山西省五台山地区有瓣蝇类区系分析及物种多样性

2014-05-16 07:28李明月王明福
关键词:五台山区系王明

李明月,王明福

(沈阳师范大学 化学与生命科学学院,沈阳 110034)

0 引 言

五台山位于山西省东北部,与四川峨嵋山、安徽九华山、浙江普陀山共称“中国佛教四大名山”。是中国佛教及旅游胜地,列中国十大避暑名山之首。2009年被联合国教科文组织以文化景观列入世界文化遗产名录。

有瓣蝇类(Calyptratae)隶属于双翅目(Diptera)环裂亚目(Cyclorrhapha)有缝组(Aschiza)真蝇派(Myiodaria),是进化程度较高的一个昆虫类群。有瓣蝇类与人类有着密切的关系,有的蝇类是农林害虫,有的则是农林害虫的天敌;有的可传播疾病,有的则可用来治疗疾病。有瓣蝇类中花蝇科、蝇科、丽蝇科和麻蝇科4科的许多种类常出没于人、畜居住处附近,大多是疾病传播的媒介者,有些在幼虫期成为蝇蛆症病原,有些则在幼虫期侵食作物[1],对有瓣蝇类研究具有重要的经济意义。

生物多样性是当今全球生态学研究中的热点领域,也是生物地理学研究的重要领域。生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础,它的丧失将直接危及人类社会的可持续发展。物种多样性不仅是遗传多样性的直接体现,也是生态系统多样性和景观多样性形成的基础,所以物种多样性是生物多样性研究的核心问题[2]。因此进行五台山有瓣蝇类的区系分布及生物多样性研究对该地区开发建设和除害灭病亦有重要的意义[3],鉴于此,笔者对五台山有瓣蝇类进行了调查研究。现将研究结果报告如下。

1 材料与方法

1.1 研究区域及自然概况

五台山属于太行山支脉,地域包括五台县全境、繁峙县南山区、代县东南山区、原平市东山区、定襄县东北山区、盂县北山区,总面积约有6 530km2。地理位置为113°29′~113°39′E,38°55′~39°06′N[4]。五台山因东、北、中、西、南5峰突起呈台状而得名。北台海拔3 058m,是华北地区最高的山峰,有“华北屋脊”之称。从地形上看,山区海拔一般在1 500~2 000m,分水岭地带海拔均在2 000m以上,相对高差为500~1 000m,自然环境复杂,层峦叠嶂,峰岭交错,因此植被和土壤也有明显的差异。山区的气压,高山一般在700毫巴左右,山下一般在800毫巴左右。五台山气候寒冷,又被称作“清凉山”,年平均气温为-4.2℃,气候差异悬殊,1月最冷,月平均气温为-19℃,极端最低气温达-44.8℃,7月气温最高,平均气温在9.6℃,极端最高气温只有20℃,无霜期75d,平均年降雨量966.3mm,主要集中在夏季。五台山蕴藏着较为丰富的动植物资源,且垂直分布规律明显[5]。根据世界动物地理区划,五台山隶属于古北界东北亚界;根据全国动物地理区划,隶属于华北区黄土高原亚区。

1.2 材料来源

材料主要来源于本文通讯作者在山西省工作期间进行的该类昆虫的调查研究,在此基础上,查阅了国内外学术期刊对该区有瓣蝇类的记述资料[1,6-7,12-34]。本研究所引用的标本绝大部分保存于沈阳师范大学昆虫标本馆。

1.3 数据分析

多样性分析采用Shannon-Wiener指数,H=-ΣPilnPi,其中,H为多样性指数,Pi为第i亚科、属或种的个体占总数的比例[8]。优势度指数(D)采用Berger Paeker指数,D=Nmax/NT,其中,Nmax代表优势科的种类数量,NT代表全部种类的数量[9,11]。

2 结 果

2.1 物种多样性

通过研究整理,结果共发现五台山地区有瓣蝇类7科67属106种,在属级水平和种级水上分别占中国已知属、种的14.05%和2.98%。包括粪蝇科(Scathophagidae)1属1种,花蝇科(Anthomyiidae)8属12种,厕蝇科(Fanniidae)1属6种,蝇科(Muscidae)23属37种,丽蝇科(Calliphoridae)9属15种,麻蝇科(Sarcophagidae)12属18种,寄蝇科(Tachinidae)13属17种,特有种1种。其中蝇科(Muscidae)23属37种,在属级水平和种级水上分别占该地区已知属和种的34.33%和34.91%,寄蝇科(Tachinidae)分别占19.40%和16.04%,麻蝇科(Sarcophagidae)占17.91%和16.98%,丽蝇科(Calliphoridae)占13.43%和14.15%,花蝇科(Anthomyiidae)11.94%和11.32%。该地区有瓣蝇类多样性指数在属级和种级水平分别为1.63和1.69;优势度指数在属级和种级水平分别为34.33%和34.91%(表1)[10]。

