华山松大小蠹的空间分布型研究

解平书

(建始县国有高岩子林场，湖北 建始 445300)



华山松大小蠹的空间分布型研究

解平书

(建始县国有高岩子林场，湖北 建始 445300)

在鄂西南地区对华山松大小蠹进行了随机抽样调查，以每棵树1 m高处25 cm2树皮为单位进行统计分析，结果表明：虫口数在0～18的占整个调查木的95.15%，以这个数据为基础对其空间分布型进行了泊松分布、负二项式分布、奈曼分布的拟合研究；经卡方检验，符合负二项式分布(P<0.05)；每株样木虫口头数平均为2.49，若处于高发期，易导致大面积的扩散，且速度快，应早防治.

华山松大小蠹;空间分布;泊松分布;负二项式分布;奈曼分布

华山松(PinusarmandiFranchet)是栽培最为广泛的树种之一，也易受到森林病虫害的危害，如华山松大小蠹(D.armandi)主要危害健康华山松， 导致健康华山松树势迅速衰弱诱发大量次期性小蠹虫的集中危害， 从而成为秦巴林区健康华山松的毁灭性先锋害虫.华山松大小蠹(D.armandi)寄生于华山松的韧皮部和木质部表面，因生活隐蔽,繁殖迅速,自然死亡率低,故经常造成大片森林死亡,从而被世界各国森林昆虫工作者所重视.华山松大小蠹的持续发生也成为秦岭巴山林区森林生态系统保护的最大障碍之一[1].同时华山松大小蠹是造成华山松大量枯死的主要虫种[2]，对林业生产造成了重大的危害.昆虫在田间的分布型系代表该种昆虫在一定环境内的空间分布结构,这种空间分布结构是种的生物学特性对环境条件适应的结果.因此,明确昆虫的分布,可以帮助我们对该种昆虫生态特性有进一步的了解,从而提高对其防治效果及试验设计的精确程度[3].目前国内外针对华山松大小蠹分布型的研究，见报道少见[4].为此，拟对华山松大小蠹的分布型进行研究，准确地掌握害虫种群数量动态变化规律,可以预测害虫种群的未来消长趋势,更加丰富了华山松大小蠹综合治理防治策略的内容,为控制该虫的蔓延提供指导,但该模型并非最后,应在以后实际应用中不断地加以改进,以便逐步地完善从而为害虫的综合治理决策提供科学依据[5-7].

1 研究地概况及数据的获取

1.1 研究地概况

鄂西南地区主要包括恩施州、宜昌市，是是中国少数民族土家族的主要聚居区之一，为湘鄂川台褶带的一部分，野生动植物资源极为丰富.华山松(Pinusarmandiifranch) 松科松属，乔木高达35 m，胸径1 m；树冠广圆锥形.高大挺拔，针叶苍翠，冠形优美，生长迅速，是优良的庭院绿化树种.华山松在园林中可用作园景树、庭荫树、行道树及林带树、亦可用于丛植、群植，并系高山风景区之优良风景林树种.华山松林一般分布于海拔1 600～2 400 m的地带，常与山杨、红桦、锐齿槲栎等混生，华山松林立木枯死现象较为严重，一般受害株数为10%左右，最高可达70%甚至成片死亡，这对华山松林的形成与发展危害极大，木材的损失也很严重，主要是华山松大、小蠹虫所引起.

1.2 数据获取

在鄂西南地区范围内以随机抽样的方式抽取华山松样木206株，用手持GPS72测定每株树木的位置，调查林分的郁闭度、坡度、坡向、林分构成、土壤质地以及厚度等因子；并获得每株树的大小蠹数量.

2 统计分析

对于野外获取的数据，采用Matlab 7.0和Excel 2003分别进行泊松分布(Poisson distribution)、负二项式分布、奈曼分布进行统计分析，分析结果进行卡方检验.

2.1 泊松分布

是一种离散型分布，由法国数学家西莫恩·德尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)在1838年时发表.随机变量只取整数，具有概率密度函数：

(1)

其中：P是出现x头虫数的理论概率；λ是每个样木上出现虫数的平均数；e是自然对数的底.

2.2 负二项式分布

又称帕斯卡尔(Pascal)分布，是一种被认为适应性更为广泛的概率模型，它是一种高度集中型核心(丛状)分布，在空间形成各种密度不均的，核心大小不均的嵌纹，故又称嵌纹分布.概率密度函数为：

(2)

(3)

(4)

(5)

其中：x为虫数，f为频数，n为样本总数.

