立地因子和林分因子对黄褐天幕毛虫的影响

程立超，迟德富

(东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150040)



立地因子和林分因子对黄褐天幕毛虫的影响

程立超，迟德富*

(东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

摘 要：于2011年至2013年，调查黑龙江黑河地区黄褐天幕毛虫监测样地的立地因子和林分因子，分析立地因子和林分因子及生物多样性指数对黄褐天幕毛虫平均虫口密度的影响。单因素方差分析与Tukey检验表明，阴坡黄褐天幕毛虫口密度显著高于阳坡、半阳坡、半阴坡的；海拔301～400 m黄褐天幕毛虫平均虫口密度显著高于海拔401～500 m和501 m以上的；郁闭度0.5黄褐天幕毛虫平均虫口密度显著高于郁闭度0.4、0.6、0.7的，郁闭度0.6的平均虫口密度显著高于郁闭度0.4的；蒙古栎比例60%以上的黄褐天幕毛虫平均虫口密度显著高于0～29% 和30%～59%的。坡位、坡度对黄褐天幕毛虫平均虫口密度无显著影响。中坡位、阴坡、斜坡、海拔301～400 m、郁闭度0.5、蒙古栎比例高于60%条件下，黄褐天幕毛虫平均虫口密度最大，上坡位、半阴坡、缓坡、海拔高度＞501 m、郁闭度0.4、蒙古栎比例30%～59%条件下，黄褐天幕毛虫平均虫口密度最小。相关分析显示，坡位、坡向、郁闭度、Simpson指数、Shannon–Wiener指数对黄褐天幕毛虫平均虫口密度呈正向影响，坡度、海拔、蒙古栎比例对黄褐天幕毛虫平均虫口密度呈负向影响。

关 键 词：黄褐天幕毛虫；立地因子；林分因子；生物多样性指数；平均虫口密度；黑河地区

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黄褐天幕毛虫(Malacosoma neustria testacea Motschulsky)属鳞翅目(Lepidoptera)枯叶蛾科(Lasiocampidae)，分布广泛[1]，危害多种阔叶树。危害严重时，树叶全部被啃食，致使树木枯死。目前，有关黄褐天幕毛虫的研究主要集中于生物学特性与综合防治、毒力测定、防治效果等方面[2–4]。

笔者于2011至2013年间，对黑龙江省黑河地区黄褐天幕毛虫固定监测样地林分的立地因子[5–7]包括坡位、坡向、坡度、海拔，林分因子[8–9]包括郁闭度、蒙古栎(Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.)比例进行了调查，分析立地因子、林分因子及生物多样性指数与黄褐天幕毛虫平均虫口密度的相互关系，以期完善和补充防控黄褐天幕毛虫的理论基础。

1　研究区概况

研究区位于黑龙江省黑河市，北纬47°42'～ 51°03'，东经124°45'～129°18'，海拔300～800 m，属寒温带大陆性季风气候，年均气温–1.3～0.4 ℃，年均降水量491～540 mm，日照时数2 562～2 677 h，无霜期90～120 d。

2　研究方法

样地布设在黑河市黄褐天幕毛虫发生固定监测处[10]，涵盖5个林场，22个样地(小班)。于2011 至2013年，调查黄褐天幕毛虫虫口密度及样地的立地因子、林分因子，计算Simpson指数和Shannon–Wiener指数。

2.1标准地的设置和立地因子及林分因子调查方法

测出每个小班东西和南北2条中线以及小班的中心点A，分别在小班东西中线上测出距东或西林缘20 m的点，记为B和C。再在南北中线上，测出距南或北林缘各20 m的位置，记为D和E点。分别以A、B、C、D和E点为中心，设置20 m×20 m的标准地(标准地的其中2条边与临近的林缘平行，另2条边与林缘垂直)，分别记录为A、B、C、D和E标准地。

坡位根据标准地中心点所在山坡的位置确定，分上坡位(山坡上部1/3)、中坡位(山坡中部1/3)、下坡位(山坡下部1/3)；坡向参照文献[11]的方法测量；坡度参照森林资源清查方法，以样地范围内的平均坡度记载，以度为单位；海拔高度采用全球定位系统(GPS，集思宝G330)实测，划分301～400 m、401～500 m、501 m以上3段进行分析；郁闭度采用样点法测定，将郁闭度0.36～0.45记0.4，0.46～0.55 记0.5，0.56～0.65记0.6，0.66～0.75记0.7；蒙古栎所占比例采用黑龙江省森林资源规划调查时，林业调查规划部门对各乔木种类占所有乔木的比例进行调查。每个小班中设置5个标准地，在20 m×20 m的标准地中调查胸径≥5 cm的乔木树种的种类和株数，每个标准地的4个角布设4个5 m×5 m的样方，调查记录灌木种类和株数，以及胸径<5 cm的乔木树种的种类和株数，用于计算生物多样性指数[12]调查样地(小班)22个，其立地因子和林分因子列于表1。

