以绢蝶为代表的甘肃南部地区蝶类生物学、多样性及区系研究

以绢蝶为代表的甘肃南部地区蝶类生物学、多样性及区系研究

论文摘要

从绢蝶物种、种群、群落入手,开展对甘肃南部地区蝶类点、线、面多角度多层次研究。首先,采用野外观察、样方调查及室内饲养等方法研究了中国特有种君主绢蝶(Parnassius imperator Oberthur)的生物学特性及其生境需求,确定影响其种群分布的主要因子;其次,运用样线法调查了不同生境条件下绢蝶及蝶类物种多样性变化状况,分析了植被、海拔等环境因子对蝶类群落的影响,并对部分绢蝶种类进行了局部濒危评估;再次,通过全面普查研究了甘肃南部地区蝶类区系组成,结合地形、气候及植被状况对甘肃南部地区蝶类进行区划分析;最后,提出了甘肃南部地区绢蝶及蝶类的保护措施。主要研究结果如下:1、君主绢蝶的生物学及其生境需求1)君主绢蝶是我国特有的蝴蝶种类,分布于我国的青海、甘肃、四川、云南、西藏。在甘肃临夏州永靖县1年1代,以卵越冬。翌年3月中旬寄主植物灰绿黄堇Corydalis adunca Maxim发芽时,绢蝶卵同步孵化。幼虫4龄,平均历期为52天,4月中下旬为二龄幼虫高峰期。蛹期平均为47天。5月初始见其成虫,7月中旬至8月中旬为成虫高峰期,至9月下旬仍可见成虫活动。卵期一般为8个月。2)君主绢蝶在甘肃省南部地区的适生区域很广,从海拔1900m到3600m都有其分布,主要在岩石裸露的山地及流石滩等地带活动。君主绢蝶在甘肃临夏州永靖县牙沟生境内是一个优势种群,其幼虫生存于阳光充足、气候干燥、有大量寄主植物的阳坡及半阳坡。君主绢蝶及其寄主植物灰绿黄堇都是中国的特有种,他们在国内及甘肃省内的分布均非常吻合,表明二者间协同进化关系非常紧密。3)在临夏永靖县和甘南合作市分布的君主绢蝶是两个亚种,在永靖县牙沟地区发生的是君主绢蝶兰州亚种P.imperator gigas Kotsch,在合作市发生的是君主绢蝶祁连亚种P.imperator regulus (Bryk et Eisner)。4)极端的异常气候是影响当年君主绢蝶种群数量的主要因子,人类的干扰活动是对君主绢蝶生存构成较大威胁的主要因素。2、绢蝶物种多样性研究1)绢蝶是高海拔和高纬度地区分布的蝶类代表。甘肃南部地区位于青藏高原与陇南山地、黄土高原的过渡地带,是绢蝶集中分布的地区之一,本研究确定在该地区绢蝶科蝴蝶有1属15种,占分布于中国总种数41种的36.6%。2)样线调查结果显示,绢蝶在甘肃南部地区有比较明显的垂直分布,高山亚冰雪稀疏植被带、亚高山灌丛草甸带、山地森林草原带及山地草原带均有绢蝶分布。各生境中绢蝶多样性与蝶类多样性的变化趋势不一致。随着海拔升高,绢蝶科种类的物种丰富度S及Shannon-Wiener多样性指数呈逐渐上升趋势(R2=0.991,p<0.05),而蝶类的物种丰富度S(R2=0.988,p<0.05)及Shannon-Wiener多样性指数总体呈下降趋势(R2=0.961,p=0.079>0.05)。而植被状况对于蝶类分布也起着决定性的作用(R2=0.988,P<0.001)。3)绢蝶种类的局部濒危评估绢蝶是高原地区的特有物种,君主绢蝶(P.imperator)、依帕绢蝶(P.epaphus)、小红珠绢蝶(P.nomion)等三种绢蝶为甘肃南部地区常见种,元首绢蝶(P.cephalus)等八种绢蝶为甘肃南部地区偶见种,数量极少,物种濒危等级应确定为易危等级(Vulnerable)。3、甘肃南部地区蝶类区系及地理区划1)甘肃南部地区目前共有蝶类11科、136属、315种,蝶类物种非常丰富。区系分析得出:属于古北区的种类为137种,占总种数的43.5%;东洋区的种类100种,占31.7%;广布种78种,占24.8%,表明甘肃南部地区蝶类在区系组成上以古北种为主,但不占绝对优势,东洋种及广布种数量相对较多,共同聚合成一个蝶类物种丰富的区域。2)本次调查共获得甘肃省蝶类新记录种51种,隶属于6科35属。其中粉蝶科7种,眼蝶科18种,蛱蝶科11种,蚬蝶科3种,灰蝶科7种,弄蝶科5种。丰富了甘肃省蝶类物种记录。3)结合地形、气候及植被状况,通过聚类分析将甘肃南部地区蝶类进行地理区划,细分为3个不同类型的区域,分别是陇南南部中高山区、甘南青藏高原区、临夏山谷盆地区。这3个小区的蝶类各具特色,区系组成各有不同,各自反映着所在区域的生境特点。4、保护建议及措施保护蝶类赖以生存的环境,尤其是在生态脆弱地区和重点生态地区,尽量减少人为干扰;制定甘南高原等重点生态地区的动植物保护优先顺序;分级建立野生珍稀濒危物种资源保护区;建立珍稀动植物资源综合性繁育基地;继续开展对绢蝶和其他蝶类的生物学及生态学研究,对重要种类建立长期监测体系;在大尺度范围内开展蝶类生境丧失与恢复、气候变化等对蝴蝶的影响研究;在蝶类研究过程中,注重选择可作为环境变化评价的指示物种,探索以蝶类为指示物种的环境评估方法。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 引言
