北洛河流域拟步甲科(鞘翅目)物种多样性研究

北洛河流域拟步甲科(鞘翅目)物种多样性研究

论文摘要

国内已知45%的拟步甲科昆虫种类分布于北方荒漠、半荒漠地区。拟步甲科昆虫形态变化多端,生活类型极富多样,常在荒漠、半荒漠地区形成个体数量较大的群落,与环境之间形成平行进化关系。该类甲虫能充分利用各种天然的和动物的洞穴、树木皮下及其隧道、草木根迹、各种障碍物和粪便集群,尤其与植物群落的分布相趋一致,故被视为植被退化程度和土壤沙化程度高低的指示虫类。本文分别运用物种多度、种-多度关系、聚类、多样性指数和多元逐步回归等分析方法,对北洛河流域拟步甲科昆虫物种多样性的现状、物种结构状况及其随季节和空间的变化进行了调查研究。本研究填补了该地区拟步甲科昆虫物种多样性研究的空白,为本地区的生物多样性保护及生态环境可持续发展提供基础资料。实验共采集到拟步甲科昆虫标本2016头,隶属8族10属13种(包括一未定种)。其中,土甲族(Opatrini)2属3种,隐甲族(Cryticini)1属1种,鳖甲族(Tentyriini)1属1种,琵甲族(Blaptini)2属4种(包括一未定种),刺甲族(Platyscelidini)1属1种,砚甲族(Akidini)1属1种,粉甲族(Alphitobiini)1属1种,朽木甲族(Alleculini)1属1种。土甲族(Opatrin)物种最多,占到所采标本总数的79.61%;网目土甲(Gonocephalum reticulatum)和类沙土甲(Opatrum subaratum)是本地区的优势种,分别占总数的43.1%和28.72%;克氏侧琵甲(Prosodes(Platyprosodes)kreitneri)的数量最少,占总数的0.35%。运用Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数对北洛河流域不同月份进行多样性分析可以看出,Shannon-Wiener指数的变化趋势是五月>七月~八月>六月>九月,总体趋势是与月份的增加成反比;Margalef指数的变化趋势是五月>六月>七~八月>九月,即随着月份的增加,丰富度降低;Simpson指数的变化趋势是六月>九月>七~八月>五月;Pielou均匀度指数与Shannon-Wiener指数的变化趋势相同。对北洛河流域不同地点进行多样性分析,结果显示:吴起县的拟步甲多样性指数、丰富度指数和均匀度指数都是最高的,优势度指数最低,洛川优势度指数最高。对各月份和不同地点的拟步甲种-多度分析得出,北洛河流域拟步甲的种-多度分布基本服从对数正态分布,即北洛河流域拟步甲的优势种和稀有种的数目均不大,多数拟步甲属于个体数量处于中等状态的物种,说明该区域环境较均质,适合多种物种共存。通过对北洛河流域不同月份和不同地点进行相似性分析和聚类分析,结果显示,七~八月和九月的拟步甲物种分布相似性最高,除了五月和六月的物种分布相似性不显著外,其余各月份之间的拟步甲物种分布相似性均极显著(P<0.01);洛川和黄陵的物种分布相似性最高,各县之间的拟步甲物种分布相似性都极为显著(P<0.01)。采用主成分分析(principal component analysis,PCA)对各地拟步甲科昆虫群落和气候因素进行了分析,结果表明,不同地点气候因素PCA的三维主分量的累计方差贡献率达到了93.514%,拟步甲群落PCA的四维主分量累计的方差贡献率达到了94.898%,占据了绝大多数的信息量,可以代表整个气候和群落的特征。主成分分析结果比较理想,可用来分析各地拟步甲昆虫群落之间的关系以及各地拟步甲昆虫群落与气候因素的关系。从回归方程和判别系数可以看出,入选回归方程的有年平均气温、极端最高温、年平均总降水、5~9月平均总降水和5~9月最高降水等几个气候因素。从而说明平均气温和平均降水对拟步甲的发生起到至关重要的作用,降雨量过大是该类昆虫的主要阻碍因素。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一部分 前言
  • 1 生物多样性的概念和研究层次
  • 1.1 生物多样性的概念
  • 1.2 生物多样性的研究层次
  • 2 昆虫生物多样性的研究现状
  • 2.1 国外昆虫多样性研究概况
  • 2.2 国内昆虫多样性研究概况
  • 2.2.1 昆虫多样性的研究方法和原理
  • 2.2.2 昆虫物种多样性的调查编目
  • 2.2.3 昆虫群落多样性的研究
  • 3 拟布甲科昆虫概述
  • 3.1 拟步甲科昆虫研究概况
  • 3.1.1 世界拟步甲研究概况
  • 3.1.2 中国拟步甲研究概况
  • 3.2 拟步甲的栖息与分布
  • 3.3 拟步甲科昆虫的经济意义
  • 3.3.1 食性
  • 3.3.2 经济价值
  • 4 本研究的目的意义
  • 第二部分 研究地区概况及研究方法
  • 1 研究地区概况
  • 1.1 研究地区的地理位置
  • 1.2 研究地区的气候特征
  • 1.3 研究地区的地貌
  • 1.4 研究地区的植被特征
  • 2 研究方法
  • 2.1 野外调查
  • 2.1.1 标本采集
  • 2.1.2 标本处理
  • 2.1.3 室内常规鉴定与描述
  • 2.1.4 外生殖器解剖
  • 2.2 数据处理
  • 2.2.1 物种多样性的测量方法
  • 2.2.2 主成分分析
  • 第三部分 结果与分析
  • 1. 北洛河拟步甲科昆虫物种多样性研究
  • 1.1 种类多样性分析
  • 1.2 拟步甲科昆虫物种多度分析
  • 1.2.1 不同月份物种多度
  • 1.2.2 不同地点物种多度
  • 1.2.3 不同地点各月份的物种多度
  • 1.2.4 不同月份各地点的物种多度
  • 1.2.5 北洛河流域不同生境中拟布甲科物种组成
  • 2 拟步甲科昆虫物种多样性分析
  • 2.1 不同月份物种多样性分析
  • 2.2 不同地点物种多样性分析
  • 3 种-多度分布模型
  • 3.1 不同月份种-多度分布
  • 3.2 不同地点种-多度分布
  • 4 相似性分析
  • 4.1 不同月份相似性分析
  • 4.2 不同地点相似性分析
  • 5 主成分分析
  • 5.1 不同地点气候状况及拟步甲物种主成分分析
  • 5.2 不同地点气候因素与拟步甲物种的回归分析
  • 第四部分 讨论
  • 第五部分 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间的研究成果
  • 相关论文文献

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