荒漠生境拟步甲科指示性昆虫的初步筛选

在宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区内,选取了具有代表性的干旱荒漠草原区、干旱草原沙生植被区及流沙人工封育区3类生境共9个样地,于2012年4月—9月以巴氏罐诱法对拟步甲科昆虫多样性及其对生境的指示作用进行了调查研究。结果共获得标本3737号,计10属17种。Rarefaction曲线接近渐进线,表明采集强度基本反映了该地区拟步甲科昆虫的物种多样性。尖尾东鳖甲Anatolica mucronata(占总个体数的29.27%)和阿小鳖甲Microdera kraatzi alashanica(占25.82%)的个体数量最多,波氏东鳖甲Anutolica potanini(占15.68%)和谢氏宽漠王Mantichorula semenowi(占12.44%)次之,为该地区的优势类群。干旱草原沙生植被区物种丰富度指数最高(1.671),相应的群落多样性各指数也都最高,其次是流沙人工封育区,干旱荒漠草原区最低。利用指示值法筛选了不同生境的特征指示种,结果显示泥脊漠甲Pterocoma vittata hedini(指示值为98.36%)、突角漠甲Trigonocnera pseudopimelia(指示值为100%)和莱氏脊漠甲Pterocoma reitteri(指示值为85.71%)对干旱荒漠草原区具有指示作用。蒙古漠王Platyope mongolica(指示值为100%)、弯齿琵甲Blaps femoralis(指示值为71.43%)和多毛宽漠甲Sternoplax setosa(指示值为91.91%)对干旱草原沙生植被区具有指示作用。谢氏宽漠王(指示值为94.41%)对流沙人工封育区具有指示作用。     

小尺度下柠条林破碎化生境对地表甲虫多样性的影响

一般认为,景观斑块面积和破碎化对物种丰富度和分布格局有重要的影响。在宁夏中部荒漠地区,天然柠条林和人工柠条林地交错排列,形成点、片、带状等大小不等的斑块性分布,表现为典型的破碎化斑块格局生境特征。本文采用巴氏罐诱法调查了在小尺度下荒漠景观人工柠条林破碎化生境不同斑块内地表甲虫的物种多样性。结果共获得10科20属29种地表甲虫,其中拟步甲科昆虫占绝对优势,阿小鳖甲Microdera kraatzi alashanica Skopin、克小鳖甲Microdera kraatzi kraatzi(Reitter)为优势种。Rarefaction曲线显示较大面积的斑块有较多的物种多样性,但群落多样性指数各斑间块差异不显著。利用斑块面积对物种数-个体数进行回归分析表明,地表甲虫的物种多样性受斑块面积的影响,生境破碎化会导致地表甲虫多样性下降。     

荒漠拟步甲科鳖甲族三种幼虫头壳色素区的观察

荒漠拟步甲科鳖甲族昆虫的幼虫具有相似的圆柱状体形,从形态上不易区别。以往对荒漠拟步甲幼虫的形态研究注重于上唇和足等部位的刚毛和小刺的特征,少有对头壳颜色的记载。通过在体视显微镜下观察室内饲养的鳖甲族昆虫(鞘翅目:拟步甲科)小胸鳖甲Microdera punctipennis Kaszab、光滑鳖甲Anatolica polita borealis Kaszab和细颈露颚甲Colposcelis microderoides microderoides Reitter的大龄幼虫,发现它们的头壳色素区呈现出不同的形状和大小,可方便地用于区分这3种幼虫。同时,测量结果显示幼虫头壳宽与前胸背板宽之比在这3种幼虫有显著差异。     

