樟子松紅斑病空間分布及抽樣技術(shù)研究

劉永華，曹存宏，袁小琴，張?jiān)鰪?qiáng)，郭 榮，陳巧燕，閻雄飛

（1.榆林學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，陜西榆林719000；2.榆林市樟子松種子園，陜西榆林719000）

樟子松（Pinus sylvestrisvar.mongolica）屬松科（Pinaceae）松屬（Pinus）常綠喬木[1]，天然主要分布在我國北方大興安嶺和呼倫貝爾草原一帶[2]。由于其樹干樹形美觀，壽命較一般綠化樹種長，且抗逆、抗寒、抗旱能力很強(qiáng)，在綠化景觀、防風(fēng)固沙等方面應(yīng)用廣泛。近年來，在陜北毛烏素沙地大面積引種栽培，目前造林總面積已達(dá)7.5 萬hm2[3-6]。但由于大面積純林栽培、養(yǎng)護(hù)管理不善以及氣候變化等因素，導(dǎo)致樟子松紅斑?。―othistrama pini）逐年加重，該病主要危害針葉，病斑中心為棕紅色，有樹脂溢出，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致針葉枯萎、死亡并提早脫落，嚴(yán)重危害樟子松健康生長，大大影響了樟子松生態(tài)效益的發(fā)

揮[7-8]。

目前，前人對(duì)樟子松紅斑病的研究比較缺乏，尚未見有關(guān)于空間分布方面的研究。有鑒于此，本研究通過野外調(diào)查，利用傳統(tǒng)分布型指數(shù)法系統(tǒng)研究了樟子松紅斑病的空間分布格局和抽樣技術(shù)，旨在探明該病害發(fā)生發(fā)展的規(guī)律，提高對(duì)該病害的預(yù)測預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，為及時(shí)制定有效的綠色防控措施提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于陜西省榆林市樟子松種子園（109°46′02″～109°46′30″E，38°09′06″～38°09′27″N），屬溫帶半干旱大陸季風(fēng)氣候，地貌屬風(fēng)沙地貌與黃土丘陵溝壑地貌過渡地帶，平均海拔1 024 m，無霜期151 d 左右，年平均降水量400 mm。土壤為蓋沙黃土，通透性較好。樣地內(nèi)樟子松均為20～30 年生，株行距5.0 m×5.0 m。

1.2 調(diào)查方法

于樟子松林內(nèi)隨機(jī)選取8 個(gè)地塊，每塊30 m×30 m，調(diào)查樟子松紅斑病的病害特征、分布位置和各樹的發(fā)病程度，計(jì)算樟子松紅斑在各地塊的發(fā)病指數(shù)。將病害為害級(jí)別分為五級(jí)，分類標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 樟子松紅斑病分級(jí)

1.3 分析方法

1.3.1 聚集度指標(biāo)法 根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算每塊樣地的病情等級(jí)均值（m）和方差（V），再通過下列指標(biāo)確定紅斑病在樟子松上的空間分布：平均擁擠度（M*）、擴(kuò)散系數(shù)（C）、叢生指數(shù)（I）、CA指標(biāo)、負(fù)二項(xiàng)分布參數(shù)（K）、M*/m 指標(biāo)、蘭星平 La 指標(biāo)等[9-10]。

1.3.2 回歸模型

1.3.2.1 Iwao m*-m 回歸模型[11]利用Iwao m*-m 回歸方法，對(duì)調(diào)查區(qū)樟子松的病害等級(jí)均值與平均擁擠度進(jìn)行線性回歸，m*＝α＋βm。α＝0，分布以單個(gè)個(gè)體為基本成分；α＞0，個(gè)體相互吸引，分布以個(gè)體群為基本成分；α＜0，個(gè)體相互排斥；β＞1，β＝1 和β＜1，分別代表空間分布為聚集分布、隨機(jī)分布和均勻分布。

1.3.2.2 Taylor 的冪法則回歸模型[12]按照Taylor冪法則，將樣方中病情等級(jí)均值和方差進(jìn)行線性回歸，lgV＝lga＋blgm。lga＝0、b＝1 和 lga＜0，b＜1，分別代表種群的空間分布呈隨機(jī)分布和均勻分布；lga＞0、b＝1 和 lga＞0、b＞1 均表示種群為聚集分布，所不同的是，當(dāng)lga＞0、b＝1 時(shí)的聚集度與種群密度無關(guān)，當(dāng)lga＞0、b＞1 時(shí)的聚集度隨著種群密度的升高而增加。

