臧穎惠 龔正達(dá),** 連宏宇 邊長(zhǎng)玲 琚俊科 李 棟 岳仁萍 張麗云 周紅寧
(1. 大理大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院,云南大理 671000; 2. 云南省地方病防治所, 云南大理 671000;3. 云南省寄生蟲(chóng)病防治所,云南普洱 665000)
濕地是介于水域生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的一類(lèi)特殊生態(tài)系統(tǒng),同時(shí)也是自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀和人類(lèi)最重要的生存環(huán)境之一(崔保山等,1999)。由于濕地具有穩(wěn)定環(huán)境、物種基因保護(hù)及資源利用的功能,被譽(yù)為“自然之腎”、“生物基因庫(kù)”和“人類(lèi)搖籃”(孫廣友,2000)。根據(jù)我國(guó)濕地資源現(xiàn)狀以及《濕地公約》對(duì)濕地的分類(lèi)系統(tǒng),我國(guó)的濕地共分沼澤濕地、湖泊濕地、河流濕地、濱海濕地、人工濕地5大類(lèi)(趙學(xué)敏,2005)。目前,國(guó)外對(duì)濕地昆蟲(chóng)群落的研究比較全面而深入,開(kāi)展了區(qū)系組成、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)以及環(huán)境評(píng)價(jià)等諸多方面的研究(Lathrop,2000; Lawleretal., 2005;Munca,etal., 2005;Stefanescu, 2005; Kati, 2006),而我國(guó)在這方面的研究尚處于起步階段。因此,開(kāi)展和研究不同地理環(huán)境條件中濕地動(dòng)物地理區(qū)系和物種多樣性的空間分布狀況、特征與規(guī)律,對(duì)于揭示生物多樣性與地理環(huán)境之間關(guān)系、實(shí)施濕地生物多樣性的監(jiān)測(cè)和保護(hù)都有重要意義。
蚊類(lèi)(Culicidae)屬于雙翅目昆蟲(chóng),幼蟲(chóng)各期孳生于各類(lèi)型自然或人工水體。成蟲(chóng)不僅侵?jǐn)_人畜,刺叮吸血,而且是多種蟲(chóng)媒疾病(Vector-borne diseases) 如瘧疾、淋巴絲蟲(chóng)病、日本乙型腦炎、登革熱等的重要媒介(瞿逢伊,2002;邊長(zhǎng)玲和龔正達(dá),2009)。近年,國(guó)外開(kāi)展了蚊類(lèi)物種多樣性沿環(huán)境梯度的變化規(guī)律及其與疾病和重要環(huán)境因素等關(guān)系的相關(guān)研究(Denkeetal.,1996;Kittayapong,etal.,Devietal.,2004;Zhouetal.,2004)。國(guó)內(nèi)有我國(guó)西南“三江并流”區(qū)域的瀾滄江、怒江和金沙江流域蚊類(lèi)多樣性大尺度空間分布格局與環(huán)境因素(葛軍旗等,2008;張菊仙等,2008;李棟等,2011),和同期進(jìn)行與蟲(chóng)媒病毒關(guān)系等研究(翟本剛等,2008;Sunetal., 2009;陳斌等, 2011;Maetal., 2011)。
根據(jù)國(guó)家環(huán)保部2008年4月公布的全國(guó)湖泊濕地動(dòng)物名錄中蚊類(lèi)只有2亞科4屬14種,其中云南僅記載大理洱海濕地分布有按蚊屬3種和伊蚊屬2種(臧穎慧等, 2009a)。而在生物多樣性研究領(lǐng)域中,有關(guān)湖泊濕地尤其是高原湖泊濕地蚊類(lèi)群落生態(tài)學(xué)及多樣性的研究少見(jiàn)報(bào)道。鑒于此,我們近年陸續(xù)對(duì)滇南和滇西高原湖泊部分濕地蚊類(lèi)多樣性開(kāi)展了一些研究(岳仁萍等,2009;臧穎慧等,2009b)。
本研究以云南省為調(diào)查研究的空間,對(duì)當(dāng)?shù)夭煌h(huán)境梯度(緯度和海拔梯度)的重要高原湖泊濕地夜間活動(dòng)的蚊類(lèi)多樣性進(jìn)行調(diào)查取樣和統(tǒng)計(jì)分析,在此基礎(chǔ)上并對(duì)高原湖泊濕地蚊類(lèi)多樣性大尺度空間分布格局的基本規(guī)律、特征及其與重要環(huán)境因素關(guān)系等問(wèn)題進(jìn)行研究和探討。
云南省地處中國(guó)西南邊陲, 地勢(shì)北高南低。海拔最高點(diǎn)在滇西北滇藏交界的梅里雪山主峰卡格博峰(6 740 m);而最低點(diǎn)是滇南與越南交界的元江出境處(僅為76.4 m),相對(duì)高差達(dá)6663.6 m,南北跨越約9個(gè)緯度(21°N~30°N)。由于地理位置不同和高差大, 由南向北或者由低到高可依次出現(xiàn)亞熱帶、暖溫帶和寒溫帶多種不同的氣候帶。目前,云南現(xiàn)有蚊類(lèi)3亞科20屬31亞屬近300種(亞種)(董學(xué)書(shū)等,2010),其數(shù)量分別約占我國(guó)已知屬和種類(lèi)的95%和76%以上,接近世界所知蚊種數(shù)的10%,為我國(guó)蚊類(lèi)區(qū)系和物種分布和分化的中心(張菊仙和龔正達(dá), 2008)。云南省面積超過(guò) 1 km2以上的高原湖泊濕地有30余個(gè)(含永久性湖泊濕地23個(gè))。它們主要分布于滇中、滇東南和滇西北地區(qū)。因其所處的地貌和海拔高度不同,又分為高原低地中山河谷盆地、亞高山和高山等湖泊濕地類(lèi)型。它們多是云南省著名和重要的風(fēng)景旅游區(qū)或經(jīng)濟(jì)建設(shè)區(qū)。
