全 文 :宿鸭湖湿地麻皮蝽种群数量与黑杨群落分析
禹明甫, 朱 玉, 赵红启
(黄淮学院农林科学系,河南 驻马店 463000)
摘 要:宿鸭湖湿地麻皮蝽种群数量与黑杨群落分析表明,麻皮蝽发生与宿鸭湖湿地阔叶树、灌木层和草本层的比例、
相对优势度成正相关(R=0.9775),其关系可以利用回归方程:Y=-51.35+27.19X(5) +0.41X(6)+1.62X(7)进行定量描述。增加黑
杨的生态优势度和麻皮蝽的种间相遇机率可以明显增加 Shannon-Wiener 多样性指数,增加湿地灌木层的相对优势度可以
明显增加麻皮蝽的发生率。
关键词:宿鸭湖; 麻皮蝽; 黑杨; 群落分析
中图分类号:S433.3 文献标识码:B 文章编号:1004-874X(2009)08-00208-03
Population quantity of Erthesina fullo Thunberg and the
community analysis of Populus nigra in SUYA Lake Wetland
YU Ming-fu, ZHU Yu, ZHAO Hong-qi
(Agriculture and Forestry Science Department of Huanghuai University, Zhumadian 463000, China)
Abstract:The population quantity of Erthesina fullo Thunberg and the community analysis of Populus nigra in SUYA
Lake showed :the Erthesina fullo Thunberg occurrence was positive correlation with the broad-leaved tree, shrub layer and herb
layer ratio and the relative dominance (R=0.9775), Their relationship could make use of regression equation to describe: Y=
-51.35+27.19X(5)+0.41X(6)+1.62X(7).Moreover ,increased the ecological dominance of Populus nigra and PIE could obviously
increase Shannon -Wiener diversity Index, decreased wetland shrub layer relative dominance could obviously reduce the
incidence of Erthesina fullo Thunberg.
Key words:SUYA Lake; Erthesina fullo Thunberg; Populus nigra; community analysis
收稿日期:2009-04-09
基金项目:驻马店科技攻关计划项目(0610007)
作者简介:禹明甫(1968-),男,高级工程师,E-mail:mingfuyu
@126.com
黑杨(Populus nigra)为杨柳科杨属落叶乔木,树干
通直,雄性,无飞絮;初始嫩叶深紫红色,长成后渐成紫
红色,7~9月老叶变为紫绿色,10月叶为暗绿色,11月叶
变为杏黄色。 在此过程中,顶梢 30 cm的叶片始终为红
色,叶脉紫红色,叶缘粗纯齿,叶柄紫红色。 枝五棱明显,
皮深紫色,皮孔较少但较明显。 芽体紫黑色,芽尖里弯,
离干,顶芽紫黑色粗壮饱满。 黑杨速生(用嫁接苗造林 4
年生树胸直径达 20 cm左右)叶片颜色 3季四变,性状
稳定,季相变化明显,是城乡绿化极其珍贵的树种。
麻皮蝽(Erthesina fullo Thunberg),成虫体长 21~
25 mm,宽 10~12 mm。 体背黑色散布有不规则的黄色
斑纹,并有刻点及皱纹;头部突出,背面有 4 条黄白色
纵纹从中线顶端向后延伸至小盾片基部; 触角黑色;
前胸背板及小盾片为黑色, 有粗刻点及散生的白地;
腹部背面黑色,侧接缘黑白相间或稍带老,色微红。 后
足基节旁有挥发性臭腺的开口、 遇敌时即放出臭气。
年发生 1代,成虫在桔枝落叶、村舍墙壁缝隙以及禽舍
等处过冬。翌年 4~5月间出蛰活动。产卵于叶背,并列
成平铺状,8月新 1代成虫出现。成虫及若虫均以锥形
口器吸食多种植物汁液。
宿鸭湖湿地种植最多的树种为黑杨, 受湿地环境
的影响黑杨每年都表现出不同的生长长势。 近几年湿
地麻皮蝽在黑杨上危害严重,已经成为湿地旱涝变化
的指示物种。 麻皮蝽为害黑杨是宿鸭湖湿地本土有害
生物为害外来树种的重要证据。 本文对麻皮蝽种群数
量与黑杨群落物种多样性之间的关系进行了研究,以
期为合理应用黑杨和麻皮蝽的数量指示湿地昆虫的
种群变动提供参考。
1 材料与方法
1.1 调查方法
2007 年 7 月 1 日至 9 月 1 日在宿鸭湖湿地黑杨
