紫花苜蓿田中黑盲蝽和主要天敵分布及空間格局的地統(tǒng)計(jì)學(xué)研究

摘 要:中黑盲蝽已經(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要害蟲，本文應(yīng)用生態(tài)位和地統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論和方法研究了紫花苜蓿田中黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲和三突花蛛的空間相關(guān)性和空間分布。結(jié)果顯示，中黑盲蝽與東亞小花蝽和龜紋瓢蟲的生態(tài)位重疊度較高，與三突花蛛的生態(tài)位重疊度較低。地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示，在紫花苜蓿田中，中黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲都呈聚集分布，其空間相關(guān)范圍分別為11.59、31.32和5.29 m。

關(guān)鍵詞:紫花苜蓿;中黑盲蝽;東亞小花蝽;龜紋瓢蟲;地統(tǒng)計(jì)學(xué)

中圖分類號(hào):S431.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A文章編號(hào):1001-4942(2010)02-0020-04

紫花苜蓿是一種常見牧草，是許多天敵的棲息地和繁殖場所，因此被廣泛應(yīng)用于棉田生態(tài)系統(tǒng)的生物防治[1～3]，同時(shí)苜蓿也是中黑盲蝽重要的早春繁殖場所。由于轉(zhuǎn)Bt基因棉花的廣泛應(yīng)用和有機(jī)磷殺蟲劑的用量減少，包括中黑盲蝽在內(nèi)的棉盲蝽由以前的次要害蟲已經(jīng)上升為棉田的主要害蟲[4～6]。因此了解苜蓿田中黑盲蝽及其主要天敵的發(fā)生與分布，對于合理利用紫花苜蓿進(jìn)行生物防治有重要作用。

昆蟲種群密度一般具有空間異質(zhì)性特征，這對確定正確的抽樣方法、了解捕食者—獵物的關(guān)系、認(rèn)識(shí)種內(nèi)競爭的原理、提出合理的害蟲管理策略十分重要。昆蟲空間格局的研究方法從早期的頻次分布法到后來的擴(kuò)散型指數(shù)法、回歸模型分析法及其改進(jìn)形式，其共同點(diǎn)是依賴于樣本頻次分布或均值—方差關(guān)系及其相應(yīng)的判定準(zhǔn)則確定空間分布格局，忽視了樣本的空間位置和方向，不能區(qū)別不同空間格局的差異，并受樣方和抽樣區(qū)域大小的影響[7]。地統(tǒng)計(jì)學(xué)是在法國著名統(tǒng)計(jì)學(xué)家G. Matheron大量理論研究的基礎(chǔ)上逐漸形成的一門統(tǒng)計(jì)學(xué)分支，它是以區(qū)域化變量為基礎(chǔ)，借助變異函數(shù)，研究既具有隨機(jī)性又具有結(jié)構(gòu)性或空間相關(guān)性和依賴性的自然現(xiàn)象的一門科學(xué)。地統(tǒng)計(jì)學(xué)與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)的共同之處在于:它們都是在大量采樣的基礎(chǔ)上，通過對樣本屬性值的頻率分布或均值—方差關(guān)系及其相應(yīng)規(guī)則的分析，確定其空間分布格局與相關(guān)關(guān)系。但地統(tǒng)計(jì)學(xué)區(qū)別于經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)的最大特點(diǎn)是:地統(tǒng)計(jì)學(xué)既考慮到樣本值的大小，又重視樣本空間位置及樣本間的距離，彌補(bǔ)了經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)忽略空間方位的缺陷。目前，地統(tǒng)計(jì)學(xué)已被廣泛用于昆蟲種群空間格局分析[7～10]。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查方法

試驗(yàn)地設(shè)在山東省濟(jì)南軍區(qū)農(nóng)場3年生的紫花苜蓿田，南北行種植，窄行距30 cm，寬行距60 cm。于2007年6月12日中黑盲蝽成蟲和天敵的高峰期進(jìn)行調(diào)查。選取一塊長46 m、寬12 m的田塊，采取網(wǎng)格式取樣，即將調(diào)查的苜蓿田分成138個(gè)2 m×2 m的小樣方，在每個(gè)小樣方的中心位置通過掃網(wǎng)結(jié)合目測法調(diào)查1 m2內(nèi)所有節(jié)肢動(dòng)物的種類與數(shù)量。

1.2 分析方法

通過Levins 生態(tài)位寬度、Evenness生態(tài)位寬度、Hulbert生態(tài)位寬度計(jì)算中黑盲蝽和主要天敵的生態(tài)位寬度，用Pianka測度計(jì)算中黑盲蝽及主要天敵的生態(tài)位重疊度。