以云南省北緯21°08′~ 29°01′;東經(jīng)97°31′~ 106°11′和海拔500~3 500 m之間的區(qū)域作為研究的空間范圍,于2007~2009三年間,在雨季、氣溫和蚊類(lèi)密度高峰期的7~9月份進(jìn)行。根據(jù)主要天然湖泊的分布情況,從南到北共選擇21個(gè)天然高原湖泊濕地(永久性濕地)為調(diào)查樣區(qū),它們是:大屯海、長(zhǎng)橋海、異龍湖、普者黑、杞麓湖、星云湖、撫仙湖、滇池、陽(yáng)宗海、洱海、青海湖、西湖、茈碧湖、劍湖、草海、程海、文筆海、拉市海、瀘沽湖、納帕海、大山包(大海子)。其中,位于滇西北的納帕海海拔分布最高(3 260 m),而位于滇東南的大屯海和長(zhǎng)橋海海拔最低(約1 300 m),各湖泊的地理位置和分布情況詳見(jiàn)(圖1)。根據(jù)云南21個(gè)湖泊調(diào)查樣區(qū)所分布和跨越的水平和海拔(約北緯23°~28°N、海拔1 000~3 500 m之間)分布范圍,按每緯度(60′)劃分水平梯度帶,調(diào)查區(qū)域可劃分為5個(gè)帶, 以Ⅰ-Ⅴ表示,分別代表北緯23°~24°(Ⅰ)、24°~25°(Ⅱ)、25°~26°(Ⅲ)、26°~27°(Ⅳ)、27°~28°(Ⅴ)的取樣區(qū)間和研究單元;按每500 m劃分垂直梯度帶, 調(diào)查區(qū)域可劃分為5個(gè)帶,以A~E表示,分別代表海拔1 000~1 500 m(A)、1 500~2 000 m(B)、2 000~2 500 m(C)、2 500~3 000 m(D)、3 000~3 500 m(E)的取樣和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的研究單元。
圖1 云南省21個(gè)主要高原湖泊濕地的地理位置及分布Fig.1 21 lakes studied in Yunnan Province1大屯海 Datun Lake;2長(zhǎng)橋海 Changqiao Lake;3異龍湖 Yilong Lake;4普者黑 Puzhehei Lake;5杞麓湖 Gilu Lake;6星云湖 Xingyun Lake;7撫仙湖 Fuxian Lake;8滇池 Dianchi Lake;9陽(yáng)宗海 Yangzong Lake;10青海湖 Qinghai Lake; 11洱海 Erhai Lake;12西湖 Xihu Lake;13茈碧湖 Cibi Lake;14 劍湖 Jianhu Lake;15 草海 Caohai Lake;16程海 Chenghai Lake; 17文筆海 Wenbi Lake;18拉市海 Lashi Lake;19 瀘沽湖 Lugu Lake;20 納帕海 Napa Lake;21 大山包 Dashanbao Lake。
在每個(gè)湖泊濕地樣區(qū)周邊各選擇2、3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及多個(gè)村莊為調(diào)查點(diǎn),采用燈誘捕法(使用改裝后的功夫小帥牌(220v/50Hz,24w)光催化捕蚊器-武漢吉星環(huán)??萍加邢挢?zé)任公司生產(chǎn))在湖畔臨水域畜圈、禽舍、魚(yú)棚內(nèi)夜間吸血活動(dòng)的成蚊進(jìn)行通宵取樣(晚19:30至次日晨7:30),每湖泊連續(xù)布燈誘捕3~4晚,每晚布燈4(5)個(gè)。所獲標(biāo)本低溫冷凍致死后,應(yīng)用40倍普通體解剖鏡進(jìn)行蚊種的分類(lèi)鑒定,計(jì)數(shù)和記錄。同期收集當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)環(huán)境因素(如海拔高度、氣候環(huán)境、緯度、平均氣溫和降水量等)等信息。
以各湖泊濕地(或緯度和海拔梯度帶)內(nèi)出現(xiàn)的物種數(shù)表示物種豐富度; 用α多樣性指數(shù)(Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou指數(shù))測(cè)度和比較局域(湖泊、緯度、海拔梯度)的物種多樣性; 用γ多樣性描述和比較物種豐富度沿環(huán)境梯度(緯度、海拔帶)的變化規(guī)律(方精云等,2004);用Sorenson相似性指數(shù)表示不同環(huán)境梯度(緯度、海拔梯度帶)間物種組成的相似程度。
(1)物種豐富度(Species richness):S=各緯度(海拔)梯度帶的物種數(shù)
(2)物種相似性系數(shù)
Sorenson指數(shù):SI=2c/(a+b)
(3)α多樣性指數(shù)
Shannon-Wiener指數(shù):
Pielou指數(shù):E=H′/lnS
