全球变化和人类活动的影响使地球上的生物多样性正在逐渐丧失(Cardinale et al, 2012), 问题的严峻性已引起国内外科学家的广泛关注, 对生物多样性进行全面调查和保护成为全球共识(Rands et al, 2010)。昆虫是动物界中多样性最丰富的生物类群(Basset et al, 2012; Misof et al, 2014), 漫长的进化历史使其不仅具有飞行能力、拥有多样化的食性和生殖方式、能够适应广泛的生境类型(彩万志等, 2011), 而且可与其他生物类群建立共进化关系, 对于维持生态系统平衡有重要作用。昆虫在地球生物多样性中占据重要地位, 调查各地昆虫的多样性及地理分布情况, 对于昆虫资源的保护和合理利用有重要意义。
中国在世界动物地理区划中跨越古北界和东洋界(张荣祖, 1999), 占据重要的地理位置, 复杂多样的地貌类型和气候条件使其具有极高的环境异质性, 为生物提供了丰富多样的生境类型, 是世界上生物多样性最丰富的国家之一(López-Pujol et al, 2006; Tang et al, 2006), 昆虫多样性亦十分丰富。近年来, 随着生物多样性丧失等问题日趋严峻, 科学合理地制定生物多样性和环境政策越来越依赖于大尺度的生物多样性研究, 而此类研究的顺利开展离不开大量生物多样性基础数据的长期积累和整合。对于昆虫类群而言, 虽然迄今为止涉及中国昆虫的多样性及地理分布的报道相对较多, 但是由于相关数据缺乏有效的整理和共享, 昆虫多样性数据并没有被充分应用于大尺度的生物多样性研究中。考虑到昆虫多样性在地球生物区系中的占比以及在生态系统功能中的重要地位, 对昆虫多样性及地理分布数据进行系统地收集整理十分必要。
半翅目隶属于节肢动物门昆虫纲, 是一类非常重要且多样的昆虫类群(Rider, 1996), 由异翅亚目、胸喙亚目、头喙亚目和鞘喙亚目组成, 是昆虫纲中最大的非完全变态的目(Li et al, 2017)。据估计, 目前世界已知的半翅目昆虫约为103,590种(Stork, 2018), 其中中国记录的物种数约为11,973种(约占世界半翅目种类的11.56%), 隶属于127科2,803属(申效诚等, 2015)。半翅目昆虫分布广泛, 绝大部分为植食性昆虫, 它们个体小、繁殖快、种群数量大、寄主范围广, 主要以刺吸式口器吸食果树、蔬菜、农作物、林木、杂草等的嫩芽、嫩枝、叶、花蕾、花、果实等的汁液, 造成植物的组织坏死, 会对作物的产量和质量造成严重影响(张志林等, 2012), 是最重要的农林害虫之一(Forero, 2008)。部分种类则为天敌昆虫、药用昆虫等资源昆虫, 例如南方小花蝽(Orius similis)是重要的天敌昆虫, 能够捕食蚜虫、蓟马、螨类等害虫, 具有很好的应用价值(段盼等, 2021); 角倍蚜(Schlechtendalia chinensis)是中药材五倍子的主要生产种(魏洪媛等, 2021)。整理半翅目昆虫的多样性及地理分布数据不仅可以为大尺度的生物多样性研究贡献基础数据, 而且对于政府制定合理的害虫防治和资源管理措施有重要指导作用。
本研究通过全面的文献和数据库检索, 广泛收集了截至2017年已发表的中国半翅目昆虫的多样性和地理分布数据, 包括每种半翅目昆虫的分类地位、地理分布点和经纬度信息。数据来源涵盖科学期刊、系列出版物、地方志、专著、数据库等。数据集中共记录了102科2,090属7,822种半翅目昆虫的分类信息(附录1)及其地理分布记录, 覆盖了中国34个省级行政区。
1 数据采集和处理方法
1.1 数据来源
中国半翅目昆虫的物种名录及地理分布数据主要来源于可靠的文献资料和数据库, 包括已出版的所有关于中国半翅目昆虫类群(例如蚜虫、介壳虫、角蝉、盲蝽、花蝽、姬蝽、飞虱等)的《中国动物志》相关卷、《中国经济昆虫志》、《中国昆虫模式标本名录》共三卷 (崔俊芝等, 2007, 2009; Bai et al, 2014)、全球生物多样性信息网络(Global Biodiversity Information Facility, GBIF) (
1.2 数据收集和整理
本数据集中主要收集了半翅目昆虫的科名、属名、物种名以及地理分布信息(包括各物种的地理分布点及经纬度信息)。原始文献中的数据格式多样(主要体现在物种拉丁名有无定名人、中英文地名的表达差异、有无提供分布点的经纬度信息等), 为了方便数据重用, 我们对数据格式进行了统一。数据集中的物种名按照“属名 + 种名”的形式表示, 不保留定名人。为了使数据集同时适用于国内外研究者, 所有中文地名翻译为英文。虽然一部分原始文献中提供了物种分布点的经纬度, 但大部分物种的地理分布仅提供了分布点, 因此我们通过谷歌地图查询了各地理分布点的经纬度信息。
2 数据描述
本数据集以1个Excel文件呈现, 数据集共有39,298行6列。每一行代表1条物种分布记录。数据集中6个字段(列)的具体含义如下:
科(family): 物种的科名;
属(genus): 物种的属名;
种(species): 物种的拉丁名;
地理分布(distribution): 物种的地理分布点;
纬度(latitude): 地理分布点的纬度;
经度(longitude): 地理分布点的经度。
3 数据质量控制和评估
本数据集的构建主要基于广泛的数据检索和收集整理。原始数据采集完成后, 我们对所有物种分布记录进行检查并对数据格式进行统一。为了调查数据集中各物种的分类地位是否发生变化, 我们基于生物物种名录(The Catalogue of Life, COL) (
4 数据使用方法和建议
本数据集为昆虫的生物地理学和生态学研究提供了大量基础数据, 不仅可以为大尺度生物多样性格局、区系演化、地理区划、性状生物地理学、害虫防治等研究提供数据支持, 而且对于生态学和生物地理学领域的众多科学问题的检验有重要意义, 例如中国的主要山脉是否是生物多样性热点? 不同地区在生物多样性格局的形成过程中是否扮演了不同的角色? 昆虫的特定生物学性状在空间上的分布格局及决定因素是什么? 等等。总体而言, 本数据集对昆虫的生物地理学和生物多样性研究具有重要的应用价值。数据使用者可以根据需要对数据进行分析处理(可用的软件有ArcGIS、R语言等), 以便使其在科学研究中发挥价值。当研究者使用本数据集中的任何数据时, 建议引用本文。
作者分工
李俊洁收集整理半翅目昆虫的多样性和地理分布数据, 检查核对半翅目物种的分类地位, 查询地理分布点的经纬度; 刘欢欢收集整理所有半翅目昆虫新种的地理分布数据, 核查半翅目物种的分类地位和地理分布信息; 吴杨雪收集整理半翅目盲蝽科的地理分布数据, 检查核对地理分布信息; 曾凌达收集整理半翅目昆虫的多样性和地理分布数据; 黄晓磊构思设计本研究, 提供数据资源。
附录 Supplementary Material
附录1 本数据集中半翅目昆虫的多样性统计
Appendix 1 Statistics of diversity of hemipteran insects included in this dataset
