甘蓝田小菜蛾幼虫空间分布型研究

安立娜等

摘要：明确小菜蛾（Plutella xylostella L.）幼虫在甘蓝田中的空间分布型，可以为小菜蛾的预测预报及防治提供科学依据，采用平行线抽样法，记录小菜蛾幼虫数量，分析小菜蛾空间分布型。结果表明，小菜蛾的空间分布型属于聚集分布，个体间相互吸引，且具有密度依赖性；小菜蛾的聚集原因是昆虫本身习性和环境共同的作用。可根据理论抽样模型确定最适理论抽样数以及序贯抽样模型对小菜蛾进行预测预报以指导防治。

关键词：甘蓝（Brassica oleracea）；小菜蛾（Plutella xylostella L.）；空间分布型

中图分类号：S433.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）16-3802-03

Abstract： The spatial distribution patterns of the larvae of Plutella xylostella L. in Brassica oleracea fields were studied to provide a scientific basis for forecast and reasonable control. The number of the larvae of Plutella xylostella L. was recorded by the method of parallel type and the the spatial distribution pattern was analyzed. The spatial distribution pattern of the larvae of Plutella xylostella L. was aggregated and density-dependent. The aggregation was affected by both active process and some environmental factors. The sampling mathematic model theory will provide a reference for the best sampling number and build the sequential sampling model in controling Plutella xylostella L.

Key words： Brassica oleracea； Plutella xylostella L.；spatial distribution pattern

小菜蛾（Plutella xylostella L.）别名小青虫、两头尖，属于鳞翅目菜蛾科，是十字花科蔬菜重要害虫，繁殖力强，世代周期短[1]，幼虫取食叶片造成孔洞和缺刻，降低蔬菜产量和品质，造成直接经济损失。空间分布型可以揭示种群个体在某一时刻的行为习性和环境的影响[2，3]。本研究调查保定地区甘蓝（Brassica oleracea）田中小菜蛾（Plutella xylostella L.）的空间格局，通过回归分析确定其理论抽样数并建立序贯抽样模型，以明确小菜蛾发生规律，为虫情预测预报与合理防治提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于河北省保定市河北农业大学标本园。种植的作物为甘蓝，田间管理情况良好，未进行过害虫防治，小菜蛾发生较为严重。

1.2 研究方法

1.2.1 田间调查 2013年6月16日对8块甘蓝种植地小菜蛾进行分布型调查[4]。采用平行线抽样法，每块地随机取3个样点，每个样点15株，共计360株，记录小菜蛾的幼虫数量。

1.2.2 空间分布型的判断 采用聚集度指标法及回归分析法[5，6]分析小菜蛾的空间分布型。

1）平均拥挤度M*=M+S2/M-1，S2：样本方差，M：样本均数。

2）扩散系数C=S2/M。

3）聚集度指标I=S2/M-1=C-1

4）扩散型指数Iδ=n∑fxi（xi-1）/N（N-1），n：抽样数，N：总虫数，xi：第i个样方中的虫数。

5）负二项参数K=M2/（S2-M）

6）聚块性指标M*/M=1+S2/M2-1/M

7）聚集度指数CA=1/K

8）Taylor幂法则[7]。lgS2=lga+blgM，a、b：引入参数。

9）Iwao的M*-M回归分析法[8]。M*-M的回归模型M*=α+βM，α：分布基本成分的平均拥挤度；β：分布基本成分的空间分布型。

10）分布型判断。按照表1指标进行。

1.2.3 聚集原因分析 用聚集均数λ分析小菜蛾的聚集原因，聚集均数λ=Mγ/2K，M：平均密度；K：负二项分布值；γ：具有自由度等于2K的卡方分布函数。当λ<2时，造成聚集分布的主要原因是环境因素；当λ≥2时，造成种群聚集分布的原因是种群生物学特性与环境的共同作用。

1.2.4 最适抽样数量 依据Iwao[8]的M*-M回归模型M*=α+βM确定理论抽样数量，公式为：

N=t2[（α+1）/M+β-1]/D2，t=1.96（保证可靠概率95%条件下的正态分布）；D为允许误差；M为平均密度。

1.2.5 序贯抽样 根据Iwao[9]序贯抽样理论公式T0（n）=m0n±t■，t为自由度∞时的t值1.96，依据为设种群临界密度（防治指标）为m0，把抽样过程中接受和拒绝的两条直线定义为在特定t值下抽样样本中个体总数T0（n）的上下界。

