柠条绿虎天牛幼虫空间分布型及抽样技术

2012-02-28曹川健苓建强骆有庆雷银山宗世祥

植物保护 2012年2期

曹川健，苓建强，骆有庆，雷银山，宗世祥＊

（1．北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083；

2．宁夏森林病虫害防治检疫总站，银川 750004； 3．宁夏中卫市林木检疫站，中卫 755000）

柠条绿虎天牛（Chlorophor us car agana Xie ＆Wang）属鞘翅目（Coleoptera）天牛科（Cerambycidae），是一种在宁夏中卫市和灵武市新发现的对柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）破坏性极强的钻蛀性害虫，其不规则的横向扁平虫道破坏树木输导组织，致使柠条锦鸡儿灌木树势衰弱甚至整株枯死［1］。

目前，国内外还未见关于柠条绿虎天牛幼虫空间分布型及抽样技术的研究报道，为此，作者于2009年以中卫市沙坡头区孟家湾地区柠条防风固沙林分为调查对象，采用统计分析方法对其幼虫的空间分布特性进行了研究，为了解种群空间结构及其变化规律，揭示幼虫的行为、习性、活动规律以及确定其在林间的适宜抽样调查方法提供理论指导，从而为预测预报和防治策略的制定提供科学依据。

1 试验地概况

试验地位于腾格里沙漠东南缘，宁夏中卫市沙坡头孟家湾（E104°43′，N37°26′）固定沙地内的柠条锦鸡儿人工林，面积约1．33万h m2，植被覆盖度约35%。年均气温10．4℃，降水量186．6 mm。柠条锦鸡儿平均株高2．1 m，地径2．4 c m。伴生种主要有猪毛蒿（Artemisia scoparia）、刺沙蓬（Salsol a r uthenica）、沙蓬（Agriophyll um squarrosum）、蒙古虫实（Corisper mum mongolicum）、白草（Pennisetum f l accidu m）、雾冰藜（Bassia dasyphyll a）等植物。柠条绿虎天牛有虫株率达62%，平均株虫口密度为2．48头。

2 材料与方法

2．1 调查方法

2009年4月，在试验地内随机选取5块样地，采用随机抽样调查的方法，在每块样地区随机选取30左右个柠条锦鸡儿灌丛，共计调查157丛柠条锦鸡儿。每丛柠条锦鸡儿按东、南、西、北4个方向各随机抽取1株进行整株解剖，统计其幼虫数。

2．2 分析方法

2．2．1 空间分布型

以样方为单位，先分别求出其幼虫平均数（m），方差（V），再采用常用的分布型指数法和回归模型法来确定种群的空间分布型。

回归模型法：①Taylor幂法则［6］，当b＜1时为均匀分布，当b＝1时为随机分布，当b＞1时为聚集分布。②Iwao m＊－m 回归模型［2］，当a＝0，分布的基本成分是单个的个体；当a＞0时，个体间相互吸引，且存在着个体群；当a＜0时，个体间相互排斥。b为个体群的空间分布图式，当b＞1时为聚集分布，b＝1时为随机分布，b＜1时为均匀分布。

2．2．2聚集因素分析

应用种群聚集均数λ分析种群在林间的聚集原因［2］。种群聚集均数λ公式为：

2．2．3序贯抽样分析法

首先，在实施害虫管理的序贯抽样过程中，为了避免抽样调查时的过量抽样（即无限制的抽样），可预先给定抽样的允许误差和置信水平，计算出理论上的最大抽样数量nmax。一般情况下，理论抽样数的多少，依赖于置信水准和允许误差、空间分布图式与种群密度3个因素。

当实际抽取的样本单元数n＝nmax时，不论实际观察统计的累计虫数T 是否≥T′0或＜T″0（n），以及介于T′0和T″0（n）之间，抽样也应中止。在终止抽样时，如果T′0＜T＜T″0（n），则以T 最靠近的那一条界限方程作结论。

其次，在柠条锦鸡儿灌木林进行柠条绿虎天牛幼虫空间分布抽样调查时，抽出样本后不再放回。抽样的标准差为Sx－为

2．2．4数据统计方法

所有数据统计分析均用SPSS13．0统计软件进行，采用LSD极小显著差异法进行方差分析。

3 结果与分析

3．1 空间分布型

3．1．1 分布型指数法

应用分布型指数法测定幼虫的空间分布型，测定结果如表1所示，9种指标都判定幼虫的空间分布型属于聚集分布。

表1 柠条绿虎天牛幼虫的聚集度指标

3．1．2 线性回归模型

Tayl or幂法则中b＝1．037 3＞1，表明幼虫的空间分布型属于聚集分布；Iwao m＊－m模型中b＝1．100 4＞1，表明柠条绿虎天牛幼虫的空间分布型为聚集分布，a＝0．890 7＞0表明个体间相互吸引且分布的种群为个体群（表2）。

