桐花樹毛顎小卷蛾幼蟲空間分布型及抽樣技術

陳文玉

(泉州森林公園管理處，福建 泉州 362000)

空間格局是昆蟲種群的重要屬性之一，是由物種的生物學特性和生境條件所決定，反映了種群棲息生境的行為習性和環境同質或異質性的迭加影響[1]。毛顎小卷蛾(Lasiognathacellifera)是紅樹林桐花樹的重要害蟲[2-3]。劉文愛等[4]應用6種聚集度指標研究該蟲幼蟲的空間分布型，表明該蟲幼蟲呈現聚集分布，分布的基本成分是個體群，聚集強度隨幼蟲密度的升高而相應增大。但鮮有該蟲種群時序空間分布的有關研究報道。本文應用5種聚集度指標以及Iwao法的m*-m直線回歸法和Taylor法的冪法則，以2012年泉州灣洛陽江東岸紅樹林桐花樹毛顎小卷蛾種群每月調查數據為依據，對毛顎小卷蛾幼蟲的時序空間分布型進行分析，以期為害蟲監測和防治提供參考。

1 材料和方法

1.1 研究地概況

研究地設在福建泉州灣洛陽江東岸紅樹林桐花樹人工種植區，屬海洋性季風氣候，為臺風多發區。泉州是桐花樹在太平洋西岸天然分布的北界。2000年以來，泉州灣洛陽江東岸灘涂上，人工種植以桐花樹、秋茄為主的紅樹林面積420 hm2，成為福建省乃至我國東南沿海人工紅樹林面積最大的區域。近年來，毛顎小卷蛾在泉州灣紅樹林桐花樹上危害逐年趨重，嚴重時造成大面積桐花樹葉片枯黃脫落，極大地影響紅樹林生長。

1.2 樣地設置與數據調查方法

依據潮水位的高低，在高潮灘、中潮灘、低潮灘的桐花樹毛顎小卷蛾發生區各分別設立3個5 m×5 m的標準樣方，各樣方間距150～200 m。2012年選擇晴朗天氣的海水低潮時間，在每個樣方隨機采集長度10 cm左右的桐花樹樣枝50～60個，裝入透明的塑料樣品袋后帶回室內，從樣枝中隨機選取100個小枝梢(最后一級的分枝)統計毛顎小卷蛾幼蟲蟲口數量，以9個樣方中平均每100個小枝梢上的蟲口數作為每次調查的平均蟲口密度。

1.3 空間分布分析方法

參考前人研究方法，用叢生指標I、擴散系數C、聚集指數CA、平均擁擠度m*、聚塊指標m*/m和負二項分布系數K共6個聚集度指標[5-7]研究確定種群的空間分布型。用Iwao法的m*-m直線回歸法[6,8,9]和Taylor法的冪法則[10,11]對種群分布的內部結構及其格局作進一步的檢驗和綜合分析。數據處理采用Microsoft Office 2007和SPSS18.0軟件進行統計分析。

1.4 不同蟲口密度理論抽樣數

理論抽樣數是指在保證抽樣質量的前提下最少需要抽取的樣本數，不僅可以控制抽樣過程的誤差，同時還可以節省人力、物力。應用Iwao法來確定理論抽樣數N：N=t2[(α+1)/m+β-1]/D2，式中m為平均密度，N為最適抽樣數，t為一定置信度下的t分布值，實際調查中t一般取1(此時置信度P=0.7)，α、β為m*-m回歸方程中的參數，D為允許誤差值(置信區間取0.1，0.2，0.3)[11-13]。

2 結果與分析

2.1 毛顎小卷蛾各項聚集度指標

從毛顎小卷蛾種群調查數據及聚集度指標測定結果(表1)可知，毛顎小卷蛾幼蟲在1月至7月上旬，8月至10月上旬，以及11月和12月期間的聚集度指標均為I>0，C>1，CA>0，m*/m>1，K>0，表明這些階段毛顎小卷蛾種群林間的空間格局均呈聚集分布；而7月中下旬和10月中下旬的聚集度指標為I<0，C<1，CA<0，m*/m<1，K<0，此期間毛顎小卷蛾種群林間的空間格局為均勻分布。由表1可知，在這2個階段前期，即5月和9月，毛顎小卷蛾的種群平均擁擠度達到了一定的水平，5月的平均擁擠度超過了30，8月下旬到9月中旬的種群擁擠度也在23以上，可能是毛顎小卷蛾種群數量接近飽和，為了保證充足的食物供給，毛顎小卷蛾進行了擴散的結果，使得空間分布有所變化。

