白斑新灰蝶幼蟲空間分布型的初步研究

賈彥霞，王新譜，田會剛，常春燕，伏芳偉

(1．寧夏大學農學院，寧夏 銀川 750021;2．寧夏羅山國家級自然保護區(qū)管理處，寧夏 吳忠 751900)

檸條錦雞兒Caragana korshinskii為豆科錦雞兒屬的落葉大灌木，俗稱檸條。近年來，在“三北”地區(qū)檸條種植面積不斷擴大，寧夏全區(qū)面積約46萬hm2，其中人工純林占94%。由于全球氣候變暖，災害性天氣頻發(fā)，西北荒漠半荒漠地區(qū)特殊的地理環(huán)境等因素的影響，檸條林蟲害發(fā)生日益嚴重，造成大面積檸條林長勢衰弱，甚至成片枯死，嚴重影響了西北地區(qū)的生態(tài)、經濟安全［1］。近幾年，白斑新灰蝶Neolycaena tengstroemi(Erschoff)在寧夏中部干旱帶檸條林發(fā)生危害，每年4月中旬至5月上旬幼蟲蛀害檸條花蕾，食去花冠和子房。幼蟲行動遲鈍，頭部常插入花蕾靜伏不動，食空一花后又轉害它花。5月上旬幼蟲老熟，爬向樹基，以腹端粘附物體上蛻皮化蛹，5月中旬成蟲達到羽化盛期。晴天成蟲活動旺盛，采食花蜜，交配產卵［2］。目前，國內外尚無有關白斑新灰蝶生態(tài)學方面的研究報道。為了掌握白斑新灰蝶林間發(fā)生規(guī)律，有效進行預測和防治，筆者從2013年開始對其幼蟲空間分布型進行了初步研究。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況調查樣地位于寧夏回族自治區(qū)中部干旱帶羅山國家級自然保護區(qū)。保護區(qū)地理坐標為N37°11'～37°25'，E106°04'～106°24'，海拔高度1560～2624．5 m，南北長36 km，東西寬18 km，區(qū)域總面積3．371萬hm2。羅山地處內陸，屬中溫帶大陸性干旱氣候;全年平均日照為2881．5 h，年平均氣溫8．8℃，晝夜平均溫差為10．2℃，年平均降水量261．8 mm，年平均蒸發(fā)量為2460 mm，是降水量的9．5倍，年平均相對濕度49%［3］。2003年羅山國家級自然保護區(qū)轄區(qū)開始種植檸條林，現有人工檸條林2．5萬hm2，主要分布于羅山西側。

1.2 取樣方法試驗林地為10～15 a人工純林，樹高1．5～2．1 m，株距1．0～1．5 m，行距3 m。試驗在羅山西坡山腳下任意選取面積50 m×75 m樣地5塊，按“Z”字形抽樣方法隨機選取30株，每株大約有10～13個枝條。分別在樹冠的不同方位(東、南、西、北)選取大約50 cm長的枝條，觀察并記錄不同方位枝條上白斑新灰蝶幼蟲數量，再以整株為單位，計算幼蟲在樹上的空間分布情況。5月上旬調查采樣。調查前未進行藥劑防治。

1.3 空間分布型測定根據各樣地的調查資料計算均值ˉx、方差S2、平均擁擠度m*，選用Kuno擴散系數C、Daivd和Moore叢生指數I、Cassie聚集度指標CA、Waters負二項分布K值、Morisita擴散指標Iδ、Lloyd聚塊性指標m*/ˉx［4-5］6個聚集指標和Taylor冪函數法則［6］、Iwao的m*/ˉx回歸法［7］2種回歸模型，分析白斑新灰蝶幼蟲空間分布型，重點考察幼蟲種群聚集度的變化及其格局所屬類型，以種群聚集均數分析聚集原因［8-9］。

1.4 數據統(tǒng)計分析數據采用Excel 2007進行統(tǒng)計分析，參數均采用最小二乘法估計，并利用相關系數r進行相關性檢驗。

2 結果與分析

2.1 空間分布型的聚集度指標檢驗對調查數據統(tǒng)計分析，白斑新灰蝶幼蟲種群聚集度指標測定結果見表1。根據不同樣地的均值ˉx和方差S2計算，各樣地的擴散系數C值均大于1，叢生指數I值均大于0，聚集度指標CA值均大于0，擴散指標Iδ值均大于1，平均擁擠度m*值均大于ˉx，聚塊性指數m*/ˉx值均大于1。根據各參數空間分布型判定標準，白斑新灰蝶幼蟲種群在檸條上的空間分布為聚集分布。