其中,S為各個(gè)樣地(湖泊、或環(huán)境梯度帶)的物種數(shù),a和b分別為各湖泊或環(huán)境梯度帶內(nèi)各自的物種數(shù),c為兩湖泊或環(huán)境梯度帶的共有物種數(shù),g(H)為沿兩湖泊或環(huán)境梯度帶增加的物種數(shù),l(H)為沿兩湖泊或環(huán)境梯度帶減少的物種數(shù),Pi為調(diào)查群落(湖泊)中各梯度帶內(nèi)第i個(gè)種的個(gè)體比例。
(4)用生態(tài)優(yōu)勢(shì)度分析群落或樣區(qū)優(yōu)勢(shì)種的集中程度,優(yōu)勢(shì)度分析采用Simpson(1949)的公式(趙志模和郭依泉,1990):
式中,C=生態(tài)優(yōu)勢(shì)度,ni=每一種個(gè)體數(shù),N=總個(gè)體。
(5)蚊類(lèi)密度(Density):密度(D)=只/燈·晚。
(6)物種多度(Abundance): 物種多度(A)=ni/N。
(7)數(shù)據(jù)分析:聚類(lèi)分析相關(guān)分析采用SPSS16.0完成。
通過(guò)21個(gè)湖泊濕地的調(diào)查,共捕獲蚊類(lèi)506 974只, 經(jīng)鑒定隸屬于2亞科6屬34種。其中,按蚊屬Anopheles7種、庫(kù)蚊屬Culex18種、伊蚊屬Aedes6種、阿蚊屬Armigeres、曼蚊屬M(fèi)ansonia和脈毛蚊屬Culiseta各1種。各湖泊蚊類(lèi)的組成情況詳見(jiàn)表1。
在所獲34種蚊類(lèi)中, 三帶喙庫(kù)蚊Cx.tritaeniorhynchus, 致倦庫(kù)蚊Cx.pipiensquinguefasciatus和希氏庫(kù)蚊Cx.theileri在各個(gè)湖泊均有分布,分布廣泛;中華按蚊An.sinensis在20個(gè)、環(huán)帶庫(kù)蚊Cx.annulus和騷擾阿蚊Ar.subalbatus在16個(gè)湖泊有分布,分布亦較廣;而其他蚊種分布范圍相對(duì)較窄。
從表 2中看出,在所獲34種蚊類(lèi)種,不同蚊種對(duì)環(huán)境和氣候條件的適應(yīng)性和分布狀況顯然不同。中華按蚊、致倦庫(kù)蚊、希氏庫(kù)蚊、三帶喙庫(kù)蚊、刺擾伊蚊Ae.vexans和騷擾阿蚊在調(diào)查區(qū)域內(nèi)北緯23°~28°和海拔1 000~3 500 m之間的各梯度帶均有分布,顯示了它們具有較強(qiáng)的氣候和環(huán)境適應(yīng)和分布的能力。此外, 昆明按蚊An.kunmingensis、常型曼蚊Ma.uniformis和環(huán)帶庫(kù)蚊在上述大多數(shù)緯度和海拔梯度帶有分布,也反映較強(qiáng)的分布能力,但比較而言,昆明按蚊主要分布于緯度和海拔相對(duì)較高的區(qū)域,而后兩者的分布區(qū)域則相反。余下的其他蚊種分布能力相對(duì)較窄或很窄。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,所獲蚊類(lèi)物種之間的相對(duì)多度(構(gòu)成比)明顯不同,其中:三帶喙庫(kù)蚊數(shù)量占明顯優(yōu)勢(shì)(86.26%), 可以認(rèn)為它是高原湖泊濕地蚊類(lèi)數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)種;中華按蚊和致倦庫(kù)蚊分別占捕獲蚊類(lèi)總數(shù)的9.36%和2.81%, 數(shù)量上較為常見(jiàn);其他23種蚊類(lèi)的數(shù)量均少于捕獲總數(shù)的1%, 在本區(qū)域的數(shù)量相對(duì)較少。
從圖2和表 3中看出,蚊類(lèi)物種豐富度隨著緯度的升高, 呈雙峰分布格局,兩高峰的具體位置處于Ⅱ帶(24°N)和Ⅳ帶(26°N), 蚊類(lèi)物種數(shù)分別達(dá)17和25種。比較而言,在這兩個(gè)梯度帶內(nèi),所分布的湖泊數(shù)量均相對(duì)較多(6和7個(gè)),反之,位于Ⅲ帶(北緯25°)的湖泊僅有2個(gè)(表2),物種豐富度也最底。它反映出蚊類(lèi)物種豐富度的高低,與梯度帶所分布湖泊濕的數(shù)量多少有一定關(guān)系。
從圖2和表4也可看出,蚊類(lèi)的物種豐富度隨海拔的升高其豐富度呈現(xiàn)先增高然后緩慢降低又下降近弧線型的寬峰分布格局, 峰值出現(xiàn)在B-D帶(1 500~2 500 m), 發(fā)現(xiàn)蚊類(lèi)在20~23種之間,顯示了中海拔梯度蚊類(lèi)物種豐富度相對(duì)較高的特點(diǎn)。 而隨著海拔的升高,物種逐漸減少,在高海拔地區(qū)E帶(3 000 m以上), 蚊種組成相對(duì)簡(jiǎn)單, 僅獲13種。顯示了云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)物種豐富度在海拔梯度的分布中,總體呈現(xiàn)了中間高兩頭低的變化趨勢(shì)。
圖2 云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)物種豐富度沿緯度和海拔梯度的變化Fig.2 Species richness of mosquitoes along a latitudinal and altitudinal gradient in the Lake Wetlands of Yunnan1:23°,1 000 m;2:24 °, 1 500 m;3:25°,2 000 m;4:26°,2 500 m;5:27°,3 000 m.