表1 毛顎小卷蛾幼蟲不同月份空間分布型參數(福建泉州 2012)

2.2 毛顎小卷蛾幼蟲空間分布回歸分析

2.2.1 Iwao的m*—m回歸分析法 計算結果(表略)表明，毛顎小卷蛾幼蟲平均擁擠度和平均密度存在線性關系(R2=0.975)。運用Iwao提出的模型，可得相關回歸方程式為m*=1.069m+1.911，R=0.988**，表明毛顎小卷蛾在桐花樹上的平均擁擠度和平均密度之間的線性回歸關系極顯著；β>1表明毛顎小卷蛾總體分布格局呈聚集分布，α>0說明毛顎小卷蛾在桐花樹上分布的基本成分是個體群，個體之間存在相互吸引關系。

2.2.2 Taylor冪法則 計算結果(表略)表明，毛顎小卷蛾幼蟲樣本平均數(m)與方差(S2)的對數值之間，即lgS2與lgm之間存在線性關系(R2=0.913)。運用Taylor冪法則模型，可得相關方程式為lgS2=1.339lgm+0.216，R=0.955**，表明毛顎小卷蛾在桐花樹上的聚集度與種群密度之間的指數回歸關系極顯著。由方程式可知lga=0.216，可得a=100.216=1.644：a>1，b>1，表明毛顎小卷蛾呈聚集型分布，這與聚集度指標法測定結果相一致，且分布具有密度依賴性，即聚集強度隨種群密度的升高而相應增大。

2.3 毛顎小卷蛾幼蟲理論抽樣數

將相應值代入Iwao的理論抽樣公式N=t2[(α+1)/m+β-1]/D2=t2[2.911∕m+0.069]∕D2(t=1，D=0.1，0.2，0.3)，可得出不同允許誤差下毛顎小卷蛾在各種密度的林間理論抽樣數(表2)。可見，當允許誤差固定時，毛顎小卷蛾種群的最適抽樣數隨平均蟲口密度的增大而下降，只是下降的幅度逐漸縮小；當蟲口密度固定不變時，該蟲的最適抽樣數隨允許誤差的增大而下降。

表2 毛顎小卷蛾幼蟲理論抽樣數

3 結論與討論

種群的空間分布結構是種群的主要特征之一，對了解昆蟲種群的猖獗、擴散行為、種群管理及持續控制具有一定的實際意義[14-15]。運用聚集度指標法和回歸模型法分析毛顎小卷蛾空間格局表明，毛顎小卷蛾幼蟲在桐花樹林中的分布總體上呈現聚集分布，基本成分為個體群，該結論與丁珌[2]、劉文愛等[4]研究結果一致，但當種群數量在一定時空范圍內達到飽和狀態時，種群有擴散分布趨勢。昆蟲種群的聚集是其度過逆境的有效策略，種群呈現聚集分布有利于其度過逆境，這對于種群抵抗天敵的攻擊、異常氣候的脅迫等具有重要的生態學意義。不同時期毛顎小卷蛾種群的空間分布會有些許差別，絕大部分時期為聚集分布，偶爾均勻分布，可能與毛顎小卷蛾成蟲產卵的選擇和后期外界逆境對種群的影響有關。在年周期中，毛顎小卷蛾種群在5月和9月的聚集程度明顯高于其他月份。葉思敏[2]研究也表明，桐花樹毛顎小卷蛾在泉州灣地區1年發生8代，世代重疊，1年內有2個明顯的危害高峰期，分別出現在5月中旬和9月下旬。毛顎小卷蛾種群空間格局在時間序列上的這一特征體現了其對海岸潮間帶惡劣生境的適應，同時也可以認為是這一惡劣生境脅迫的結果。

通過研究毛顎小卷蛾幼蟲在桐花林中的空間格局，提出理論抽樣數公式，給出不同蟲口密度以及不同誤差要求的最適抽樣數。當種群密度上升到一定數量時，由于生存空間的限制，種群數量達到環境的最大容量，抽樣數量也趨于穩定。在實地調查中，可以根據實際要求確定允許誤差，再根據毛顎小卷蛾平均蟲口密度的不同確定最適抽樣數，避免抽樣過少影響統計數據的準確性或抽樣過多增加勞動量。在桐花林內對毛顎小卷蛾幼蟲進行抽樣調查、預測預報和綜合治理過程中，應根據理論抽樣數，結合林地實際情況科學使用。