2 结果与分析

2.1 小菜蛾空间分布型分析

2.1.1 聚集度指标 根据8块甘蓝地的调查结果，计算出每块地中小菜蛾的平均密度及各个聚集度指标（表2）。

由表2可知，小菜蛾在8块甘蓝地中的聚集度指标值均符合以下情况：I>1，M*/M>1，CA>0，C>1，K>0，Iδ>1。由此可见，小菜蛾在8块甘蓝地的空间格局均属于聚集型。

2.1.2 Taylor幂法则分析 计算结果为lg S2=0.349 2+1.103 8 lg M（R2=0.978 1）。其中lg a=0.349 2>0，b=1.103 8，说明小菜蛾种群在任何密度下均呈聚集分布，且聚集强度具有密度依赖性。

2.1.3 Iwao的M*-M回归分析 计算结果为M*=1.522 9+1.020 6M（R2=0.992 7）。α=1.522 9>0，说明小菜蛾种群分布的基本成分为个体群，且个体群间相互吸引；β=1.020 6>1，说明小菜蛾个体间的分布为聚集分布。

2.2 聚集原因分析

计算得出λ=1.511 2+2.399 0M（R2=0.963 4）。当平均数在0.203 8以上时，λ>2，此时聚集原因与环境和昆虫自身有关。6月保定地区温度为20～30 ℃，气候干旱，适宜小菜蛾的生长发育，且未对甘蓝地进行防治，更利于其生长。

2.3 理论抽样数确定

根据最适理论抽样数量公式，求得当D取0.1、0.2、0.3时不同密度水平下的理论抽样数量（表3）。

由表3可知，理论抽样数与虫口密度呈负相关，达到27头以上时，种群数量达到环境的最大容量，理论抽样数趋于稳定。

2.4 序贯抽样模型确定

根据序贯抽样模型公式，将防治指标设定为每株1.0头时，代入公式得序贯抽样模型T0（n）=n±4.985 26■，当n分别为50、100、150、…、1 000时，得序贯抽样表（表4）。

由表4可知，当调查株数累计虫量超过表中上界，则定义该田为防治对象田；若累计虫量未达到下界，则定义该田为不防治田；若虫量在上下界之间，则根据最大抽样数公式，继续调查。

3 小结与讨论

在未喷施过杀虫剂的甘蓝田中，小菜蛾的空间格局属于聚集分布，分布的基本成分为个体群，且具有密度依赖性，聚集强度随种群密度的升高而增加，个体间相互吸引。此结果与黄立飞等[10]对甘蓝地小菜蛾空间分布研究结果一致。聚集主要是由小菜蛾的生活习性和环境因素共同作用引起，生活习性起主要作用，保定地区6月温度20～30 ℃，气候干旱，利于小菜蛾的生长发育，且甘蓝田未喷施任何杀虫药剂，更利于此虫繁殖。

在调查过程中发现，同一片甘蓝叶存在多个幼虫聚集危害，与理论抽样预测结果一致。并且发现有世代重叠现象，在同一片叶子上有同时出现低龄幼虫及蛹和成虫的情况。

调查小菜蛾的空间分布型可根据序贯抽样模型确定防治指标，可为田间小菜蛾预测预报及治理决策提供科学依据。

参考文献：

[1] 曹广春.小菜蛾Plutella xylostella （L.）对虫酰肼的抗性及其机理研究[D].南京：南京农业大学，2007.

[2] 刘汝明，巫 伟，严德卿.柳树毛虫卵空间分布型及抽样技术研究[J].浙江林业科技，2008，28（6）：32-34.

[3] 许俊杰，李照会.侧柏林柏小爪螨越冬卵空间格局研究[J].山东农业大学学报，2003，34（3）：331-334.

[4] 郑 燕，姜 超，杨晨亮，等.三星黄萤叶甲成虫在绞股蓝田的空间分布型及抽样技术研究[J].西北农林科技大学学报，2011，39（4）：99-104.

[5] 邬祥光.昆虫生态学的常用数学分析方法[M].北京：农业出版社，1985.

[6] 丁岩钦.昆虫数学生态学[M].北京：科学出版社，1994.

[7] TAYLOR L R. Aggregation variance and mean[J]. Nature，1961，189：732-735.

[8] IWAO S. A new regression method for analyzing the aggregation pattern of animal populations[J]. Researches on Population Ecology， 1968， 10（1）：1-20.

[9] IWAO S. A new method of sequential sampling to classify populations relative to a critical density[J]. Researches on Population Ecology， 1975， 16（2）：281-288.

[10] 黄立飞，杨 朗.甘蓝地主要害虫的空间分布研究[J].广西农业科学，2007，38（3）：275-278.

