蔡婷婷 周 軍 高永茜 金 蔚 夏嘉禹 李冬梅 李 彪
(1. 云南林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650224;2. 西南林業(yè)大學(xué)數(shù)理學(xué)院,云南 昆明 650233)
桂花樹(Osmanthus fragrans)又名九里香、木樨、巖桂,木樨科喬木或灌木,其形、色、香俱佳,深受人們的青睞,是我國重要的園林觀賞植物之一。桂花樹分布廣泛、數(shù)量多,在我國有著2 500多年的栽培歷史,是我國十大傳統(tǒng)名花之一。桂花樹適宜在偏酸性的土層深厚、排水良好的砂質(zhì)壤土中生長[1-5]。云南昆明地處云貴高原中部,土壤條件和生長環(huán)境都適宜栽種桂花樹,在昆明的各大公園、小區(qū)綠地及道路等均有大量栽植。長期以來,由于氣候條件和生長環(huán)境的不斷變化,桂花樹上不斷發(fā)現(xiàn)有病蟲害新種危害,如粉虱、扁刺蛾、吹綿蚧、紅蠟蚧、吉丁蟲、木虱、蚜蟲[6-9]等害蟲。
桂花網(wǎng)蝽(Eteoneus sigillatus)是近年來云南省昆明市桂花植株的重要蟲害之一[10]。桂花網(wǎng)蝽以成蟲或若蟲通過口針刺入桂花樹葉背面吸取汁液[11-12],被害葉正面有密集的退綠斑點(diǎn),受害嚴(yán)重時,葉片上斑點(diǎn)成片,遠(yuǎn)看整個樹冠一片灰白,受害葉背面常伴有黑色黏性分泌物(網(wǎng)蝽的排泄物或分泌物)及網(wǎng)蝽若蟲蛻皮,桂花網(wǎng)蝽的排泄物或分泌物,黏性高,糖分高,這嚴(yán)重影響桂花樹葉片的光合作用和生長環(huán)境,導(dǎo)致整個受害葉片背面呈銹黃色,樹勢減弱,提早落葉,也為桂花樹葉煤污病的病原物侵入創(chuàng)造條件,桂花樹木的生長也受到嚴(yán)重影響[13-16],更大大降低了桂花樹的觀賞價值[17]。
桂花網(wǎng)蝽個體小、數(shù)量多,繁殖速度快,近年來,在云南隨著桂花樹的栽植面積不斷增大,桂花網(wǎng)蝽暴發(fā)成災(zāi),危害面積和危害程度不斷擴(kuò)大,嚴(yán)重影響桂花樹的健康成長。國內(nèi)對桂花網(wǎng)蝽的報道甚少,1992年,扈克明等[18]在云南西雙版納發(fā)現(xiàn)桂花網(wǎng)蝽的存在,但其寄主植物未明,2006年,李傳仁[19-20]確認(rèn)了桂花樹是其寄主植物,2011年吳躍開[10]對該蟲的鑒定及生物學(xué)特性進(jìn)行了報道,除此之外,關(guān)于該蟲其他方面的研究報道較少,對桂花網(wǎng)蝽成蟲的種群空間分布以及抽樣技術(shù)鮮有報道,因此,于2018年7月上旬對西南林業(yè)大學(xué)校內(nèi)云南桂花樹為研究對象,調(diào)查其成蟲空間的分布特性,了解其種群數(shù)量動態(tài)及空間結(jié)構(gòu),揭示云南桂花網(wǎng)蝽的行為習(xí)性規(guī)律。
調(diào)查樣地在云南省昆明市盤龍區(qū)白龍路西南林業(yè)大學(xué)校園內(nèi),隨機(jī)選擇面積為20 m×20 m的云南桂花樹樣地8塊,每塊樣地隨機(jī)調(diào)查20株,按植株上部、中部、下部及其東、南、西、北方向分別采取從樹枝頂端向內(nèi)20 cm枝梢進(jìn)行調(diào)查。分別記錄桂花網(wǎng)蝽成蟲的數(shù)量。
1.2.1 聚集度指標(biāo)法
運(yùn)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(V7.05),以8塊樣地的調(diào)查原始數(shù)據(jù)為研究單位,得各樣地均值m和樣本方差值S2,再利用m和S2,得出各樣地桂花網(wǎng)蝽成蟲的聚集度指標(biāo)值。
聚集度指標(biāo)判斷標(biāo)準(zhǔn)[6]:
擴(kuò)散系數(shù)C,C=1為隨機(jī)分布;C>1為聚集分布;C<l為均勻分布。
指標(biāo)CA,CA=0為隨機(jī)分布;CA>0為聚集分布;CA<0為均勻分布。
聚塊性指標(biāo)m*/m,m*/m=1為隨機(jī)分布;m*/m>l為聚集分布;m*/m<1為均勻分布。
叢生指標(biāo)I,I=0為隨機(jī)分布;I>0為聚集分布;I<0為均勻分布。
負(fù)二項(xiàng)分布指標(biāo)K,K<0為均勻分布,0<K<8為聚集分布,K≥8為隨機(jī)分布,K值趨于∞,K值愈小,聚集度愈大。
