華山松大小蠹的空間分布型研究

解平書

(建始縣國有高巖子林場，湖北 建始 445300)

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華山松大小蠹的空間分布型研究

解平書

(建始縣國有高巖子林場，湖北 建始 445300)

在鄂西南地區對華山松大小蠹進行了隨機抽樣調查，以每棵樹1 m高處25 cm2樹皮為單位進行統計分析，結果表明：蟲口數在0～18的占整個調查木的95.15%，以這個數據為基礎對其空間分布型進行了泊松分布、負二項式分布、奈曼分布的擬合研究；經卡方檢驗，符合負二項式分布(P<0.05)；每株樣木蟲口頭數平均為2.49，若處于高發期，易導致大面積的擴散，且速度快，應早防治.

華山松大小蠹;空間分布;泊松分布;負二項式分布;奈曼分布

華山松(PinusarmandiFranchet)是栽培最為廣泛的樹種之一，也易受到森林病蟲害的危害，如華山松大小蠹(D.armandi)主要危害健康華山松， 導致健康華山松樹勢迅速衰弱誘發大量次期性小蠹蟲的集中危害， 從而成為秦巴林區健康華山松的毀滅性先鋒害蟲.華山松大小蠹(D.armandi)寄生于華山松的韌皮部和木質部表面，因生活隱蔽,繁殖迅速,自然死亡率低,故經常造成大片森林死亡,從而被世界各國森林昆蟲工作者所重視.華山松大小蠹的持續發生也成為秦嶺巴山林區森林生態系統保護的最大障礙之一[1].同時華山松大小蠹是造成華山松大量枯死的主要蟲種[2]，對林業生產造成了重大的危害.昆蟲在田間的分布型系代表該種昆蟲在一定環境內的空間分布結構,這種空間分布結構是種的生物學特性對環境條件適應的結果.因此,明確昆蟲的分布,可以幫助我們對該種昆蟲生態特性有進一步的了解,從而提高對其防治效果及試驗設計的精確程度[3].目前國內外針對華山松大小蠹分布型的研究，見報道少見[4].為此，擬對華山松大小蠹的分布型進行研究，準確地掌握害蟲種群數量動態變化規律,可以預測害蟲種群的未來消長趨勢,更加豐富了華山松大小蠹綜合治理防治策略的內容,為控制該蟲的蔓延提供指導,但該模型并非最后,應在以后實際應用中不斷地加以改進,以便逐步地完善從而為害蟲的綜合治理決策提供科學依據[5-7].

1 研究地概況及數據的獲取

1.1 研究地概況

鄂西南地區主要包括恩施州、宜昌市，是是中國少數民族土家族的主要聚居區之一，為湘鄂川臺褶帶的一部分，野生動植物資源極為豐富.華山松(Pinusarmandiifranch) 松科松屬，喬木高達35 m，胸徑1 m；樹冠廣圓錐形.高大挺拔，針葉蒼翠，冠形優美，生長迅速，是優良的庭院綠化樹種.華山松在園林中可用作園景樹、庭蔭樹、行道樹及林帶樹、亦可用于叢植、群植，并系高山風景區之優良風景林樹種.華山松林一般分布于海拔1 600～2 400 m的地帶，常與山楊、紅樺、銳齒槲櫟等混生，華山松林立木枯死現象較為嚴重，一般受害株數為10%左右，最高可達70%甚至成片死亡，這對華山松林的形成與發展危害極大，木材的損失也很嚴重，主要是華山松大、小蠹蟲所引起.

1.2 數據獲取

在鄂西南地區范圍內以隨機抽樣的方式抽取華山松樣木206株，用手持GPS72測定每株樹木的位置，調查林分的郁閉度、坡度、坡向、林分構成、土壤質地以及厚度等因子；并獲得每株樹的大小蠹數量.

2 統計分析

對于野外獲取的數據，采用Matlab 7.0和Excel 2003分別進行泊松分布(Poisson distribution)、負二項式分布、奈曼分布進行統計分析，分析結果進行卡方檢驗.

2.1 泊松分布

是一種離散型分布，由法國數學家西莫恩·德尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)在1838年時發表.隨機變量只取整數，具有概率密度函數：

(1)

其中：P是出現x頭蟲數的理論概率；λ是每個樣木上出現蟲數的平均數；e是自然對數的底.

2.2 負二項式分布

又稱帕斯卡爾(Pascal)分布，是一種被認為適應性更為廣泛的概率模型，它是一種高度集中型核心(叢狀)分布，在空間形成各種密度不均的，核心大小不均的嵌紋，故又稱嵌紋分布.概率密度函數為：

(2)

(3)

(4)

(5)

其中：x為蟲數，f為頻數，n為樣本總數.

