亚麻象甲的空间分布型及种群动态

二、亚麻象甲的空间分布型及种群动态

胡麻是我国北方重要的油料作物,也是重要的大田经济作物。宁夏是全国六大胡麻主产区之一,年播种面积在6.67万hm2左右,占油料作物的85%以上,素有“油盆”之称的固原市种植面积最大,主要分布在原州区、彭阳、西吉、隆德和泾源县。胡麻除满足人们对食用油的需求外,也是当地农民的重要经济来源,严重干旱的年份,又是主要的救灾作物。因此,发展胡麻生产对促进当地旱作农业的可持续发展、扶贫开发及农民增收具有重要的战略意义。多年来,由于耕作粗放,自然灾害频繁,病虫害发生严重,产量低而不稳。为了改变这种现状,2009—2010年,我们对蛀蚀胡麻茎秆的害虫—亚麻象甲进行了试验研究,据调查在固原市原州区调查虫株率为6.9%~22.9%,严重田块虫株率达到33.0%。亚麻象甲在胡麻枞形期至成熟期主要以幼虫蛀食胡麻茎秆的内壁组织,同时产生的粪便污染胡麻茎秆,影响胡麻的正常生长和茎秆的再利用。为选择正确的调查方法,科学指导防治,进行了亚麻象甲的生活史观测、发生规律调查、生态位分析和经典分布型方法的分析研究。

(一)设计与方法

1.试验区域

研究区域位于宁夏固原市原州区气候冷凉的张易镇红庄村胡麻示范基地。原州区属高寒冷凉阴湿区,海拔1800~2200m,年日照时数2518~3100h,年太阳辐射总量513.3~623.4kJ/cm2;年平均气温4~8℃。≥10℃的有效积温2260℃,无霜期138.5d,年降水量350~650mm,雨季集中在7—9月,胡麻需水高峰期与雨季吻合,土壤属黑垆土和灰褐土,有机质含量高,气候凉爽,昼夜温差大,是胡麻生产比较适宜的自然生态区。

2.试验方法

(1)生活史及田间消长规律调查

于2010年5—9月采用随机抽样法在田间采集胡麻植株样品,每7d采集一批胡麻植株样品,分别编号装袋带回实验室。用刀片及昆虫解剖针诸层解剖植株(保持亚麻象甲幼虫体不受损伤),每次解剖胡麻茎秆100株,在显微镜下观察亚麻象甲的发生及危害情况,统计被危害的胡麻株数和单株亚麻象甲数量,同时在5—10月在田间定点调查、室内饲养和观察,分析研究亚麻象甲的生物学特性及其发生危害规律。

(2)分布型调查

于2010年6月18—20日在红庄村胡麻基地调查,选择有一定虫口密度的6块胡麻田,每块面积不少于666.7m2,每块样地调查100个观察点。每个观察点随机调查100株胡麻,解剖并记录亚麻象甲的数量及危害株数。

(二)试验分析

1.生态位分析

按Levins(1968)的生态位宽度公式,生态位宽度:

图示

Pi为一个物种在一个资源序列i单位中所占比例,s为每个资源序列的总单位数。按Levins(1968)的生态位重叠公式,在某一资源上的生态位互相重叠程度。

图示

aij为种i对种j的生态位重叠,Pin和Pjn为资源序列上的第n单位上的比例,Bi为种i生态位宽度。

2.经典分布型分析

Toylar(1961,1965,1978)幂法则:方差(S2)与均值m的经验公式,lgS2=lga+blgm。当b→0时为均匀分布,当b=1时为随机分布,当b>1时为聚集分布。

Iwao的m*-m回归分析法:m*=α+βm,m*为平均拥挤度,α为分布的基本成分按大小分布的平均拥挤度,当α=0时,分布的基本成分为单个个体,当α>0时,个体间相互吸引,分布的基本成分为个体群,当α<0时,个体间相互排斥。式中,β为基本成分的空间分布图式,当β<1时为均匀分布,当β=1时为随机分布,当β>1时为聚集分布。

(三)调查研究结果

1.亚麻象甲的分布型

(1)频次分布法测定亚麻象甲的空间分布型(https://www.daowen.com)

以每块样地为1组将田间调查所得数据整理成亚麻象甲的频次分布表,并计算出每组的平均虫口密度(m)及方差(s2)见表1-4-28。

表1-4-28 亚麻象甲频次分布统计表(固原地区)