各聚集度指標(biāo)計算公式分別為:C=s2/m,CA=(s2-m)/m2,m*/m=1+(s2-m) /m2,I=s2/m-1,k=m2/(s2-m)[6]。
1.2.2 回歸分析法
運(yùn)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(V7.05),將8塊樣地的調(diào)查原始數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)統(tǒng)計,得出各樣地均值m和樣本方差值s2,再利用m和s2,得出各樣地桂花網(wǎng)蝽成蟲的線性回歸方程。再利用Taylor的冪法則回歸模型[20]和Iwao的回歸模型[20]判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷。
1)lgs2=lga+blgm。當(dāng)lga=0,b=l時,種群為隨機(jī)分布;當(dāng)lga>0,b=l種群為聚集分布,聚集度對密度不具依賴性;當(dāng)lga>0,b>l種群為聚集分布,聚集度對密度具有依賴性;當(dāng)lga<0,b=l種群為均勻分布,密度越高,分布越均勻[20]。
2)Iwao的回歸模型。m*=α+βm;α、β為參數(shù),再根據(jù)α、β值判斷種群分布型的類型[20]。
1.2.3 空間分布型頻次分布檢驗(yàn)
運(yùn)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),將樣方調(diào)查的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)統(tǒng)計,生成頻次分布表,得到每一個樣地的頻數(shù),并對其進(jìn)行頻次數(shù)據(jù)的空間分布型分布檢驗(yàn),確定所屬分布型。
利用公式N=t2/D2×[(α+1)/m+β-1],算出在給定的允許誤差(D)及密度下的最適理論抽樣數(shù)[18]。
桂花網(wǎng)蝽成蟲的聚集度指標(biāo)結(jié)果見表1。由表1可知,5種聚集度指標(biāo)測定的8組數(shù)據(jù)中,擴(kuò)散系數(shù)C>1,CA>0,聚塊性指標(biāo)m*/m>1,叢生指標(biāo)I>0,負(fù)二項(xiàng)分布K大于 0小于8,表明桂花網(wǎng)蝽成蟲的空間分布型呈聚集分布。
表 1 桂花網(wǎng)蝽成蟲聚集度指標(biāo)Table 1 The concentration index of E. sigillatus adult
將調(diào)查的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行SPSS 17.0數(shù)據(jù)處理得到各組樣本平均值和方差,再將各組樣本平均值和方差進(jìn)行專業(yè)統(tǒng)計,得到Taylor冪法則[21]回歸方程為lgS2=0.696 41+1.290 75lgm和Iwao的回歸 模型[21]為m*=7.423 39+1.176 04m,相關(guān) 系數(shù)r分別為0.928 6和0.965 5。
lga=0.696 41>0,b=1.290 75>1,α=7.423 39>0,β=1.176 04>1,表明桂花網(wǎng)蝽成蟲呈聚集分布型,且分布具有密度依賴性。
運(yùn)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對調(diào)查的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)統(tǒng)計,得到頻次分布表,并對8個樣地的總頻次進(jìn)行頻次數(shù)據(jù)的空間分布型分布檢驗(yàn),再進(jìn)行模型優(yōu)化,得出頻次測定擬合圖(圖1)和Chisquare值(表2)。
圖 1 空間分布型頻次分布擬合Fig. 1 Fitting of spatial distribution frequency distribution
由圖1和表2可知,負(fù)二項(xiàng)分布卡方值為137.44,卡方值最小,擬合效果最好,這說明桂花網(wǎng)蝽成蟲屬于聚集分布中的負(fù)二項(xiàng)分布。
將建立的Iwao回歸模型中的α、β值(α=7.423 39,β=1.176 04)代入Iwao的最適理論抽樣數(shù)模型,N=t2/D2×[(α+1)/m+β-1],得出最適抽樣公式。式中:D為允許誤差,分別取值0.05、0.1或0.2;t為正態(tài)離差值;m為從樹枝頂端向內(nèi)20 cm枝梢的平均蟲口密度。