1.3.3 最適抽樣數(shù)[13]在抽樣調(diào)查時(shí)，需要確定抽取樣本的數(shù)量，即最適抽樣數(shù)，來達(dá)到一定的準(zhǔn)確度。根據(jù)Iwao m*＝α＋βm回歸方程，在一定的允許誤差下，確定不同病情等級(jí)均值的田間最適抽樣數(shù)式中N為最適抽樣數(shù)；D為允許誤差，一般取D＝0.1、0.2為病情等級(jí)均值；t為概率保證值（t＝1）；α、β 為回歸方程中的參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 樟子松紅斑病的空間分布

從表2 可以看出，擴(kuò)散系數(shù)＜1，叢生指數(shù)＜0，負(fù)二項(xiàng)分布參數(shù)＜0，M*/m 指標(biāo)＜1，CA指標(biāo)＜0，La/m＜1，各項(xiàng)指標(biāo)都表明樟子松紅斑病的空間分布型是均勻分布。

表2 各樣地內(nèi)樟子松紅斑病的空間分布指數(shù)

2.2 Iwao m＊-m 回歸分析

對(duì)調(diào)查區(qū)樟子松的病害等級(jí)均值與平均擁擠度進(jìn)行線性回歸，建立回歸方程為m*＝-0.237 2＋0.897m（r＝0.835 7）。式中 α＝-0.937 2＜0，說明樟子松紅斑病病株個(gè)體間存在相互排斥；β＝0.897＜1，表明紅斑病在樟子松林內(nèi)分布為均勻分布。

2.3 Taylor 冪法則回歸分析

將樣方中病情等級(jí)均值和方差進(jìn)行線性回歸，建立紅斑病在樟子松上的冪函數(shù)關(guān)系為lgV＝-0.597 5＋0.834 6lgm（r＝0.865 3）。式中 lga＝-0.597 5＜0，b＝0.834 6＜1，表明樟子松紅斑病在林間的分布為均勻分布。

2.4 最適抽樣數(shù)的確定

根據(jù) m*-m 回歸模型，m*＝-0.237 2＋0.897m，其中，α＝-0.937 2，β＝0.897，得出樟子松紅斑病的最適抽樣數(shù)公式：N＝（0.762 8－0.103）/D2。按公式計(jì)算在允許誤差條件下抽取樟子松不同病害等級(jí)均值的最適抽樣數(shù)。從表3 可以看出，當(dāng)允許誤差相同時(shí)，隨著病害等級(jí)均值的增加，抽樣數(shù)量減少；在病害等級(jí)均值相同的情況下，抽樣數(shù)量減少，相對(duì)誤差增加。

表3 樟子松紅斑病理論抽樣 個(gè)

3 結(jié)論與討論

本研究利用聚集度指標(biāo)測定了樟子松紅斑病的空間分布情況，結(jié)果表明，該病害在林間呈均勻分布；應(yīng)用Iwao m*-m 和Taylor 冪法則2 種回歸模型對(duì)所調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析表明，在研究區(qū)內(nèi)，樟子松紅斑病病株個(gè)體存在相互排斥，呈均勻分布格局。對(duì)于均勻分布的病害，應(yīng)當(dāng)適時(shí)進(jìn)行林分改造，優(yōu)化撫育管理措施，必要時(shí)噴灑高效低毒藥劑，才能最大限度的控制病害[14-16]。

病害植株的抽樣技術(shù)是研究病害種群動(dòng)態(tài)、實(shí)施病害綜合治理和防控決策的基礎(chǔ)[17-18]。研究樟子松紅斑病在樟子松林內(nèi)的抽樣技術(shù)以及允許誤差對(duì)于該病害的預(yù)測預(yù)報(bào)、有效防治具有重要的意義。樟子松林一般面積較大，確定最適抽樣數(shù)可以有效減少調(diào)查病害所耗費(fèi)的時(shí)間、人力和物力。本研究所得出的最適抽樣數(shù)與病害等級(jí)均值有很大關(guān)系，當(dāng)病害等級(jí)均值一定時(shí)，樣本數(shù)量越大，誤差越小[19]，因此，在實(shí)踐中進(jìn)行病害調(diào)查時(shí)，為確保調(diào)查結(jié)果更加準(zhǔn)確，應(yīng)該盡量加大樣本采集量，從而減小誤差[20]。