表1　样地的立地因子和林分因子Table 1　Site factors and stand factors of the sample plots

表1(续)

2.2虫口密度的调查

标准地中，沿2条对角线和东西及南北2条中线，采用隔1株抽1株的随机方式，各选取25株标准树。沿对角线调查方向为东北往西南、西北往东南；沿中线调查方向为东向西、南向北。调查记录标准株虫口密度，虫口密度以调查总虫数除以调查总株数计(头/株)。

2.3数据统计分析

外业调查数据采用Microsoft Excel 2007软件记录，并对调查数据进行整理。内业数据分析采用SPSS(SPSS19.0 for Windows)软件进行显著性和相关性分析。

立地因子和林分因子对黄褐天幕毛虫平均虫口密度影响的差异显著性分析，采用单因素方差分析结合Tukey检验的方法进行。

3　结果与分析

3.1立地因子对黄褐天幕毛虫平均虫口密度的影响

不同立地因子条件下黄褐天幕毛虫平均虫口密度见图1。

图1　不同立地因子的黄褐天幕毛虫平均虫口密度Fig.1 Average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky with different site factors

图1显示，中坡位黄褐天幕毛虫平均虫口密度最大，下坡位次之，上坡位最小。不同坡位对黄褐天幕毛虫平均虫口密度的影响没有统计学意义(P>0.05)。不同坡向对黄褐天幕毛虫平均虫口密度的影响有差异，其中阴坡黄褐天幕毛虫平均虫口密度显著地高于阳坡、半阳坡、半阴坡，而阳坡、半阳坡、半阴坡之间的平均虫口密度差异没有统计学意义。黄褐天幕毛虫平均虫口密度在斜坡林分内最大，其次是平坡，缓坡最低。不同坡度对黄褐天幕毛虫平均虫口密度的影响不显著(P>0.05)。随着海拔高度的增加，黄褐天幕毛虫平均虫口密度呈逐渐减小的趋势。海拔301～400 m黄褐天幕毛虫平均虫口密度显著高于海拔401～500 m和501 m以上，401～500 m和501 m以上黄褐天幕毛虫平均虫口密度没有显著差异。≥300～400 m黄褐天幕毛虫平均虫口密度显著高于≥400～500 m和≥500 m以上，≥400～500 m和≥500 m黄褐天幕毛虫平均虫口密度没有显著差异。

3.2林分因子对黄褐天幕毛虫平均虫口密度的影响

不同林分因子黄褐天幕毛虫平均虫口密度见图2。

图2　不同林分因子的黄褐天幕毛虫平均虫口密度Fig.2 Average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky with different stand factors

不同郁闭度对黄褐天幕毛虫平均虫口密度的影响显著(P<0.05)，郁闭度0.5的黄褐天幕毛虫平均虫口密度显著地高于郁闭度0.4、0.6、0.7的，郁闭度0.6的黄褐天幕毛虫平均虫口密度又显著地高于闭郁度0.4的。不同蒙古栎比例对黄褐天幕毛虫平均虫口密度有显著影响(P<0.05)，蒙古栎比例60%以上林分内黄褐天幕毛虫平均虫口密度显著高于其他2种蒙古栎比例的。

3.3调查样地的生物多样性指数

黄褐天幕毛虫危害的林分Simpson指数为(0.399 8± 0.038 7)～(0.863 9±0.001 6)，10号样地Simpson指数最小，11号样地Simpson指数最大。Shannon–Wiener指数为(2.021 2±0.007 3)～(0.697 8± 0.060 8)，10号样地的最小，11号样地的值最大(表2)。

