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Correspondence analysis between occurrence type of Dendrolimus punctatus and topographical and vegetative features

马尾松毛虫灾变发生类型与地貌及植被特征间对应分析



全 文 :马尾松毛虫灾变发生类型与地貌及植被特征间对应分析*
黄英姿1* *  古德祥1  张文庆1  梁承丰2  林育红2  陈占芳3  李南林3
( 1 中山大学昆虫研究所生物防治国家重点实验室, 广州 510275;
2 广东省林业厅森防站, 广州 510173; 3 广东省德庆县林业局, 德庆 526000)
Correspondence analysis between occurrence type of Dendrolimus punctatus and topographical and vegetative
features. HUANG Yingzi1 , GU Dex iang 1, ZHANG Wenqing1 , L IANG Chengfeng 2, LIN Yuhong2, CHEN Zhan
fang3, L I Nanlin3 ( 1S tate K ey L aboratory f or Biocontrol , I nstitute of Entomology , Zhongshan University ,
Guangzhou 510275; 2For est Pes t & Disease Control S tation , For estry Depart mant of Guangdong Province,
Guangzhou 510173; 3For estry Bureau of Deqing Countr y , Deqing 526000) . Chin . J . A pp l . Ecol . , 2002, 13
( 9) : 1198~ 1200.
The relationship between the occur rence type of Dendrolimus punctatus and the geographical and vegetat ive fea
tures in subcompartments was analyzed using correspondence anaysis and show n by a figure of cluster. The re
sults show ed that t he majority subcompartments in w hich D . punctatus occurred frequently were at low eleva
tion and low slope, and distributed among low hills or middle hills, while t he subcompartments at high elev ation
or high slopes, or in low mountains or middle mountains were safetype. The subcompartments w ith only one
dominant species, especially Pinus elliottii , w er e easily attacked by D. punctatus . The subcompartments in
conifer and broadleaf mix ed fo rest had less insect pests than those in conifer mix ed fo rest.
Key words  Dendrolimus punctatus , Subcompartment, Occur rence t ype, Correspondence analysis.
文章编号  1001- 9332( 2002) 09- 1198- 03 中图分类号  S763. 712 48  文献标识码  A
* 林业部重点攻关项目.
* * 通讯联系人.
2000- 07- 16收稿, 2000- 11- 09接受.
1  引   言
对应分析 ( correspondence analysis) 由法国 Benzecr i 于
1970 年首先提出,是在 R 型和 Q 型因子分析基础上发展起
来的一种多元分析方法[ 5] . 它与主成分分析有着密切的联
系,在某种意义上可以看成是主成分的特殊情形, 从另外一
种意义上讲,它又是主成分分析的推广. 另外,它和典型分析
也是相通的[ 4] .对应分析的主要目的是寻求列联表行因素和
列因素的基本分布特征和最优联立表示,并将彼此间的结构
关系直观地展示出来.对应分析已被用于生物学研究的不同
领域[ 2, 3] .本文应用对应分析方法, 对小班( subcompartment,
林业管理部门的专用术语 ) 的马尾松毛虫 ( Dendrolimus
punctatus )虫灾发生类型与小班的地形地貌及植被特征之间
的结构关系进行探讨,为马尾松毛虫的科学管理提供依据.
2  材料与方法
  本文数据来源于广东省德庆县 10973 个小班的二类调
查(省级范围内的林业资源调查 ) 资料, 其中安全类小班
5508 个,偶灾类小班 2616 个, 常灾类小班2849 个(小班的马
尾松毛虫虫灾发生类型依成灾的频率高低来确定, 5 年内马
尾松毛虫大发生达两次及以上的小班界定为常灾类, 10 年
内马尾松毛虫大发生为 1 次及以上的定为偶灾类, 10 年以
上未发生过马尾松毛虫虫灾的定为安全类,数据由德庆县林
业局提供) . 每个小班参与分析的因素有马尾松毛虫虫灾发
生类型、海拔高度、地形、坡度、优势树种及郁闭度. 将小班的
海拔高按 0~ 100、100~ 200、200~ 300、300~ 400 及 500m 以
上分成 5 组, 坡度按平坦地( 0~ 5)、缓坡( 6~ 15)、斜坡( 16
~ 25)、陡坡( 26~ 35)、急坡( 36~ 45)及险坡( 46以上) 进
行分组作为定类变量处理(表 1) .