图示

续表

图示

对实测的各样方的个体数和总样方数计算二项分布、波松分布、负二项分布和核心分布的理论频次,与实查频次比较,经卡方检验判断二者的吻合程度见表1-4-29。

表1-4-29 亚麻象甲空间分布型拟合的卡方测定

图示

由上表可知,二项分布和波松分布的卡方值很大,远大于相应自由度下的卡方值(df=26时x20.05=38.89,x20.01=45.64;df=27时x20.05=40.11,x20.01=46.96;df=30时x20.05=43.77,x20.01=50.89),负二项分布的卡方值均小于相应自由度下的卡方值(df=2时x20.05=5.99,x20.01=9.21),而核心分布六块样地中有3块的卡方值较小,有1块(9.3458)接近0.01水平的卡方值,而有2块卡方值较大,为26.4006和11.4545。所以综合看来,亚麻象甲分布型应属于负二项分布。

(2)亚麻象甲种群聚集强度分析

分别采用6种不同的判断空间分布格局的聚集度指标进行检验,结果见表,1-4-30。

表1-4-30 亚麻象甲种群聚集强度指标

图示

上表的测定结果显示,各样地取样精度均符合要求(D<0.25),亚麻象甲种群聚集强度指数均达到C>1、I>0、K>0、CA>0、m*/m>1,表明亚麻象甲呈聚集分布。应用种群聚集均数(λ)检验亚麻象甲的聚集原因,计算结果见表1-4-30,各样地的λ值都大于2,说明亚麻象甲的聚集主要是由亚麻象甲本身的生物学特性或胡麻分布不均匀、生长状况不一致造成的。

(3)亚麻象甲空间格局与聚集度

将各样地的调查数据做m*依m的回归分析,得m*=6.7058+1.0323m,(r=0.8397),表明亚麻象甲平均拥挤度(m*)与平均密度(m)线性相关。由于α=6.7058>0,说明个体间相互吸引,分布的基本成分为体群;β=1.0323>1,则说明其空间分布型为聚集分布。

依Taylor方程将各样地的调查数据代入,得lgs2=0.7482+1.1298lgm,(r=0.5268)即s2=5.6002m1.1298,表明聚集度(s2)与种群密度(m)之间有指数回归相关性。因lga=0.7482>0,b=1.1298>1,所以亚麻象甲在一切密度下都是聚集分布,且具密度依赖性,即其聚集度随着种群密度的升高而增加。

(4)确定最适抽样数

根据Iwao(1971)的方法,在确定了m*=α+βm回归方程的参数α=5.4154、β=1.0594后,并预定出允许误差(D)就可用公式N=t2/D2[(α+1)/m+β-1],列出亚麻象甲不同虫口密度下的最适抽样数,见表1-4-31,式中N为最适抽样数,D为允许误差,m为平均密度。

表1-4-31 亚麻象甲不同虫口密度下最适抽样数

图示

由表1-4-31可知,在允许误差相同的情况下,随虫口密度的增大,抽样数减少;在虫口密度相同的情况下,允许误差越小,置信水准越高,所需的抽样数越多;种群的聚集度越高所需抽取的样本越多。在实地调查中,可以根据试验精度要求确定允许误差,再根据亚麻象甲平均虫口密度的不同确定最适抽样数。当允许误差为0.05时,估计田间虫口密度为每株1头时,需调查280株,若允许误差为0.2,田间虫口密度为每株1头时,需调查18株。

表1-4-32 亚麻象甲的生态位

图示

由表1-4-32可知,亚麻象甲的横向生态位最宽,为0.7953,说明亚麻象甲在胡麻田块的分布相当广泛,几乎分布于所有的胡麻种植区,时间生态位稍窄,说明亚麻象甲在胡麻生长期的49.67%时间内都能够造成危害,垂直生态位最窄,说明亚麻象甲在胡麻上分布的位置较为固定,主要为胡麻茎秆的中下部。

3.研究结果综合分析

对亚麻象甲的空间分布型进行了测定结果表明,对实测的各样方的个体数和总样方数计算二项分布、波松分布、负二项分布和核心分布的理论频次,与实查频次比较,经卡方检验判断二者的吻合程度较好,所以综合看来亚麻象甲的空间分布型应属于负二项分布。

分别采用6种不同的判断空间分布格局的聚集度指标进行检验,各样地取样精度均符合要求(D<0.25),亚麻象甲种群聚集强度指数均表明亚麻象甲是呈聚集分布,这与实地调查时发现亚麻象甲在田间的聚集分布情况基本一致。

经过生态位分析,亚麻象甲的横向生态位最宽,为0.7953,说明亚麻象甲在胡麻田块的分布相当广泛,几乎分布于所有的胡麻种植区,时间的生态位稍窄,说明亚麻象甲在胡麻生长期的49.67%时间内都能够造成危害,垂直生态位最窄,说明亚麻象甲在胡麻上分布的位置较为固定,主要为胡麻茎秆的中下部。上述关于亚麻象甲时空分布型和生态位特点的研究,为制定亚麻象甲经济高效防控技术方案和进一步调查研究提供了思路和理论依据。