從表3和圖3中看出,在不同緯度梯度帶,蚊類(lèi)物種多樣性、均勻度和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)不盡相同,相對(duì)而言,在北緯26°和27°多樣性指數(shù)(0.8391和2.0190))和均勻度指數(shù)(0.2607和0.7126)較高而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(0.6433和0.1715)較低,他們的密度也明顯較低。它反映了云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性與其物種的豐富度、均勻度、優(yōu)勢(shì)度與密度之間在不同緯度梯度上的變化狀況及其相互關(guān)系。
根據(jù)表4、圖3看出,在不同海拔梯度帶,蚊類(lèi)物種多樣性、均勻度和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)也不盡相同,相對(duì)而言,隨著海拔的升高,蚊類(lèi)物種多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)總體呈現(xiàn)了逐步升高的趨勢(shì),而蚊類(lèi)密度呈逐步下降的趨勢(shì),多樣性指數(shù)(1.5740)和均勻度指數(shù)(0.6137)最高位于E帶(3 000 m),而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(0.2402)和密度(29.44)是最低的。
上述蚊類(lèi)物種多樣性(α多樣性)的空間分布格局,整體上呈現(xiàn)了沿著緯度和海拔的提升成逐步升高,而蚊類(lèi)密度和物種優(yōu)勢(shì)度總體呈下降的趨勢(shì)和特征。
表1 云南省21個(gè)高原湖泊濕地蚊類(lèi)的組成與分布(由南向北)Tab.1 Mosqutioes composition and distribution in the 21 Lake Wetlands of Yunnan Plateau
續(xù)表1
Tab.lContinued
蚊類(lèi)組成Species合計(jì)(只)及構(gòu)成比(%) (Total)湖泊濕地 Lake Wetland12345678910111213141516171819202114白蚊伊蚊Ae.albopictus1(0)115云南伊蚊Ae.yunnanensis4(0)416北部伊蚊Ae.tonkinensis4(0)1617環(huán)帶庫(kù)蚊Cx.annulus752(0.149)426529103818164162503745624083718二帶喙庫(kù)蚊Cx.bitaeniorhynchus40(0.008)171212132219棕頭庫(kù)蚊 Cx.fuscocephala2(0)220致倦庫(kù)蚊Cx.pipiens quinquefascietus14 244(2.81)28641881 4481 5841 2021 9462 8142055351 166752130862751 43221665 993621擬態(tài)庫(kù)蚊Cx.mimeticus3(0)1222偽雜鱗庫(kù)蚊Cx.pseudovishnui87(0.018)21231147212723中華庫(kù)蚊Cx. Sinensis3(0)2124希氏庫(kù)蚊Cx. theileri3252(0.64)42813570219215377311258142118796116102341006767325三帶喙庫(kù)蚊 Cx.tritaeniorhynchus437 308(86.26)1768218631158161027215534134743097790521411410644352198112032828568161671351413784754132459526薛氏庫(kù)蚊Cx.shebbearei36(0.007)213327褐尾庫(kù)蚊Cx.fuscanus18(0.004)125622
續(xù)表1
Tab.lContinued
蚊類(lèi)組成Species合計(jì)(只)及構(gòu)成比(%) (Total)湖泊濕地 Lake Wetland12345678910111213141516171819202128貪食庫(kù)蚊Cx.halifaxia5(0)112129棕盾庫(kù)蚊Cx.jacksoni3(0)11130黃氏庫(kù)蚊Cx.huangae138(0.029)206104831天坪庫(kù)蚊Cx.tianpingensis4(0)1332小擬態(tài)庫(kù)蚊 Cx.mimulus4(0)533類(lèi)擬態(tài)庫(kù)蚊Cx.murrelli6(0)221134角管庫(kù)蚊 Cx.hutchinsoni2(0)11物種豐富度(S)34871212977119911121314121314101298
1:大屯海Datun Lake;2:長(zhǎng)橋海Changqiao Lake;3:異龍湖Yilong Lake;4:普者黑Puzhehei Lake;5:杞麓湖Gilu Lake;6:星云湖Xingyun Lake;7:撫仙湖Fuxian Lake;8:滇池Dianchi Lake;9:陽(yáng)宗海Yangzong Lake;10:青海湖Qinghai Lake;11:洱海Erhai Lake;12西湖Xihu Lake;13:茈碧湖Cibi Lake;14: 劍湖Jianhu Lake;15: 草海Caohai Lake;16:程海Chenghai Lake;17:文筆海Wenbi Lake;18:拉市海Lashi Lake;19: 瀘沽湖Lugu Lake;20: 納帕海Napa Lake;21: 大山包Dashanbao Lake.