贺兰山冲积扇荒漠草地拟步甲生态位及种间关联

【目的】拟步甲对维持荒漠半荒漠生境的生物多样性和生态系统功能具有重要作用。本研究旨在揭示拟步甲物种的生态位及种间关联,为冲积扇荒漠草地生境拟步甲群落构建机制研究奠定基础。【方法】2019年5-10月采用陷阱法调查贺兰山冲积扇荒漠草地划分为100个相同大小正方形单元的200 m×200 m样地的拟步甲昆虫群落组成,运用2×2联列表分析、生态位宽度、生态位重叠、方差比率法、 χ²检验、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Ochiai指数、Dice指数和Spearman秩相关系数等方法分析物种间的生态位和种间联结性。【结果】6次调查共捕获拟步甲科成虫7属10种1 086头,其中克小鳖甲Microdera kraatzi kraatzi、弯胫东鳖甲Anatolica pandaroides和平坦东鳖甲Anatolica planata是优势种。平坦东鳖甲空间生态位宽度最大,小圆鳖甲Scytosoma pygmaeum时间生态位宽度最大,克小鳖甲时空生态位宽度最大,类沙土甲Opatrum subaratum时间、空间、时空生态位宽度最小,处于竞争劣势。对拟步甲生态位宽度值聚类表明,克小鳖甲、弯胫东鳖甲、小圆鳖甲和裂缘圆鳖甲S. dissilimarginis是广生态位种。种对的时间生态位重叠比空间生态位重叠更显著。方差比率和W检验表明拟步甲昆虫总体呈显著正关联; χ²检验、联结系数(AC)和Spearman 秩相关系数的结果显示正负关联种对的比率大于1,总体趋于正相关。共同出现百分率(PC)、Ochiai指数和Dice指数表明,优势种克小鳖甲、弯胫东鳖甲和平坦东鳖甲种间呈显著正关联。根据Spearman秩相关系数结果,这10种拟步甲可划分为3个生态种组。【结论】优势种类具有较宽的生态位,物种时间生态位和空间生态位宽度变化不一致,正联结性显著的种对生态位重叠相应也较高。生态种组聚类反映了种对生态适应性的差异。研究结果为研究冲积扇荒漠草地生境小尺度空间拟步甲昆虫群落演替提供了参考依据。     

人工柠条-荒漠草地交错带拟步甲昆虫群落多样性

选取宁夏东部盐池县人工柠条灌丛-荒漠草地交错带为研究样地,以距离梯度形式,利用巴氏诱罐法对拟步甲科昆虫群落多样性进行了调查,研究了边缘效应对拟步甲昆虫群落多样性的影响。共采集拟步甲昆虫1405只,分属8属13种。结果表明,克小鳖甲和弯齿琵甲个体数量分别占总个体数的32.74%和43.27%,为该地区的优势种类。拟步甲昆虫在人工柠条灌丛-荒漠草地交错带的分布可分为3种类型,优势种克小鳖甲和弯齿琵甲属于栖息地广布型,但二者并没有表现出十分均匀的适应性,而且他们在各样带的分布呈显著负相关,克小鳖甲的分布趋向于沙生荒漠环境,弯齿琵甲的分布趋向于柠条灌丛;常见种蒙古漠王、小皮鳖甲的分布偏向于喜好荒漠草地;异距琵甲、奥氏真土甲、网目土甲和淡红毛隐甲的分布则偏向于喜好柠条灌丛。拟步甲昆虫丰富度与Shannon-Wiener多样性沿边缘分别向柠条灌丛和荒漠草地内部降低,个体数量总体上沿柠条灌丛、交错带向荒漠草地内部降低,但各样带差异不显著。从季节动态看,荒漠草地和柠条灌丛物种多样性季节变化相似,3种生境拟步甲活动密度季节变化相似。边缘效应强度分析呈现边缘正效应。CCA排序图显示分类地位相近的物种在生态适应上具有趋同性。多元回归分析表明,植被密度影响拟步甲昆虫群落的优势种和个体数量,植被盖度和高度分别影响拟步甲群落的均匀度和丰富度。主坐标分析(PCo A)排序表明人工柠条灌丛-荒漠草地交错带的拟步甲昆虫群落组成与柠条灌丛内部没有明显分化,但趋于向柠条灌丛生境演替。     