  • 1.1 蝶类研究背景
  • 1.1.1 蝶类是自然界中生物多样性的重要组成部分
  • 1.1.2 蝶类是研究环境改变的优良指示物种
  • 1.1.3 全球的蝶类物种受到的威胁
  • 1.1.3.1 蝶类多样性丧失的主要原因
  • 1.1.3.2 中国蝴蝶面临的问题与威胁
  • 1.2 蝶类研究现状
  • 1.2.1 国外蝶类研究现状
  • 1.2.2 国内蝶类研究现状
  • 1.3 绢蝶研究背景
  • 1.4 绢蝶研究现状
  • 1.4.1 国外绢蝶研究
  • 1.4.2 国内绢蝶研究
  • 1.5 蝶类研究的目的及意义
  • 2 君主绢蝶的生物学及生境需求研究
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 研究地点
  • 2.1.1.1 临夏州永靖县牙沟
  • 2.1.1.2 甘南州合作市卡加曼乡
  • 2.1.2 研究方法
  • 2.1.2.1 幼虫野外定点观察
  • 2.1.2.2 幼虫室内饲养观察
  • 2.1.2.3 生活习性及亚种间差异观察
  • 2.1.2.4 生境内蝴蝶种类数量调查
  • 2.1.2.5 省内君主绢蝶及其寄主植物分布调查
  • 2.1.2.6 生境内植物、寄主植物调查
  • 2.1.2.7 君主绢蝶幼虫与寄主分布的调查
  • 2.1.3 数据分析
  • 2.1.3.1 植被优势度及演替度的计算
  • 2.1.3.2 应用SPSS17.0数据分析软件对数据进行统计与分析
  • 2.2 研究结果
  • 2.2.1 君主绢蝶的生物学
  • 2.2.1.1 形态特征
  • 2.2.1.2 生活史及生活习性
  • 2.2.1.3 不同地理区域中的君主绢蝶比较
  • 2.2.1.4 室内饲养及野外观察中的问题
  • 2.2.2 君主绢蝶的生境需求
  • 2.2.2.1 君主绢蝶在国内及省内的分布情况
  • 2.2.2.2 寄主植物的生物学特性
  • 2.2.2.3 寄主植物的区系分布
  • 2.2.2.4 牙沟生境内蝴蝶种类调查结果
  • 2.2.2.5 牙沟生境内植物及寄主植物调查结果
  • 2.2.2.6 君主绢蝶幼虫与生境中多因子调查结果
  • 2.3 小结与讨论
  • 2.3.1 小结
  • 2.3.2 讨论
  • 3 以绢蝶为代表的甘肃南部地区蝶类多样性研究
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 研究地区自然状况
  • 3.1.2 研究方法
  • 3.1.2.1 绢蝶及蝶类物种多样性
  • 3.1.2.2 绢蝶属在时空上的数量变化与濒危评估
  • 3.1.2.3 数据分析处理
  • 3.2 研究结果
  • 3.2.1 甘肃南部地区绢蝶的种类及分布
  • 3.2.1.1 甘肃南部地区绢蝶的种类
  • 3.2.1.2 绢蝶在甘肃南部地区的地区性分布
  • 3.2.1.3 绢蝶在甘肃南部地区的垂直分布
  • 3.2.2 甘肃省南部地区绢蝶多样性分析
  • 3.2.2.1 不同生境中绢蝶物种丰富度及多样性分析
  • 3.2.2.2 不同生境间绢蝶种相似性比较
  • 3.2.2.3 绢蝶与生境因子间的线性回归分析
  • 3.2.3 甘肃南部地区蝶类多样性
  • 3.2.3.1 不同生境中蝶类多样性分析
  • 3.2.3.2 不同生境间蝶类相似性比较研究
  • 3.2.3.3 线性回归分析
  • 3.2.4 绢蝶属在时空上的数量变化与濒危评估
  • 3.3 小结与讨论
  • 3.3.1 小结
  • 3.3.2 讨论
  • 4 甘肃南部地区蝶类区系研究
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 研究地区自然状况
  • 4.1.2 研究方法
  • 4.1.2.1 蝶类种类及数量调查
  • 4.1.2.2 蝶类区系划分依据及分析方法
  • 4.1.2.3 蝶类地理区划
  • 4.2 研究结果
  • 4.2.1 甘肃南部地区的蝴蝶种类调查
  • 4.2.2 新记录种种类记述
  • 4.2.3 甘肃南部地区珍稀蝶类名单
  • 4.2.4 甘肃南部地区蝶类物种组成及区系分析
  • 4.2.5 甘肃南部地区蝶类地理区划
  • 4.2.5.1 区系相似性和聚类分析
  • 4.2.5.2 蝶类在不同区域中的分布特点分析
  • 4.3 小结
  • 5 总结与展望
  • 5.1 主要结论
  • 5.2 存在的问题
  • 5.3 建议
  • 图版
  • 附表
  • 参考文献
  • 个人简介
  • 导师简介
  • 致谢
  • 相关论文文献

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