表2 云南省高原湖泊濕地蚊類(lèi)組成及其物種多度的空間分布Tab.2 Spatial distribution and abundance of mosquitoes species in the 21 Lake Wetlands of Yunnan Plateau
續(xù)表2Tab.2Continued
蚊類(lèi)組成(Species)合計(jì)(只、%)(Total、%)緯度梯度(N) Latitudinal zone海拔梯度(M) Altitudinal zone23°-24°-25°-26°-27°-1 000-1 500-2 000-2500-3 000-24希氏庫(kù)蚊Cx. theileri3252(0.64)610245691 516137141 5951 2902837025三帶喙庫(kù)蚊Cx.tritaeniorhynchus437308(86.26)139 44793 423158 64145 525272149 719255 30621 09011 05314026薛氏庫(kù)蚊Cx.shebbearei36(0.007)234213327褐尾庫(kù)蚊 Cx.fuscanus18(0.00)351037828貪食庫(kù)蚊Cx.halifaxia5(0.00)2311329棕盾庫(kù)蚊Cx.jacksoni3(0.00)1211130黃氏庫(kù)蚊Cx.huangae138(0.03)2011828610431天坪庫(kù)蚊Cx.tianpingensis4(0.00)131332小擬態(tài)庫(kù)蚊Cx.mimulus5(0.00)5533類(lèi)擬態(tài)庫(kù)蚊Cx.murrelli6(0.00)2224234角管庫(kù)蚊Cx.hutchinsoni2(0.00)211合計(jì)(只)(Total)506 974145 507120 717182 49557 277978158 716306 12427 29814 306530密度(D)6 924.141 886.2010 735.001 004.8633.725 119.873 779.31827.21572.2429.44物種豐富度(S)3514171425161723212013
表3 云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性沿緯度梯度的變化Tab.3 Mosquitoes diversity along latitudinal gradients in the 21 Lake Wetlands of Yunnan
表4 云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性沿海拔梯度的變化Tab.4 Mosquito diversity along altitudinal gradients in the 21 Lake Wetlands of Yunnan
從圖4中看出,高原湖泊濕地蚊類(lèi)多物種樣性與總蚊密度和三帶喙庫(kù)蚊多度兩者沿緯度梯度的空間分布格局明顯呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,而總蚊密度和三帶喙庫(kù)蚊多度兩者間整體呈現(xiàn)了正相關(guān)系的變化趨勢(shì)(表6)。
圖3 云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)α多樣性隨緯度和海拔梯度的變化Fig.3 Mosquito α diversity index along latitudinal and altitudinal gradients in the 21 Lake Wetlands of Yunnan1: 23°,1 000 m;2: 24°,1 500 m;3: 25°,2 000 m;4: 26°,2 500 m;5: 27°,3 000 m.
圖4 云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性和密度隨緯度梯度的變化Fig.4 Mosquito density and α diversity index along latitudinal gradients in the 21 Lake Wetlands of YunnanⅠ:23°-;Ⅱ:24 °-;Ⅲ:25°-;Ⅳ:26°-;Ⅴ:27°-.
圖5 云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性、密度隨海拔梯度的變化Fig.5 Mosquito density and α diversity index a altitudinal gradients in the 21 Lake Wetlands of YunnanA:1 000 m-; B:1 500 m-; C:2 000 m-; D:2 500 m-; E:3 000 m-.
從圖5中看出,高原湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性隨著海拔的升高基本呈升高的趨勢(shì),而蚊類(lèi)密度呈現(xiàn)了明顯下降的趨勢(shì),兩者之間的空間分布格局明顯呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。此外,它們與三帶喙庫(kù)蚊多度分布格局也有一定的關(guān)系(表6)。
上述結(jié)果總體上顯示了湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性、密度和優(yōu)勢(shì)種三帶喙庫(kù)蚊多度之間,沿緯度和海拔梯度上的協(xié)同變化趨勢(shì)及其關(guān)系。
根據(jù)不同緯度梯度帶蚊類(lèi)組成的聚類(lèi)結(jié)果(圖6),看出云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)可劃分為3個(gè)主要地域或區(qū)系類(lèi)型。 第一類(lèi)僅含Ⅰ-Ⅲ帶(北緯23°~25°N), 該梯度帶由于地處熱帶氣候邊緣, 屬于東洋區(qū)系;第二類(lèi)為Ⅳ帶(北緯26°N), 地處北亞熱帶至暖溫帶區(qū)間,屬于東洋區(qū)系與古北區(qū)系的過(guò)渡地帶,特點(diǎn)是兩區(qū)系物種分布混雜。第三類(lèi)為Ⅴ帶(北緯27°N),該區(qū)域地處青藏高原的南緣, 基本屬于寒溫帶氣候,這里基本屬于古北區(qū)系, 代表種有銀帶脈毛蚊Cu.niveitaeniata等。
圖6 云南21個(gè)高原湖泊濕地蚊類(lèi)沿緯度梯度分布的聚類(lèi)分析Fig.6 Cluster analysis of mosquito species along latitudinal gradients in the 21 Lake Wetlands of YunnanⅠ:23°-; Ⅱ:24 °-; Ⅲ:25°-; Ⅳ:26°-;Ⅴ: 27°-.
