塔吉克斯坦粉蝶(昆虫纲:鳞翅目:粉蝶科)系统学和多样性研究

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塔吉克斯坦的粉蝶科(Pieridae)同蝶类的其他科一样,没有进行过系统性的修订,在种和亚种的分类地位,杂交导致的新变异、物种命名、同物异名,以及某些种类是否存在等问题上均存在分歧。几乎所有已发表的关于塔吉克斯坦粉蝶科的工作都是基于区系特征的,尽管一些工作在不同程度上涉及到了系统学内容,但都在以下几个方面与现代分类学标准不符:第一,这些工作没有对粉蝶科的分类问题进行深入讨论;第二,大部分的工作均发表于上个世纪,甚至更早,近期发表了一篇关于中亚国家鳞翅目(Lepidoptera)的工作中给出了塔吉克斯坦蝶类的名录,但其中的某些物种源自需要更新的旧文献;第三,没有包含塔吉克斯坦所有的粉蝶科物种种类。  因此,上述的复杂工作需要我们基于现代系统学手段进行研究,需要进行更加综合性的考察工作,在些基础上明确粉蝶科在塔吉克斯坦分布的物种情况。这种研究方法无论对于现在和还是将来的工作都是非常必要的,因为它是进一步研究和决策的基础。基于我们采集的研究材料以及文献记录,到目前为止,塔吉克斯坦分布有粉蝶科近58个种和亚种。这些种类广泛分布于平原、山丘和高山,以及塔吉克斯坦南部的季节性沙漠中。  我们的研究表明,塔吉克斯坦的粉蝶科可分为3个亚科、11属、8亚属,以及2个存疑属(贝粉蝶属Belenois=Anaphaeis和珂粉蝶属Colotis)。除去两个存疑属,目前塔吉克粉蝶科的低阶分类单元(属和亚属)总数达到了19个。高级阶元的属级分布为:袖粉蝶亚科(1属)、黄粉蝶亚科(2属)、粉蝶亚科(8属)。  袖粉蝶亚科:只有1属——小粉蝶属Leptidea,包括三个种:L.sinapis,L.darvazensis和L.juvernica,此三种均为高山种。本文记述了一个新亚种——Leptidea juvernica khovalingica ssp.nov.,并系统性整理了小粉蝶属的世界名录。  黄粉蝶亚科:包含2属——钩粉蝶属Gonepteryx和豆粉蝶属Colias。钩粉蝶属Gonepteryx只有一个代表种——G.farinose Zeller,这个物种在塔吉克斯坦广泛分布,但数量却明显较少。豆粉蝶属Colias分为4个亚属:亚豆粉蝶亚属Asiocolias Korb、优豆粉蝶亚属Eucolias Berger、豆粉蝶亚属Colias s.str.和耳豆粉蝶亚属Eriocolias Berger,包含13个种,在种的数量上来说是粉蝶科在塔吉克斯坦最大的一个属。种数最多的亚属是Eriocolias,有7个种,其它亚属则较少:Asiocolias(1种)、Eucolias(3种)、Colias(2种)。  粉蝶亚科:包括8属(荣粉蝶属Euchloe Hübner、眉粉蝶属Zegris Boisduval、襟粉蝶属Anthoeharis Boisduval、侏粉蝶属Baltia Moore、云粉蝶属Pontia Fabricus、粉蝶属Pieris Schrank、绢粉蝶属Aporia Hübner和邻绢粉蝶属Metaporia Butler)4亚属,共有21个种。从含有属的数量上来看,粉蝶亚科远超其他两个亚科。荣粉蝶属Euchloe包括2个亚属(Euchloe s.str.和Elphinstonia Klots),粉蝶属Pieris也包括2亚属(Pieris s.str.和Artogeia Verity)。从粉蝶亚科各个属所含种的数量来看,大部分(9种)属于粉蝶属Pieris,其他属则只有1个或2个代表种,而云粉蝶属Pontia属则有4个。  鳞翅目是昆虫纲中的第二大目(仅次于鞘翅目),在塔吉克斯坦也是极具意义。鳞翅目的生态功能在塔吉克斯坦极具影响力。同时,众所周知,鳞翅目昆虫对环境变化相当敏感,而且其种群数量的动态变化也是生态环境的重要指标。  然而,有关鳞翅目的生态学研究在塔吉克斯坦仍然偏少。已发表的工作仍然需完善,其中一个重要的方面就是鳞翅目昆虫粉蝶科的分布,总结和完善塔吉克斯坦粉蝶科的地理分布、垂直分布、发生代数,以及他们的生物学习性。完善的阐述鳞翅目昆虫的生态学意义是评估它们的危害性的重要理论基础。如上所述,粉蝶科在林业上(绢粉蝶Aporia crataegi和中亚绢粉蝶Metaporia leucodice)和农作物(欧洲粉蝶Pieris brassiccae和菜粉蝶P.rapae)的虫害发生,每年造成的损害越来越大。