基于多元相似性聚类分析法的中国弄蝶地理分布格局研究

Studies on insect biogeographical regionalization have lagged behind and relied on terrestrial vertebrate zoogeographical regionalization for a long time, thus the work on insect faunal composition, distributional origination and evolutionary history, etc. always lack reliable basis. In resent years, studies on butterfly distribution increased, indicating that this group, on account of its relatively perfect taxonomic research foundation, will become a focus of insect biogeographical regionalization research in future. In China, survey and classification of Hesperiidae are more complete than those of other butterfly families, providing a relatively good foundation for distribution pattern study of this group. Meanwhile, a recently developed method, multivariate similarity cluster analysis (MSCA), solved the problem in calculation of multi-region similarity coefficient, offers a new approach for quantitative study of distribution. Therefore, this project plans to divide China’s territory into a number of basic geographic units based on natural environment and physical geography, and then establish a species and distribution database of Hesperiidae from China by examining literatures and specimens. At last, based on the distribution data of all species and subspecies, relationships of the basic geographic units will be analyzed by MSCA to reveal the distribution pattern of Hesperidiae in China. Results of this project will provide a foundation for biogeography research of skipper butterflies and insect biogeographical regionalization of China.

昆虫地理区划研究长期滞后，始终依赖陆栖脊椎动物地理区划方案，昆虫的区系构成、分布起源和演化历史等研究一直缺乏可靠依据。最近几年，国际上对蝶类的地理分布研究逐渐增多，预示着该类群将因其较好的分类研究基础，成为今后昆虫地理区划研究的热点。我国蝶类当中，弄蝶科的调查采集较为全面，分类学梳理和厘定较为完善，具备了开展地理分布格局研究的条件。同时，近些年提出的多元相似性聚类分析法，解决了多地区相似性系数计算的难题，为地理分布研究提供了科学途径。故此，该项目拟以中国版图为研究范围，根据自然地理状况，结合各省份和地区动物地理区划的现有结果，把中国划分为若干基本地理单元；以弄蝶科昆虫为研究对象，通过整理文献、借阅标本和补充采集，建立中国弄蝶种类和分布数据库；采用多元相似性聚类分析法，对弄蝶在基本地理单元中的分布情况进行分析，以求探明中国弄蝶地理分布格局，为弄蝶生物地理学和我国昆虫地理区划等研究提供基础。

将中国版图根据自然地理特征划分成了64个地理小区，梳理、筛选和修订了各类相关文献中的物种分布信息，检视了多家单位和多位蝴蝶爱好者的标本，对9个省区共计22个保护区和林场进行了野外调查。在此过程中，发表了2个新种和2个新亚种：Sovia lii Xue, 2015，Coladenia buchananii separafasciata Xue, Inayoshi & Hu, 2015，Sovia lucasii minor Xue, 2017和Coladenia simianensis Xue, 2017；发现了1个中国新纪录：Erionota acroleuca apicalis de Jong & Treadaway, 1992；恢复了Erionota acroleuca (Wood-Mason & de Nicéville, 1881)的有效名地位；修订了Coladenia neomaeniata Fan & Wang, 2006为Coladenia maeniata Oberthür, 1896的异名；厘清了Onryza maga (Leech, 1890)的地理分布范围；整理出了广西弄蝶初步名录。在此基础上，建立了中国弄蝶种类和分布数据库，包括了目前中国已知390种弄蝶在64个地理小区中的分布情况；另有8种因其分布信息过于宽泛而未纳入数据库中。采用多元相似性聚类分析法，对数据库中的信息进行了分析，结果显示，在相似性水平为0.260时，全国64个小区聚成了9个地理单元，分别是：A. 西北单元；B. 东北单元；C. 华北单元；D. 青藏单元；E. 江淮单元；F. 华中单元；G. 西南单元；H. 华东单元；I. 华南单元。其中，A、B、C、D构成了中国北方分布区，而其余5个单元构成了南方分布区，二者在中国中部以渭河和黄河一线为界。北方分布区中，A与B、C与D又分别聚为一个分支，可能反映了纬度因素对弄蝶分布的影响，以及内蒙古对新疆和东北弄蝶区系的连通作用。南方分布区分为两支，其中一支为(F+G)+E，说明环四川盆地的广大山区的弄蝶区系关系近于与长江中下游平原的弄蝶区系关系；另一支为H+I，体现了南岭山脉对我国南方地区弄蝶区系的连通作用。本研究结果为今后进一步整合周边国家和地区的弄蝶分布数据提供了平台，为深入开展弄蝶生物地理学和多样性保护提供了科学依据。