——山东地区直翅目昆虫多样性研究
主题类别 ： ¨ 科学观察 ¨ 科学实验 科学考察 ¨ 科学说明
作 者 ： 史珂语、赵汗青、武玉卿
指导教师 ： 张友同
学校班级 ： 临朐中学高一（2）班
摘要：直翅目昆虫与人类之间可以说是关系密切。例如，直翅目昆虫中的部分种类具有极高的经济价值，部分直翅目昆虫是重要的农业害虫。以此来看，直翅目昆虫对人类的影响既有积极的也有消极的，总之与人类的生产生活息息相关。因此研究直翅目昆虫对于农业害虫的防治以及资源昆虫的开发和利用意义重大。本次研究根据山东地区的地形地貌，将山东划分为鲁中南、鲁东以及鲁西北3个地理小区。运用了分类学及统计学的研究方法，并且采用扫网法、徒手捕捉法、灯光诱捕法等取样方法，针对山东地区直翅目昆虫的物种多样性进行了调查。结果显示，山东省直翅目昆虫共计8总科23科64属106种，与全国记载的直翅目昆虫种数相比，山东地区的物种数较少。
关键词：昆虫 直翅目 物种多样性 山东地区
引言：直翅目昆虫是人们常见且与人类关系密切的一个类群，在全世界都有广泛的分布，主要包括蝗虫、蟋蟀、螽斯、蝼蛄等。直翅目昆虫广泛分布于全国各个省区，而且分布范围差异不大，蝗虫、蟋蟀、螽斯、蚱都是分布于所有的省区。但是，山东地区的直翅目昆虫种类资源较少。
直翅目昆虫是一类具有极高的经济价值和广阔的开发前景的昆虫。他的开发利用途径主要有：①食用与饲用。研究发现，许多直翅目昆虫体内蛋白质和微量元素含量较高，富含人体所需的各种必需氨基酸，而且脂肪含量少，既可作为餐桌上的美食，也可用于饲养家禽等，并且其成本低、经济价值高。到目前为止，已经有730多种直翅目昆虫被确定为了可食用昆虫。②药用与保健。直翅目昆虫体内含有多种生理活性物质，能够强身健体、治疗疾病。例如，《本草纲目》记载，蝗虫可用来治疗某些疾病，如破伤风、发热、冻疮等，蟋蟀、蝼蛄可用于利尿消肿、解毒退热。③观赏与商贸。直翅目昆虫欣赏价值极高，蟋蟀、蝈蝈、纺织娘等，它们或是外形好看，色彩艳丽，或是鸣声悦耳动听，或是好斗，具有极高的商业价值。④一些易捕获，价廉适用的直翅目昆虫是不可多得的教学以及实验材料，可应用于生物学、遗传学、仿生学等许多领域。⑤直翅目昆虫体内产生的信息素和一些激素能够用于防治害虫，而且使用方便，对环境的污染小。除此之外，还有研究证明直翅目昆虫可作为生态环境变化的重要生物指示体，并且某些直翅目昆虫能够预测天气的变化。与此同时，直翅目昆虫中的部分昆虫也是重要的农业害虫，如东亚飞蝗、蟋蟀等。因此研究直翅目昆虫的意义重大，不仅能为昆虫的合理开发和利用提供重要的资料，而且也能够为农业上害虫的综合防治提供理论基础。
1 研究方法
1.1 样地设置
根据山东地区的地势以及地貌类型，将其划分为三大地貌小区，分别是鲁中南山地丘陵小区、鲁西北平原小区和鲁东丘陵小区。思及多种可能因素的影响，我们在鲁中南山地丘陵小区选取济南、济宁、潍坊、临沂作为调查地；在鲁西北平原小区选取东营、德州、聊城、菏泽作为调查地；在鲁东丘陵小区选取烟台、莱阳、崂山、日照作为调查地。在各个调查地的特定地点，根据当地的植被类型、地貌特征等环境特征取样并进行标本的采集。
1.2 样本采集及处理
取样时根据当地的具体生态环境，主要采用扫网法、徒手捕捉法、灯光诱捕法等多种方法在每个样地进行随机取样。采集到的昆虫记录其种类并统计后放回，对于不能确定其种类的昆虫，将其放入KCN毒瓶杀死后放入纸袋，在干燥阴凉的通风处自然晾干，并注明采集的信息，带回实验室在专家的帮助下鉴定。采取的每一样地，都要记录下采集时的具体时间、地点、天气等相关信息，便于日后查找。对于直翅目昆虫的鉴定，采用的工具书主要有《中国动物志昆虫纲第四卷》、《中国动物志昆虫纲第十卷》、《中国动物志昆虫纲第十二卷》、《中国蝗虫鉴定手册》、《中国蟋蟀总科和蝼蛄总科分类概要》、《蝗虫分类学》等。
1.3 数据处理
编制调查地区的直翅目昆虫名录，根据标本信息统计分析并且利用Excel对物种的多样性和均匀度进行分析。
1.3.1 多样性分析
采用Shannon-Weaver的多样性指数公式：
H′= － ∑PilnPi
其中Pi=Ni/N,Pi为种i的个体在全部个体中的比例，Ni为物种i的个体数，N为物种总个体数。
1.3.2 均匀度分析
