孿斑唇瓢蟲空間分布型及抽樣技術(shù)研究

魏治鋼， 趙 莉＊， 楊 森

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，烏魯木齊 830052； 2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所，烏魯木齊 830091）

昆蟲在自然界中以種群為基本單位而存在，種群由個(gè)體組成，但不是簡單的集合，種群不但有自己特定的年齡組配、性比、出生與死亡率，而且具有物種本身內(nèi)稟特征與棲息環(huán)境相互作用形成的種群個(gè)體在空間的分布狀況，因此空間分布型是昆蟲種群重要特征之一，它是種群的生物學(xué)特性對其生存的環(huán)境條件在特定時(shí)期適應(yīng)和選擇的結(jié)果［1］，其反映了種群個(gè)體的散布狀況及其對生境的適應(yīng)、生境對生物影響的生態(tài)學(xué)關(guān)系［2］。探明昆蟲的空間分布型有助于發(fā)展精確的抽樣方法，正確估計(jì)昆蟲的種群密度，并對研究資料提出適當(dāng)?shù)臄?shù)理統(tǒng)計(jì)方法，確定理論抽樣量及提高蟲情測報(bào)的準(zhǔn)確性［3］。

孿斑唇瓢蟲（ChilocorusgeminusZaslavskij）屬鞘翅目（Coleoptera）瓢蟲科（Coccinellidae）盔唇瓢蟲屬（Chilocorus）［4］，是多種果樹介殼蟲的重要捕食性天敵，尤其對桑白蚧的自然控制作用較強(qiáng)。孿斑唇瓢蟲的研究迄今僅為其發(fā)生規(guī)律的觀察和捕食功能反應(yīng)方面，對其分布型和抽樣技術(shù)的研究未見有文獻(xiàn)報(bào)道。為準(zhǔn)確估測孿斑唇瓢蟲種群密度，確定理論抽樣量，為提高生物防治效率提供科學(xué)依據(jù)，作者于2008年在新疆喀什地區(qū)對孿斑唇瓢蟲空間分布情況進(jìn)行調(diào)查，分析了其種群空間結(jié)構(gòu)、種群數(shù)量動態(tài)情況以及田間抽樣技術(shù)，旨在為開展孿斑唇瓢蟲蟲情調(diào)查提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

調(diào)查試驗(yàn)地設(shè)在喀什地區(qū)疏勒縣塔孜洪鄉(xiāng)，所選地區(qū)2008年7－9月的平均濕度達(dá)37.8%～45.2%，平均氣溫在18.9～26.6℃。桃樹品種為‘毛桃’，平均樹齡6～8年，樹高平均3～4 m，株行距4 m×12 m，桃樹左右間作玉米。調(diào)查期間除孿斑唇瓢蟲外還存在桑白蚧另一種捕食性天敵—日本方頭甲，但由于其數(shù)量較少，且零星分布，對孿斑唇瓢蟲的干擾作用不明顯。

1.2 試驗(yàn)方法

2008年7－9月，在喀什地區(qū)疏勒縣塔孜洪鄉(xiāng)8村對桃樹上孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲和蛹的空間分布情況進(jìn)行調(diào)查。每7 d調(diào)查1次，每次隨機(jī)調(diào)查5個(gè)樣點(diǎn)。取桑白盾蚧為害嚴(yán)重而未進(jìn)行化學(xué)防治的桃樹，每點(diǎn)隨機(jī)調(diào)查10株樹，共計(jì)50株樹。調(diào)查時(shí)每株樹分東、南、西、北4個(gè)方位，系統(tǒng)調(diào)查每個(gè)方位孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲、蛹的數(shù)量。