广东农业科学 2009 年第 8 期208
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2009.08.066
X(8)
0
14
37
65
71
X(7)
33.7
44.7
53.2
61.5
73.2
X(6)
13.4
2.7
8.4
14.2
12.2
X(5)
0
0.03
0
0.29
0.06
X(4)
0
0.48
0.26
0.60
0.51
X(3)
0
0.48
0.26
0.68
0.52
X(2)
0
0.83
0.61
1.03
0.83
X(1)
5
13
9
14
25
表 1 麻皮蝽与黑杨相关因子
X(8)
0.6792
0.7920
0.8564
0.7564
0.5861
0.0195
0.9866
1
X(7)
0.7573
0.6617
0.6519
0.1573
0.5279
-0.0761
1
0.9866
X(6)
-0.2834
-0.5063
-0.4790
-0.4790
-0.0937
1
-0.0991
0.0235
X(5)
0.2271
0.8513
0.8215
0.8946
1
-0.0467
0.5279
0.5903
X(4)
0.6134
0.9991
0.8146
1
0.8200
-0.4790
0.7829
0.7564
X(3)
0.6914
0.9991
1
0.7456
0.8200
-0.4790
0.7829
0.7564
X(2)
0.6748
1
0.9991
0.9991
0.8059
-0.4753
0.7816
0.7520
X(1)
1
0.5102
0.5361
0.4129
0.2235
-0.1156
0.7573
0.6692
Sij
X(1)
X(2)
X(3)
X(4)
X(5)
X(6)
X(7)
X(8)
表 2 麻皮蝽与黑杨的内积矩阵相关分析结果
累计值(%)
73.25
84.46
94.11
100
100
100
100
100
百分比(%)
69.22
17.23
9.81
3.73
0
0
0
0
特征值
6.1022
1.2066
0.8569
0.2345
0
0
0
0
λi
λ1
λ2
λ3
λ4
λ5
λ6
λ7
λ8
表 3 麻皮蝽与黑杨特征值
混合林分中,各选择无(0)、轻度(+)、中度(++)和重度
(+++)等麻皮蝽为害类型的林分为调查区域, 每个区
域块面积不少于 60 hm2。 样地(20 m×20 m)重复 3次,
共 18块样地。 在每块样地内对黑杨分类统计,以统计
种类和数量; 在每块样地的相邻两边和对角线采用样
线法测定灌木层的相对优势度(rd1)和草本层的相对
优势度(rd2)。同时,每隔 5 d调查 1次 18个样地麻皮
蝽的发生数量,共调查 12 次,计算各样块的平均发生
率(P)。
1.2 研究方法
对各样点的黑杨品系用乔、 灌木丰富度指数表示
物种的多度, 用 Simpson 指数计测生态优势度 [1],用
Shannon-Wienner 指数计测不同群落的物种多样性 [2],
用 Hurlbert种间相遇机率计测群落的均匀性[5],用其他
树种的比例参数(K)计测人工增加的物种多样性。
丰富度指数 R=S;S 为群落中物种总数,即观察的
物种数;Shannon-Wiener 多样性指数 HP=-Σ(Pi×lnPi),
式中 Pi=Ni/N,N 为各物种多度指标总和;Simpson 多样
性指数(D),D=1-ΣNi(Ni-1)/[N (N-1)],式中 Ni 为第 i
个种的多度指标 [3];Hurlbert 种间相遇机率(PIE),PIE
=-ΣNi(Ni-1)/[N(N-1)]。
通过计算各参数, 设参数 R、HP、D、PIE、K、rd1、
rd2、P 分别为 X (1)、X (2)、X (3)、X (4)、X (5)、X (6)、X (7)、X
(8),并采用逐步回归法和主成分分析法 [4]分析麻皮蝽
发生与各有关因子(表 1)的相关关系。
2 结果与分析
2.1 逐步回归法分析
对麻皮蝽与黑杨的 8 个变量进行逐步回归分析,
回归公式为:
Y=-51.35+27.19X(5)+0.41X(6)+1.62X(7)
筛选因子门限值:F=0.0501; 复相关系数为:R=
0.9775,剩余标准差为:SE=4.5972
由逐步回归可知, 麻皮蝽发生与黑杨阔叶树比例、
林间灌木层和草本层的相对优势度成正相关(R=0.9775)
2.2 主成分分析
从表 2~表 4 可以看出,第一主成分的特征量以黑
杨的生态优势度 X(3)和麻皮蝽种间相遇机率 X(4)最
大, 说明其对第一主成分影响最大; 其次是 Shannon-
Wiener 多样性指数 X(2),说明增加生态优势度 X(3)和
种间相遇机率 X(4)可以明显增加群落的多样性指数 X
(2)。 第二主成分的特征量以黑杨灌木层的相对优势度
X(6)最大。 其次是麻皮蝽发生率 X(8),而负值说明增加
湿地灌木层的相对优势度可以明显减少麻皮蝽的发生
率。
宿鸭湖湿地麻皮蝽种群数量与黑杨群落主成分分