2.3 奈曼分布

由泊松分布的群所构成.此分布的个体群之间是随机的，个体群大小约相等，个体群周围呈放射状蔓延，概率密度函数为：

当n=0时，

(6)

当n=1,2,…,时,

(7)

(8)

2.4 卡方检验

χ2检验(chi-squaretest)或称卡方检验[8]，是一种用途较广的假设检验方法，其检验公式为：

(9)

式中：x为实际傎(虫口头数)，c为理论值.

3 研究结果

共计调查了206株样木，对其原始数据进行频度统计分析，详见结果表1.

表1 华山松大小蠹空间分布频度分析

表2 三种分布的实际值、理论值与卡方检验表

从表2可以看到泊松分布理论与实际值差异最大，不符合随机分布.负二项分布为聚集分布，通过了卡方检验.奈曼分布当n取不同的值时奈曼分布有不同的类型，本文是以n=0 时拟合程度最好，即奈曼A型分布，但实际值和理论频度相差甚远，没有通过卡方检验，因此神农架华山松大小蠹符合负二项式分布(P<0.05).

4 结论与讨论

华山松隶属于裸子植物亚门、松杉目、 松科、 松属， 分布在1 000m海拔以上的山地, 五针松树种为中国特有.在河南、甘肃、青海、湖北、宁夏、陕西、云南、山西、四川、贵州、西藏11个省区均有天然分布,是中国亚热带西部山地分布很广的建群树种,也是分布区内植树造林的主要树种[9].在自然状下华山松大小蠹受多种因素的叠加影响，树种的分布、年降雨、光照、天敌等均会导致昆虫种群在分布的空间格局发生改变[10].

昆虫分布型是指个体群或个体在其生存空间中的散布形式,是种群的重要属性之一.从本文的研究结果看，华山松大小蠹不呈随机分布，呈负二项式的聚集分布，并且每株样木的平均虫口数较少=2.49)，说明华山松大小蠹单株内密度较低，若处于盛发而期，该现象有可能使华山松大小蠹具备潜在较快的扩散速度,要及早治理，否则大面积扩散后会使大量的华山松枯死，给防治增加难度.

[1] 陈辉,袁锋.秦岭华山松小蠹生态位研究[J].林业科学,1999,35(4):40-44.

[2] 赵利敏,陈锐,何杰.华山松大小蠹幼虫分布状态及最佳抽样模型[J].西北林学院学报,2008,23(6):129-131.

[3] 李典谟,丁岩钦.介绍几昆虫分布型理论公式的计算[J].1965,5：310-317.

[4] 李开仁,邵崇斌,戴建昌.华山松大小蠹空间格局及最佳模型的研究[J].西北林学院学报,1997b,12(增):71-79.

[5] BERRYMAN A A. Interacting selective pressures in conifer-bark beetle systems: a basis for reciprocal adaptations?[J].Amer Natur,1987，129:234-262.

[6] 徐汝梅.昆虫种群生态学[M].北京:北京师范大学出版社,1988.

[7] 丁岩钦.昆虫种群数学生态学原理与方法[M].北京:科学出版社,1980 .

[8] 朱建兰,常永义.红地球葡萄霜霉病系统型病株的田间分布型和抽样技术研究[J].生物数学学报，2006,21(1):223-128.

[9] 祁承经.树木学[M].北京:中国林业出版社,1991.

[10] HYNUM B G,BERRYMAN A A.Dendroctonus ponderosae (Coleoptera: Scolytidae) preaggregation landing and gallery initiation on lodgepole pine[J].Can Entomol,1990,112:185-191.

责任编辑：高 山

Study on the Spatial Distribution Pattern ofDendroctonusArmandi

XIE Pingshu

(Gaoyanzi State-owned Forest Farm,Jianshi 445300,China)

A random sampling investigation is conducfed on theD.armandiin the southwest of Hubei Province,statistical analysis,with each tree height of 1 meter,25 square centimeters of bark as a unit.The results show that the insect number in 0～18 accounted for the entire survey of wood 95.15%.Based on this data,the spatial distribution pattern is studied through the Poisson distribution,the negative binomial distribution and the Neyman distribution;by chisquare test,it accords with negative binomial distribution (P<0.05);the number of worms of each sample tree averages 2.49;if in a high-incidence period,the large-area and high-speed proliferation will occur.Preventive measures should be taken early.

Dendroctonusarmandi;spatial distribution;Poisson distribution;negative binomial distribution;Neyman distribution

2016-08-06.

解平书(1966- )，女，工程师，主要从事森林经营管理的研究.

1008-8423(2016)03-0344-03

10.13501/j.cnki.42-1569/n.2016.09.026

S431.192

A