乌云界国家级自然保护区蝴蝶保护生物学研究

论文摘要

生物多样性研究及其保护是全球关注的焦点之一,寻找保护生物多样性的有效措施一直是研究生物多样性保护的热点问题。蝶类是生物资源重要的组成部分,也是生物多样性研究与保护的重要类群,已经被公认为一种可以监控环境系统、生境破碎和丧失、外来物种入侵和气候变化的指示物种。我国有关蝴蝶资源及其多样性调查的研究比较多,但真正从保护生物学角度入手,研究如何保护蝴蝶多样性的研究极少。本文基于乌云界国家级自然保护区蝴蝶物种和群落多样性的调查,研究了该自然保护区濒危物种的保护生物学和蝶类多样性的保护,为蝴蝶物种多样性保护提出了有效策略,并为促进森林生物多样性保护与可持续利用提供了理论依据。1、采用样线网捕法、定点诱捕法（仿马氏诱捕器）、幼虫饲养法和生态照片采集法,对湖南乌云界国家级自然保护区蝴蝶物种多样性进行了为期3年共计16个月的调查,共记录该保护区蝴蝶153种,隶属于10科97属,其中国家保护种类4种（宽尾凤蝶Agehana elwesi、中华虎凤蝶Luehdorfia chinensis、箭环蝶Stichophthalma howqua、大伞弄蝶Bibasis miraculata）,湖南省新记录种3种（金斑剑凤蝶Pazala alebion、报喜斑粉蝶Delias pasithoe和泰环蛱蝶Neptis thestias）,首次建立了较为完整的乌云界蝶类名录和图册。利用G-F多样性指数比较了湖南4个国家级自然保护区蝴蝶科属多样性,乌云界排名较为靠后。同时研究了该保护区蝶类昆虫区系特征,结果表明,蝶类昆虫区系主要以东洋成分为主,兼有古北和广布成分。2、根据2008-2010年采集数据（时间、地点、海拔）,分析了乌云界蝶类不同季节（月份）、生境和海拔高度群落多样性。乌云界蝴蝶种类和数量以夏季占优势地位,除珍蝶科集中出现在秋季外,其余科在夏季均有发现,弄蝶科和粉蝶科昆虫是分布季节较广的两个科,在各个采集月份均有分布。比较了8个生境点中利用路线法和马氏诱捕器采集的蝴蝶种类数、个体数量和多样性指数,结果发现原始次生林物种丰富度和多样性指数最高的,其次是人工次生林,生境复杂度越高蝴蝶物种丰富度越大。利用蝶类海拔高度的采集数据,对乌云界植被群落结构进行划分,研究了海拔从100-1100m每200m蝴蝶多样性指数的变化情况,结果表明除海拔最低地区（100-300m）外,随着海拔升高蝴蝶物种丰富度和多样性指数均会降低,海拔最高地带物种多样性较少。并针对仿马氏诱捕器在蝴蝶群落多样性调查上的应用进行了讨论。3、针对4条调查路线31个样线段的植被物种丰富度、海拔高度、离水源距离和人为干扰程度等影响蝴蝶物种丰富度的主要因子进行了调查,并开展了多元回归分析,同时对实验区、缓冲区和核心区3个规划区域进行了蝴蝶群落多样性分析和相似度比较。多元回归分析表明植被物种丰富度、海拔高度和人为干扰程度是影响蝴蝶分布最主要的3个因子,其中植被物种丰富度与蝴蝶物种丰富度存在极显著正相关（P<0.01）,海拔高度和人为干扰程度与蝴蝶物种丰富度存在显著负相关（P<0.05）；核心区的蝴蝶物种丰富度、多样性指数均高于缓冲区和实验区,实验区的优势度指数较高；缓冲区与核心区的相似度系数较高,达到0.526。4、从生物学特征、生境选择和量化、种群动态、濒危机制等多个方面对湖南首次发现的中华虎凤蝶乌云界种群开展了保护生物学研究。结果表明,种群年生活史类似于南京和浙江种群,但是成虫出现时间相对较迟,高峰期一般出现在3月中下旬,而且室内饲养幼虫历期相对较长,平均33d；室内幼虫孵化率、存活率和化蛹率均较高,分别达到100%、72.73%和100%,而成虫羽化率不到20%；该种群属于典型异质性种群,仅集中分布于保护区乌云界界顶（海拔1000m左右）,以细辛As arum sieboldii为寄主植物,属高山种群；生境倾向于选择海拔较高、人为干扰较小的生境,对生境中植物丰富度不高,但必须保证一定的蜜源植物和较高丰富度的寄主植物,同时满足较为开阔的空间。分别从幼虫对饥饿的耐受性、高低温和不同光周期的适应性对中华虎凤蝶濒危机制进行了探讨,结果发现,即使在没有任何食物的情况下中华虎凤蝶幼虫每龄平均寿命3天,最长达到7天；温度降低到5℃或者升高至35℃时,幼虫均出现超过50%死亡现象,但低龄幼虫表现出对低温和高温有一定的耐受性,而终龄幼虫对高温有一定的抵抗能力；不同光周期同样影响着幼虫的发育时间：随着光周期的延长,每龄幼虫表现出龄期缩短、存活率上升的趋势。寄主植物数量减少、生境破碎和丧失、长时间的阴雨天气以及表现出来的极低的羽化率是中华虎凤蝶乌云界种群面临濒危的主要原因。5、利用室内饲养和野外观察的方法,从种群分布、寄主植物、形态学特征、行为学特性以及空间分布和生境选择等多个方面,对宽尾凤蝶保护生物学进行了初步研究。宽尾凤蝶分布较广,但主要集中在我国华南地区；寄主植物以檫树Sassafras tzumu （Hemsl.）和厚朴Magnolia officinalis Rehd. et Wils为主；成虫交配为巡游型；种群分布呈随机型分布；生境多样,以常绿阔叶林和高山草丛为主。该种类在乌云界较为常见,而且幼虫、成虫和卵都具有一定防御天敌的本能,不存在任何濒危或者灭绝的可能性,没有必要建立基地进行针对性保护。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 前言