析:
Z(1)=0.41X(1)+0.48X(2)+0.39X(3)+0.39X(4)+0.43X(5)-
209
表 4 麻皮蝽与黑杨的特征向量分析结果
Ci(8)
0.2800
-0.2764
-0.2888
-0.2942
0.6708
-0.3254
0.2345
0.2402
Ci(7)
0.0569
-0.3294
-0.3505
0.8841
0.0664
0.0515
0.0841
0.0812
Ci(6)
0.0433
-0.6437
0.7684
0.0786
0.0572
0.0385
0.0921
0.0874
Ci(5)
0.1435
0.0728
0.0766
0.0768
0.0090
0.0042
-0.6433
0.7609
Ci(4)
-0.6143
0.0792
0.0093
0.0093
-0.2039
-0.2512
0.4693
0.4995
Ci(3)
-0.5402
0.1781
0.1902
0.1902
0.7476
0.3177
-0.1699
-0.0313
Ci(2)
0.1526
-0.0886
-0.0676
-0.0676
0.1082
0.8756
0.4003
0.4890
Ci(1)
0.3855
0.4822
0.4831
0.4831
0.3935
-0.0872
0.4425
0.4318
类别
X(1)
X(2)
X(3)
X(4)
X(5)
X(6)
X(7)
X(8)
0.19X(6)+0.43X(7)+0.47X(8)
Z (2)=0.07X (1)-0.17X (2)-0.1X (3)-0.12X (4)+0.04X (5)+
0.84X(6)+0.42X(7)+0.49X(8)
3 讨论
通过对宿鸭湖湿地麻皮蝽种群数量与黑杨群落
的特征值进行因子分析, 其内积矩阵分析结果表明,
黑杨群落的生态优势度和麻皮蝽的多样性指数具有
较高的相关性。 主成分分析表明,麻皮蝽的发生与黑
杨阔叶树比例、灌木层和草本层的相对优势度成正相
关。 但在考察物种多样性与麻皮蝽种群数量的相关性
时,还应考虑湿地在不同季节、不同地理条件水湿条
件的变化以及湿地地面抬高与下沉过程的变化,黑杨
随着湿地所处的微生态环境的差异,往往可以通过麻
皮蝽的物种多样性显示出来。 在黑杨乔木层、灌木层
和草本层中增加湿地灌木层的相对优势度可以明显
增加麻皮蝽的发生率。
参考文献:
[1] 丁岩钦 .昆虫数学生态学 [M].北京:科学出版社,1994:22-
132.
[2] 徐汝梅 .昆虫种群生态学[M].北京:北京师范大学出版社,
1987:7-8.
[3] Alatalo,R V.Problems in the measurement of evenness in
ecology[J].Oikos,1981(37):199-204.
[4] 赵青山, 潘宏阳 . 森林病虫害监测预报方法及应用程序
[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,2002:84-88.
[5] Hurlbert S H.The nonconcept of species diversity:A
critique and alternative parameters [J].Ecology,1971,52
(4):577-586.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
昆明生物多样性大型仪器区域中心新配置的实验科学计
算模拟与信息管理系统、计算机辅助药物筛选平台、Symyx 药物
数据库已于近期完成安装调试和验收,并正式投入使用。
整个系统具有强大的计算分析功能 。 其中 :Discovery
Studio——药物发现与生物大分子计算模拟平台, 主要功能模
块包括:蛋白质的表征(包括蛋白-蛋白相互作用)、同源建模、
分子力学计算和分子动力学模拟、基于结构药物设计工具(包
括配体-蛋白质相互作用、全新药物设计和分子对接)、基于小
分子的药物设计工具 (包括定量构效关系 、药效团、数据库筛
选、ADMET) 和组合库的设计与分析等。Pipeline Pilot——高效
的资料分析及跨领域整合平台,主要功能模块包括:对实验数
据的统计分析(整合 R 语言分析),实验图像信息的整合分析,
文本信息的挖掘,化合物化学结构信息分析,基因芯片表达分
析,药物毒性预测等。Symyx 药物数据库——国际权威的药物研
发数据库,主要包括药物分子结构库、药物分子筛选库、药物毒
性库、药物代谢库、天然产物数据库等 9 个数据库,上百万的分
子信息。结合 DS 和 PP 分析系统,可进行药物毒性预测、药物设
计、药物筛选等系统分析工作。整个系统可以应用于新药发现,
生物信息学、结构生物学、酶学、免疫学、病毒学、遗传与发育生
物学、肿瘤研究等多个研究领域。
该系统通过中国科学院大型仪器共享系统(http://face.issas.
ac.cn/apparatus9/ )对外开放,实现共享使用。
药物筛选平台及计算模拟与信息管理系统投入使用
210