2.3 奈曼分布

由泊松分布的群所構成.此分布的個體群之間是隨機的，個體群大小約相等，個體群周圍呈放射狀蔓延，概率密度函數為：

當n=0時，

(6)

當n=1,2,…,時,

(7)

(8)

2.4 卡方檢驗

χ2檢驗(chi-squaretest)或稱卡方檢驗[8]，是一種用途較廣的假設檢驗方法，其檢驗公式為：

(9)

式中：x為實際傎(蟲口頭數)，c為理論值.

3 研究結果

共計調查了206株樣木，對其原始數據進行頻度統計分析，詳見結果表1.

表1 華山松大小蠹空間分布頻度分析

表2 三種分布的實際值、理論值與卡方檢驗表

從表2可以看到泊松分布理論與實際值差異最大，不符合隨機分布.負二項分布為聚集分布，通過了卡方檢驗.奈曼分布當n取不同的值時奈曼分布有不同的類型，本文是以n=0 時擬合程度最好，即奈曼A型分布，但實際值和理論頻度相差甚遠，沒有通過卡方檢驗，因此神農架華山松大小蠹符合負二項式分布(P<0.05).

4 結論與討論

華山松隸屬于裸子植物亞門、松杉目、 松科、 松屬， 分布在1 000m海拔以上的山地, 五針松樹種為中國特有.在河南、甘肅、青海、湖北、寧夏、陜西、云南、山西、四川、貴州、西藏11個省區均有天然分布,是中國亞熱帶西部山地分布很廣的建群樹種,也是分布區內植樹造林的主要樹種[9].在自然狀下華山松大小蠹受多種因素的疊加影響，樹種的分布、年降雨、光照、天敵等均會導致昆蟲種群在分布的空間格局發生改變[10].

昆蟲分布型是指個體群或個體在其生存空間中的散布形式,是種群的重要屬性之一.從本文的研究結果看，華山松大小蠹不呈隨機分布，呈負二項式的聚集分布，并且每株樣木的平均蟲口數較少=2.49)，說明華山松大小蠹單株內密度較低，若處于盛發而期，該現象有可能使華山松大小蠹具備潛在較快的擴散速度,要及早治理，否則大面積擴散后會使大量的華山松枯死，給防治增加難度.

[1] 陳輝,袁鋒.秦嶺華山松小蠹生態位研究[J].林業科學,1999,35(4):40-44.

[2] 趙利敏,陳銳,何杰.華山松大小蠹幼蟲分布狀態及最佳抽樣模型[J].西北林學院學報,2008,23(6):129-131.

[3] 李典謨,丁巖欽.介紹幾昆蟲分布型理論公式的計算[J].1965,5：310-317.

[4] 李開仁,邵崇斌,戴建昌.華山松大小蠹空間格局及最佳模型的研究[J].西北林學院學報,1997b,12(增):71-79.

[5] BERRYMAN A A. Interacting selective pressures in conifer-bark beetle systems: a basis for reciprocal adaptations?[J].Amer Natur,1987，129:234-262.

[6] 徐汝梅.昆蟲種群生態學[M].北京:北京師范大學出版社,1988.

[7] 丁巖欽.昆蟲種群數學生態學原理與方法[M].北京:科學出版社,1980 .

[8] 朱建蘭,常永義.紅地球葡萄霜霉病系統型病株的田間分布型和抽樣技術研究[J].生物數學學報，2006,21(1):223-128.

[9] 祁承經.樹木學[M].北京:中國林業出版社,1991.

[10] HYNUM B G,BERRYMAN A A.Dendroctonus ponderosae (Coleoptera: Scolytidae) preaggregation landing and gallery initiation on lodgepole pine[J].Can Entomol,1990,112:185-191.

責任編輯：高 山

Study on the Spatial Distribution Pattern ofDendroctonusArmandi

XIE Pingshu

(Gaoyanzi State-owned Forest Farm,Jianshi 445300,China)

A random sampling investigation is conducfed on theD.armandiin the southwest of Hubei Province,statistical analysis,with each tree height of 1 meter,25 square centimeters of bark as a unit.The results show that the insect number in 0～18 accounted for the entire survey of wood 95.15%.Based on this data,the spatial distribution pattern is studied through the Poisson distribution,the negative binomial distribution and the Neyman distribution;by chisquare test,it accords with negative binomial distribution (P<0.05);the number of worms of each sample tree averages 2.49;if in a high-incidence period,the large-area and high-speed proliferation will occur.Preventive measures should be taken early.

Dendroctonusarmandi;spatial distribution;Poisson distribution;negative binomial distribution;Neyman distribution

2016-08-06.

解平書(1966- )，女，工程師，主要從事森林經營管理的研究.

1008-8423(2016)03-0344-03

10.13501/j.cnki.42-1569/n.2016.09.026

S431.192

A