盐池四墩子拟步甲昆虫群落组成与环境因子的相关性

2009年3—10月,对宁夏盐池四墩子不同植被类型和人工干扰强度的荒漠草地的拟步甲昆虫群落结构及其环境因子特征进行了调查,采用多样性指数和典范对应分析(CCA)研究了昆虫群落与环境因子之间的相关性.共收集拟步甲10属20种,5431只,以弯齿琵甲、克小鳖甲和蒙古漠王占优势,分别占总数的47.30%、39.90%和3.59%.CCA分析表明:拟步甲与环境因子之间的相关性高达100%,提示盐池四墩子环境因子变化影响拟步甲的分布,植物群落多样性、植物生物量和土壤含水量对拟步甲昆虫群落的分布影响最大;从物种的分布状况看,谢氏宽漠王对环境最为敏感;小丽东鳖甲、宽突东鳖甲、尖尾东鳖甲、宽腹东鳖甲次之,与植物生物量、植被盖度呈负相关,戈壁琵甲、中华砚甲、网目土甲和淡红毛隐甲与植被密度和土壤含水量呈正相关,蒙古漠王、克小鳖甲、小皮鳖甲和异距琵甲与植物群落多样性呈正相关,奥氏真土甲、弯齿琵甲和达氏琵甲与植物生物量和植被盖度呈正相关;相关和回归分析结果也显示,拟步甲群落的活动密度与土壤含水量极显著正相关(r=0.943,P=0.005).同时,排序反映了拟步甲对生态环境的需求以及其在不同资源维上的生态分化现象.     

荒漠甲虫光滑鳖甲和小胸鳖甲抗冻蛋白基因及其3'-UTR的序列分析

拟步甲科昆虫光滑鳖甲Anatolica polita Kaszab和小胸鳖甲Microdera punctipennis Kaszab分别是新疆准噶尔盆地荒漠地区的广布种和特有种。它们的生活习性有很大差异,光滑鳖甲白天活动,且活动范围广,而小胸鳖甲喜阴避光夜晚活动,活动范围小,但在两者体内都发现有多拷贝的抗冻蛋白基因,并且抗冻蛋白基因在夏季也有表达。为了比较这两种昆虫的抗冻蛋白序列以及不同时期表达的抗冻蛋白序列的差异情况,本研究分别以光滑鳖甲和小胸鳖甲的过冬和夏季成虫为材料,根据已克隆的抗冻蛋白基因序列设计通用引物,扩增新的抗冻蛋白基因及其3'-非翻译区(3'-UTR)。序列分析结果表明,无论是冬季还是夏季表达的抗冻蛋白在两种昆虫中都具有拟步甲科昆虫抗冻蛋白的特点,即含有不同数量的"TCTXSXXCXXAX"12个氨基酸的重复序列;光滑鳖甲抗冻蛋白基因的变异性大于小胸鳖甲,并且在重复基序的保守位点都有突变现象。小胸鳖甲抗冻蛋白在C末端有较大变异。光滑鳖甲抗冻蛋白基因的3'-UTR区变异较大,而小胸鳖甲抗冻蛋白基因的3'-UTR区几乎没有变异。推测两种昆虫抗冻蛋白及抗冻蛋白基因3'-UTR的变异性可能与抗冻蛋白的表达调控以及昆虫对微环境的适应性有关。     

敦煌莫高窟及周边环境拟步甲虫害调查研究

自2018年以来,每年春夏季在莫高窟窟区及周边荒漠都会出现大规模的拟步甲科昆虫活动,对壁画保存和游客参观造成了影响。为明确拟步甲虫害情况,采用样方法、陷阱法对该区域进行全面普查,以明确拟步甲虫害类型、分布、暴发特点以及对文化遗产的危害。结果表明,在莫高窟暴发的拟步甲科昆虫主要有4种：洛氏脊漠甲Pterocoma loczyi、克氏扁漠甲Sternotrigon kraatzi、三沟胸鳖甲Colposcelis trisulcata和光滑胖漠甲Trigonoscelis sublaevigata,优势种为洛氏脊漠甲。莫高窟约1/3的调查洞窟内有拟步甲活动,对起甲和酥碱壁画威胁较大;其主要取食白刺Nitraria tangutorum,危害荒漠植被。虫害暴发与区域降雨量增加和植物食源丰富相关;亟需采取有效防控措施,以确保文物及其赋存环境安全。本研究为莫高窟虫害的监测防治和文物保护提供了科学依据。     

