文章信息
- 石娟, 闫国增, 关玲, 李镇宇, 冯继华.
- Shi Juan, Yan Guozeng, Guan Ling, Li Zhenyu, Feng Jihua.
- 林分因子与舞毒蛾危害程度的风险评估
- Stand Description Factors and Risk Analysis of Harm Extent of the Gypsy Moth
- 林业科学, 2004, 40(1): 106-109.
- Scientia Silvae Sinicae, 2004, 40(1): 106-109.
-
文章历史
- 收稿日期:2002-03-28
-
作者相关文章
2. 北京市林木保护站 北京 100029
2. Beijing Municipal Forestry Protection Station Beijing 100029
舞毒蛾(Ocneria dispar)是世界性的食叶害虫,在我国的分布北到东北的大兴安岭,西到新疆北部阿勒泰林区,南到台湾省,东到江苏省。在国外,亚洲的日本、朝鲜、韩国,欧洲都有分布。1869年舞毒蛾从欧洲传到北美,现已在美国东北地区的森林、行道树、果树以及观赏树木上定居,并且危害十分严重,寄主植物达500余种(肖刚柔,1992)。
舞毒蛾往往由于种群数量的激增而猖獗成灾,究其原因,除其自身所具备的强大的增殖潜能的内禀机制外,还与气候条件、地势、地形、海拔高度、林木组成、地被物、天敌等森林生物群落情况以及人为因素(包括森林经营管理、防治策略及措施的决策等)密切相关(张执中,1997)。在自然界中,各个环境因子并不是单独起作用,而是在相互作用的综合状态下发生作用。在一般情况下,单个环境因素的作用不能决定舞毒蛾的发生与消长。因此,需要对林分因子包括林下植物群落物种多样性等因素对舞毒蛾危害程度的影响进行综合分析,并在此基础上筛选出影响舞毒蛾危害程度的关键因子。
1 材料与方法 1.1 调查地点于1999年和2000年7—8月进行野外调查。调查地点:通州、大兴、昌平、延庆、海淀、房山、平谷、密云、怀柔、门头沟、顺义、丰台、朝阳等区县,共计40块样地。
调查步骤:首先,在林分踏查的基础上,估测林地面积,并选取有代表性的林地设置一块20 m×20 m的样地。在每块样地内,详细记载其林木组成、下木及幼树、林龄、海拔、主林层郁闭度、灌木层和草本层的总盖度(即草灌盖度)等因子;在样地内,随机抽取10株树木测其树高、胸径和冠幅,计算平均值。详细调查这10棵树上舞毒蛾数(幼虫、茧、卵),并向当地森防站有关人员询问历史上各样地的舞毒蛾危害情况。
然后,在每块样地的中心和四角共设定5个1 m×1 m的小样方,详细记载在每个样方内出现的草本植物和灌木的种类、个体数及盖度。同时,对样地中出现在所设样方以外的林下植物也记录了种名。
1.2 舞毒蛾危害程度的量化根据野外调查,可将舞毒蛾危害程度分为5个等级:不发生(0头·株-1)、轻度发生(10头·株-1以下)、中度发生(11~30头·株-1)、重度发生(31~50头·株-1)和严重发生(51头·株-1以上)。
1.3 物种多样性指数—Shannon-Wiener指数H′(香农-维纳指数)式中,Ni为第i个物种的个体数;N为样地内所有物种个体数之和(马克平等,1994)。
2 结果与分析 2.1 变量选择设舞毒蛾危害程度为因变量,记为Y:Y=[Yi],Y=1, 2, …22。
设β1、β2~β4、β5、β6、β7、β8、β9、β10、β11、β12、β13、β14、β15分别为基础效应、土壤瘠薄程度、海拔、林龄、胸径、树高、冠幅、郁闭度、林地面积、灌草盖度、林下植物种类、林下植物个体总数、香农-维纳指数对舞毒蛾发生危害程度的效应。其中,β2、β3、β4之间不独立,分别表示沙地、石砾土、沙壤土的效应,综合起来表示土壤瘠薄程度的效应。所以除基础效应外,一共有12个用来分析的独立参数。①
① 丛秀玉.油松林下植物与松毛虫危害程度相关性的研究:[学位论文].北京:北京林业大学图书馆,1998
林分因子为自变量,所考虑的因子及代号见表 1。
利用各个林分因子与舞毒蛾危害程度建立多元线形回归模型,得Y=104.104+2.950X2-39.133X3+5.123X4+0.080X5+0.440X6+0.076X7+0.740X8-2.203X9-92.168X10-0.358X11-82.993X12-0.089X13-0.014X14+5.360X15,R2=0.900,Adj R2=0.700。方差分析结果见表 2。
从结果分析的表可知,多元线性模型的分析效果好。
2.3 逐步回归分析确定关键因子 2.3.1 进行逐步回归分析将各个林分因子与舞毒蛾危害程度进行逐步回归分析,根据各因子偏相关系数的高低,确定其对舞毒蛾危害程度影响的重要程度,认为偏相关系数较大的因子对舞毒蛾危害程度的影响较显著。结果见表 3。
从结果可知:对舞毒蛾危害程度影响较为关键的林分因子有主林层郁闭度、土壤瘠薄程度和林地面积。