2 結(jié)果與分析

本研究調(diào)查到中黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲和三突花蛛分別為377、1504、256和63頭，密度分別為2.73、10.90、1.86、0.46頭/m2。

2.1 中黑盲蝽及主要天敵的生態(tài)位分析

表1顯示，中黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲和三突花蛛在紫花苜蓿田的生態(tài)位寬度較大，都是廣布種，其中三突花蛛的生態(tài)位最寬，東亞小花蝽次之，中黑盲蝽的生態(tài)位寬度最小。

中黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲和三突花蛛生態(tài)位重疊指數(shù)(表2)顯示，中黑盲蝽與東亞小花蝽的生態(tài)位重疊度最高，龜紋瓢蟲次之，與三突花蛛的生態(tài)位重疊度最小;天敵之間，東亞小花蝽與龜紋瓢蟲有較高的生態(tài)位重疊度，兩者與三突花蛛的生態(tài)位重疊度相對較小。

2.2 中黑盲蝽及主要天敵的地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用球形模型分別對中黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲和三突花蛛的空間分布進(jìn)行分析，結(jié)果顯示半變異函數(shù)能夠很好地分析中黑盲蝽(F=64.2655，P=0.0001)、東亞小花蝽(F=43.5273，P=0.0001)和龜紋瓢蟲 (F=10.3148， P=0.0082)的空間分布，而方差檢驗(yàn)顯示，不能用半變異函數(shù)分析三突花蛛的分布(F=4.0439， P=0.0680)(表3)。黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲半變異函數(shù)的偏基臺(tái)值與基臺(tái)值的比值分別為0.8759、0.6094和0.6284，顯示中黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲均為聚集分布，其中中黑盲蝽的聚集程度最高。中黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲空間相關(guān)范圍分別為11.59、31.32和5.29 m。

應(yīng)用普通克里格方法，對中黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲種群在樣區(qū)的空間分布進(jìn)行差值模擬(圖1～3)，顯示三者的種群在空間分布均呈板塊狀聚集，各處的密度隨空間位置和方向不同而變化。

3 討論與結(jié)論

本研究顯示，紫花苜蓿田是天敵的重要繁殖和棲息場所，其中東亞小花蝽的種群密度最高，達(dá)到10.90頭/m2，龜紋瓢蟲次之。在紫花苜蓿田，中黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲和三突花蛛都是廣布種，其中東亞小花蝽和龜紋瓢蟲種群數(shù)量較大，它們與中黑盲蝽的生態(tài)位重疊度較高，說明這兩種天敵與中黑盲蝽在空間分布上有較大的相似性，但這兩種天敵是否是中黑盲蝽的主要天敵還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。室內(nèi)捕食行為顯示，蜘蛛是盲蝽的重要天敵，其中三突花蛛對中黑盲蝽有較強(qiáng)的捕食功能[11];杜開書等(2008)[12]用相關(guān)系數(shù)分析法研究了白三葉草坪內(nèi)中黑盲蝽與天敵的關(guān)系，認(rèn)為控制中黑盲蝽種群數(shù)量主要是蜘蛛;張新瑞等(2007)[13]的研究也顯示苜蓿田中黑盲蝽與蜘蛛有顯著的互作關(guān)系，而本研究的紫花苜蓿田內(nèi)三突花蛛的種群數(shù)量相對較低，而且與中黑盲蝽的生態(tài)位重疊度也低于其它天敵。

本研究用地統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論與方法分析了中黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲和三突花蛛的空間分布，結(jié)果顯示，中黑盲蝽、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲在空間都是聚集分布，而半變異函數(shù)不能很好地分析三突花蛛的空間分布，可能與本研究的抽樣尺度有關(guān)，本研究的抽樣距離可能超過了三突花蛛的空間相關(guān)范圍。昆蟲在空間的分布是由昆蟲行為和空間環(huán)境共同決定的，余昊等(2006)[14]運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法研究了中黑盲蝽的低齡若蟲在白三葉草坪的空間分布，結(jié)果顯示中黑盲蝽低齡若蟲的空間相關(guān)范圍為3.6 m，而本研究顯示中黑盲蝽在紫花苜蓿田中的空間相關(guān)范圍達(dá)11.59 m，這與本研究的中黑盲蝽主要是成蟲有關(guān)，同時(shí)昆蟲在不同宿主的分布也會(huì)不同。

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