蝴蝶是无脊椎动物中最受关注的类群和环境指示生物之一, 其种群动态及群落结构能快速地反映环境的状况。哀牢山和无量山国家级自然保护区具有复杂多样的生境, 含有丰富的动植物资源。为了有效地保护环境和资源, 2016‒2018年在这两个自然保护区开展了蝴蝶资源及其种群动态的研究。结果表明: 两地蝴蝶均具有较高的多样性水平, 且哀牢山蝴蝶多样性较无量山丰富。哀牢山共观测记录5科83属149种, 该地蝴蝶Shannon-Wiener指数(H_s′)为3.92, 物种丰富度为16.36, Simpson指数为0.97; 景东县无量山样区共记录蝴蝶5科88属143种, Shannon-Wiener指数(H_s′)为3.64, 物种丰富度为15.04, Simpson指数为0.96。哀牢山、无量山两个样区共有5科99属178种蝴蝶。生境分析表明两地蝴蝶均具有明显的垂直分布特征, 哀牢山蝴蝶主要分布在海拔1,100 m以下, 而无量山蝴蝶主要分布在1,100-1,400 m之间。调查时段分析表明, 两地蝴蝶主要分布在5-9月, 哀牢山8月蝴蝶种类较丰富, 而无量山9月蝴蝶种类较丰富。年份分析表明, 哀牢山、无量山两地均以2016年蝴蝶多样性最丰富, 这与适宜的气候及较弱的人为干扰有密切的关系。两地蝴蝶群落为中等相似, Jaccard相似性系数为0.64, 共有种有114种(64.05%)。鉴于无量山、哀牢山蝴蝶多样性较丰富, 且有13种近危物种、3种易危物种和56种个体数极低(≤ 10头)的未列入红色名录的物种, 因此蝴蝶保护工作刻不容缓。

为了解人为干扰对壶瓶山国家级自然保护区(以下简称壶瓶山保护区)蝴蝶物种多样性的影响, 调查组于2017-2018年间采用样线法抽取5条样线对壶瓶山保护区的蝴蝶群落进行调查研究, 分析了人为干扰对蝴蝶发生规律的影响, 并比较了壶瓶山保护区中不同程度人为干扰情况下的蝴蝶发生差异。本调查共观测到蝴蝶6,711只, 隶属5科19亚科119属190种, 各样线的优势种主要有宽边黄粉蝶(Eurema hecabe)、东方菜粉蝶(Pieris canidia)、酢浆灰蝶(Pseudozizeeria maha)、宽带凤蝶(Papilio nephelus)等。轻度干扰情况下物种多样性最高, 其次为无干扰条件, 而中度干扰情况下蝴蝶物种多样性最低, 即小规模的耕作-居住环境有利于蝴蝶的聚集, 而增加现有的人为干扰程度或扩大干扰范围, 可致使群落中蝴蝶物种数减少、优势类群数量增加。

为了解湖南高望界国家级自然保护区蝶类多样性本底及其影响因素, 2016年5月至2018年10月, 我们采用样线法对保护区内外的6种生境(保护区内4种, 区外2种)开展了20次蝶类多样性调查。共记录蝴蝶个体13,956只, 依照五科分类系统, 隶属5科113属239种, 其中湖南省蝶类新记录17种。区系成分以东洋种为主(139种, 占58.1%), 广布种次之(97种, 占40.6%), 古北种最少(3种, 占1.3%)。对不同生境的蝶类群落多样性指数进行分析后发现, 人为干扰程度和生境异质性共同影响蝶类多样性。不同生境相似性分析结果表明, 蝶类群落的相似度与人为干扰程度和植被类型差异密切相关。3年间, 蝶类多样性指数月度变化基本一致, 蝶类物种数、多样性指数与月均温间呈显著正相关, 与月降水量无相关性。综上, 蝶类多样性受到人为干扰程度和气象因子的影响。为保护蝶类资源, 建议保护好蝶类栖息地, 减少人为干扰。

为了解八大公山国家级自然保护区内的蝴蝶群落组成及海拔分布, 作者于2016-2018年间对该区域不同生境的蝴蝶群落进行了系统调查和多样性分析, 并持续观测其群落的月动态变化。本研究共记录蝴蝶6,164只, 隶属于5科107属191种。低海拔(250-450 m)生境记录到的蝴蝶以凤蝶亚科为主, 高海拔(1,200-1,400 m)生境以粉蝶亚科为主, 而中海拔(700-900 m)生境无明显的蝴蝶优势类群。相似性分析结果表明, 各生境存在很高比例的共有种(59%以上), 这些共有种在不同生境的个体数分布存在很大的差异。季节动态分析结果表明, 八大公山蝴蝶群落的物种数、个体数及多样性指数在4-6月逐渐上升, 7月达到峰值, 8-9月逐渐下降。总体来说, 八大公山的蝴蝶群落组成沿海拔梯度呈现垂直分布差异, 高海拔与低海拔存在明显的异质性, 中海拔则呈现出一种过渡状态; 且八大公山不同海拔的蝴蝶群落表现出较为一致的季节动态, 都具有很高比例的物种更替; 相对于低海拔, 高海拔生境蝴蝶群落的活跃期更短, 物种的时间周转率更高。