表2　样地的生物多样性指数Table 2　Biodiversity index of the sample plots

3.4立地因子和林分因子及生物多样性指数与黄褐天幕毛虫平均虫口密度的相关性

对立地因子坡位(X1)、坡向(X2)、坡度(X3)、海拔(X4)，林分因子郁闭度(X5)、蒙古栎所占比例(X6)，生物多样性Simpson指数(X7)、Shannon–Wiener指数(X8)8个单一变量与黄褐天幕毛虫平均虫口密度进行相关性分析，结果显示，8个单一变量对黄褐天幕毛虫平均虫口密度均无显著影响(P>0.05)，坡位、坡向、郁闭度、Simpson指数、Shannon–Wiener指数对黄褐天幕毛虫平均虫口密度呈正向影响，坡度、海拔、蒙古栎比例对黄褐天幕毛虫平均虫口密度呈负向影响(表3)。

表3　单一变量与黄褐天幕毛虫平均虫口密度的相关性Table 3　Correlation between single variable and average population densityof Malacosoma neustria testacea Motschulsky

3　讨论

本研究共调查22块样地，其中4块样地黄褐天幕毛虫平均虫口密度虽未达到统计标准[13]，但均是黄褐天幕毛虫长期固定监测样地，因此，按22块样地进行分析较为科学。结果显示，黄褐天幕毛虫固定监测样地内的乔木有蒙古栎、白桦(Betula platyphylla Suk.)、黑桦(Betula davurica Pall.)、山杨(Populus davidiana)、兴安落叶松(Larix gmelinii Kuzenneva)、椴树(Tilia tuan Szyszyl.)、色木槭(Acer mono Maxim.)，蒙古栎是黄褐天幕毛虫喜食树种，因此选择蒙古栎占乔木比例分析寄主对害虫平均虫口密度的影响[14]。

不同坡向、海拔、郁闭度、蒙古栎比例对黄褐天幕毛虫平均虫口密度影响显著(P<0.05)，立地因子、林分因子及生物多样性指数单一因子与黄褐天幕毛虫平均虫口密度的相关性分析结果显示，单一因子对黄褐天幕毛虫平均虫口密度影响均不显著(P>0.05)，表明8个单一变量均不是影响黄褐天幕毛虫平均虫口密度的主要因素。

在黑河地区在不改变立地条件的情况下，可采用适当疏伐、降低阔叶类柞木林分所占的比例，增种补植黄褐天幕毛虫不喜食的针叶树种等措施防控黄褐天幕毛虫。

参考文献：

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责任编辑：罗慧敏英文编辑：罗 维

Effect of site factors and stand factors on Malacosoma neustria testacea Motschulsky

Cheng Lichao, Chi Defu*
(Department of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)

Abstract:In Heihe area of Heilongjiang, site factors and stand factors in monitored sample plots of Malacosoma neustria testacea Motschulsky were investigated from 2011 to 2013, the effects of these factors and the biodiversity index on average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky were analyzed. One-way analysis of variance(ANOVA) and Tukey tests showed that average population of Malacosoma neustria testacea Motschulsky in shady aspect was significantly higher than that in the sunny aspect, semi-sunny aspect and semi-shady aspect; average population of Malacosoma neustria testacea Motschulsky with elevation 301−400 m was significantly higher than that with elevation 401−500 m and 501 m above; average population of Malacosoma neustria testacea Motschulsky with canopy density of 0.5 was significantly higher than that of 0.4, 0.6 and 0.7, with canopy density of 0.6 was significantly higher than that of 0.4; average population of Malacosoma neustria testacea Motschulsky with the proportion of Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb. above 60% was significantly higher than that with 0−29% and 30%−59%. Slope position and gradient showed no significant influence on average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky. The average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky was the highest under middle gradient, shady slope, steep hill, elevation 301−400 m, canopy density 0.5 and proportion of Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb. >60%. The average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky was the smallest under upper high slope, semi-shady slope, flat gradient, elevation >501 m, canopy density 0.4, and proportion of Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb. 30%−59%. The results of correlation indicated that slope position, aspect, canopy density, Simpson index and Shannon-Wiener index demonstrated positive impact on the average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky, while gradient, elevation and the proportion of Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.demonstrated negative impact.

Keywords:Malacosoma neustria testacea Motschulsky; site factors; stand factors; biodiversity index; average population density; Heihe

中图分类号：S763.42

文献标志码：A

文章编号：1007−1032(2016)02−0177−05

收稿日期：2015–12–28 修回日期：2016–01–15

基金项目：国家自然科学基金项目(31370649)；黑龙江省科技攻关项目(GA09B201–05)

作者简介：程立超(1981—)，女，黑龙江绥化人，博士研究生，主要从事森林保护学研究，chenglichao345@163.com；*通信作者，迟德富，教授，主要从事森林保护学研究，chidefu@126.com