人工固沙区与流沙区准噶尔无叶豆种群数量特征与空间格局对比研究

准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum) 是中亚荒漠特有小半灌木,稀有种,在我国仅片段化分布于新疆古尔班通古特沙漠;它是流动沙丘的先锋物种,也能成功定居于人工固沙区(草方格)。对比研究了人工固沙区及自然流沙区的准噶尔无叶豆群落物种组成、种群密度、高度、盖度、生物量等特征及种群空间分布格局。结果表明:人工固沙区内的准噶尔无叶豆群落物种的科、属、种数均明显多于流沙区,而且2种生境物种相似性指数仅为0.522,表明人工固沙生境显著改变了群落物种组成与结构。除植株密度外,人工固沙区种群的高度,盖度,地上、地下及总生物量密度,单株地上、地下及总生物量等数量特征均显著高于流沙区。2种生境中准噶尔无叶豆种群空间分布的关联维数均接近2.0,体现了较强的个体空间相关性和空间占据能力。2种尺度(1 m和2 m)下的聚集度分析表明,2种生境中种群基本为随机分布。因而,人工固沙生境并未明显改变种群空间分布格局,这可能是种群的固有特性。人工固沙区的土壤有机质、全氮和有效氮含量显著高于流沙区,且与种群数量特征(植株密度除外)呈显著正相关。总之,与流沙区相比,人工固沙使地表得到固定,提高了土壤有机质和氮素含量,明显改变了定居于其中的准噶尔无叶豆种群主要数量特征,增强了种群的生存和适应能力。该结论对荒漠濒危植物的保育具有重要指示意义。     

荒漠景观地表甲虫群落边缘效应研究

本文以宁夏白芨滩国家级自然保护区两种典型的边缘类型:荒漠草原-人工固沙柠条林(边缘类型Ⅰ)和荒漠草原-固定半固定沙地(边缘类型Ⅱ)作为研究对象,以距离梯度(25 m)的形式设置样点,主要采用巴氏罐诱法探讨边缘效应对其地表甲虫群落多样性的影响。本研究共采集到地表甲虫标本6 760头,分属于19科68种,其中样地Ⅰ采集到2 045头,样地Ⅱ采集到4 715头。统计发现,拟步甲科昆虫占样地Ⅰ的70.46%、样地Ⅱ的81.91%,是该地区地表甲虫中的绝对优势类群。边缘类型Ⅰ中,边缘生境地表甲虫的物种数、优势度指数以及丰富度指数均高于相邻生境内部核心区域,而其均匀度指数和多样性指数则低于人工固沙柠条林核心生境。边缘类型Ⅱ中,边缘生境地表甲虫的物种数、丰富度指数以及多样性指数均高于相邻生境的内部核心区域。边缘效应强度分析表明,边缘类型Ⅰ的E H'=0.9958,E C=1.1391,呈负的边缘效应,但负效应很弱,边缘类型Ⅱ的E H'=1.1394,E C=0.5994,呈正的边缘效应,这一结果与边缘地带的环境复杂性和生境异质性有关。     

盐池荒漠草地拟步甲昆虫群落时间结构和动态

从2009年3月到10月采用巴氏罐诱导法调查了宁夏盐池四墩子6个不同生境中的拟步甲的群落组成以及时间动态,结果表明,本次调查共采集拟步甲昆虫5431只,计10属20种,个体数最多的是弯齿琵甲Blapsfemoralis femoralis Fischer-Waldheim和克小鳖甲Microdera kraatzi kraatzi Reitter,分别占总数的47.30%和40.66%,不同季节的优势种类不同。从时间动态上看,拟步甲物种数和个体数成显著正相关(r=0.887,P=0.003),表现为5月和7—8月2个发生高峰期,且5月最高。从整个景观来看,优势种克小鳖甲的盛发期在5月和7月,弯齿琵甲的盛发期在5月和8月,不同景观样地略有差异。物种-时间对应分析表明,拟步甲成虫发生可以分为春季发生型、春夏发生型、夏季发生型、夏秋发生型和全年发生型5类。5月拟步甲群落多样性和丰富度最高,不同月的拟步甲群落相似性可以聚为3类,由于植被类型和干扰程度的差异,月间拟步甲群落相似性会有所差异。     