为研究齐云山国家级自然保护区蝴蝶群落多样性, 2016年4月至2018年10月, 作者在江西齐云山国家级自然保护区不同生境选取5条长2,000 m的固定样线进行了每年6次、累计18次的蝶类多样性调查。共记录到蝴蝶6,946只, 隶属5科106属189种, 其中东洋界种类是优势类群(183种, 占总种数的96.8%)。蛱蝶科的种类最多(81种, 占42.9%), 其物种丰富度指数(R = 8.42)、多样性指数(H′= 3.21)和优势度指数(D = 0.60)较高, 属于优势类群。齐云山国家级自然保护区蝴蝶个体数从4月开始逐渐增加, 到6-7月基本稳定并维持到10月;物种数在4-10月基本稳定, 具有较高的多样性指数。保护区内不同生境观测样线的蝴蝶种类和数目有较大的差异: 针阔混交林的桐江样线蝴蝶种类(126种, 占66.7%)及数目(1,945只, 占28.2%)最多, 其物种丰富度指数(R = 16.51)最高; 常绿阔叶林的上十八垒样线蝴蝶数目相对较少(905只, 占13.0%), 但是蝴蝶种类相对较多(103种, 占54.5%), 所以多样性指数(H′= 3.93)和优势度指数(D = 0.85)较高; 农田和果园生境的三角潭样线由于生境简单且人为干扰强度较大, 蝴蝶物种数相对较少(97种, 占51.3%)。研究表明: 江西省齐云山国家级自然保护区的蝴蝶区系组成以东洋区为绝对主导的分布类型, 蝴蝶群落多样性与生境类型有明显的相关性, 季节性的农耕活动、除草剂农药的大量使用、寄主植物的大量砍伐等人类活动威胁到蝴蝶的多样性及蝶类群落结构的稳定性。

为了查明秦岭国家植物园蝴蝶资源和多样性状况, 本研究选取了5种生境, 利用样线法进行了3年的蝴蝶多样性观测。结果表明: 秦岭国家植物园蝴蝶共有5科76属134种; 物种丰富度指数、物种多样性指数、均匀度指数和优势度指数分别为1.3295、3.4616、0.7068和0.7656; 其中蛱蝶科属数及物种数最多(33属65种), 凤蝶科最低(5属10种); 蛱蝶科物种多样性指数及物种丰富度指数最高, 分别为2.8525及1.3622; 凤蝶科多样性指数最低(1.4936); 粉蝶科物种丰富度指数最低(0.2790)。5种生境中, 随着植被丰富度的增加, 蝴蝶多样性指数上升。

蝴蝶是地球生物多样性的重要指示物种之一, 其种群动态及群落结构变化能够揭示环境改变对生态系统的影响。六盘山国家级自然保护区生境优越, 植物区系多样, 孕育了丰富的蝶类资源。为了有效利用环境和保护蝶类资源, 2016-2018年, 作者采用样线调查法, 对宁夏六盘山国家级自然保护区人工植被、针阔混交林、阔叶林、灌木林4种生境中眼蝶亚科昆虫进行了调查, 分析了眼蝶在空间及时间上的动态变化。共记录眼蝶亚科13属19种4,363只, 其中阿芬眼蝶(Aphantopus hyperanthus, 961只)、亚洲白眼蝶(Melanargia asiatica, 637只)、爱珍眼蝶(Coenonympha oedippus, 594只)分别占总数的22%、15%和13%, 为保护区优势种; 蟾眼蝶(Triphysa phryne, 17只)仅占总数的0.39%, 为保护区的稀有种。在空间分布上, 4类生境中针阔混交林眼蝶物种丰富度和优势度低, 多样性指数最高, 不同生境眼蝶群落物种丰富度指数、多样性指数、均匀度指数存在明显差异(P < 0.05), 优势度指数差异不显著。在时间动态上, 2016-2018年眼蝶个体数量呈下降趋势, 物种个体数量高峰期主要发生在8月, 优势种变化明显。因此, 保护宁夏六盘山国家级自然保护区蝴蝶种类多样性刻不容缓。