根據(jù)不同海拔梯度帶組成的聚類(lèi)結(jié)果(圖7)可以看出,云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)也可劃分為3個(gè)主要區(qū)域或區(qū)系類(lèi)型。 第1類(lèi)僅含A帶, 海拔1 000~1 400 m之間,該梯度帶由于地處南亞熱帶氣候,應(yīng)屬于東洋區(qū)系; 第2類(lèi)包含B-D帶, 海拔1 500~2 500 m之間,這里地處北亞熱帶至暖溫帶區(qū)間, 屬于東洋區(qū)系與古北區(qū)系的過(guò)渡區(qū), 特點(diǎn)是兩區(qū)系物種分布混雜; 第3類(lèi)為E帶,海拔2 500~3 500 m之間,地處青藏高原的南緣,基本屬寒溫帶氣候, 基本屬于古北區(qū)系,代表種可見(jiàn)有銀帶脈毛蚊和侵襲伊蚊Ae.intrudens等。
1:大屯海Datun Lake;2:長(zhǎng)橋海Changqiao Lake;3:異龍湖Yilong Lake;4:普者黑Puzhehei Lake;5:杞麓湖Gilu Lake;6:星云湖Xingyun Lake;7:撫仙湖Fuxian Lake;8:滇池Dianchi Lake;9:陽(yáng)宗海Yangzong Lake;10:青海湖Qinghai Lake;11:洱海Erhai Lake;12西湖Xihu Lake;13:茈碧湖Cibi Lake;14: 劍湖Jianhu Lake;15: 草海Caohai Lake;16:程海Chenghai Lake;17:文筆海Wenbi Lake;18:拉市海Lashi Lake;19: 瀘沽湖Lugu Lake;20: 納帕海Napa Lake;21: 大山包Dashanbao Lake.
圖7 云南21個(gè)高原湖泊濕地蚊類(lèi)沿海拔梯度分布的聚類(lèi)分析Fig.7 Cluster analysis of mosquito species along altitudinal gradients in the 21 Lake Wetlands of YunnanA:1 000 m-; B:1 500 m-; C:2 000 m-;D:2 500 m-;E:3 000m-.
上述不同垂直梯度帶蚊類(lèi)組成相似性的聚類(lèi)結(jié)果呈現(xiàn)了與緯度梯度近似的特征。因此認(rèn)為:在云南北緯26°N ~27°N 帶和海拔2 000~2 500 m之間的區(qū)間,應(yīng)該是云南蚊類(lèi)區(qū)系沿緯度或海拔梯度發(fā)生明顯改變和區(qū)系分異的區(qū)域。
2.7.1蚊類(lèi)物種多樣性與地理位置關(guān)系 從表5中可以看出,不同地理位置的21個(gè)高原湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性顯然各不相同,物種多樣性和均勻度最高者是地處滇西北海拔和緯度較高、氣候溫涼、人口稀少、森林植被和環(huán)境保護(hù)較好,屬于自然保護(hù)區(qū)瀘沽湖(1.8281和0.7127)、納帕海(1.4427和0.6566)和大山包(1.4210和0.6834),而物種多樣性和均勻度最低的是位于南部海拔和緯度較低,人口密集,近鄰城市、開(kāi)發(fā)和污染較大的長(zhǎng)橋海(0.1832和0.0941)、大屯海(0.3842和0.1818)、異龍湖(0.1923和0.0770)等湖泊。
2.7.2蚊類(lèi)物種多樣性與重要環(huán)境因素的關(guān)系
表6 云南21個(gè)高原湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性與重要環(huán)境因素和主要蚊種多度的關(guān)系分析Tab.6 Mosquito abundance and species diversity related to the environmental factors in the 21 Lakes Wetlands of Yunnan
*P< 0.05;**P< 0.01.
分析: 通過(guò)21個(gè)高原湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性(物種豐富度、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)種多度)與重要地理環(huán)境因素之間關(guān)系的分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)物種豐富度與海拔(r=0.124)、降水量(r=-0.034)和氣溫(r=0.122)之間的關(guān)系均不顯著;(2)物種多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)與海拔高度(r=0.760)和r=0.790)呈顯著正相關(guān),與氣溫(r=-0.710 和r=-0.794)呈顯著負(fù)相關(guān),與降水量(r=-0.059 和r=-0.015)無(wú)相關(guān),但與三帶喙庫(kù)蚊種多度(r=-0.832和r=-0.851)和物種優(yōu)勢(shì)度(r=-0.552)均呈顯著負(fù)相關(guān)。(3)物種優(yōu)勢(shì)度指數(shù)與海拔呈負(fù)相關(guān)(r=-0.446),與氣溫(r=0.226)和降水量(r=0.366 )關(guān)系不顯著,但與三帶喙庫(kù)蚊種多度(r=0.712)呈顯著正相關(guān)。