2.4 舞毒蛾危害程度与主关键林分因子的分析 2.4.1 主林层郁闭度与舞毒蛾危害程度主林层郁闭度与舞毒蛾危害程度进行回归分析,可建立如下回归方程:Y=106.654-101.871 X10,方差分析结果见表 4。由表 4可知,二者之间存在着显著的负相关关系。舞毒蛾是一种喜光性的昆虫,光照强的林分对舞毒蛾成虫的栖息有利。因此,在郁闭度小的地方,舞毒蛾危害就重。
土壤瘠薄程度与舞毒蛾危害程度进行回归分析,可建立如下回归方程:Y=35.857+1.143X2-15.857X3+25.511X4,方差分析结果: R2=0.406,F=4.09,Pr>F:0.02,可见回归效果显著,根据回归方程,得知舞毒蛾危害程度与土壤瘠薄程度有关,沙地>石砾土>沙壤土>壤土,所以可以推出,土壤瘠薄程度与舞毒蛾的危害成正相关(唐守正,1984)。
对舞毒蛾来说,感虫林分通常是生长在由于陡峭和裸露的地形,瘠薄或保水极差的土壤,自然或人为的干扰破坏等因素所造成的瘠薄立地条件上;干扰破坏和感虫性之间有很大的相关性;在干旱、瘠薄立地上存活和生长的树,通常生长慢,矮小,并逐步发展成为具有特征性的形态或结构,这种形态或结构能给舞毒蛾的一个或更多的生长发育阶段提供栖息场所;所以土壤瘠薄程度与舞毒蛾的危害程度成正相关;土壤越贫瘠,舞毒蛾危害越重1)。
1) U.S.Department of Agriculture.Technical Bulletin 1584.The Gypsy Moth :Research toward Integrated Pest Management.Washington, D C, 1981
2.4.3 林地面积与舞毒蛾危害程度林地面积与舞毒蛾危害程度进行回归分析,可建立如下回归方程:Y=50.489-0.166X11,方差分析结果见表 5。由表 5可知,回归效果显著,且呈负相关。
我们在野外调查中发现:面积较大的林分,舞毒蛾危害程度轻,可能是由于在林地中央地带光照相对较弱,不利于舞毒蛾成虫飞舞、交尾、产卵所致。
所以我们认为影响舞毒蛾危害程度的3个关键因子是主林层郁闭度、土壤瘠薄程度和林地面积。
2.4.4 利用关键因子建立模型利用上述3个关键林分因子与舞毒蛾危害程度建立多元线形回归模型,得Y=112.682-6.827X2+2.983X3-22.502X4-94.355X10-0.146 X11,R2=0.655,Adj R2=0.547,方差分析结果见表 6。
建立多元线形回归模型是为了应用它对舞毒蛾危害程度进行风险评估,在此利用所有的22块样地的资料对模型的预测效果进行检验,将调查数据代入回归模型,得舞毒蛾危害程度预估值。然后,对舞毒蛾危害程度的实测值与预估值进行t-检验,发现预估值与实测值之间无显著差异,所以该模型可用于生产实践,可以根据模型中所需的环境因子,对一定林分的舞毒蛾危害程度进行评估(唐守正,1984;陈华盛等,1999)。
3 小结与讨论通过逐步回归分析得出林分因子中主林层郁闭度、土壤瘠薄程度、林地面积对舞毒蛾危害程度的影响最为明显。
本次试验共调查了40块样地,但其中有18块地属于在野外调查中发现舞毒蛾不危害或危害极轻并经作者在室内饲养既不喜食又不能完成生活史的树种,如刺槐(Robinia pseudoacacia)、国槐(Saphora japonica)、油松(Pinus tabulaeformis)、华山松(P. armandi)、白皮松(P. bungeana)等,因此,作者不将这些样地计算在内,因为对于这种林分类型,树种即寄主植物因素才是主导因素,有关室内饲养部分——舞毒蛾的食性分析将另行报导。所以在文中及以后的分析中,按22块样地计算。
对于舞毒蛾的控制,可采取提高造林密度、合理施肥、加速林地郁闭度来达到减灾控灾的目的,也可种植舞毒蛾不喜食的油松、华山松、白皮松、刺槐、国槐等树种取代喜食的杨树、柿树等树种。
陈华盛, 李镇宇, 丛秀玉, 等. 1999. 林分因子与油(赤)松毛虫危害程度的风险评估. 北京林业大学学报, 1(1): 50-55. DOI:10.3321/j.issn:1000-1522.1999.01.011 |
马克平. 1994. 生物群落多样性的测度方法(Ⅰ)α多样性的测度方法(上). 生物多样性, 2(3): 162-168. DOI:10.3321/j.issn:1005-0094.1994.03.007 |
马克平, 刘玉明. 1994. 生物群落多样性的测度方法(Ⅰ)α多样性的测度方法(下). 生物多样性, 2(4): 231-239. DOI:10.3321/j.issn:1005-0094.1994.04.009 |
唐守正. 1984. 多元统计分析方法. 北京: 中国林业出版社.
|
肖刚柔主编.中国森林昆虫.第2版(增订本).北京: 中国林业出版社, 1992
|
张执中主编.森林昆虫学.北京: 中国林业出版社, 1997
|