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白斑新灰蝶幼虫空间分布型的初步研究

2014-12-18贾彦霞王新谱田会刚常春燕伏芳伟

中国森林病虫 2014年6期
关键词:柠条虫口白斑

贾彦霞,王新谱,田会刚,常春燕,伏芳伟

(1.宁夏大学农学院,宁夏 银川 750021;2.宁夏罗山国家级自然保护区管理处,宁夏 吴忠 751900)

柠条锦鸡儿Caragana korshinskii为豆科锦鸡儿属的落叶大灌木,俗称柠条。近年来,在“三北”地区柠条种植面积不断扩大,宁夏全区面积约46万hm2,其中人工纯林占94%。由于全球气候变暖,灾害性天气频发,西北荒漠半荒漠地区特殊的地理环境等因素的影响,柠条林虫害发生日益严重,造成大面积柠条林长势衰弱,甚至成片枯死,严重影响了西北地区的生态、经济安全[1]。近几年,白斑新灰蝶Neolycaena tengstroemi(Erschoff)在宁夏中部干旱带柠条林发生危害,每年4月中旬至5月上旬幼虫蛀害柠条花蕾,食去花冠和子房。幼虫行动迟钝,头部常插入花蕾静伏不动,食空一花后又转害它花。5月上旬幼虫老熟,爬向树基,以腹端粘附物体上蜕皮化蛹,5月中旬成虫达到羽化盛期。晴天成虫活动旺盛,采食花蜜,交配产卵[2]。目前,国内外尚无有关白斑新灰蝶生态学方面的研究报道。为了掌握白斑新灰蝶林间发生规律,有效进行预测和防治,笔者从2013年开始对其幼虫空间分布型进行了初步研究。

1 材料与方法

1.1 试验地概况调查样地位于宁夏回族自治区中部干旱带罗山国家级自然保护区。保护区地理坐标为N37°11'~37°25',E106°04'~106°24',海拔高度1560~2624.5 m,南北长36 km,东西宽18 km,区域总面积3.371万hm2。罗山地处内陆,属中温带大陆性干旱气候;全年平均日照为2881.5 h,年平均气温8.8℃,昼夜平均温差为10.2℃,年平均降水量261.8 mm,年平均蒸发量为2460 mm,是降水量的9.5倍,年平均相对湿度49%[3]。2003年罗山国家级自然保护区辖区开始种植柠条林,现有人工柠条林2.5万hm2,主要分布于罗山西侧。

1.2 取样方法试验林地为10~15 a人工纯林,树高1.5~2.1 m,株距1.0~1.5 m,行距3 m。试验在罗山西坡山脚下任意选取面积50 m×75 m样地5块,按“Z”字形抽样方法随机选取30株,每株大约有10~13个枝条。分别在树冠的不同方位(东、南、西、北)选取大约50 cm长的枝条,观察并记录不同方位枝条上白斑新灰蝶幼虫数量,再以整株为单位,计算幼虫在树上的空间分布情况。5月上旬调查采样。调查前未进行药剂防治。

1.3 空间分布型测定根据各样地的调查资料计算均值¯x、方差S2、平均拥挤度m*,选用Kuno扩散系数C、Daivd和Moore丛生指数I、Cassie聚集度指标CA、Waters负二项分布K值、Morisita扩散指标Iδ、Lloyd聚块性指标m*/¯x[4-5]6个聚集指标和Taylor幂函数法则[6]、Iwao的m*/¯x回归法[7]2种回归模型,分析白斑新灰蝶幼虫空间分布型,重点考察幼虫种群聚集度的变化及其格局所属类型,以种群聚集均数分析聚集原因[8-9]。

1.4 数据统计分析数据采用Excel 2007进行统计分析,参数均采用最小二乘法估计,并利用相关系数r进行相关性检验。

2 结果与分析

2.1 空间分布型的聚集度指标检验对调查数据统计分析,白斑新灰蝶幼虫种群聚集度指标测定结果见表1。根据不同样地的均值¯x和方差S2计算,各样地的扩散系数C值均大于1,丛生指数I值均大于0,聚集度指标CA值均大于0,扩散指标Iδ值均大于1,平均拥挤度m*值均大于¯x,聚块性指数m*/¯x值均大于1。根据各参数空间分布型判定标准,白斑新灰蝶幼虫种群在柠条上的空间分布为聚集分布。

