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埃及吹绵蚧在园林植物上的空间分布型研究

2011-06-09柴芳华安新城

环境昆虫学报 2011年4期
关键词:二项分布泊松理论值

柴芳华,郭 强,蒋 露,安新城

(1.中国科学院华南植物园,广州 510520;2.深圳野生动植物保护管理处,深圳 518001;3.广东省昆虫研究所,广州 510260)

埃及吹绵蚧Icerya aegyptiaca(Douglas),隶属于同翅目 Homoptera,珠蚧科 Margarodidae,吹绵蚧属Icerya,是一种重要的的园林害虫,在我国大部分地区都有分布 (王子清,1982)。该虫食性杂,寄主植物多达数百种,特别喜食木兰科植物(刘东明等,2003)。埃及吹绵蚧主要以雌成虫和若虫危害植物的叶芽、嫩枝及枝条,成群聚集在叶背面或嫩枝上吸食植物汁液,受害树木叶色发黄,枝梢枯萎,引起落叶落果,树势衰弱,甚至枝条或全株枯死,同时,排泄蜜露,诱致煤污病,影响植物光合作用 (徐公天,2003)。近年来在华南地区,埃及吹绵蚧在城市绿化植物上的为害呈上升趋势 (岑炳沾和苏星,2003),为了有效、安全、持续地控制埃及吹绵蚧的危害,深入研究埃及吹绵蚧在园林植物上的生物学和生态学特性是非常必要的。

本文对埃及吹绵蚧的空间分布型进行了较为细致的研究,并探讨了埃及吹绵蚧的种群扩散和分布规律,以期为埃及吹绵蚧的防治提供有益的基础信息。

1 材料与方法

调查地点:深圳笔架山公园,植被以草本和灌木为主,调查时间为2010年8月。

调查方法:在埃及吹绵蚧发生区随机选取79株被害植物,每株植物分东西南北4个方向,每个方向随机选取10个叶片,记录每片叶上的埃及吹绵蚧数量,共计3160个样本。

数据处理:运用统计软件SPSS 13.0和EXCEL 2002版本,对样本进行频度分析,并分别拟合泊松分布、奈曼分布和负二项分布,采用卡方检验其拟合度。

泊松分布的概率模型:

其中,Px是一个样本中出现x头昆虫的概率;N是样本数;m是每个样本中个体数的平均数;e是自然对数的底。

奈曼分布的概率模型:

其中,P为样本中出现n头昆虫的概率;N是样本数;m1、m2为估计参数,可通过方差 (V)和平均数求得,如下式:

负二项分布的概率模型:

其中,Pr为样本中出现r头昆虫的概率;N是样本数;k、Q、P为估计参数,可通过方差 (V)和平均数求得,如下式:

其中:x为虫数,f为频数,n为样本总数。卡方检验公式:

其中:x为实际值,c为理论值。

2 结果与分析

调查了79株植物,每株植物4个方向,每个方向10个样本,对原始数据进行频度分析,结果如表1。

表1 埃及吹绵蚧空间分布的频度分析Table 1 Frequency analysis of spatial distribution for Icerya aegyptiaca

从表1可以看出,样本中大于10头虫数的频率非常小,其累积百分率小于1%,为了简化计算,可予以省略。

表2 埃及吹绵蚧的实际频度与三种理论频度的比较Table 2 Compared with observed and predicted data on 3 spatial patterns for Icerya aegyptiaca

泊松分布为随机分布,通过平均值计算各理论值,从表中可以看出理论值与实际频度相差较远。

奈曼分布为核心分布,其分布的理论值根据n的变化而有很大差异,表2中的理论值是n→∞时的奈曼分布理论值,因n=0和n=2时的理论值与实际频度相差甚远,故未在表中列出。

负二项分布为聚集分布,其k、Q、P参数可由样本信息来估算,其中k值的估算最为关键,由于k值的估算方法不同,可导致理论值产生很大的变化。本文采用了较为精确的零频率法,其一是因为k值小于1,其二是样本数据完全符合零频率法要求的两个条件:

从表2中可以看出,用较为精确的k值计算出的负二项分布理论值与实际频度有很好的吻合,泊松分布、奈曼分布和负二项分布的拟合度检验见表3。

表3 埃及吹绵蚧三种分布型的卡方检验Table 3 Chi square test of 3 spatial patterns for Icerya aegyptiaca

从表3的卡方检验表中可以看出,埃及吹绵蚧的频度数据极不适合泊松分布和奈曼分布 (P<0.05),而与负二项分布拟合得较好 (P>0.05)。

3 结论与讨论

自然状态下的昆虫种群在田间的空间分布受多种因素叠加的影响,寄主植物的分布、天敌、温湿度、光照和固体障碍物等都不同程度地导致昆虫种群在空间上呈多种变化的分布 (Andrew et al.,2003;Sasha et al.,2009),在深圳笔架山调查区域内,植物种类以灌木和小乔木为主,由于人类活动的频繁干扰,林下植被较少,昆虫多样性不高,因此预期埃及吹绵蚧的扩散、迁移和分布,主要受气候、寄主植物和自身生物学特性的影响。

从本文的结果来看,埃及吹绵蚧在野外极少出现随机分布的状况,这与大多数固定取食的昆虫相类似,随着食物资源的斑块状分布,不擅活动的昆虫也相应地表现为斑块状分布 (Jeger,1999)。

奈曼分布是不均衡分布,即昆虫在栖息地呈多数小集团,形成核心,核心大小约相等,并自核心作放射状蔓延。从表2可以看出,除虫数为0和1的情况外,埃及吹绵蚧也极不适合奈曼分布,但是,奈曼分布与负二项分布之间是一个连续变化的过程,因此不排除埃及吹绵蚧在发生初期,会趋向于符合奈曼分布,随着种群数量的增加、分布范围的扩大,再由奈曼分布转化为核心大小不等的分布 (如波利亚分布),以及多个核心融合而成的疏密相间的分布 (负二项分布)。

本文中埃及吹绵蚧的种群分布体现为典型的聚集分布,并且每个样本的平均虫数较少(=1.54头),这说明埃及吹绵蚧单位面积内种群密度较低,处于盛发期而又密度较低,这种现象暗示埃及吹绵蚧可能具有较快的扩散速度,结合埃及吹绵蚧繁殖力强、寄主范围广的特性,这无疑给防治带来了一定的难度。

References)

Andrew WF,Zdis IK,Barbara WS,Suzanne JC,Moira AM,Joe NP,Ingrid HW,2003.Spatial distribution of pest insects in oilseed rape:implication for integrated pest management.Agriculture,Ecosystems and Environment,95(2):509 -521.

Chen BZ,Su X,2003.Control of Pest and Disease on Ornamental Plants.Guangzhou:Science and Technology Publishing of Guangdong.68-69.[岑炳沾,苏星,2003.景观植物病虫害防治.广州:广东科技出版社.68-69]

Jeger MJ,1999.Improved understanding of dispersal in crop pest and disease management:current status and future direction.Agricultural and Forest Meteorology,97(4):331-349.

Liu DM,Chen HF,Yi QF,Zen QW,Xing FW,2003.Damage and control of Icerya aegyptiaca on Magnoliaceae plants.Plant Protection,29(6):36-38.[刘东明,陈红锋,易绮斐,曾庆文,邢福武,2003.埃及吹绵蚧在木兰科植物上的发生危害及防治.植物保护,29(6):36-38]

Sasha CV,Helen S,Ian RD,2009.Annual and seasonal patterns of insect succession on decomposing remains at two locations in Western Australia.Forensic Science International,193(1):26 -36.

Wang ZQ,1982.Scale Insect of Agriculture Area in China.Beijing:Agriculture Press,31-32.[王子清,1982.中国农区的介壳虫.北京:农业出版社,31-32]

Xu GT,2002.Current situation and countermeasure for pest and disease on urban ornamental plant in China.Forest Pest and Disease,12(1):48-52.[徐公天,2002.我国城市园林植物病虫害的现状及对策.中国森林病虫,12(1):48-52]

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