K值就是負二項分布中的參數K，Waters認為，K值與蟲口密度無關，K值越小，則表示種群的聚集度愈大，若K值趨于∞時(一般為8以上)，則逼近Poisson分布［10］。表1中的K值均依據矩法求得，且0＜K＜8，因此白斑新灰蝶幼蟲的分布型不符合Poisson分布。

表1 白斑新灰蝶幼蟲種群空間分布聚集指標

2.2 空間分布型的回歸模型分析將5個樣地的平均蟲口密度ˉx值和方差S2值進行回歸模型分析，結果見表2。利用Taylor冪法則將數值進行對數代換，用最小二乘法作lgˉx對lg S2的回歸分析，求得lg a=0．2398，b=1．1276，r=0．9714，即lga＞0，b＞1，說明白斑新灰蝶幼蟲在任何密度下都呈聚集分布，且其聚集強度隨種群密度的升高而增強。

表2 白斑新灰蝶幼蟲回歸模型

利用Iwao的線性回歸模型求m*對ˉx的回歸，求得α=0．5377，β=1．1754，相關系數r=0．9581(見圖1)。α值大于0，說明白斑新灰蝶幼蟲個體間相互吸引，分布的基本成分是個體群;β值大于1，說明種群基本成分呈聚集分布，且符合負二項分布。測定結果與聚集度指標檢驗相一致。

圖1 幼蟲平均擁擠度與蟲口平均數的關系

2.3 影響幼蟲聚集分布的因素分析應用Bliackith的聚集均數公式［8］，得到聚集均數λ與平均蟲口密度ˉx的關系(表1)。計算聚集均數λ應用0．5的概率值，λ的自由度等于2k與0．5概率值對應處的χ2值。由表1可知，白斑新灰蝶幼蟲的聚集均數隨著平均蟲口密度增大而增大，其直線回歸式為λ=-0．4326+1．1138ˉx(r=0．9886＊＊)。經統(tǒng)計，當白斑新灰蝶幼蟲密度ˉx=2．18頭/m2時，λ=2。因此，將ˉx=2．18作為判別白斑新灰蝶幼蟲聚集原因的臨界值(圖2)。當幼蟲平均密度在2．18頭/株以下時，λ值均在2以下，幼蟲聚集的原因是環(huán)境作用引起的。當幼蟲平均密度不小于2．18頭/株，λ值不小于2，則說明幼蟲聚集的原因不僅與檸條林的生長狀況及環(huán)境條件有關，而且與成蟲的聚集行為有關，這很可能是由于成蟲在產卵期間自身密度較大，彼此接近的機會增加，從而使聚集度λ增大。

圖2 聚集均數與蟲口平均數的關系

3 結論與討論

空間分布型是昆蟲種群的重要屬性之一，是種群在相對靜止狀態(tài)下的空間分布狀況，揭示了種群個體在某一時刻的行為習性，是昆蟲的生物學特性和特定條件相互作用、協(xié)同進化的結果。研究昆蟲種群的空間分布格局，無論在蟲情資料統(tǒng)計分析上還是在指導預測預報及綜合治理上都具有重要的意義［11-12］。本文就白斑新灰蝶幼蟲在5塊樣地的調查結果用6種聚集指標法與Taylor冪法則、Iwao的m*-ˉx回歸模型分析法進行空間分布型檢驗分析。白斑新灰蝶幼蟲在寧夏羅山自然保護區(qū)檸條林內空間分布型呈聚集分布，且符合負二項分布。λ值檢測白斑新灰蝶幼蟲的聚集原因:幼蟲平均密度小于2．18頭/株時，聚集原因主要是與檸條林生態(tài)環(huán)境因素有關;但白斑新灰蝶幼蟲行動遲緩，擴散能力很有限，當幼蟲平均密度不小于2．18/株時，聚集原因主要是種群生物學特性與環(huán)境的共同作用。

國內外已有不少學者做了關于環(huán)境條件對昆蟲種群密度和空間分布方面影響的研究:季榮 等報道了飛蝗卵塊主要集中在土壤含鹽量低(＜1．9%)、含水量適中(10．1%～29．9%)的區(qū)域［13］;Marcelo等報道了頻繁降雨和高濕環(huán)境導致咖啡果小蠹Hypothenemus hampei種群密度的迅速下降［14］。影響昆蟲種群動態(tài)的因子有很多，包括研究區(qū)域的地理位置、海拔、氣候(溫度、濕度、降雨量)、天敵、土壤等［15］，這些因素都直接或間接地影響昆蟲種群數量變化和結構演變。因此，對于影響白斑新灰蝶幼蟲空間分布的環(huán)境因子還有待于進一步深入探討。

志謝:承蒙華南農業(yè)大學王敏先生鑒定白斑新灰蝶Neolycaena tengstroemi(Erschoff)學名，特此志謝!

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