为明确甘肃兴隆山国家级自然保护区内的蝴蝶种类, 以及不同生境的蝴蝶群落结构与种-多度分布的变化情况, 在全部5个林场选取6条样线, 于2015-2018年连续4年采用样线法对保护区的蝴蝶进行调查和采集, 并分析了其多样性指数及种-多度分布。4年共采集蝴蝶标本5,719号, 经鉴定隶属8科69属120种。眼蝶科(3,093号)是保护区的优势类群, 喙蝶科仅采集到1号标本(朴喙蝶, Libythea lepita), 为保护区的稀有种类。其中, 各样线的种数、个体数、多样性指数以及物种丰富度表现为: 样线I最高, 样线IV次之, 说明其生境结构稳定, 环境良好, 适合蝶类生存; 样线III蜜源植物丰富, 各项指数较高; 样线V海拔较高, 各项指数较低; 样线II植物群落结构单一, 各项指数最低。相似性系数分析结果表明: 样线I和VI、III和IV、III和VI均为中等相似; 其余各样线间为中等不相似。区系分析结果表明: 古北种有63种, 占总种数的52.5%; 东洋种2种, 占总种数的1.7%; 广布种55种, 占总种数的45.8%。说明古北种占绝对优势, 且明显高于东洋种, 具有很强的地区代表性。种-多度分布分析结果表明: 样线I和IV呈现出对数正态分布, 模型拟合效果较好; 样线II和VI为非典型的对数级数模型, 符合生态位优先占领假说。说明不同生境以及人为干扰因素与蝶类多样性关系密切, 表现出单一生态系统蝴蝶群落的多样性指数较低, 复杂生态系统其多样性指数较高的特点。

蝴蝶作为指示生物, 被广泛地应用于生物多样性监测及环境质量评估。探究新疆吉木萨尔县蝴蝶群落多样性, 可为当地蝴蝶多样性的保护及环境监测提供基础数据。本研究采用样线法在新疆吉木萨尔县选取山前荒漠、农田、山地草原、山地森林、亚高山草甸5种不同的生境类型, 对蝴蝶种类和群落多样性进行调查。共记录蝴蝶4,401号, 隶属于7科26属38种。其中蛱蝶科有9属12种, 为优势科; 粉蝶科的个体数最多, 占比55.01%; 绢蝶科、凤蝶科和弄蝶科的种类数和个体数最少, 均为单科种, 是该地区的稀有类群。对不同生境蝴蝶群落多样性和相似度分析比较的结果显示: 5种生境中多样性指数从高到低依次为亚高山草甸、山地森林、山地草原、农田及山前荒漠, 其中山地森林和亚高山草甸的相似性系数较高, 达到0.77, 山前荒漠和山地草原的相似性系数最低, 为0.37。蝴蝶物种数及多样性指数随海拔的增加呈上升趋势。蝴蝶群落随月份发生变化, 蝴蝶种类和数量在5月发生、7月达到峰值。蝶类个体数在3年内呈下降趋势。研究结果表明, 蝴蝶物种的组成和多样性与生境类型具有密切联系, 保护生态环境, 维持该地区植物群落的多样性、降低人为干扰程度是保护蝶类多样性的关键。

蝴蝶是生态质量和环境变化的重要指示生物。查明福建省龙栖山国家级自然保护区蝴蝶资源及其动态对龙栖山生物多样性保护和研究具有重要意义。通过2016-2018年对龙栖山自然保护区蝴蝶的持续调查和观测, 应用Shannon-Wiener指数及相对多度分析研究了蝴蝶的多样性、种群动态和区系成分。结果表明: 龙栖山自然保护区的蝶类有5科107属193种。在龙栖山样区设置的6条样线中, 小沛样线的属和种数均为最多, 共48属58种; 属于国家保护的蝴蝶有6种; 区系组成主要以东洋种成分(79.3%)为主, 广布种成分次之(21.2%); 蝴蝶优势种组成在不同年度间稍有变化, 持续稳定的优势种为矍眼蝶(Ypthima baldus)。

为探讨大别山森林群落的构建和演替机制, 本文基于安徽鹞落坪落叶阔叶林11.56 ha动态监测样地的定位监测资料, 采用最近邻分析和O-ring函数、Monte Carlo拟合和零模型选取的方法, 分析了落叶阔叶林蔷薇科主要树种水榆花楸(Sorbus alnifolia)、山樱花(Cerasus serrulata)和中华石楠(Photinia beauverdiana)不同年龄阶段的空间分布格局及种间关联性。结果表明: (1)在整个样地中3个树种的小树和成年树阶段都为聚集分布, 且随年龄增加聚集性减弱, 在老树阶段转为随机和均匀分布。(2)在0-50 m尺度范围内, 以完全随机模型(complete spatial randomness, CSR)为零假设时, 3个树种整体及小树都在小尺度(≤ 10 m)上呈聚集分布, 成年树与老树多为随机分布。以异质性泊松模型(heterogeneous Poisson, HP)为零假设时, 树种的聚集与生境异质性间呈负相关, 3个树种只在≤ 4 m尺度上出现聚集现象。(3) 3个树种种内各个年龄段之间在较大范围内多为负相关和无显著相关性, 同时各树种及不同年龄段之间受种间竞争和密度制约效应影响在小尺度上(≤ 10 m)多为负相关, 随尺度增加相关性减弱。综合而言, 大别山落叶阔叶林中蔷薇科植物的分布格局整体上多为聚集分布, 随树龄增加聚集性减弱, 在中大尺度上受生境异质性效应的影响显著, 在小尺度上多为负相关, 各树种内部各龄级相互之间也多为负相关。