  应用对应分析将对发生类型的因子分析和对地形地貌
及植被因素的因子分析统一起来, 把发生类型和地形地貌及
植被因素同时反映在相同坐标轴的图形上(图 1) .
3  结果与分析
3 1 虫灾类型与海拔高度间的对应分析
由表 1 和图 1( a)可见, 在低海拔地区, 由于立地条件等
的关系, 一般松林生长较差而稀疏,植被少, 人、畜活动频繁,
松林和植被常遭破坏, 且气温高干燥,利于害虫繁殖.在聚合
图上, 代表常灾类与代表海拔 100m 以下的点几乎重合. 这
一方面说明海拔 100m 以下的小班更容易受害成灾, 另一方
面也表明常灾类的小班大多处于低海拔地区. 代表海拔
200m 以上小班的点都聚在一起, 说明海拔处在这些高度段
的小班中,各虫灾发生类型小班的分布情况相类似, 且以安
全类小班为主. 这是因为在高海拔地区, 低温多湿, 日照短,
不适于松毛虫的生长和发育[ 1] .因此, 海拔高度与马尾松毛
应 用 生 态 学 报  2002 年 9 月  第 13 卷  第 9 期                              
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Sept . 2002, 13( 9) 1198~ 1200
表 1  马尾松毛虫的不同发生类型及各因素的不同类别在前两个主因子上的载荷系数(广东,德庆)
Table 1 Loading coefficients of various occurrence type of D. punctatus and various categories of every factor on the first two principle axis ( Guang
dong, Deqing)
因  素
F act or
类  别
Cat egory
轴! Axis !
系  数
Coefficient
拟合度
Degree
of fit
轴 ∀ Ax is ∀
系  数
Coeff icient
拟合度
Degree
o f fit
类型
Occurrence
type
轴 ! Axis !
系  数
Coefficient
拟合度
Degree
of fit
轴 ∀ Ax is ∀
系  数
Coef ficient
拟合度
Deg ree
o f fit
海  拔 0~ 100m 0. 4248 0. 9566 - 0. 0905 0. 0434 S - 0. 4448 0. 9960 - 0. 0281 0. 0040
Elevation 100~ 200m 0. 0921 0. 3561 0. 1238 0. 6439 F 0. 4255 0. 9515 - 0. 0961 0. 0485
200~ 300m - 0. 2408 0. 9943 0. 0183 0. 0057 C 0. 2014 0. 6713 0. 1410 0. 3287
300~ 400m - 0. 2516 0. 9842 - 0. 0319 0. 0158
400~ 500m - 0. 2471 0. 9567 - 0. 0526 0. 0433
500m以上 - 0. 2195 0. 9552 - 0. 0475 0. 0448
地  形 低丘 Low hill - 0. 1521 0. 6737 0. 1058 0. 3263 S 0. 3956 0. 9946 0. 0291 0. 0054
T opography 低山 Low mountain 0. 4155 0. 9807 0. 0583 0. 0193 F - 0. 3929 0. 9570 0. 0832 0. 0430
高丘High hill - 0. 0195 0. 0404 - 0. 0951 0. 9596 C - 0. 1640 0. 6172 - 0. 1291 0. 3828
中丘 Middle hill - 0. 3749 0. 9947 0. 0273 0. 0053
中山 Middle mountain 0. 0325 0. 9393 0. 0083 0. 0607
坡度 平坦地 Ground 0. 0071 0. 2137 - 0. 0136 0. 7863 S - 0. 2242 0. 9962 0. 0139 0. 0038