K值就是负二项分布中的参数K,Waters认为,K值与虫口密度无关,K值越小,则表示种群的聚集度愈大,若K值趋于∞时(一般为8以上),则逼近Poisson分布[10]。表1中的K值均依据矩法求得,且0<K<8,因此白斑新灰蝶幼虫的分布型不符合Poisson分布。

表1 白斑新灰蝶幼虫种群空间分布聚集指标

2.2 空间分布型的回归模型分析将5个样地的平均虫口密度¯x值和方差S2值进行回归模型分析,结果见表2。利用Taylor幂法则将数值进行对数代换,用最小二乘法作lg¯x对lg S2的回归分析,求得lg a=0.2398,b=1.1276,r=0.9714,即lga>0,b>1,说明白斑新灰蝶幼虫在任何密度下都呈聚集分布,且其聚集强度随种群密度的升高而增强。

表2 白斑新灰蝶幼虫回归模型

利用Iwao的线性回归模型求m*对¯x的回归,求得α=0.5377,β=1.1754,相关系数r=0.9581(见图1)。α值大于0,说明白斑新灰蝶幼虫个体间相互吸引,分布的基本成分是个体群;β值大于1,说明种群基本成分呈聚集分布,且符合负二项分布。测定结果与聚集度指标检验相一致。

图1 幼虫平均拥挤度与虫口平均数的关系

2.3 影响幼虫聚集分布的因素分析应用Bliackith的聚集均数公式[8],得到聚集均数λ与平均虫口密度¯x的关系(表1)。计算聚集均数λ应用0.5的概率值,λ的自由度等于2k与0.5概率值对应处的χ2值。由表1可知,白斑新灰蝶幼虫的聚集均数随着平均虫口密度增大而增大,其直线回归式为λ=-0.4326+1.1138¯x(r=0.9886**)。经统计,当白斑新灰蝶幼虫密度¯x=2.18头/m2时,λ=2。因此,将¯x=2.18作为判别白斑新灰蝶幼虫聚集原因的临界值(图2)。当幼虫平均密度在2.18头/株以下时,λ值均在2以下,幼虫聚集的原因是环境作用引起的。当幼虫平均密度不小于2.18头/株,λ值不小于2,则说明幼虫聚集的原因不仅与柠条林的生长状况及环境条件有关,而且与成虫的聚集行为有关,这很可能是由于成虫在产卵期间自身密度较大,彼此接近的机会增加,从而使聚集度λ增大。

图2 聚集均数与虫口平均数的关系

3 结论与讨论

空间分布型是昆虫种群的重要属性之一,是种群在相对静止状态下的空间分布状况,揭示了种群个体在某一时刻的行为习性,是昆虫的生物学特性和特定条件相互作用、协同进化的结果。研究昆虫种群的空间分布格局,无论在虫情资料统计分析上还是在指导预测预报及综合治理上都具有重要的意义[11-12]。本文就白斑新灰蝶幼虫在5块样地的调查结果用6种聚集指标法与Taylor幂法则、Iwao的m*-¯x回归模型分析法进行空间分布型检验分析。白斑新灰蝶幼虫在宁夏罗山自然保护区柠条林内空间分布型呈聚集分布,且符合负二项分布。λ值检测白斑新灰蝶幼虫的聚集原因:幼虫平均密度小于2.18头/株时,聚集原因主要是与柠条林生态环境因素有关;但白斑新灰蝶幼虫行动迟缓,扩散能力很有限,当幼虫平均密度不小于2.18/株时,聚集原因主要是种群生物学特性与环境的共同作用。

国内外已有不少学者做了关于环境条件对昆虫种群密度和空间分布方面影响的研究:季荣 等报道了飞蝗卵块主要集中在土壤含盐量低(<1.9%)、含水量适中(10.1%~29.9%)的区域[13];Marcelo等报道了频繁降雨和高湿环境导致咖啡果小蠹Hypothenemus hampei种群密度的迅速下降[14]。影响昆虫种群动态的因子有很多,包括研究区域的地理位置、海拔、气候(温度、湿度、降雨量)、天敌、土壤等[15],这些因素都直接或间接地影响昆虫种群数量变化和结构演变。因此,对于影响白斑新灰蝶幼虫空间分布的环境因子还有待于进一步深入探讨。

志谢:承蒙华南农业大学王敏先生鉴定白斑新灰蝶Neolycaena tengstroemi(Erschoff)学名,特此志谢!

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