无法排除的一个原因就是人为因素导致的部分粉蝶和昆虫数量的下降。关于它们的保护,部分种类已经被列入《塔吉克斯坦红皮书》。因此,研究粉蝶科的生态学和系统分类非常重要。  塔吉克斯坦粉蝶科的生态学研究不足。尽管有一些关于单一物种的研究资料,但主要问题并没有得到解决。在这些物种中,有一些为本地特有种,一些为稀有或涉危物种,另有部分物种是重要的农林业害虫,那么对这一类群的生态学、系统学相结合的综合研究非常重要。因此,本学位论文是对粉蝶科物种进行的生态学综合研究,主要解决以下科学问题:塔吉克斯坦粉蝶的分布;垂直分布;粉蝶物种物候学;特有种、稀有物种、涉危物种、为害物种的鉴定及其保护或防控。  垂直分布:有关包括塔吉克斯坦在内的中亚山区的昆虫的垂直分布研究不充分。动物的一般性垂直分布由Severtsov(1953)完成,该研究里面昆虫类群的大量研究工作都由Krizhanovskii(1965)、Emelianov(1974)、Borisov(1989)、Korb(1994,2012)等人发表。这些关于塔吉克斯坦鳞翅目的研究由Yu.L.Stshetkin(1981)和Yu.Yu.Stshetkin(1975,1984)进行了整理。应当指出,这些垂直分布研究并不包括粉蝶科的所有种类,也没有完全覆盖塔吉克斯坦,而是只包含一些山坡和山谷。现在通常运用传统的方法对塔吉克斯坦的鳞翅目(蝶类)区系进行垂直分析,将动植物作为一个整体来分析,没有单独分析垂直带的分布。主要的困难是在对区系的每个样带进行数据统计和分析时带来的巨大工作量,以及缺乏一个统一的分离区系每个垂直带的方法。垂直分割区系的方法使用比较普遍的观点,即将山脉划分为低山、中山和高山。而山谷也被认为是一个独立的垂直带。物种的分布不仅在山区,而且也在山谷。因此,考虑到粉蝶科在塔吉克斯坦的所有分布特点,我们认为使用上述方法更为有效。  首先,基于我们的采集的蝴蝶标本,分别统计了四个垂直样带(山谷、低山、中山和高山)的物种数量。我们发现,某些物种在所有的样带中都能采集到,因此他们的分布并不仅仅像其他物种那样限制在一个或两个样带中,而是分布于所有样带。而对于非均匀分布的蝴蝶种类则需要更全面的调查,以便推测出它们的可能分布地点。论文中我们描述和介绍了粉蝶科中的普通的高海拔物种和低中海拔物种等。为了评估粉蝶科的垂直分布规律,我们对每一个垂直带所发现的物种分别进行了统计。总共发现粉蝶科昆虫36种,其中4种分布在平原-高山带,8种在平原-中山带,9种分布在中山-高山带,15种分布在高山带。  地理分布:蝴蝶的种类组成和分布,是评估蝴蝶生物多样性时最重要的信息。粉蝶科的种类约占蝴蝶种类总数的1.8%,它们分布在塔吉克斯坦不同类型的栖息地中,大多数广泛分布在山区,部分种类分布在山脚和山谷。这种不均匀的分布使每个物种的生境特征变得十分复杂,因而需要其他的研究方法来完善,因为像其它的昆虫一样,大部分的粉蝶种类并不仅分布于一个栖息地。在这种情况下使用生物地理分布方法显得非常必要,这样可以从大尺度上研究物种的栖息地。  粉蝶喜欢两种或更多种类的生境,而不同的生境类型有着不同类群的粉蝶,不同的生境有利于物种生态位的分离。毕竟每个生境都具有自己的特征,有时彼此之间相隔有一定的距离,但仍有一些相似性和关联。因此,通过生物地理方法的研究,我们将塔吉克斯坦的粉蝶划分为6个不同的分布型。  1.草甸、林地和草地(占据山脚和山区):包括5种粉蝶,所有这些种类都很容易扩散到其他类似的栖息地。  2.森林(在山区和河谷):在这个群落生境的物种为3个。  3.草甸、干草坡:这种生境有6种。作为山地物种,它们在斜坡、峡谷、山脊、边界上飞行,搜索合适的栖息地。蝴蝶栖息地的高度有时会上升,有时略微下降。  4.丘陵草地和耕地:在这类生境的只有1个物种。  5.石砾干草坡或草甸:包括17种,部分种类有时出现在石沙漠或半沙漠中。  6.各种类型的栖息地:包括4个物种。所有这些物种分布于不同类型的栖息地中(农地、荒野、半沙漠、河岸、草地、草甸、戈壁、稀有类型的森林、森林边缘等等),从平原到高山。  防治措施:防治这些害虫的方法通常也用于防治其他的鳞翅目害虫。主要措施是对正在取食的幼虫进行防治,但对越冬阶段的毛毛虫的防治也特别重要。因此,建议根据相应害虫的生物特性对其进行防治。推荐使用的防治措施:化学毒杀、生物防治等。
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