1.3 空間分布型的測定［5－6］

統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算平均數(shù)m、方差S2、擴(kuò)散系數(shù)C、聚集指數(shù)I、負(fù)二項(xiàng)分布K值、平均擁擠度M＊、聚塊性指標(biāo)M＊／m、指數(shù)Ca等指標(biāo)分析孿斑唇瓢蟲的空間分布型，以種群聚集度均數(shù)λ分析聚集原因。利用Taylor冪法則和Iwao的（M＊－m）回歸分析法測定種群的分布格局和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。采用Iwao的最適抽樣理論模型擬合最適理論抽樣數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 聚集度指標(biāo)測定

對孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲和蛹在桃樹上數(shù)量調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析，得出孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲和蛹的聚集度指標(biāo)，結(jié)果見表1～3。

由表1，2和3可以看出，孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲和蛹的各項(xiàng)空間分布型聚集度指標(biāo)均符合聚集度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)結(jié)果顯示：M＊／m＞1，Ca＞0，擴(kuò)散系數(shù)C＞1，K＞0，I＞0。以上各聚集指標(biāo)均表明孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲和蛹在桃樹上的空間分布型屬于聚集分布。

2.2 Iwao的M＊－m回歸分析法

根據(jù)田間調(diào)查資料，計(jì)算出有關(guān)參數(shù)和聚集度指標(biāo)，經(jīng)擬合求得Iwao的M＊－m的回歸方程：

成蟲：M＊＝0.589 39＋1.239 32m（R＝0.843 1）；

幼蟲：M＊＝0.829 10＋10.488 78m（R＝0.857 5）；

蛹：M＊＝13.160 31＋4.578 14m（R＝0.844 6）；

表1 孿斑唇瓢蟲成蟲的各項(xiàng)聚集度指標(biāo)

表2 孿斑唇瓢蟲幼蟲的各項(xiàng)聚集度指標(biāo)

表3 孿斑唇瓢蟲蛹的各項(xiàng)聚集度指標(biāo)

由Iwao的M＊－m回歸方程可以看出，孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲和蛹的α值均大于0，說明孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲和蛹的個(gè)體間相互吸引，分布基本成分為個(gè)體群；β值均大于1，說明孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲和蛹的個(gè)體群的分布基本上是聚集分布。測定結(jié)果與聚集度指標(biāo)檢驗(yàn)相吻合。

2.3 Taylor冪法則

用Taylor公式：將S2＝amb代換為對數(shù)式lgS2＝lga＋blgm擬合調(diào)查資料，得到方差與平均密度的回歸關(guān)系：

成蟲：lgS2＝0.248 2＋1.057 8 lgm（R＝0.971 6）；

幼蟲：lgS2＝0.862 3＋2.324 3 lgm（R＝0.928 0）；

蛹：lgS2＝1.147 6＋1.499 4 lgm（R＝0.960 8）；

從上述方差與平均密度的回歸關(guān)系可以看出，孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲和蛹的a值和b值均大于1，說明孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲和蛹的種群在一切密度下都是聚集的，且聚集強(qiáng)度隨種群密度的升高而增加。

2.4 聚集原因的分析

根據(jù)Blackith（1961）提出種群聚集均數(shù)λ來分析昆蟲分布的聚集原因：λ＝（m／2K）×r［7］。

上式中m為平均蟲口密度；K為負(fù)二項(xiàng)分布參數(shù)值；r為具有自由度等于2K的（卡方）分布的函數(shù)值，即r等于“χ2值表”中自由度等于2K與概率對應(yīng)的χ2值，根據(jù)公式計(jì)算孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲和蛹的λ值。

成蟲：λ＝（m／2K）×r＝0.42＜2；

其中平均蟲口密度m＝0.63，負(fù)二項(xiàng)分布參數(shù)值K＝0.91，故查表得出r＝1.21，因此根據(jù)Blackith對昆蟲的聚集因素分析可知：λ＜2，說明孿斑唇瓢蟲成蟲聚集原因是由于環(huán)境因素（如食料等）引起的。