（责任编辑 陈 焰）

2.1.1 聚集度指标 根据8块甘蓝地的调查结果，计算出每块地中小菜蛾的平均密度及各个聚集度指标（表2）。

由表2可知，小菜蛾在8块甘蓝地中的聚集度指标值均符合以下情况：I>1，M*/M>1，CA>0，C>1，K>0，Iδ>1。由此可见，小菜蛾在8块甘蓝地的空间格局均属于聚集型。

2.1.2 Taylor幂法则分析 计算结果为lg S2=0.349 2+1.103 8 lg M（R2=0.978 1）。其中lg a=0.349 2>0，b=1.103 8，说明小菜蛾种群在任何密度下均呈聚集分布，且聚集强度具有密度依赖性。

2.1.3 Iwao的M*-M回归分析 计算结果为M*=1.522 9+1.020 6M（R2=0.992 7）。α=1.522 9>0，说明小菜蛾种群分布的基本成分为个体群，且个体群间相互吸引；β=1.020 6>1，说明小菜蛾个体间的分布为聚集分布。

2.2 聚集原因分析

计算得出λ=1.511 2+2.399 0M（R2=0.963 4）。当平均数在0.203 8以上时，λ>2，此时聚集原因与环境和昆虫自身有关。6月保定地区温度为20～30 ℃，气候干旱，适宜小菜蛾的生长发育，且未对甘蓝地进行防治，更利于其生长。

2.3 理论抽样数确定

根据最适理论抽样数量公式，求得当D取0.1、0.2、0.3时不同密度水平下的理论抽样数量（表3）。

由表3可知，理论抽样数与虫口密度呈负相关，达到27头以上时，种群数量达到环境的最大容量，理论抽样数趋于稳定。

2.4 序贯抽样模型确定

根据序贯抽样模型公式，将防治指标设定为每株1.0头时，代入公式得序贯抽样模型T0（n）=n±4.985 26■，当n分别为50、100、150、…、1 000时，得序贯抽样表（表4）。

由表4可知，当调查株数累计虫量超过表中上界，则定义该田为防治对象田；若累计虫量未达到下界，则定义该田为不防治田；若虫量在上下界之间，则根据最大抽样数公式，继续调查。

3 小结与讨论

在未喷施过杀虫剂的甘蓝田中，小菜蛾的空间格局属于聚集分布，分布的基本成分为个体群，且具有密度依赖性，聚集强度随种群密度的升高而增加，个体间相互吸引。此结果与黄立飞等[10]对甘蓝地小菜蛾空间分布研究结果一致。聚集主要是由小菜蛾的生活习性和环境因素共同作用引起，生活习性起主要作用，保定地区6月温度20～30 ℃，气候干旱，利于小菜蛾的生长发育，且甘蓝田未喷施任何杀虫药剂，更利于此虫繁殖。

在调查过程中发现，同一片甘蓝叶存在多个幼虫聚集危害，与理论抽样预测结果一致。并且发现有世代重叠现象，在同一片叶子上有同时出现低龄幼虫及蛹和成虫的情况。

调查小菜蛾的空间分布型可根据序贯抽样模型确定防治指标，可为田间小菜蛾预测预报及治理决策提供科学依据。

参考文献：

[1] 曹广春.小菜蛾Plutella xylostella （L.）对虫酰肼的抗性及其机理研究[D].南京：南京农业大学，2007.

[2] 刘汝明，巫 伟，严德卿.柳树毛虫卵空间分布型及抽样技术研究[J].浙江林业科技，2008，28（6）：32-34.

[3] 许俊杰，李照会.侧柏林柏小爪螨越冬卵空间格局研究[J].山东农业大学学报，2003，34（3）：331-334.

[4] 郑 燕，姜 超，杨晨亮，等.三星黄萤叶甲成虫在绞股蓝田的空间分布型及抽样技术研究[J].西北农林科技大学学报，2011，39（4）：99-104.

[5] 邬祥光.昆虫生态学的常用数学分析方法[M].北京：农业出版社，1985.

[6] 丁岩钦.昆虫数学生态学[M].北京：科学出版社，1994.

[7] TAYLOR L R. Aggregation variance and mean[J]. Nature，1961，189：732-735.

[8] IWAO S. A new regression method for analyzing the aggregation pattern of animal populations[J]. Researches on Population Ecology， 1968， 10（1）：1-20.

[9] IWAO S. A new method of sequential sampling to classify populations relative to a critical density[J]. Researches on Population Ecology， 1975， 16（2）：281-288.

[10] 黄立飞，杨 朗.甘蓝地主要害虫的空间分布研究[J].广西农业科学，2007，38（3）：275-278.

