NETL
轻-中度石漠化地区叶蝉群落结构和多样性对破碎化生境的响应
王金秋1
作者信息
摘要
叶蝉科Cicadellidae昆虫种类多，分布广泛，中国已知2000余种，一般生活在林木和草地上，以刺吸植物汁液为食，能够及时有效的反应当地生态环境的变化，具有生态学和生物地理学探索的功能。贵州省喀斯特地貌发育非常典型，其中毕节市七星关区撒拉溪镇区域内喀斯特地貌分布广泛，石漠化面积大，生境破碎化严重。近年来在毕节示范区采取了一系列石漠化治理措施。本研究以叶蝉为研究对象，在贵州毕节市七星关区撒拉溪镇喀斯特石漠化示范区进行叶蝉标本采集。基于生物地理学相关理论和方法，试图揭示叶蝉群落结构和多样性与生态环境的相互关系，探讨轻-中度石漠化地区破碎化生境对叶蝉生物多样性的影响，明确破碎化生境下影响叶蝉的关键生态因素。为喀斯特地区生态恢复中生物多样性保护以及评价体系的构建提供科学依据。主要研究结果如下： 1.共采集叶蝉36681头，隶属于16亚科109属。从不同年份来看，2019年5-10月在研究区9个样点共采集叶蝉标本8444头，隶属于14亚科77属。2020年5-10月在研究区9个样点共采集到叶蝉标本9131头，隶属于15亚科80属。2021年5-10月在研究区9个样点9个样点共采集到叶蝉标本9399头，隶属于15亚科83属。2022年5月和8月两个月份在9个斑块27个样点共收集到叶蝉标本9707头，隶属于15亚科81属。横脊叶蝉属Evacanthus、二叉叶蝉属Macrosteles、迪克小叶蝉属Dikraneura等8个属为研究区的优势属。 2.从时间分布上，叶蝉个体数在7月和8月达到峰值，其余月份采集到的叶蝉数量较少。叶蝉物种多样性在不同年份的不同月份之间存在差异，总体来说5-7月是毕节撒拉溪研究区叶蝉科昆虫从5月份至10月份之间物种多样性的高峰期。Spearman相关性分析表明气温、降雨天数、湿度和日照时数是影响叶蝉群落结构和多样性的主要气象因子，较高的气温和较长的日照时数会有利于叶蝉的生长繁殖，而降雨时间较长或空气湿度较高的环境不利于叶蝉的生长。 3.毕节轻-中度石漠化地区生境破碎化程度有所减缓，生态环境正向着更加完整和连续的状态发展。从2019年至2021年，平均斑块面积、蔓延度指数和聚集度指数这三项负向指标均表现出增长趋势，其余正向指标均呈现下降趋势，这些指数的变化意味着研究区内叶蝉生境的连续性和完整性有所提升。2019-2021年间不同年份的叶蝉标本统计结果显示，叶蝉亚科数、属数、个体数均呈现逐年上升的趋势。冗余分析（RDA）结果显示叶蝉物种数量和多样性与生境破碎化程度的减缓呈正相关，伴随生境破碎化程度的降低，叶蝉物种多样性在不断地提高。 4.不同斑块之间叶蝉个体数和多样性均存在较为显著的差异。2022年叶蝉亚科数、属数和个体数上数量最多的斑块分别是Patch2、Patch2和Patch3。叶蝉物种多样性、丰富度以及优势度较高的三个斑块是Patch4、Patch5和Patch1。广义线性模型（GLM）结果可知斑块面积对叶蝉物种丰富度的影响最大，研究区叶蝉物种丰富度与斑块面积、斑块周长呈正相关，与周长面积比呈负相关。 5.不同面积斑块叶蝉种群的遗传多样性各参数存在显著差异。褐带横脊叶蝉 Evacanthus acuminatus 和二点二叉叶蝉 Macrosteles fascifrons线粒体和核基因联合分析结果显示，核苷酸多样性（Pi）的结果排序为：Patch9gt;Patch1gt;Patch4，此排序与斑块周长面积比的大小排序一致。叶蝉在周长-面积比相对较大的斑块之间的基因交流比周长-面积比相对较小的斑块之间的基因流更为丰富。冗余分析（RDA）结果显示叶蝉遗传多样性与周长面积比呈正相关关系，叶蝉基因流在边缘异质性较强的斑块之间更为频繁、遗传多样性更高。 6.叶蝉作为一类植食性昆虫，主要受到寄主植物直接影响，受土壤影响相对有限。Person相关性分析表明叶蝉个体数几乎不受植物物种丰富度的影响。叶蝉物种多样性受到植物种类丰富程度的影响，植物种类越丰富，叶蝉的物种多样性就越高。同时发现某些叶蝉物种会随着特定植物物种数量的提升而提升。
关键词
叶蝉科昆虫/生境破碎化/群落结构/物种多样性/遗传多样性引用本文复制引用
授予学位
硕士学科专业
地理学;自然地理学导师
宋月华/Christopher H.Dietrich学位年度
2024学位授予单位
贵州师范大学语种
中文中图分类号
Q96