湖泊濕地是我國(guó)的重要濕地生態(tài)系統(tǒng)之一,具有許多經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)服務(wù)功能。既往,全國(guó)所記錄的湖泊濕地蚊類(lèi)僅有2亞科4屬14種,其中云南湖泊濕地分布2屬5種(臧穎慧等, 2009b)。本研究采用通宵燈誘捕法對(duì)云南21個(gè)天然高原湖泊濕地進(jìn)行調(diào)查后,共發(fā)現(xiàn)蚊類(lèi)2亞科6屬34種,豐富和填補(bǔ)了我國(guó)西南高原湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性空間分布特征等研究的空白,同時(shí)也反映了當(dāng)?shù)馗咴礉竦匚妙?lèi)的區(qū)系組成較為復(fù)雜和多樣性較高的區(qū)域特征。
在所獲34種蚊類(lèi)中,以庫(kù)蚊屬種類(lèi)最多(18種),其次是按蚊屬(7種)和伊蚊屬(6種),其他種類(lèi)較少。比較而言,所獲蚊種主要以夜間吸血活動(dòng)習(xí)性為主的庫(kù)蚊和按蚊屬的偏多,而其他在白晝吸血活動(dòng)為主的伊蚊、阿蚊屬等的種類(lèi)或數(shù)量均相對(duì)較少。說(shuō)明應(yīng)用燈誘法進(jìn)行通宵捕蚊的調(diào)查結(jié)果可能存在一定的局限性。如果在通宵燈誘的基礎(chǔ)上,并針對(duì)以白天吸血活動(dòng)為主的成蚊和稀有蚊類(lèi)的幼蟲(chóng)標(biāo)本進(jìn)行輔助性采集,將會(huì)對(duì)湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性的了解更加全面。
蚊類(lèi)區(qū)系的劃界是我國(guó)蚊蟲(chóng)自然地理學(xué)的重要內(nèi)容, 中國(guó)蚊類(lèi)區(qū)系已往的劃界主要是依據(jù)某些蚊屬、種團(tuán)和代表種, 如按蚊屬和尖音庫(kù)蚊復(fù)合組Culexpipienscomplex的界間替代分布來(lái)確定的, 至今其結(jié)論和意見(jiàn)仍不統(tǒng)一(陸寶麟,1997)。由于我國(guó)西南橫斷山區(qū)特殊的地域特征, 形成當(dāng)?shù)厣飪纱髤^(qū)系及其分布形成交叉重疊的特有現(xiàn)象, 致使該地域的區(qū)系劃界問(wèn)題存在眾多的爭(zhēng)議。本研究將云南省北緯21°08′~ 29°01′;東經(jīng)97°31′~ 106°11′和海拔500~3 500 m之間的區(qū)域作為研究的空間范圍,以各緯度帶或海拔帶蚊類(lèi)組成的異同, 應(yīng)用系統(tǒng)聚類(lèi)分析的方法將其劃分為東洋區(qū)系、兩區(qū)系交匯或過(guò)渡區(qū)和古北區(qū)系3個(gè)主要地域區(qū)系類(lèi)型。可以認(rèn)為:在云南北緯26°N ~27°N 帶和海拔2 000~2 500 m之間的區(qū)間,應(yīng)該是云南蚊類(lèi)區(qū)系沿緯度或海拔梯度發(fā)生明顯改變和區(qū)系分異的區(qū)域。 此結(jié)果與 “三江并流”的瀾滄江、怒江流域的蚊類(lèi)(葛軍旗等,2008;張菊仙等,2008)以及橫斷山區(qū)小型獸類(lèi)(權(quán)壽瑛等,2009)及其寄生蚤類(lèi)區(qū)系水平和垂直分布格局與特征(龔正達(dá)等,2005;2007)的研究結(jié)果基本一致, 它們共同反映了我國(guó)西南部橫斷山區(qū)動(dòng)物、昆蟲(chóng)區(qū)系空間分布格局的一般規(guī)律和區(qū)域特征。
云南地勢(shì)南低北高, 氣溫和雨量由南到北或由低到高按一定的規(guī)律變化, 形成完整的氣候和植被帶譜(熱帶、亞熱帶、暖溫帶和寒溫帶等)。因其所處的地貌和海拔高度不同,不同地理位置、氣候帶湖泊的蚊類(lèi)組成和分布存在明顯的變化, 反映出蚊類(lèi)多樣性空間分布格局與地理環(huán)境和氣候條件之間的變化與聯(lián)系??傮w而言,在緯度和海拔較低、氣候較熱、人口密集、湖邊大量種植水稻或蓮藕、污染較重和人為干擾較大的區(qū)域蚊類(lèi)密度較高,而物種多樣性和均勻度指數(shù)都相對(duì)較底,反之則高。說(shuō)明人為干擾因素對(duì)云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)多樣性的地理分布變化趨勢(shì)具有重要影響。
優(yōu)勢(shì)種三帶喙庫(kù)蚊多度與物種多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和海拔高度呈顯著負(fù)相關(guān);而與密度和物種優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、氣溫顯著正相關(guān)。三帶喙庫(kù)蚊主要分布于海拔較低和氣候偏熱的區(qū)域,它不僅分布廣泛且是數(shù)量上優(yōu)勢(shì)種,隨著當(dāng)?shù)氐乩?、氣候環(huán)境和條件的變化與差異,其物種多度的空間分布特征主導(dǎo)了云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)密度、優(yōu)勢(shì)度和物種多樣性的地理變化趨勢(shì)。