表2 柠条绿虎天牛幼虫各回归模型分析结果

3．1．3 聚集因素分析

用Blackith的种群聚集均数公式，计算不同样地的聚集均数，结果如表3所示。

表3 柠条绿虎天牛幼虫种群密度与聚集均数分析

各样地的λ值均小于2，说明幼虫的聚集原因是由于某些环境因素引起的。在调查中发现，柠条锦鸡儿多呈丛状或块状零星分布，相邻灌丛林分间的半流动沙丘成了该虫的自然隔离物，限定了该虫向四周扩散的空间范围，加之成虫羽化后，直接爬向树冠，受到风吹震动极易落地，其扩散能力较弱，造成其成虫产卵范围及幼虫分布受限。

3．2 抽样技术

3．2．1 最适抽样数

式中：n为最适抽样数，t为置信度，x－为虫口平均数，D为允许误差，t＝1．64时（置信概率达90%），可建立该幼虫的理论抽样数公式，并由此可得不同允许相对误差下各虫口密度的理论抽样数表，结果如表4所示。

表4 柠条绿虎天牛幼虫理论抽样数

3．2．2 序贯抽样模型

将幼虫防治指标设定为1、2、3头／株时，分别计算抽取样本的累计虫口数的上下限，可得该幼虫的序贯抽样决策模型公式，将t＝1．64，a＝0．890 7，b＝1．100 4，防治指标分别取m0＝1，m0＝2，m0＝3，代入序贯抽样模型：

若取一系列N值，可计算出相应的累积虫口数的上、下限值（T′0，T″0），得到序贯抽样表，结果如表5所示。

在m0＝1，m0＝2，m0＝3时，分别绘制成序贯分析模式图，如图1所示。在实际应用中，若抽取样本的累积虫口数总是介于上、下限（T′0，T″0）之间，则实际抽取样本数应不大于最大理论抽样数nmax。取D为0．1和0．2，则当 m0＝1时，nmax为536和134；m0＝2时，nmax为281和70；m0＝3时，nmax为197和49。并以其最接近的那条界限方程得出结论。

表5 柠条绿虎天牛幼虫序贯抽样表

图1 柠条绿虎天牛幼虫的序贯抽样

4 结论与讨论

柠条绿虎天牛的空间分布型研究作为其种群生态学研究的一项重要内容，它不仅能揭示昆虫种群的空间结构和空间格局特征，而且对指导预测预报及综合治理具有实际应用价值。研究表明，柠条绿虎天牛幼虫空间分布型为聚集分布，个体间相互吸引，分布的基本成分是个体群，与柏树双条杉天牛幼虫［8］、柳树光肩星天牛幼虫［9］、杨树青杨脊虎天牛幼虫［10］、沙棘红缘天牛幼虫［11］、桑树虎天牛幼虫分布类型［12］相同，均是由于环境因素引起种群聚集；国槐锈色粒肩天牛幼虫空间分布为聚集分布，但是聚集原因可能是由某些环境因素与昆虫本身聚集习性所致［13］；罗于洋［14］等通过聚集度指标分析柠条种子小蜂、柠条豆象、豆荚螟幼虫的空间分布型，结果表明，3种幼虫均为聚集分布。

柠条绿虎天牛为隐蔽性生活，本身扩散能力有限，成虫的迁飞扩散及产卵习性是形成柠条绿虎天牛幼虫空间分布状况的原因之一。幼虫空间分布与原有虫口密度有关，进一步说明该虫空间分布与树龄、树体生长状况、树体营养成分及虫口密度等诸多因素有关。幼虫种群空间聚集分布主要是外部因素引起的，如地域、温度、降雨量等环境因素，寄主树木的生长状况（胸径、树高、方位等）、内含营养物质成分（适宜的糖含量，适中的蛋白质和较高的氨基酸含量）及外部形态特征等，但具体是什么因素起作用，还有待于进一步深入研究。

以柠条绿虎天牛幼虫空间分布型和Iwao模型的平均拥挤度的回归关系为基础建立了该幼虫种群的理论抽样公式，可在天牛幼虫调查、预测预报和防治中推广应用，并作为制定各种防治措施的依据。然而，在实际应用中，由于调查区的柠条锦鸡儿数量是有限的，即总体数有限，故在实际抽样中经常应用校正公式：