森林是昆虫生存和繁衍的重要栖息地，是维持昆虫多样性的重要保障。但随着天然林被砍伐、大量种植人工林造成了森林植被种类组成和森林景观格局的改变，森林结构的变化对林下昆虫种类、分布和功能产生了什么的影响？为此，本书在毁林率最高的温带地区内(北京百花山自然保护区、河北省承德市丰宁坝上地区、河北省平泉市辽河源自然保护区、辽宁省横跨义县和北镇市的医巫闾山国家级自然保护区、辽宁省彰武县章古台自然保护区、辽宁省丹东宽甸满族自治县白石砬子自然保护区、吉林省延边朝鲜族自治州长白山自然保护区、黑龙江省海林市张广才岭原始林保护区和黑龙江省尚志市帽儿山老爷岭地区)开展调查植被和步甲的调查，在此基础上探讨中国温带森林步甲多样性变化及影响因素。本书共7章：第一章绪论，主要介绍了生物多样性现状和影响生物多样性的主要因素；第二章介绍了昆虫的重要性和研究现状，以及跨类群的一致性和本书的替代类群；第三章介绍了目前我国温带森林步甲多样性的研究现状和不足，并阐述了本书研究的目的和意义；第四章介绍了本书包括的研究地区概况和研究方法；第五、六、七章分别开展了森林植被种类组成、森林气候特征和森林景观格局对步甲多样性的影响；附录包括动植物样本调查采集到的植被和步甲的种、属、科名，以及采集地和经纬度信息名录。

昆虫多样性带来的生态系统服务与功能对人类的生存和发展具有不可或缺的作用，其中天敌昆虫的捕食作用是生态系统服务的重要组成部分。陆生捕食性昆虫种类繁多，包括螳螂、瓢虫和步甲等，其中步甲类昆虫的捕食功能尤为突出。步甲科为鞘翅目肉食亚目中物种分布数量最多的科级分类单元，目前已定名39495种，依据模型推导，93%的步甲是捕食性的。捕食类型的动物可以通过控制天敌数量自上而下地控制其他物种，所以它们在维护自然生态平衡方面显得尤为重要。因此，作为控制生物害虫的重要类群，步甲对维护林业生态平衡起着重要的作用。 温带森林是我国重要的森林资源储备库，在维护我国野生动植物生存的过程中发挥着重要作用，兼具防风固沙、保持水土、调节气候等多种生态功能。新中国成立初期，由于工业建设的需要及“以粮为纲”政策的实施，我国温带地区森林遭受了超量采伐和大面积毁林开荒，导致了森林资源面临严重消耗的危机，原始林和成熟林急剧减少，次生林逐渐增加。近30年来，全球气候变化带来的恶劣影响增强了人们保护森林的意识，秉承“金山银山，不如绿水青山”的理念，以早日实现中华民族伟大复兴为目标，以不断为全人类做出贡献为使命，我国实施了全面停止天然林采伐的举措，大力倡导封山育林，并种植人工林。近几年，人工造林建设取得了丰硕的成果，有效缓解了生态环境面临的压力。但大多数人工林是由单一同龄树种构建的，大面积人工林的增加改变了初始森林的结构。关于我国温带森林结构对生物多样性作用的研究才刚刚起步，需要开展大量的研究为我国森林生态系统的恢复建设提供理论依据。 步甲科昆虫是森林生态系统中最丰富的类群之一，以捕食性物种占主体的这一特征，对维持生态系统的稳定性起到了重要的作用。因其种类繁多，行为和生理的异质性使它们成为一系列生态系统过程的指示生物。因此，在温带森林区域研究森林植被类型和结构的变化对步甲多样性的影响，对维持我国森林生态系统稳定及提升森林生态系统服务功能具有重要意义。 为此，我们的科研团队，包括本书的作者孙晓杰博士和桑卫国教授，及中国农业大学刘云慧教授团队，伦敦大学Jan Axmacher教授团队，西交利物浦大学邹怡博士和中科院植物所白帆博士，历时9年，在我国温带森林区域沿大兴安岭、小兴安岭的走势选取北京市东灵山自然保护区、河北省张家口市坝上地区、河北省平泉市辽河源自然保护区、辽宁省横跨义县和北镇市的医巫闾山国家级自然保护区、辽宁省彰武县北部章古台自然保护区、辽宁省丹东市宽甸满族自治县白石砬子自然保护区、吉林省延边朝鲜族自治州长白山自然保护区、黑龙江省海林市张广才岭、黑龙江省尚志市帽儿山老爷岭共9个保护区进行步甲和植被多样性调查。在9个保护区中，我们共设置了159个样方，累计调查579天，共获取162种（含2新种，已发表）30685头步甲，723种草本植物，122种灌木植物。经过对动、植物物种数据进行科学分析，完成了步甲多样性的研究，研究结果呈现出了我国温带森林步甲多样性现状，不同功能群组的分布状态，以及森林植被类型、气候和景观结构对步甲多样性和分布产生的影响。 本书在编纂过程中得到了很多人的帮助和支持，在这里我要真诚感谢辽河源保护区董海森等工作人员在我们赴辽河源保护区采样过程中给予的帮助。感谢东北林业大学张全智老师在我们赴帽儿山老爷岭采样过程中给予的帮助，同时感谢张老师为本试验提供的气象数据。感谢白祈福和张颖在我们赴张广才岭采样过程给予的帮助。非常感谢长白山自然保护区管理中心、长白山科学院和长白山自然博物馆的工作人员对我们在野外工作中给予的大力协助和支持。衷心感谢长白山森林生态系统研究站、北京森林生态系统研究站和平泉林业局的工作人员的热情接待。 感谢伦敦大学的Maryse Diekman、眭中州等人、中央民族大学的杨鑫、北京大学的王馨在野外采集、标本制作和数据整理上给予的帮助。