幼蟲：λ＝（m／2K）×r＝5.59＞2；

其中平均蟲口密度m＝1.95，負(fù)二項(xiàng)分布參數(shù)值K＝0.08，故查表得出r＝0.45，根據(jù)Blackith對昆蟲的聚集因素分析可知：λ＞2，說明孿斑唇瓢蟲幼蟲聚集原因是昆蟲本身習(xí)性和環(huán)境共同作用引起的。

蛹：λ＝（m／2K）×r＝5.88＞2；

其中平均蟲口密度m＝1.49，負(fù)二項(xiàng)分布參數(shù)值K＝0.06，故查值表得出r＝0.45，根據(jù)Blackith對昆蟲的聚集因素分析可知：λ＞2，說明孿斑唇瓢蟲蛹聚集原因是昆蟲本身習(xí)性和環(huán)境共同作用引起的。

2.5 最適抽樣數(shù)的確立

應(yīng)用Iwao（1971）的統(tǒng)計(jì)方法，在確立了M＊＝α＋βm的直線回歸方程后，根據(jù)最適抽樣模型來確定最適理論抽樣數(shù)：N＝（t2／D2）［（α＋1）／m＋β－1］［8］；

上式中，N為最適理論抽樣數(shù)，α、β為聚集度參數(shù)，t為一定概率保證下的正態(tài)離差值（一般取t＝1），D為允許誤差（一般取D＝0.1，0.2，0.3），m為平均蟲口密度。將已經(jīng)求得的α和β值代入理論抽樣模型得：

成蟲：N＝（t2／D2）［（1.589 4＋1）／m＋0.239 3－1］；

幼蟲：N＝（t2／D2）［（1.829 1＋1）／m＋9.488 8－1］；

蛹：N＝（t2／D2）［（14.160 3＋1）／m＋3.578 1－1］；

根據(jù)其最適抽樣模型求出孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲和蛹在不同種群密度，不同允許誤差及不同概率保證時(shí)的理論抽樣數(shù)（表4～6）。

表4 孿斑唇瓢蟲成蟲不同密度下最適理論抽樣數(shù)

表5 孿斑唇瓢蟲幼蟲不同密度下最適理論抽樣數(shù)

表6 孿斑唇瓢蟲蛹不同密度下最適理論抽樣數(shù)

由表4，5和6及圖1可以看出，在允許誤差相同的情況下，隨著蟲口密度平均數(shù)的增大，抽樣數(shù)量逐漸減少。當(dāng)種群密度上升到一定數(shù)量時(shí)，由于生存空間的限制，種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境的最大容量，抽樣數(shù)量也趨于穩(wěn)定。如在允許誤差D為0.1時(shí)，當(dāng)平均蟲口密度為0.05頭／株時(shí)，孿斑唇瓢蟲成蟲的最適抽樣數(shù)為3 202株；平均蟲口密度為1頭／株時(shí)，孿斑唇瓢蟲成蟲的最適抽樣數(shù)為183株；平均蟲口密度為3頭／株時(shí)，孿斑唇瓢蟲成蟲的最適抽樣數(shù)僅為77株。可見，當(dāng)允許誤差固定時(shí)，該蟲的最適抽樣數(shù)隨平均蟲口密度的增大而下降，只是下降的幅度逐漸縮小。在平均蟲口密度不變的情況下，隨著允許誤差的增大，抽樣點(diǎn)數(shù)逐漸減少。如平均蟲口密度為1頭／株，當(dāng)允許誤差D為0.1時(shí)，孿斑唇瓢蟲成蟲的最適抽樣數(shù)為183株；允許誤差D為0.2時(shí)，孿斑唇瓢蟲成蟲的最適抽樣數(shù)為46株；允許誤差D為0.3時(shí)，孿斑唇瓢蟲成蟲的最適抽樣數(shù)僅為20株?？梢?，當(dāng)蟲口密度固定不變時(shí)，該蟲的最適抽樣數(shù)隨允許誤差的增大而下降。幼蟲和蛹的最適抽樣數(shù)也是如此。

