桐花樹毛顎小卷蛾幼蟲空間分布型及抽樣技術(shù)

陳文玉

(泉州森林公園管理處，福建 泉州 362000)

空間格局是昆蟲種群的重要屬性之一，是由物種的生物學(xué)特性和生境條件所決定，反映了種群棲息生境的行為習(xí)性和環(huán)境同質(zhì)或異質(zhì)性的迭加影響[1]。毛顎小卷蛾(Lasiognathacellifera)是紅樹林桐花樹的重要害蟲[2-3]。劉文愛等[4]應(yīng)用6種聚集度指標(biāo)研究該蟲幼蟲的空間分布型，表明該蟲幼蟲呈現(xiàn)聚集分布，分布的基本成分是個(gè)體群，聚集強(qiáng)度隨幼蟲密度的升高而相應(yīng)增大。但鮮有該蟲種群時(shí)序空間分布的有關(guān)研究報(bào)道。本文應(yīng)用5種聚集度指標(biāo)以及Iwao法的m*-m直線回歸法和Taylor法的冪法則，以2012年泉州灣洛陽江東岸紅樹林桐花樹毛顎小卷蛾種群每月調(diào)查數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)毛顎小卷蛾幼蟲的時(shí)序空間分布型進(jìn)行分析，以期為害蟲監(jiān)測和防治提供參考。

1 材料和方法

1.1 研究地概況

研究地設(shè)在福建泉州灣洛陽江東岸紅樹林桐花樹人工種植區(qū)，屬海洋性季風(fēng)氣候，為臺(tái)風(fēng)多發(fā)區(qū)。泉州是桐花樹在太平洋西岸天然分布的北界。2000年以來，泉州灣洛陽江東岸灘涂上，人工種植以桐花樹、秋茄為主的紅樹林面積420 hm2，成為福建省乃至我國東南沿海人工紅樹林面積最大的區(qū)域。近年來，毛顎小卷蛾在泉州灣紅樹林桐花樹上危害逐年趨重，嚴(yán)重時(shí)造成大面積桐花樹葉片枯黃脫落，極大地影響紅樹林生長。

1.2 樣地設(shè)置與數(shù)據(jù)調(diào)查方法

依據(jù)潮水位的高低，在高潮灘、中潮灘、低潮灘的桐花樹毛顎小卷蛾發(fā)生區(qū)各分別設(shè)立3個(gè)5 m×5 m的標(biāo)準(zhǔn)樣方，各樣方間距150～200 m。2012年選擇晴朗天氣的海水低潮時(shí)間，在每個(gè)樣方隨機(jī)采集長度10 cm左右的桐花樹樣枝50～60個(gè)，裝入透明的塑料樣品袋后帶回室內(nèi)，從樣枝中隨機(jī)選取100個(gè)小枝梢(最后一級(jí)的分枝)統(tǒng)計(jì)毛顎小卷蛾幼蟲蟲口數(shù)量，以9個(gè)樣方中平均每100個(gè)小枝梢上的蟲口數(shù)作為每次調(diào)查的平均蟲口密度。

1.3 空間分布分析方法

參考前人研究方法，用叢生指標(biāo)I、擴(kuò)散系數(shù)C、聚集指數(shù)CA、平均擁擠度m*、聚塊指標(biāo)m*/m和負(fù)二項(xiàng)分布系數(shù)K共6個(gè)聚集度指標(biāo)[5-7]研究確定種群的空間分布型。用Iwao法的m*-m直線回歸法[6,8,9]和Taylor法的冪法則[10,11]對(duì)種群分布的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其格局作進(jìn)一步的檢驗(yàn)和綜合分析。數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Office 2007和SPSS18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.4 不同蟲口密度理論抽樣數(shù)

理論抽樣數(shù)是指在保證抽樣質(zhì)量的前提下最少需要抽取的樣本數(shù)，不僅可以控制抽樣過程的誤差，同時(shí)還可以節(jié)省人力、物力。應(yīng)用Iwao法來確定理論抽樣數(shù)N：N=t2[(α+1)/m+β-1]/D2，式中m為平均密度，N為最適抽樣數(shù)，t為一定置信度下的t分布值，實(shí)際調(diào)查中t一般取1(此時(shí)置信度P=0.7)，α、β為m*-m回歸方程中的參數(shù)，D為允許誤差值(置信區(qū)間取0.1，0.2，0.3)[11-13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 毛顎小卷蛾各項(xiàng)聚集度指標(biāo)

從毛顎小卷蛾種群調(diào)查數(shù)據(jù)及聚集度指標(biāo)測定結(jié)果(表1)可知，毛顎小卷蛾幼蟲在1月至7月上旬，8月至10月上旬，以及11月和12月期間的聚集度指標(biāo)均為I>0，C>1，CA>0，m*/m>1，K>0，表明這些階段毛顎小卷蛾種群林間的空間格局均呈聚集分布；而7月中下旬和10月中下旬的聚集度指標(biāo)為I<0，C<1，CA<0，m*/m<1，K<0，此期間毛顎小卷蛾種群林間的空間格局為均勻分布。由表1可知，在這2個(gè)階段前期，即5月和9月，毛顎小卷蛾的種群平均擁擠度達(dá)到了一定的水平，5月的平均擁擠度超過了30，8月下旬到9月中旬的種群擁擠度也在23以上，可能是毛顎小卷蛾種群數(shù)量接近飽和，為了保證充足的食物供給，毛顎小卷蛾進(jìn)行了擴(kuò)散的結(jié)果，使得空間分布有所變化。