感谢中科院动物所梁红斌老师和刘晔老师，北京林业大学的史宏亮老师在步甲鉴定上给予的帮助和支持。感谢北京大学的刘鸿雁老师，南开大学的石福臣老师及长白山自然保护区的周海在植被鉴定过程中给予的帮助。感谢中科院植物所的白帆和中国农业大学的刘云慧教授团队对本研究部分样地数据的分享。 感谢中科院植物所赖江山老师和杨建老师在数据分析和 R 软件使用上的指导；感谢中国农业大学段美春博士和伍盘龙博士在数据分析和问题讨论上给予的意见和帮助；特别感谢伦敦大学的Jan Axmacher教授和西交利物浦大学的邹怡博士对本书的科研思路和撰写内容给予的建议。最后，感谢我的老公郭晨辉博士在我写作过程中给予的建议，以及对文稿校对等方面提供的帮助。此书的出版得到山西省青年科技研究基金的资助，特此深表感谢。 本书对我国温带森林步甲类群开展了较为全面和深入的调查研究，期望能对温带森林及其他植被区内昆虫多样性的研究贡献微薄之力。由于编者专业水平有限，书中错误在所难免，敬请各位专家、学者指正。 张晓杰

第一章 生物多样性的研究背景 1 第一节 生物多样性概念 1 第二节 生物多样性的价值及意义 2 第三节 生物多样性现状及面临的威胁 5 一、生物多样性现状 5 二、生物多样性面临的威胁 7 第四节 保护生物多样性的必要性和紧迫性 14 第二章 昆虫多样性及跨类群的一致性 17 第一节 昆虫的重要性 17 第二节 昆虫研究的局限性 19 第三节 影响昆虫多样性变化的因素 20 一、植被对昆虫多样性的影响 20 二、气候因素对昆虫多样性的影响 21 三、景观格局对昆虫群落组成的影响 23 第四节 生物多样性与替代类群 25 一、替代类群和跨类群的一致性 25 二、多类群或多功能组的研究 27 三、本书的替代类群 30 第三章 温带森林步甲多样性研究现状及意义 32 第一节 步甲科昆虫多样性研究现状 32 一、步甲生态学作用 32 二、步甲多样性现状 35 第二节 温带森林步甲多样性研究现状 36 一、国外温带森林步甲多样性的研究 36 二、我国温带森林步甲多样性的研究 40 三、目前我国步甲多样性研究中存在的不足及需要开展的研究内容 44 四、研究目的与意义 45 第四章 我国温带森林步甲多样性研究方法 47 第一节 研究区概况 47 第二节 取样方法 51 一、研究区域内样方设计 51 二、步甲多样性调查 52 三、维管植物多样性调查 54 第三节 昆虫标本制作、鉴定和特征分类 55 一、步甲标本制作 55 二、步甲种类鉴定 55 三、步甲特征分类 56 第四节 维管植物分类 56 第五节 数据分析方法 56 一、草本植物谱系树的构建和谱系多样性指数的计算 56 二、生物多样性指数 58 三、取样点地理空间数据转换 60 四、景观指数 61 五、步甲及植被数据的使用方法 62 第五章 植被对温带森林步甲多样性及功能组的影响 64 第一节 研究材料和方法 64 一、研究地区和样地设置 64 二、昆虫及植被调查 64 三、物种特征 64 四、数据分析 65 第二节 研究结果 66 一、不同研究地区步甲多样性差异 66 二、步甲不同功能组的差异 68 三、取样时间和取样地点对步甲分布变化作用的检验 74 四、植被结构对步甲分布的影响 74 五、华北林区草本植物与步甲的多样性差异 75 六、草本群落谱系多样性指数对步甲功能组的影响 75 第三节 讨论 78 一、森林类型对步甲多样性的影响 78 二、森林结构对步甲多样性的影响 79 三、草本植物多样性与步甲多样性的关系 80 四、影响温带森林步甲功能组的因素 80 第四节 结论 83 第六章 栖息地气候特征对温带森林步甲群落的影响 85 第一节 研究材料和方法 86 一、研究区和样地选择 86 二、昆虫生境的气候和地理因素调查 86 三、数据分析 86 第二节 研究结果 90 一、步甲多样性随季节性变化的规律 90 二、不同季节步甲群落周转 92 三、气候及地理因素对步甲群落物种多样性的影响 92 四、气候变化对步甲群落周转的影响 95 第三节 讨论 97 一、温带森林步甲不同季节的活动模式 97 二、栖息地气候特征对步甲多样性的影响 98 三、气候因素对步甲群落周转的影响 99 第四节 结论 101 第七章 温带森林景观结构对步甲多样性和群落物种组成的影响 102 第一节 研究材料和方法 102 一、研究区和样地选择 102 二、昆虫分类和景观制图 103 三、数据分析 106 第二节 研究结果 108 一、不同研究地区森林景观结构的差异 108 二、不同研究地区步甲丰富度的比较 109 三、不同地区步甲的分布范围 110 四、景观指数与步甲群落组成的关系 112 五、多元线性回归分析 116 第三节 讨论 117 一、森林景观变化对步甲丰富度的影响 117 二、森立景观变化对步甲群落特化种的影响 119 三、森林景观变化对步甲群落泛化种的影响 121 四、景观变化对步甲群落优势种的影响 122 第四节 结论 123 附录一 125 附录二 159 附录三 162 参考文献 168