• 1 保护生物学起源、概念及其特点
• 2 蝴蝶及其保护生物学
• 2.1 蝴蝶研究范围及领域
• 2.2 蝴蝶保护生物学研究
• 3 蝴蝶保护生物学主要存在的问题
• 4 本文研究目的与意义
• 5 技术路线
• 第二章 鸟云界国家级自然保护区自然概况
• 1 自然地理概况
• 2 自然资源概况
• 3 评价
• 第三章 乌云界蝴蝶物种多样性
• 1 研究方法
• 1.1 调查工具
• 1.2 调查方法
• 1.3 标本鉴定
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 乌云界蝶类资源及名录
• 2.2 蝴蝶群落组成和数量特征
• 2.3 湖南新纪录种描述
• 2.4 与湖南其它几个自然保护区多样性比较
• 2.5 区系特征
• 3. 结论与讨论
• 第四章 鸟云界蝴蝶群落多样性多尺度研究
• 1 研究方法
• 1.1 蝴蝶不同月份群落多样性
• 1.2 不同生境及生境复杂度对蝴蝶多样性影响
• 1.2.1 生境选择及不同生境蝴蝶多样性调查
• 1.2.2 生境复杂度测量
• 1.3 不同海拔蝴蝶群落多样性研究
• 1.3.1 确定乌云界蝴蝶垂直分布结构
• 1.3.2 不同垂直带蝴蝶群落多样性比较
• 1.4 数据处理
• 2. 结果与分析
• 2.1 不同月份蝴蝶群落多样性
• 2.1.1 蝴蝶物种数量特征随时间变化的趋势
• 2.1.2 蝴蝶不同月份多样性研究
• 2.2 生境复杂度对蝴蝶群落多样性的影响
• 2.2.1 各选择生境资源及复杂度
• 2.2.2 不同生境蝴蝶群落多样性比较
• 2.2.3 生境间蝴蝶种类相似度研究
• 2.2.4 生境复杂度与蝴蝶多样性关系
• 2.3 乌云界蝴蝶不同海拔群落多样性研究
• 2.3.1 不同海拔区间内蝴蝶物种丰富度变化趋势
• 2.3.2 乌云界蝴蝶群落垂直带分布的确定
• 2.3.3 不同海拔梯度蝴蝶群落多样性
• 2.3.4 各海拔区间蝴蝶种类相似度研究
• 3. 讨论
• 3.1 乌云界蝴蝶分布规律
• 3.2 仿马氏诱捕器在蝴蝶群落多样性研究中的应用
• 第五章 鸟云界蝴蝶多样性保护研究
• 1. 研究方法
• 1.1 数据来源
• 1.2 蝴蝶物种丰富度影响因子及其量化
• 1.3 数据分析
• 2. 结果与分析
• 2.1 不同样线段生境状况及蝴蝶物种丰富度
• 2.2 各样线段因素与蝴蝶物种丰富关系
• 2.3 模型的建立与检验
• 2.4 样区间蝴蝶群落多样性分析及相似性系数比较
• 3. 结论与讨论
• 第六章 中华虎凤蝶保护生物学研究
• 1 中华虎凤蝶生物学特征观察
• 1.1 材料和方法
• 1.2 结果与分析
• 1.3 讨论
• 2. 中华虎凤蝶生态学特性研究
• 2.1 研究方法
• 2.1.1 寄主植物分布调查
• 2.1.2 成虫种群数量动态
• 2.1.3 中华虎凤蝶生境选择
• 2.1.4 数据分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 中华虎凤蝶寄主植物的分布
• 2.2.2 幼虫栖息地地理位置及生境状况
• 2.2.3 成虫种群数量
• 2.2.4 生境选择
• 2.3 讨论
• 3. 中华虎凤蝶濒危机制探讨
• 3.1 材料和方法
• 3.1.1 虫源
• 3.1.2 幼虫对饥饿的耐受能力
• 3.1.3 幼虫对温度的适应力
• 3.1.4 光周期对幼虫存活生长速度的影响
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 幼虫对饥饿的耐受性
• 3.2.2 不同温度下幼虫的适应性
• 3.2.3 光周期对各龄幼虫发育历期和存活率的影响
• 3.3 讨论
• 4. 结论
• 第七章 宽尾凤蝶及其它种类保护生物学研究
• 1. 材料与方法
• 1.1 室内饲养
• 1.2 野外调查
• 2. 结果与分析
• 2.1 分布
• 2.2 寄主植物
• 2.3 年生活史
• 2.4 形态学特征
• 2.5 行为学特性
• 2.6 鸟云界种群空间分布及生境特点
• 3. 讨论
• 第八章 总论、创新点及展望
• 1. 总论
• 2. 创新点
• 3. 展望
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 作者简介及在读期间发表论文
• 致谢