七种植食性金龟子雌雄成虫的鉴别方法

本研究通过对大黑鳃金龟Holotrichia oblita Faldermann、暗黑鳃金龟H.parallela Motschulsky、铅灰齿爪鳃金龟H.plumbea Hope、铜绿丽金龟Anomala corpulenta Motsch、棕色鳃金龟H.titanis Reitter、拟毛黄鳃金龟H.formosana Moser、小黄鳃金龟Metabolus flavescens Brenske7种常见植食性金龟子的雌雄腹部末端进行显微观察,建立了一种体外无损伤快速准确鉴别常见植食性金龟子雌雄的方法,即轻掰金龟子腹部末端,雌虫可见两片分离的第九腹板退化而成的瓣状褐色骨片,雄虫则无或呈倒"V"字型阳基侧突粘连骨片。该方法对实验所用的鳃金龟、丽金龟2亚科7种金龟子均适用,具有较大的广谱性,且与传统方法相比,操作简便迅速、易于掌握,准确率高。此结果对金龟子田间预测预报以及性信息素的分离研究具有重要意义。6     

小胸鳖甲热激蛋白基因(Mphsp70)的克隆、序列分析及温度对其表达的影响

采用RACE-PCR技术,从荒漠甲虫小胸鳖甲Microdera punctipennis Kaszab克隆hsp70基因全长cDNA序列,命名为Mphsp70。测序结果表明,序列全长2207bp,该序列覆盖了完整编码区,编码647个氨基酸,分子量大小为70.69ku,理论等电点为5.57(GenBank登录号JF421286.1)。此序列包含142bp的5'端非翻译区和124bp的含有多聚腺苷酸信号序列AATAAA和poly A尾的3'端非翻译区以及1941bp的开放阅读框。该基因无内含子,符合诱导型Hsp70的特征。经BLAST检索分析,由Mphsp70的核苷酸序列推定的氨基酸序列与已知的光滑鳖甲Hsp70高度同源,同源性高达97.22%。通过荧光定量RT-PCR技术研究昆虫受到高温胁迫时该基因的表达,结果表明:经37℃和42℃处理昆虫1h后诱导昆虫体内hsp70的表达,其表达量分别为对照组(25℃)的21.57倍和389.3倍,随着处理时间的延长,表达量降低。该研究结果为深入研究小胸鳖甲的抗逆机理提供了新的思路。     

漠甲亚科八种幼虫记述（鞘翅目：拟步甲科）

漠甲亚科Ｐｉｍｅｌｉｉｎａｅ是一类广布于古北区的耐旱沙漠昆虫,幼虫在沙土内发育,危害植物嫩芽和根部,经济意义较大。本文记述了采自宁夏、甘肃、内蒙古和新疆的８个种,即多毛扁漠甲、谢氏宽漠甲、泥脊漠甲［１］、洛氏脊漠甲［１］、光滑胖漠甲［１］、蒙古漠王、谢氏宽漠王和大宽漠王的幼虫,并给出它们的检索表。幼虫标本保存于宁夏农学院。     

贺兰山冲积扇荒漠草地拟步甲群落小尺度空间格局动态

为探讨贺兰山冲积扇荒漠草地拟步甲群落小尺度空间格局动态特征,本研究于2019年5—10月每月采用陷阱法调查200 m×200 m空间尺度的拟步甲昆虫群落,基于地统计分析方法,研究拟步甲昆虫群落的空间格局,并分析空间格局与地形因子的关系。6次调查共捕获拟步甲科成虫7属10种1086只,群落组成具有较明显的空间和时间变异性。其中,拟步甲群落多样性以5月最大,7月最低。Moran I指数表明,拟步甲优势种空间自相关性具有明显的季节波动性,在5月、9月和10月表现为显著空间正相关。拟步甲群落和优势种具有较强的空间异质性,主要由结构性因素决定。普通克里金插值表明,不同季节群落空间格局梯度分布存在明显差异,夏季群落空间格局比较简单。交叉方差函数分析显示,优势种物种间大多表现为正空间关联性,且主要受结构性因素单一调控。典范对应分析(CCA)结果表明,坡度和海拔显著影响昆虫分布。本研究揭示了拟步甲昆虫群落小尺度空间异质性具有明显的季节变异,为研究贺兰山冲积扇生境地表甲虫物种多样性空间格局及维持机制奠定基础。     