高秆野生稻(Oryza alta)是一种重要的种质资源, 其组织内也蕴藏着非常宝贵的功能微生物资源。本实验采用无氮培养基, 从高秆野生稻中分离到43株内生固氮菌, 结合乙炔还原法测定其固氮酶活性。经固氮酶基因(nifH)的PCR扩增检测, 43株内生固氮菌代表菌株均能扩增出固氮酶基因片段。利用IS-PCR DNA指纹图谱和SDS-PAGE全细胞蛋白电泳图谱将获得的菌株聚类为6个类群(I、II、III、IV、V、VI)。对各个类群的代表菌株(ZF3, ZF8, ZF13, ZF15, ZF24, ZF43)进行16S rRNA基因序列测定, 结果表明, 类群I属于土生拉乌尔菌(Raoultella terrigena), 类群II属于类肺炎克雷伯氏菌类肺炎亚种(Klebsiella quasipnmoniae subsp. quasipneumoniae), 类群III属于越南伯克氏菌(Burkholderia vietnamiensis), 类群IV的菌株代表肠秆菌属的一个类群(Enterobacter sp.), 类群V的菌株属于门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina), 类群VI归属于固氮植物菌(Phytobacter diazotrophicus)。Biolog聚类结果与IS-PCR指纹图谱类型及SDS-PAGE全细胞蛋白聚类结果一致。Biolog板测定结果显示, 来自不同类群的代表菌株对碳源的利用差异显著, 说明野生稻内多样的内生固氮菌从环境中获取碳源和氮素的适应能力较强。

建立自然保护区是生物多样性保护的根本措施, 而且自然保护区对减缓和适应气候变化具有重要的作用。生物多样性保护的压力在气候变化的胁迫下不断加剧, 因此, 有效的自然保护区管理必须考虑气候变化的影响。发展应对气候变化威胁的适应性管理技术以提高自然保护区管理有效性是自然保护区管理的迫切需求。但目前全球范围内还没有针对减缓和适应气候变化的自然保护区管理有效性评估工具。近半个世纪来广西气温持续升高且极端气候事件频次增加, 对广西各类生物生境产生了重要的影响。本文基于世界自然保护联盟(IUCN)的自然保护区减缓和适应气候变化管理框架和管理有效性评估框架, 在管理有效性跟踪工具(mangement effectiveness tracking tool, METT)基础上提出了自然保护区减缓和适应气候变化管理有效性评估工具(management effectiveness assessment tool of mitigation and adaptation on climate change, MEATMACC), 并使用该工具和METT对广西12个典型自然保护区进行了调查分析。结果表明: 国家级自然保护区的METT得分、MEATMACC得分分别比非国家级自然保护区高28.98%和43.91%; 国家级与非国家级自然保护区的METT得分无显著差异, 但MEATMACC得分差异极显著; 两个管理有效性评估工具得分率呈线性相关但差异不显著; 两个评估工具中背景、规划与影响3个要素得分率存在极显著差异。研究结果表明, 对于自然保护区减缓和适应气候变化的政策和技术支持仍需加强。

本文以具有典型喀斯特环境特点的贵州兴义坡岗自然保护区为例开展实地调查和文献研究。通过层次分析法和人与自然耦合系统模型构建, 从文化景观视角探讨了喀斯特地区自然与文化系统的历史演化过程中, 国家生态政策制度与乡规民约等乡土保护体系对生物文化多样性的驱动作用。研究结果表明: 坡岗保护区经历了管护主体和保护利用态度的转变, 保存了典型的喀斯特自然生态系统, 当地世居的少数民族群体在长期生存与适应过程中创造了极具特色的传统民族文化。坡岗自然保护区丰富的生物多样性与文化多样性形成一个地理重合、协同进化且相互作用的维持系统。生物文化多样性耦合体系主要存在国家政策制度类与乡规民约等乡土文化类两种驱动因素。应加强西南喀斯特地区的生物文化多样性的保护, 推动该地区生物多样性与文化多样性的协同发展; 除了政策与制度类驱动因子的直接作用, 还需要注重村规民约以及生态传统知识等乡土文化的驱动作用, 以避免保护区自然与文化保护体系的割离。