采用Pielou均匀度指数公式：
J′=H′/㏑S
式中H′为Shannon-Wiener多样性指数，S为物种数。
2 结果分析
2.1形态特征概述
直翅目昆虫包括蝗虫、蟋蟀、螽斯、蝼蛄等。体型大到中型。头插于前胸中，呈圆形或者圆锥形。复眼发达，单眼一般为3个（螽斯科无单眼）。额很发达，垂直，一般均具有额唇基沟，唇基和上唇都发达。触角长而且多节，呈丝状或剑状。下口式，有典型的咀嚼式口器。前胸大而显著，前胸背板发达，呈马鞍状，中胸后胸腹板相连接。翅发达，前翅狭长稍硬化，皮革质，称为覆翅，有的种类退化成鳞片状。后翅膜质，臀区宽阔，能折叠于前翅之下，有的种类前后翅均退化或呈短翅状，蟋蟀、螽斯等种类的昆虫能以翅发音。前、中足利于爬行，后足特别发达，利于跳跃，但蝼蛄等掘地型昆虫的前足构造特殊。腹部一般11节，蝗虫、沙蟋、蝼蛄的雌虫都具有明显的产卵器，呈刀状、矛状或瓣状。腹部末端有尾须，或长或短，或单节或多节。凡能发音的种类，在其前足胫节或者腹部第一节有听器。
直翅目昆虫多自由活动，习性为植栖、洞栖或土栖。它们听觉、视觉灵敏，能鸣叫，多为植食性昆虫。其生活史为不完全变态，两性生殖，卵产于土下。
2.2 种类及分布
研究得知，山东省直翅目昆虫总计8总科23科64属106种，本次调查结果同已有文献记载的山东地区的直翅目昆虫相比缺少了蜢总科、裂跗螽总科和原螽总科种类。经过认真统计，山东地区共有蝗总科共7科32属53种，占总数的50%；蟋蟀总科共计5科11属20种，占总数的18.9%；螽斯总科5科12属18种，占总数的17%；蚱总科2科4属9种，占总数的8.5%；驼螽总科1科2属2种，占总数的1.9%；蝼蛄总科1科1属1种，占总数的1.9%；沙螽总科1科1属1种，占总数的0.9%；蚤蝼总科1科1属1种，占总数的0.9%。比较得出，山东地区直翅目昆虫类群最多的为蝗总科，最少的类群是沙螽总科和蚤蝼总科。
从分布区域上看，直翅目昆虫主要分布于鲁中南山地丘陵小区，达94种，在鲁东丘陵小区分布有84种，分布于鲁西北平原小区的有60种。以此可以说明，山东地区物种多样性最高的是鲁中南山地丘陵小区，其次是鲁东丘陵小区，物种多样性最低的是鲁西北平原小区。其中，三小区都有分布的直翅目昆虫类群达55种，在鲁中南山地丘陵小区和鲁东丘陵小区都有分布的达72种，在鲁东丘陵小区和鲁西北平原小区都有分布的达55种，在鲁中南山地丘陵小区和鲁西北平原小区都有分布的达60种。另外，只在鲁中南山地丘陵小区有分部的直翅目昆虫类群有16种，只在鲁东丘陵小区有分布的达12种，无只在鲁西北平原小区分布的直翅目昆虫。
3 结论
（1）山东省直翅目昆虫总计8总科23科64属106种，而本次调查研究在山东地区共采集到直翅目昆虫8总科18科53属83种，无新种发现，与全国记载的直翅目昆虫类群相比，山东地区的直翅目昆虫类群数量较少。本次调查的直翅目昆虫的种类同已有文献记载的山东地区的直翅目昆虫相比缺少了蜢总科、裂跗螽总科和原螽总科种类。结果存在差异可能是因为选取的调查地点、调查时间、取样的环境和方法等因素存在着一些偶然性。
（2）在山东地区的三个地理小区中，物种多样性最高的是鲁中南山地丘陵小区，其次是鲁东丘陵小区，物种多样性最低的是鲁西北平原小区。三个地理小区之间物种多样性存在着差异，可以看出山地丘陵地区物种多样性较大，而平原地区物种多样性较小一些。引起此番差异的原因可能有二：一个是人为因素，山地丘陵地区人类活动相对较少一些，因而昆虫的生长繁殖受人类活动影响较小，物种种类多；另一个是环境因素，山地丘陵地区植被种类、数目相对于平原地区更加的丰富，更有利于昆虫生活以及躲避敌害。
参考文献
[1]刘宪伟，殷海生.昆虫纲:直翅目[郑乐怡，归鸿主编.昆虫分类（上）][M]南京:南京师范大学出版社.1999
[2]滕兆乾.山东省直翅目（Orthoptera）昆虫多样性研究[D].济南:山东师范大学,2002.[3]钱迎倩,马克平主编.生物多样性研究的原理与方法[M].北京:中国科学技术出版社,1994.[4]张桂萍.生物多样性现状及其保护[J].晋东南师范专科学校学报,2001,18(3):38-40.[5]李馨,王丽红,王文强等.中国蝗虫物种多样性研究进展[J].延安大学学报（自然科学版）,2014,33(3):59-63.