Ecological Aspects of Circadian Rhythms in Six Species of Omni-Seasonal Beetles (Coleoptera, Tenebrionidae) Inhabiting Kara Kum Desert (Turkmenistan)

Circadian rhythms of activity were compared in ground-dwelling Tenebrionid beetles from the Kara Kum sand desert: Trigonoscelis gigas Reitter, Trigonoscelis sublaevicollis Reitter, Pisterotarsa gigantea Fish.-W., Sternodes caspicus Pall, Blaps faustii Seidlitz, and Ocnera imbricata Fish.-W. For the observations, artificial pens (enclosures) 60 × 60 cm and 80 cm deep were arranged in field conditions and filled with various kinds of sand to simulate natural habitats as closely as possible. The activity of individually marked beetles was assessed visually and recorded every 30 min. The beetle species studied had different types of behavior, from strictly crepuscular to strictly nocturnal. Closely related species sharing one habitat differed in activity pattern — they occupied different time niches; hence their circadian rhythms contribute to reproductive isolation. In contrast, non-closely related species could have similar circadian patterns as a result of convergent evolution. In experiments with T. gigas, we failed to stimulate individual variability among beetles in circadian pattern by applying additional light and heat at night. Therefore, the circadian rhythms in field conditions were found to be remarkably stable, which can be explained by our model of the beetle circadian system consisting of two strongly coupled oscillators. However, in laboratory conditions, we previously observed a wide range of individual variability in free-running circadian rhythms. The strong coupling between two putative endogenous circadian oscillators is a crucial tool for beetles to survive in a harsh arid environment. Such organization of the circadian system ensures synchronous activity of beetles despite individual differences, thus preserving the variability of circadian clock properties in a population, which increases chances for survival of a population in a changing environment.     

漠甲亚科八种幼虫记述(鞘翊目：拟步甲科)

漠甲亚科Pimcliinae是一类广布于古北区的耐旱沙漠昆虫,幼虫在沙土内发育,危害 植物嫩芽和根部,经济意义较大。本文记述了采自宁夏、甘肃、内蒙古和新疆的8个种,即多毛扁漠甲、谢氏宽漠甲、泥脊漠甲^[1]、洛氏脊漠甲^[1]、光滑胖漠甲^[1]、蒙古漠王、谢氏宽漠王和大宽漠王的幼虫,并给出它们的检索表。幼虫标本保存于宁夏农学院。     

Changes in arthropod diversity along a land use driven gradient of shrub cover in savanna rangelands: identification of suitable indicators

Shrub encroachment linked to heavy grazing has dramatically changed savanna landscapes, and is a major form of rangeland degradation. Our understanding of how shrub encroachment affects arthropod communities is poor, however. Here, we investigate the effects of shrub encroachment on abundance and diversity of ground-dwelling (wingless) arthropods at varying levels of shrub cover in the southern Kalahari. We also ascertain if invertebrate assemblage composition changes with habitat structure and identify which aspects of habitat structure (e.g., grass cover, herbaceous plant cover, shrub density) correlate most strongly with these changes. Ant, scorpion and dung beetle abundance increased with shrub cover, whereas grasshoppers and solifuges declined. Spider and beetle abundance exhibited hump-shaped relationships with shrub cover. RTU richness within orders either mirrored abundances, or exhibited no trend. Shrub density was the habitat component most correlated with similarities between invertebrate assemblages. Ground-dwelling arthropods showed clear shifts in species assemblage composition at a similarity level of 65% according to shrub density. Changes in indicator species showed that within the Tenebrionidae (darkling beetles), certain species respond positively to shrub thickening, replacing other species within the Family. Small-bodied, wingless Scarabaeidae (dung beetles) tended to increase with increased shrub density and three species emerged as significant indicators of more thickened habitats, although this might be a response to greater dung availability, rather than habitat structure itself. We conclude that because ground-dwelling invertebrates showed such clear responses in species assemblage composition, they present excellent candidates for use as indicator species in further studies into bush encroachment.