校园昆虫种类观察及多样性分析
1 研究背景
1.1生物多样性定义
生物多样性的概念最早是由美国生物学家雷蒙德(Ramond.F.Dasman)1968年提出。而生物多样性真正得到学术界的重视并传播使用是直到20世纪80年代由罗森(W.G.Rosen),通过biodiversity缩写形式出现于公开版务伊始。关于生物多样性的定义,尽管不同科研领域的学者各执一词,但其所内含的本质大致相同。根据1992年《生物多样性公约》,生物多样性是指“所有来源的活的生物体中的变异性,这些来源包括陆地、海洋和其它水生生态系统及其所构成的生态综合体;这包括物种内、物种之间和生态系统的多样性[1]。”生物多样性具有多种层次,目前的主流观点是由物种多样性、遗传多样性以及生态系统三个层次组成[2]。其中物种多样性是从物种水平上研究生物多样性,一方面可以指某一固定区域内所含物种的总和,主要是从分类学、系统学和生物地理学三种角度入手,研究某一区域内的物种状况。另一方面则是从生态学角度入手,研究物种在区域内的分布均匀程度[3]。生态系统多样性的研究则是从生态系统角度,研究同一以及不同生物圈内的生境、生物群落及生态变化的多样性以及区别[4]。而至于遗传多样性,作为物种、生态系统多样性的研究基础一般是从同一种内的不同个体以及同一群体的不同个体间的遗传变异出发[5]。对生物多样性的研究不仅能为我们保护生态系统、拯救濒危物种的实践提供理论基础,同时具有诸多直接、间接以及潜在价值[6]。
1.2昆虫多样性的重要性
昆虫自约5亿年前,其祖先从水生节肢动物向陆生过渡伊始,是适应地球生态系统最成功的动物群体之一。作为地球上数量最多的动物群体,从古至今,昆虫的行为活动与人类的生产生活息息相关,同时也是地球生物多样性不可缺少的重要组成部分。昆虫的繁衍生息对生态系统的平衡与稳定、物种的进化与发展产生了重要影响。通过对生境内昆虫生物多样性进行持续监测,可以及时的获取生境变化程度、并为生态系统的治理恢复、群落结构的改善方案提供数据基础。尤其是某一具体生境内,某几类昆虫种群数量的变化往往作为环境变化的重要监测依据,例如蜉蝣目、毛翅目昆虫由于对生境的细微变化十分敏感,因而常作为水流污染程度的较好指示昆虫。目前通过将水生无脊椎动物作为水体重金属污染的指示生物的研究,在生产生活中得到了广泛的应用[7-8]。孟庆玉等人在汶川地震后四川片口自然保护区隐翅虫科昆虫物种多样性调查研究中,着重针对隐翅虫科的种类组成及数量变化进行分析[9],根据隐翅虫多样性指数与均匀度指数或多或少的提高,得出了灾后生态修复有一定的成效,并可继续将隐翅虫的多样性指数作为日后生态修复效果的判断指标。
1.3昆虫多样性的研究进展
中国幅员辽阔,气候类型、地理环境复杂多样,生态系统种类丰富,这些条件决定了我国具有丰富的昆虫物种资源。我国关于昆虫多样性的研究起步较晚,这是由诸多历史因素造成,其中就包括了鸦片战争时期,帝国主义国家对我国西南地区的昆虫资源进行掠夺性采集并率先研究命名。民国时期虽在浙江等地的高等学府中,昆虫学科的研究有了可观的发展,但随着抗日战争的到来,又被迫中止,直到建国之后又再次得到重视,昆虫生态学得以逐步的发展并应用到实际生产当中,而关于昆虫多样性的研究,主要从固定生境的地理环境、立地条件调查、昆虫的野外采集以及后期的多样性分析几大步骤入手。虞蔚岩等人在江苏南京地区蜻蜓目(Odonata)昆虫区系及多样性分析中,首先简要的叙述了采集地点的自然概况[10],通过对基本生态因子进行初步的确定,这利于对区域内易出现的昆虫类别进行初步的估计并作为后期多样性分析、某一昆虫类群消长规律变化的一大支撑因素。宋利培等人在北京动物园昆虫调查方法探讨一文中,较完善的列举昆虫调查方法包括取样的时间、分区、抽样的方法[11]。根据昆虫习性的不同、活动性强弱,针对地下、地表、地上,结合物理、化学及生物手段进行捕捉。并列举了部分昆虫的保存及标本制作步骤。沙林华等人在海南省文昌市森林昆虫多样性调查研究中通过选取混交林样地、椰子林样地、次生林样地、半红树林样地、湿加松样地以及木麻黄样地作为采集样地是在分析海南省文昌市主要植被特点之后加以选择[12],根据不同生境栖居的昆虫类群差异,较全面的反映文昌市总体的昆虫多样性及局部生境的生态系统稳定性。李志刚等人在深圳福田红树林生态系统昆虫群落多样性调查中,主要针对对比红树林区、基围鱼塘及陆域林地昆虫群落多样性特征,深圳福田红树林生态系统由红树林、滩涂、基围鱼塘和陆域林地等几个子系统共同组成,是一个相对稳定的湿地生态系统,也是一个较为成功的生态结构布局[13]。因此针对不同的子系统进行昆虫群落多样性调查能够较为直观的体现不同样地的昆虫类群丰富度差异、并据此更进一步的探究稳定红树林生态系统,昆虫群落稳定性的主要子系统。在前期野外采集一定昆虫数量的基础上需要应用到物种多样性指数进行计算,曹维林等人在不老青山流域鞘翅目昆虫的多样性调查中,结合调查区域的昆虫种类,着重针对鞘翅目昆虫的多样性构成调查,作为不老青山生态系统稳定情况的判断指标[14]。围绕生境中的具体某一目、科昆虫的多样性展开讨论、分析生态系统稳定性,一般所选取的昆虫群落状况对生态平衡能起到较好的指示作用。除此之外根据样地调查中所有采集到的昆虫种类、横向的进行多样性分析。沙林华等人在海南省文昌市森林昆虫多样性调查研究中,得出样地中鳞翅目同翅目多样性较高,针对不同植被类型不同昆虫种类进行调查,从物种丰富度与Shannon-Wiener指数及均匀度指数作为对不同样地类型生态环境稳定情况的判断标准,为后期生态本底数据、生态保护等进一步研究做铺垫。王晖等人在石林云烟印象烟庄昆虫多样性调查中[15],初步得出烤烟旺长期主要昆虫类群名目,将具体结合全面多样性调查为虫害综合处理及生物防控提供理论实践指导。
1.4校园昆虫多样性调查研究概况
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