圖1 孿斑唇瓢蟲的最適理論抽樣數(shù)

3 結(jié)論與討論

本文通過David和Moore的聚集指標(biāo)I，Cassie和Kuno的Ca值，Water的負(fù)二項(xiàng)分布K值指標(biāo)，Lloyd的聚塊性指標(biāo)M＊／m和擴(kuò)散系數(shù)C等聚集度指標(biāo)；以及采取Taylor的冪法則及Iwao的回歸式分析法，并利用Blackith的種群聚集均數(shù)λ值來分析和測定孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲、蛹的空間分布型。結(jié)果表明，孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲、蛹在桃樹上的空間分布型均呈聚集分布，分布的基本成分是以個(gè)體群的形式存在，并且種群在一切密度下都是聚集的，且聚集強(qiáng)度隨種群密度的升高而增加，孿斑唇瓢蟲成蟲的聚集原因是由環(huán)境因素引起的，孿斑唇瓢蟲幼蟲和蛹的聚集原因是由它們本身的習(xí)性和環(huán)境因素共同作用引起的。

采用Iwao’s的最適抽樣理論模型來計(jì)算昆蟲的最適理論抽樣數(shù)。結(jié)果表明，在允許誤差相同的情況下，隨著孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲、蛹平均蟲口密度的增大，抽樣數(shù)量逐漸減少。當(dāng)種群密度上升到一定數(shù)量時(shí)，由于生存空間的限制，種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境的最大容量，抽樣數(shù)量也趨于穩(wěn)定。當(dāng)允許誤差固定時(shí)，孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲、蛹的最適抽樣數(shù)隨平均蟲口密度的增大而下降，只是下降的幅度逐漸縮小。在平均蟲口密度不變的情況下，隨著允許誤差的增大，抽樣點(diǎn)數(shù)逐漸減少。另外，在對孿斑唇瓢蟲成蟲、幼蟲、蛹進(jìn)行試驗(yàn)研究時(shí)，允許誤差要求嚴(yán)格可取D＝0.1，而大田調(diào)查時(shí)允許誤差可以略為放寬，可取D＝0.2或0.3，以便更好地處理工作量與精確度這一矛盾。因此，在保證一定的蟲情調(diào)查準(zhǔn)確度情況下，只要抽取合理的桃樹數(shù)量進(jìn)行調(diào)查就可取得較準(zhǔn)確的蟲情資料，為孿斑唇瓢蟲的保護(hù)和利用提供依據(jù)。

［1］武德蘭，王秀莉.麥田食蚜蠅幼蟲空間分布型的初探［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，30（2）：250－251.

［2］梁波，于艷華，彭紅梅，等.楊小舟蛾空間分布型的初步研究［J］.江蘇林業(yè)科學(xué)，2002，29（3）：15－18.

［3］巫厚長，魏重生，謝明，等.煙田草間小黑蛛種群的空間動態(tài)及抽樣技術(shù)研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，26（2）：141－145.

［4］龐雄飛，毛金龍.中國經(jīng)濟(jì)昆蟲志，第十四冊，瓢蟲科（二）［M］.北京：科學(xué)出版社，1979：88－89.

［5］丁巖欽.昆蟲種群生態(tài)學(xué)原理與應(yīng)用［M］.北京：科學(xué)出版社，1994：84－124.

［6］徐汝梅.昆蟲種群生態(tài)學(xué)［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，1985：7－13.

［7］苗耀奎，李定旭，陳根強(qiáng)，等.麥田瓢蟲幼蟲空間分布型及抽樣技術(shù)研究［J］.昆蟲天敵，1998，20（1）：24－29.

［8］任廣偉，申萬鵬，馬劍光.煙田異色瓢蟲幼蟲空間分布型及抽樣技術(shù)［J］.昆蟲天敵，2000，37（3）：164－166.