.300.160.20黄栌纯林0.210.170.210.300.21元宝枫栾树混交林0.140.150.160.330.170.25科名螟蛾科 Pyralidae瓢虫科 Coccinellidae夜蛾科 Noctuidae天牛科 Cerambycidae叶甲科 Chrysomelidae蚜科 Aphididae姬小蜂科 EuloPhidae种数1511119987占比4.79%3.51%3.51%2.88%2.88%2.56%2.24%林业科技第 48 卷425323.26 王玉娟,高秀兵,吴强盛,等.不同水分条件下 AM 真菌对福鼎大白茶生长和茶叶品质的影响 J.茶叶科学,2020,40(5):588-596.27 UpadhyayaH,PandaS K.Abioticstressresponses in tea Camelliasinensis(L.)O.Kuntze:an overview J.Reviews in AgriculturalScience,2013,1:110.28 邓敏,徐泽,胡留杰,等.不同氮营养水平对福鼎大白茶产量及品质的影响 J.西南农业学报,2012,25(4):1330-1333.29 Ruan J Y,Ma L F,Shi Y Z.Potassium management in teaplantations:Its uptake 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页）安排使用时间，严格掌握使用浓度及使用次数；（3）不断优化林区植物群落结构。扩大针阔混交林面积，在针叶纯林林缘林隙补植阔叶乔木树种或灌木，补植灌木优先选择开花灌木；也可选择补植宿根花草等地被植物，另外，对于林下自然生长的草本植物，采取人工采种并扩大范围播种的方法也可以提高林下地被覆盖率，进一步丰富植物群落结构；（4）优化林缘植物。开花植物作为林缘植物可很大程度上丰富昆虫多样性，不同季节有不同的开花植物可吸引更多的访花昆虫，包括传粉昆虫、天敌昆虫和取食花朵的昆虫，如蜂类、蛾蝶类、蝽类、食蚜蝇、寄生蝇以及叶甲成虫等，可为多种昆虫的成虫提供蜜源或食源，提高昆虫生物多样性；（5）保护和利用天敌昆虫。百望山森林公园多年来以生物防治为主，为天敌昆虫的繁衍生息打好了基础，将进一步开展天敌昆虫的调查和研究，为天敌昆虫提供更好的生存繁衍条件，进一步保护和利用好天敌昆虫。参 考 文 献1 辛娟，董风林.我国昆虫多样性利用与保护面临的问题及建议 J.甘肃农业科技,2013(1):49-51.2 张茂林,王戎疆.昆虫多样性的保护现状与趋势 J.应用昆虫学报,2011,48(3):739-745.3 王成,彭镇华,陶康华.中国城市森林的特点及发展思考 J.生态学杂志,2004,23(3):88-92.4 叶水送,方燕,李恺.城市化对昆虫多样性的影响 J.生物多样性,2013,21(3):260-268.5 李玉杰,张晋东,白文科,等.北京不同功能绿地昆虫群落组成和生物多样性特征 J.生态环境学报 2018,27(6):1044-1051.6 董会,杨广玲,孔令广,等.昆虫标本的采集、制作与保存 J.实验室科学,2017,20(1):37-39.7 徐公天,杨志华.中国园林害虫 M.北京:中国林业出版社,2007.8 虞国跃,王合.北京林业昆虫图谱()M.北京:科学出版社,2018.9 虞国跃,王合.北京林业昆虫图谱()M.北京:科学出版社,2021.10 杨忠岐,姚艳霞,曹亮明.寄生林木食叶害虫的小蜂 M.北京:科学出版社,2015.11 马玲,问荣荣,焦玥,等.小兴安岭不同林型的昆虫多样性 J.林业科学,2016,52(2):82-90.12 郑晓旭,肖能文,赵慕华,等.湖北三峡库区兴山县昆虫多样性调查与评估 J.昆虫学报,2020,63(12):1497-1507.13 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