表1 毛顎小卷蛾幼蟲不同月份空間分布型參數(shù)(福建泉州 2012)

2.2 毛顎小卷蛾幼蟲空間分布回歸分析

2.2.1 Iwao的m*—m回歸分析法 計(jì)算結(jié)果(表略)表明，毛顎小卷蛾幼蟲平均擁擠度和平均密度存在線性關(guān)系(R2=0.975)。運(yùn)用Iwao提出的模型，可得相關(guān)回歸方程式為m*=1.069m+1.911，R=0.988**，表明毛顎小卷蛾在桐花樹上的平均擁擠度和平均密度之間的線性回歸關(guān)系極顯著；β>1表明毛顎小卷蛾總體分布格局呈聚集分布，α>0說明毛顎小卷蛾在桐花樹上分布的基本成分是個(gè)體群，個(gè)體之間存在相互吸引關(guān)系。

2.2.2 Taylor冪法則 計(jì)算結(jié)果(表略)表明，毛顎小卷蛾幼蟲樣本平均數(shù)(m)與方差(S2)的對(duì)數(shù)值之間，即lgS2與lgm之間存在線性關(guān)系(R2=0.913)。運(yùn)用Taylor冪法則模型，可得相關(guān)方程式為lgS2=1.339lgm+0.216，R=0.955**，表明毛顎小卷蛾在桐花樹上的聚集度與種群密度之間的指數(shù)回歸關(guān)系極顯著。由方程式可知lga=0.216，可得a=100.216=1.644：a>1，b>1，表明毛顎小卷蛾呈聚集型分布，這與聚集度指標(biāo)法測定結(jié)果相一致，且分布具有密度依賴性，即聚集強(qiáng)度隨種群密度的升高而相應(yīng)增大。

2.3 毛顎小卷蛾幼蟲理論抽樣數(shù)

將相應(yīng)值代入Iwao的理論抽樣公式N=t2[(α+1)/m+β-1]/D2=t2[2.911∕m+0.069]∕D2(t=1，D=0.1，0.2，0.3)，可得出不同允許誤差下毛顎小卷蛾在各種密度的林間理論抽樣數(shù)(表2)?？梢?，當(dāng)允許誤差固定時(shí)，毛顎小卷蛾種群的最適抽樣數(shù)隨平均蟲口密度的增大而下降，只是下降的幅度逐漸縮小；當(dāng)蟲口密度固定不變時(shí)，該蟲的最適抽樣數(shù)隨允許誤差的增大而下降。

表2 毛顎小卷蛾幼蟲理論抽樣數(shù)

3 結(jié)論與討論

種群的空間分布結(jié)構(gòu)是種群的主要特征之一，對(duì)了解昆蟲種群的猖獗、擴(kuò)散行為、種群管理及持續(xù)控制具有一定的實(shí)際意義[14-15]。運(yùn)用聚集度指標(biāo)法和回歸模型法分析毛顎小卷蛾空間格局表明，毛顎小卷蛾幼蟲在桐花樹林中的分布總體上呈現(xiàn)聚集分布，基本成分為個(gè)體群，該結(jié)論與丁珌[2]、劉文愛等[4]研究結(jié)果一致，但當(dāng)種群數(shù)量在一定時(shí)空范圍內(nèi)達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，種群有擴(kuò)散分布趨勢。昆蟲種群的聚集是其度過逆境的有效策略，種群呈現(xiàn)聚集分布有利于其度過逆境，這對(duì)于種群抵抗天敵的攻擊、異常氣候的脅迫等具有重要的生態(tài)學(xué)意義。不同時(shí)期毛顎小卷蛾種群的空間分布會(huì)有些許差別，絕大部分時(shí)期為聚集分布，偶爾均勻分布，可能與毛顎小卷蛾成蟲產(chǎn)卵的選擇和后期外界逆境對(duì)種群的影響有關(guān)。在年周期中，毛顎小卷蛾種群在5月和9月的聚集程度明顯高于其他月份。葉思敏[2]研究也表明，桐花樹毛顎小卷蛾在泉州灣地區(qū)1年發(fā)生8代，世代重疊，1年內(nèi)有2個(gè)明顯的危害高峰期，分別出現(xiàn)在5月中旬和9月下旬。毛顎小卷蛾種群空間格局在時(shí)間序列上的這一特征體現(xiàn)了其對(duì)海岸潮間帶惡劣生境的適應(yīng)，同時(shí)也可以認(rèn)為是這一惡劣生境脅迫的結(jié)果。

通過研究毛顎小卷蛾幼蟲在桐花林中的空間格局，提出理論抽樣數(shù)公式，給出不同蟲口密度以及不同誤差要求的最適抽樣數(shù)。當(dāng)種群密度上升到一定數(shù)量時(shí)，由于生存空間的限制，種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境的最大容量，抽樣數(shù)量也趨于穩(wěn)定。在實(shí)地調(diào)查中，可以根據(jù)實(shí)際要求確定允許誤差，再根據(jù)毛顎小卷蛾平均蟲口密度的不同確定最適抽樣數(shù)，避免抽樣過少影響統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性或抽樣過多增加勞動(dòng)量。在桐花林內(nèi)對(duì)毛顎小卷蛾幼蟲進(jìn)行抽樣調(diào)查、預(yù)測預(yù)報(bào)和綜合治理過程中，應(yīng)根據(jù)理論抽樣數(shù)，結(jié)合林地實(shí)際情況科學(xué)使用。