Slope 缓坡 Gentle slope 0. 1831 0. 9991 0. 0055 0. 0009 F 0. 2663 0. 9951 0. 0188 0. 0049
斜坡 Slope 0. 2071 0. 9966 0. 0121 0. 0034 C 0. 0474 0. 5879 - 0. 0397 0. 4121
陡坡 Steep slope - 0. 0972 0. 925 - 0. 0277 0. 0750
急坡 Sharp slope - 0. 1837 0. 9748 0. 0296 0. 0252
险坡 Perilous slope - 0. 0612 0. 9688 0. 0110 0. 0312
优势树种 马尾松1) - 0. 0427 0. 8133 - 0. 0204 0. 1867 S 0. 1921 0. 999 0. 0062 0. 0010
Dom inant species 湿地松2) - 0. 1507 0. 9496 0. 0347 0. 0504 F - 0. 1726 0. 9713 0. 0297 0. 0287
针阔混3) 0. 2275 0. 9921 0. 0203 0. 0079 C - 0. 0986 0. 8593 - 0. 0399 0. 1407
针叶混4) - 0. 0117 0. 2232 0. 0218 0. 7768
郁闭度 1 0. 0112 0. 8341 0. 0050 0. 1659 S - 0. 1803 0. 9823 - 0. 0242 0. 0177
Canopy densit y 2 - 0. 0107 0. 1216 0. 0286 0. 8784 F 0. 1863 0. 9120 - 0. 0579 0. 0880
3 0. 0176 0. 3093 0. 0264 0. 6907 C 0. 0672 0. 3309 0. 0956 0. 6691
4 0. 1258 0. 7093 - 0. 0805 0. 2907
5 0. 0910 0. 8054 0. 0447 0. 1946
6 - 0. 0022 0. 0042 0. 0337 0. 9958
7 - 0. 1160 0. 9882 0. 0127 0. 0118
8 - 0. 1762 0. 9468 - 0. 0418 0. 0532
9 - 0. 0502 1. 0000 0. 0000 0. 0000
10 - 0. 0091 0. 9099 - 0. 0029 0. 0901
1) P. massoniana , 2) Pin us ell iott ii , 3) M ixed forest of conifer and broadleaf t ree, 4) M ix ed forest of conifer. S) 安全 S afe, F) 常灾 Fregquent occur
rence, C)偶灾 Chance occurrence.
虫的发生有着较大的关系.事实上, 常灾类小班的平均海拔
为 959m,比偶灾类小班的平均海拔( 134m)低 38 1m, 比安
全类小班的平均海拔( 2826m)低 1867m. 在海拔 200m 以
上的小班中,多数是安全类小班.
32  虫灾类型与地形间的对应分析
从图 1( b)可以看出,处于低山、中山及高丘上的小班多
为安全类小班,而常灾类小班则多出现在低丘及中丘, 偶灾
类小班在中丘或高丘,中所占的比例相对较多 .事实上, 在低
丘的小班中, 有近 90%的小班属常灾类, 而在低山及中山
中,有近 90%的小班属于安全类 .这与地形的划分和海拔密
切相关.
33  虫灾类型与坡度间的对应分析
在图 1( c)上,代表陡坡、急坡及险坡小班的点相聚在一
起,且与代表安全类小班的点相距相近, 表明在陡坡、急坡及
险坡的小班中, 3 种灾情发生类型小班的分布较为相似, 且
以安全类小班为主, 分别占为 555、72 4 和 82 3% . 在斜坡
及缓坡的小班中, 以常灾类小班为主; 事实上, 这两类小班
中, 常灾类小班的比例分别为 583%和 41 8% ; 而偶灾类小
班则大多为平坦地小班.从总体上看, 常灾类小班的平均坡
度为 248, 低于偶灾类小班的平均坡度( 282) , 更低于安
全类小班的平均坡度 ( 31 7) . 而在坡度介于 30至 50的小
班中, 更多的属于安全类小班.