表1 山西五台山地区有瓣蝇类各科已知属种的数量及在中国各科中的比例

2.2 区系成分统计

2.2.1 世界区系成分

根据世界陆地动物六大界的划分,本文将五台山地区已知有瓣蝇类106种作了界别归属,从中划分出14个组合。其中,古北+东洋界共有种共34种,占该地区已知种的32.08%,连同两界与其他各界共同种73种,占68.87%。典型的古北界种23种,占21.70%,全北+东洋界种13种,占12.26%,全北界种9种,占8.49%。五台山有瓣蝇类中六大界广布种有7种,占6.60%,分布于3个及以上地理动物界的有39种,占36.79%,特有种1种,占0.94%(表2)。

表2 山西五台山地区有瓣蝇类世界区系组成

2.2.2 国内区系成分

根据我国动物地理区划,本文将五台山地区已知有瓣蝇类106种作了区划归属,从中划分出34个组合。其中,七区广布种数量最多,为23种,占该地区已知有瓣蝇类种数的21.70%,其次是华北区+东北区10种,占9.43%,华北区+东北区+蒙新区9种,占8.49%,分布于4区以上的有瓣蝇类共64种,占该地区已知种的60.38%(表3)。

表3 山西五台山地区有瓣蝇类国内区系组成

3 讨 论

3.1 生物多样性分析

五台山特殊的地理位置和独特的地形、地貌、气候以及丰富的植被共同构成了有瓣蝇类的适生环境[7]。在各科属数方面,蝇科(Muscidae)数量最多,为优势科,其次是寄蝇科(Tachinidae),麻蝇科(Sarcophagidae),丽蝇科(Calliphoridae),花蝇科(Anthomyiidae)。在各科种数方面,蝇科(Muscidae)种数在该地区也是最多的,其次是麻蝇科(Sarcophagidae),寄蝇科(Tachinidae),丽蝇科(Calliphoridae),花蝇科(Anthomyiidae)。经统计,该地区有瓣蝇类在属级水平和种级水平的多样性指数都比较高,由此可见,该地区有瓣蝇类物种多样性较高。

3.2 古北+东洋两界共同种比例最高

古北+东洋界共有种数量最多,为所有区系成份中比例最高者,连同两界与其他各界共同种73种,占该地区已知种的68.87%,其次是典型的古北界种、全北+东洋界种和全北界种。说明该地区以古北界与东洋界成分有相互渗透的趋向,从中可以看出该地区所在的古北界与东洋界成分的历史渊源[3]。

3.3 广布成分比例比较高

结果表明,从世界区系分布来看,五台山有瓣蝇类中六界广布种占6.60%,分布于3个及以上地理动物界的39种,占该地区已知种的36.79%。一方面说明五台山有瓣蝇类的多样性、复杂性,另一方面体现出该地区与其他动物地理界之间的关系。从国内区划的分布来看,组合类型更为复杂,其中,七区广布种数量最多,其次是华北区+东北区和华北区+东北区+蒙新区,分布于4区以上的有瓣蝇类64种,占该地区已知种的60.38%。可见七区广布种占优势,说明五台山地区有瓣蝇类的物种多样性以及该区与其他动物地理界之间有密切的关系。而华北区,蒙新区和东北区相邻,说明此3区成分相互渗透。因此,无论是世界还是国内,广布成分比例都比较高,这些分布形式充分表明了山西五台山地区有瓣蝇类的物种多样性。这可能与该区的地理位置以及气候有密切联系,鉴于诸多自然因素的影响,构成昆虫的栖息环境也是多种多样的,从而决定了五台山有瓣蝇类区系组成复杂,种类丰富。

3.4 特有成分

在五台山地区有瓣蝇类特有种共1种,为亚黑基地种蝇Deliasubnigribasis,模式产地为五台山[15],该种与产于青海省的黑基地种蝇Delianigribasis(Stein,1907)为近缘种。该种的地域分布可为不同环境中物种分化提供有利的佐证。另外,该地区所分布的山西棘蝇Phaoniashanxiensis是我国黄土高原的特有种,已知仅狭布于模式产地山西文水关帝山、东北部的五台山、恒山及辽西的凌源县,该种常停息于毛白杨树的树干上,该种亦为我国的特有种[16]。

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