参考文献
Arthropod diversity in a tropical forest
DOI:10.1126/science.1226727
PMID:23239740
[本文引用: 1]
Most eukaryotic organisms are arthropods. Yet, their diversity in rich terrestrial ecosystems is still unknown. Here we produce tangible estimates of the total species richness of arthropods in a tropical rainforest. Using a comprehensive range of structured protocols, we sampled the phylogenetic breadth of arthropod taxa from the soil to the forest canopy in the San Lorenzo forest, Panama. We collected 6144 arthropod species from 0.48 hectare and extrapolated total species richness to larger areas on the basis of competing models. The whole 6000-hectare forest reserve most likely sustains 25,000 arthropod species. Notably, just 1 hectare of rainforest yields >60% of the arthropod biodiversity held in the wider landscape. Models based on plant diversity fitted the accumulated species richness of both herbivore and nonherbivore taxa exceptionally well. This lends credence to global estimates of arthropod biodiversity developed from plant models.
Biodiversity loss and its impact on humanity
Predation capacity and prey preferences of the predator Orius similis Zheng to three different aphid species
南方小花蝽对三种蚜虫的捕食能力和喜好性
The systematics of the Hemiptera
Sharing and publishing of biodiversity data: Recent trends and future suggestions
DOI:10.3724/SP.J.1003.2014.13269 URL [本文引用: 1]
生物多样性数据共享和发表: 进展和建议
Analysis of publication trends of biodiversity data papers
DOI:10.17520/biods.2016325 URL [本文引用: 1]
生物多样性数据论文发表趋势分析
DOI:10.17520/biods.2016325
[本文引用: 1]
近年来有关科学数据共享的呼声越来越高, 基于同行评审的生物多样性数据论文也受到越来越多的关注, 并出现了一些专门发表数据论文的数据期刊。本文总结了近年来生物多样性数据发表方面的进展, 选择两本代表性数据期刊(Biodiversity Data Journal和Scientific Data), 分析了它们自创刊以来的发文数量、涉及生物类群、文章浏览量和被引次数等指标。结果显示两本数据期刊的发文量都呈稳步增长趋势, 其生物多样性数据论文覆盖了包括动物界、植物界、真菌界在内的众多生物类群, 文章浏览量和被引次数方面也有可喜的表现, 说明数据论文正在被越来越多的研究者所接受。对文章作者国别的分析则显示了不同地区的研究者在发表生物多样性数据论文或数据共享方面的不均衡。建议相关领域的中国研究者和期刊关注生物多样性数据论文和数据共享政策, 更多地践行数据共享。
Plant biodiversity in China: Richly varied, endangered, and in need of conservation
DOI:10.1007/s10531-005-3015-2 URL [本文引用: 1]
Phylogenomics resolves the timing and pattern of insect evolution
DOI:10.1126/science.1257570 URL [本文引用: 1]
Biodiversity conservation: Challenges beyond 2010
DOI:10.1126/science.1189138 URL [本文引用: 1]
The true bugs of the World (Hemiptera: Heteroptera): Classification and natural history
DOI:10.1093/aesa/89.4.609 URL [本文引用: 1]
中国昆虫地理
How many species of insects and other terrestrial arthropods are there on earth?
DOI:10.1146/ento.2018.63.issue-1 URL [本文引用: 1]
Biodiversity in China's mountains
DOI:10.1890/1540-9295(2006)004[0347:BICM]2.0.CO;2 URL [本文引用: 1]
Distribution and structure of wax glands in various body forms of the horned gall aphid, Schlechtendalia chinensis (Hemiptera: Aphididae)
角倍蚜各虫态蜡腺的分布与结构
Sharing biodiversity data through academic publishing
DOI:10.17520/biods.2016368 URL [本文引用: 1]
通过发表实现生物多样性数据共享
DOI:10.17520/biods.2016368 [本文引用: 1]