3 4 虫灾类型与优势树种间的对应分析
从图 1( d)可见, 针、阔叶林混合植被的小班在虫灾发生
类型方面多表现为安全类, 而以湿地松为优势树种的小班则
多表现为常灾类. 图中代表不同发生类型的点都相距较远,
说明这 3 种发生类型在不同优势树种小班中的分布有较大
差异;代表针叶混与马尾松的点相距较近, 说明 3 种灾情发
生类型在以针叶混及马尾松为优势树种的小班中有相类似
分布.
11999 期           黄英姿等:马尾松毛虫灾变发生类型与地貌及植被特征间的对应分析        
图 1  马尾松毛虫虫灾发生类型与海拔 ( a)、地形 ( b)、坡度( c)、优势
树种( d)及郁闭度( e)间的主因子聚合图
Fig. 1 Dist ribution of clusters for occurrence type of D. p unctatus and
elevat ion( a) , t opography( b) , slope( c) , dominant species( d) an d canopy
density( e) on the first two principle ax is( Guangdong, Deqing) .
S)安全 Safe,C )偶灾 Chance occurren ce, F) 常灾 Frequent occurren ce;
E 1) 0~ 100m, E2 ) 100~ 200m, W3) 200~ 300m; E4) 300~ 400m, E5)
400~ 500m, E6) 500m; LH)低压 Low hill, MH) Middle hill, HH )高丘
M high hill, LM)低山 Low mountain, MM )中山 Middle mountain; S1)
平坦地 Ground, S2) 缓坡 Gent le slope, S3) 斜坡 S lope, S4) 陡坡 Steep
slope, S5)急坡 Sharp slope, S 6)险坡Perilous slope; S1)马尾松 P . mas
soniana , S 2)湿地松 Pinu s ell iott ii , S3)针阔混 M ixed forest of conifer
and broadleaf t ree, S4)针叶混 Mixed forest of conifer; C1~ C10郁闭度
分别为 1到 10 Canopy density from 1 to 10.
3 5 虫灾类型与郁闭度间的对应分析
从图 1( e)可以看出 ,代表郁闭度为 1、2、3、4、9、10 的点
聚在一起, 说明在 3 种不同灾情发生类型的小班中占的比例
相接近;代表安全类的点与郁闭度为 7、8 的点相距较近, 说
明安全类小班的数量相对较多;在郁闭度为 4 的小班中, 常
灾类小班占有优势, 而在郁闭度为 5 的小班中, 偶灾类小班
所占的比例相对较高.
4  小   结
综上可见, 小班的海拔、地形及坡度对小班的虫灾发生
类型都有较大影响. 这是因为地形地貌及海拔高度的不同,
使气候、土壤及植被在很短的距离内就会出现差异, 不仅影
响其分布,甚至影响其生长发育[ 1] . 因此, 在制定防治策略
时,重点应放在低海拔、低坡度的低、中丘地区. 适宜的林分
结构也是导致马尾松毛虫发生猖獗的重要条件[ 1] .小班的优
势树种结构及郁闭度属可控因素, 可以通过大力营造针、阔
叶混交林来优化树种结构, 并通过严禁滥砍乱伐来提高林地
的郁闭度, 从而减少导致马尾松毛虫成灾的人为因素.
在聚合图上, 代表 3 种发生类型的点都相距较远, 且 3
个点在第 1 主轴上的投影总是代表安全类及常灾类的点位
于两侧,而代表偶灾类的点位于中间, 直观地表现出了 3 种
发生类型的结构关系. 此外 ,聚合图还将某一种发生类型更
能由某因素的某一种状态的表征直观地反映出来 .小班各种
特征的不同状态间结构关系, 也能通过对应分析聚合图来表
现.这是深入了解小班的各因素不同状态间的相互依存关系
的一种好方法.
参考文献
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Press. ( in Chinese)
作者简介  黄英姿, 女, 1959 年生, 博士, 副教授, 主要从事
应用统计学研究, 发表论文 10 余篇. T el: ( 020) 84112683, E
mail: gzhyingzi@ 21cn. com
1200 应  用  生  态  学  报                   13卷