當(dāng)D取0.05時,N=3 369.356/m+70.416;當(dāng)D取0.1時,N=842.339/m+17.604;當(dāng)D取0.2時,N=210.585/m+4.401,見表3。
表 2 桂花網(wǎng)蝽成蟲分布型頻次測定卡方值Table 2 The distributed frequency measurement Chi-square value of E. sigillatus adult
表 3 桂花網(wǎng)蝽理論抽樣數(shù)Table 3 Optimum sampling of E. sigillatus adult
由表3可知,桂花網(wǎng)蝽成蟲的蟲口密度相同,允許的誤差越大,所需的理論抽樣數(shù)越少;允許誤差相同時,桂花網(wǎng)蝽成蟲的蟲口密度越大,其所需的理論抽樣數(shù)越少。
空間分布型的研究有助于正確制定野外調(diào)查方法、估計生物種群的數(shù)量動態(tài),有利于抽樣方案的設(shè)定、害蟲的預(yù)測預(yù)報以及綜合治理等都具有重要意義,是生物種群的基本研究內(nèi)容[22]。本研究運(yùn)用5種聚集度指標(biāo)(C、CA、m*/m、I、K)、Taylor冪法則和Iwao的回歸模型,研究了桂花網(wǎng)蝽成蟲在桂花樹上的空間分布型,確定其屬于聚集分布,并具有密度依賴性。利用頻次分布檢驗(yàn),進(jìn)一步確定桂花網(wǎng)蝽的屬于聚集分布的負(fù)二項(xiàng)分布。在調(diào)查桂花網(wǎng)蝽成蟲發(fā)生情況時,以20 cm枝梢作為抽樣單位,按上、中、下、東、南、西、北分別進(jìn)行調(diào)查,在允許誤差(D=0.05、0.1、0.2)時,其最適抽樣公式分別為:N=3 369.356/m+70.416;N=842.339/m+17.604;N=210.585/m+4.401。桂花網(wǎng)蝽成蟲的最適調(diào)查理論抽樣數(shù)與蟲口密度、允許誤差有關(guān),這一規(guī)律與云南錦斑蛾(Achelura yunnanensis)幼蟲[23-24]中華松針蚧(Sonsaucoccus sinensis)[25]成蟲抽樣模型研究結(jié)果相同。這為桂花網(wǎng)蝽的蟲情調(diào)查、預(yù)測預(yù)報提供理論依據(jù)。
桂花網(wǎng)蝽主要靠成蟲爬行傳播[9],其繁殖力強(qiáng),數(shù)量多,桂花網(wǎng)蝽本身的生活習(xí)性如產(chǎn)卵習(xí)性[26]也可能是形成其空間分布狀況的原因之一。通過觀察,桂花網(wǎng)蝽一般在桂花樹嫩葉的葉背面沿主葉脈產(chǎn)卵,產(chǎn)于桂花葉葉肉組織中,卵上面覆蓋一些黑色的網(wǎng)蝽分泌物或排泄物,每片葉上的產(chǎn)卵數(shù)與葉片大小有關(guān),多達(dá)80~90枚,4周約為一個產(chǎn)卵歷期,每只桂花網(wǎng)蝽雌蟲可產(chǎn)卵100~200個[10]。桂花網(wǎng)蝽每年4—9月份是其主要的危害期,其成蟲及幼蟲更傾向危害樹齡高、樹勢衰弱、樹體營養(yǎng)成分好、樹體林分大的樹木;天氣環(huán)境情況也是其重要的影響因子,如寒害會減少該害蟲的種群密度,減少其發(fā)生量;光照條件、相對濕度、風(fēng)力大小、降雨量以及人為活動都是其發(fā)展蔓延速度的影響因子,如桂花網(wǎng)蝽個體較小,在若蟲羽化期遭遇大風(fēng)天氣,易造成其成蟲成活率降低,產(chǎn)卵量降低,若在若蟲羽化期遭遇連續(xù)大規(guī)模降雨,成蟲易大量死亡;人為活動頻繁的地域,其危害程度嚴(yán)重,而遠(yuǎn)離人群,人為活動較少的區(qū)域,危害程度相對較輕,這可能與人為活動能加速空氣的流動、導(dǎo)致風(fēng)折木、影響其天敵捕食有關(guān)。
影響桂花網(wǎng)蝽的空間分布型的因素復(fù)雜,具體是哪個因素或哪幾個因素起著主導(dǎo)作用還有待進(jìn)一步研究,可根據(jù)調(diào)查的理論依據(jù),加強(qiáng)撫育管理措施,適時間伐,及時調(diào)整林分密度,清除蟲源,伐除衰弱木、畸形木、瀕死木、枯立木、風(fēng)折木、風(fēng)倒木,及時修除枯葉枯枝,保護(hù)或引進(jìn)天敵,必要時適當(dāng)運(yùn)用化學(xué)藥劑綜合控制該蟲危害。