在自然環(huán)境中的不同條件下,蚊類(lèi)的孳生都必須依賴各種類(lèi)型天然或人為形成的水體。蚊類(lèi)物種多樣性指數(shù)與均勻度、生態(tài)優(yōu)勢(shì)度、海拔和年平均氣溫呈相關(guān)關(guān)系,而與降水量關(guān)系較小,說(shuō)明蚊類(lèi)物種多樣性與湖泊濕地特有的水濕條件等重要環(huán)境因素關(guān)系密切。 湖泊濕地是介于水域生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的一種特殊而穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),尤其是非季節(jié)性(永久性)的天然湖泊濕地湖畔周邊的常年積水和過(guò)濕土地可為蚊類(lèi)幼蟲(chóng)常年孳生提供穩(wěn)定的水濕環(huán)境和生長(zhǎng)條件。因此,濕地蚊類(lèi)的孳生和生長(zhǎng)完全可以不依賴當(dāng)?shù)赜炅慷嗌俣嬖?。湖泊濕地蚊?lèi)物種多樣性與年降水量無(wú)關(guān),說(shuō)明永久性的天然湖泊濕地這類(lèi)非常穩(wěn)定和特殊的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)當(dāng)?shù)匚妙?lèi)物種的保存、滋生、繁衍和物種擴(kuò)散都可能起到了非常重要的作用。
此外,湖泊濕地蚊類(lèi)物種多樣性與當(dāng)?shù)亟涤炅繜o(wú)關(guān),也形成了它與云南西部橫斷山區(qū)蚤類(lèi)(龔正達(dá)等,2001)和 “三江并流”區(qū)域的瀾滄江、怒江和金沙江流域的蚊類(lèi)(葛軍旗等,2008;張菊仙等,2008;李棟等,2011)不同地理環(huán)境、區(qū)域類(lèi)型和生態(tài)系統(tǒng)中,物種多樣性空間分布格局與雨量的多少、分配特征密切相關(guān)而顯然不同的生態(tài)學(xué)特征。
云南由于其特殊的地理位置和復(fù)雜的自然氣候,研究證實(shí)存在著乙型腦炎、登革熱、基孔肯雅、辛得比斯、巴泰、可提、致病性環(huán)狀病毒等多種蚊媒病毒(邊長(zhǎng)玲等,2009),新發(fā)現(xiàn)濃核病毒和kadipiro病毒等蟲(chóng)媒病毒(Sunetal.,2009)。云南不僅為我國(guó)蚊類(lèi)區(qū)系和物種分布和分化的中心(張菊仙等,2008),也是我國(guó)目前蚊傳蟲(chóng)媒病毒檢出和發(fā)現(xiàn)種類(lèi)最多的地區(qū)(邊長(zhǎng)玲等,2009)。
近年來(lái), 媒介生物群落多樣性在疾病傳播中所起的作用正在被人們所認(rèn)識(shí), 并受到越來(lái)越多的關(guān)注(Ostfeldetal, 2000; Ezenwaetal.,2006;Mills, 2006)。媒介生物群落的高多樣性能降低某些人畜共患傳染病(zoonoses)的流行風(fēng)險(xiǎn)。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn), 云南濕地蚊類(lèi)在北緯25°以南和海拔2 000 m以下區(qū)域的均勻度和多樣性指數(shù)都較低,而蚊類(lèi)的密度和優(yōu)勢(shì)種三帶喙庫(kù)蚊多度均較高。而這些區(qū)域正好多是當(dāng)?shù)匾倚湍X炎等蟲(chóng)媒疾病流行和頻發(fā)的區(qū)域(邊長(zhǎng)玲等,2009)。
云南高原湖泊濕地蚊類(lèi)的優(yōu)勢(shì)種三帶喙庫(kù)蚊(86.26%)、常見(jiàn)種中華按蚊(9.36%)和致倦庫(kù)蚊(2.81%) 它們不僅數(shù)量多,且分布較為廣泛。目前,據(jù)國(guó)內(nèi)研究結(jié)果統(tǒng)計(jì):三帶喙庫(kù)蚊和中華按蚊分別能自然感染8種蟲(chóng)媒病病原,而致倦庫(kù)蚊能自然感染6種蟲(chóng)媒疾病病原(邊長(zhǎng)玲等,2009),三者均為國(guó)內(nèi)自然感染率高且傳播病原種類(lèi)最多的蚊種。此外,有學(xué)者認(rèn)為隨著候鳥(niǎo)遷飛過(guò)境和在湖泊停棲, 輸入西尼羅病毒而引發(fā)西尼羅病毒病可能性很大(瞿逢伊,2006)。因此,天然湖泊濕地這類(lèi)穩(wěn)定和特殊的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)上述媒介蚊種常年的孳生、繁衍以及各類(lèi)病原的長(zhǎng)期保存、擴(kuò)散和疾病流行都會(huì)起到非常重要的作用或存在一定的關(guān)系。
云南地形和氣候環(huán)境復(fù)雜多樣,在我國(guó)5大類(lèi)濕地中,除缺乏濱海濕地之外,沼澤濕地、湖泊濕地、河流濕地和人工濕地4大類(lèi)濕地在不同地理和氣候環(huán)境內(nèi)均廣泛分布。除本研究涉及的高原湖泊濕地外,還有高原河流濕地、高原溪溝濕地、高原沼澤濕地、高原水庫(kù)濕地、高原塘池濕地和高原水田濕地等(金振洲,2009)。鑒于此, 云南不同類(lèi)型濕地蚊類(lèi)群落和物種多樣性空間分布特征、重要媒介物種多度分布與氣候環(huán)境、干擾因素和疾病之間的關(guān)系,以及蚊媒疾病的防控等內(nèi)容都是值得進(jìn)一步研究和探討的問(wèn)題。
致謝現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工作中得到迪慶、麗江、玉龍、寧蒗、永勝、劍川、鶴慶、祥云、玉溪、通海、澄江、昭通、紅河、蒙自、石屏、昆明、宜良、晉寧、文山、丘北等地州市縣疾控中心和鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院的支持和幫助,謹(jǐn)此致謝!