（责任编辑 陈 焰）

2.1.1 聚集度指标 根据8块甘蓝地的调查结果，计算出每块地中小菜蛾的平均密度及各个聚集度指标（表2）。

由表2可知，小菜蛾在8块甘蓝地中的聚集度指标值均符合以下情况：I>1，M*/M>1，CA>0，C>1，K>0，Iδ>1。由此可见，小菜蛾在8块甘蓝地的空间格局均属于聚集型。

2.1.2 Taylor幂法则分析 计算结果为lg S2=0.349 2+1.103 8 lg M（R2=0.978 1）。其中lg a=0.349 2>0，b=1.103 8，说明小菜蛾种群在任何密度下均呈聚集分布，且聚集强度具有密度依赖性。

2.1.3 Iwao的M*-M回归分析 计算结果为M*=1.522 9+1.020 6M（R2=0.992 7）。α=1.522 9>0，说明小菜蛾种群分布的基本成分为个体群，且个体群间相互吸引；β=1.020 6>1，说明小菜蛾个体间的分布为聚集分布。

2.2 聚集原因分析

计算得出λ=1.511 2+2.399 0M（R2=0.963 4）。当平均数在0.203 8以上时，λ>2，此时聚集原因与环境和昆虫自身有关。6月保定地区温度为20～30 ℃，气候干旱，适宜小菜蛾的生长发育，且未对甘蓝地进行防治，更利于其生长。

2.3 理论抽样数确定

根据最适理论抽样数量公式，求得当D取0.1、0.2、0.3时不同密度水平下的理论抽样数量（表3）。

由表3可知，理论抽样数与虫口密度呈负相关，达到27头以上时，种群数量达到环境的最大容量，理论抽样数趋于稳定。

2.4 序贯抽样模型确定

根据序贯抽样模型公式，将防治指标设定为每株1.0头时，代入公式得序贯抽样模型T0（n）=n±4.985 26■，当n分别为50、100、150、…、1 000时，得序贯抽样表（表4）。

由表4可知，当调查株数累计虫量超过表中上界，则定义该田为防治对象田；若累计虫量未达到下界，则定义该田为不防治田；若虫量在上下界之间，则根据最大抽样数公式，继续调查。

3 小结与讨论

在未喷施过杀虫剂的甘蓝田中，小菜蛾的空间格局属于聚集分布，分布的基本成分为个体群，且具有密度依赖性，聚集强度随种群密度的升高而增加，个体间相互吸引。此结果与黄立飞等[10]对甘蓝地小菜蛾空间分布研究结果一致。聚集主要是由小菜蛾的生活习性和环境因素共同作用引起，生活习性起主要作用，保定地区6月温度20～30 ℃，气候干旱，利于小菜蛾的生长发育，且甘蓝田未喷施任何杀虫药剂，更利于此虫繁殖。

在调查过程中发现，同一片甘蓝叶存在多个幼虫聚集危害，与理论抽样预测结果一致。并且发现有世代重叠现象，在同一片叶子上有同时出现低龄幼虫及蛹和成虫的情况。

调查小菜蛾的空间分布型可根据序贯抽样模型确定防治指标，可为田间小菜蛾预测预报及治理决策提供科学依据。

参考文献：

[1] 曹广春.小菜蛾Plutella xylostella （L.）对虫酰肼的抗性及其机理研究[D].南京：南京农业大学，2007.

[2] 刘汝明，巫 伟，严德卿.柳树毛虫卵空间分布型及抽样技术研究[J].浙江林业科技，2008，28（6）：32-34.

[3] 许俊杰，李照会.侧柏林柏小爪螨越冬卵空间格局研究[J].山东农业大学学报，2003，34（3）：331-334.

[4] 郑 燕，姜 超，杨晨亮，等.三星黄萤叶甲成虫在绞股蓝田的空间分布型及抽样技术研究[J].西北农林科技大学学报，2011，39（4）：99-104.

[5] 邬祥光.昆虫生态学的常用数学分析方法[M].北京：农业出版社，1985.

[6] 丁岩钦.昆虫数学生态学[M].北京：科学出版社，1994.

[7] TAYLOR L R. Aggregation variance and mean[J]. Nature，1961，189：732-735.

[8] IWAO S. A new regression method for analyzing the aggregation pattern of animal populations[J]. Researches on Population Ecology， 1968， 10（1）：1-20.

[9] IWAO S. A new method of sequential sampling to classify populations relative to a critical density[J]. Researches on Population Ecology， 1975， 16（2）：281-288.

[10] 黄立飞，杨 朗.甘蓝地主要害虫的空间分布研究[J].广西农业科学，2007，38（3）：275-278.

（责任编辑 陈 焰）