香蕉褐足角胸叶甲成虫空间分布型及抽样技术研究.pdf

广西农学报Journal of Guangxi Agriculture第 38 卷第 3 期Vol.38，No.32023 年 6 月June，202322收稿日期：2023-05-10 修回日期：2023-05-15基金项目：农业农村部华南果蔬绿色防控重点实验室/广西作物病虫害生物学重点实验室资助项目。作者简介：李成，男，1987 年生，硕士，助理研究员，主要从事农业害虫综合防控研究工作。香蕉褐足角胸叶甲成虫空间分布型及抽样技术研究李成（广西农业科学院植物保护研究所/农业农村部华南果蔬绿色防控重点实验室/广西作物病虫害生物学重点实验室，广西 南宁 530007）摘要：【目的】明确香蕉褐足角胸叶甲成虫的空间分布型和抽样技术，为了解该害虫的发生、扩散行为，为其测报与治理提供科学依据。【方法】采用全查法分 4 次在香蕉地调查 100 个样点，每个样点对应 1 株，记录褐足角胸叶甲成虫数量，绘制分布实况图，分析其空间分布型。再模拟五点取样法等 5 种方法抽样调查，确定最佳抽样方式。【结果】褐足角胸叶甲成虫的空间分布型属于聚集分布。抽样方法以 Z 字形取样法效果最好，棋盘式取样法次之。【结论】褐足角胸叶甲成虫在香蕉地的空间分布型为聚集分布，并随时间和香蕉植株发育而变化，可能是由于褐足角胸叶甲取食趋性引起的。采用连续的直线取样的抽样方法在香蕉褐足角胸叶甲调查中与全查法数据更吻合，与空间分布型有关。关键词：褐足角胸叶甲；空间分布型；抽样技术；香蕉中国分类号：S436.68 文献标识号：A 文章编号：1003-4374（2023）03-0022-06Research on Spatial Distribution Pattern and Sampling Technique of Adults of Basilepta fulvipes Motschulsky in BananaLi Cheng（Institute of Plant Protection,Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Green Prevention and Control of Fruits and Vegetables in South China/Key Laboratory of Crop Pest Biology of Guangxi Zhuang Autonomous Region,Nanning,Guangxi 530007,China）Abstract:【Objective】The aim was to clarify the spatial distribution pattern and sampling technique of Basilepta fulvipes Motschulsky adults,in order to understand the occurrence and spread behavior of this pest,and provide scientific basis for its forecast and control.【Method】A total of 100 sample points were investigated four times in banana fields by using the whole investigation method,and each sample point corresponded to a plant.The number of adults of Basilepta fulvipes Motschulsky was recorded,the distribution map was drawn,and its spatial distribution pattern was analyzed.Five sampling methods,such as five-point sampling method,were simulated to select the best sampling method.【Results】The spatial distribution pattern of Basilepta fulvipes Motschulsky adults belonged to aggregation distribution.The Z-shaped sampling method has the best effect,followed by the checkerboard sampling method.【Conclusion】The spatial distribution pattern of Basilepta fulvipes Motschulsky adults in banana fields was aggregated distribution and changed with time and banana plant development,which may be caused by the feeding tendency of Basilepta fulvipes Motschulsky.The sampling method of continuous linear sampling is more 23李成：香蕉褐足角胸叶甲成虫空间分布型及抽样技术研究第 3 期consistent with the data of the whole survey method in the investigation of Basilepta fulvipes Motschulsky adults in banana fields,which is related to the spatial distribution pattern.Key words:Basilepta fulvipes Motschulsky，spatial distribution type,sampling techniques,banana褐足角胸叶甲Basilepta fulvipes（Motschulsky）属昆虫纲鞘翅目肖叶甲科角胸叶甲属的一种小型甲虫1，在我国多地有分布，在不同地区为害不同作物。该虫在南宁市、百色市等地出现，并转移为害香蕉，成为香蕉新害虫。1，2该虫以成虫为害为主，严重影响香蕉果实的外观品质，降低商品价值，应予以重视。2，3目前，有关香蕉褐足角胸叶甲的消长动态及防治的系统性研究都比较少，对于其空间分布及抽样技术的研究仅见有初步报道。4昆虫种群的空间分布和抽样技术是昆虫生态学研究的重要内容，它不仅揭示昆虫种群空间构型和空间生态位特征，还可为害虫的测报工作及其防控策略的制定提供科学依据。空间分布型对于昆虫种群来说具有两个含义：其一是指昆虫在某一时刻位置的排列方式，反映昆虫种群的空间结构，或称空间格局（spatialpattern），其二是在统计学上反映抽样单位的抽样性质和数量，指抽样单位中所得随机变量取各种可能值的概率分配方式，或称空间分布（spatialdistribution）。研究昆虫种群的空间分布型有助于制订正确的抽样方案与种群数量估计。如为随机分布时，则可用随机抽样方法；如为聚集分布时，则宜用分层随机抽样等方法抽样调查。研究空间分布型还有助于了解昆虫的猖獗、扩散行为。昆虫的空间分布型，不但因物种而异，且同一种群也可能因虫龄、密度或生境条件不同而有差别。昆虫种群空间分布型可分为随机分布（randomdistribution）和聚集分布（aggre-gateddistribution）两类5。本研究以香蕉褐足角胸叶甲成虫为调查对象，使用全查法调查成虫发生动态及空间分布，并通过模拟抽样筛选合适的抽样方式，以期为褐足角胸叶甲的测报和防控提供技术支撑。材料与方法1.1 调查点概况及调查方法本次调查时间从 2023 年 4 月 11 日至 2023 年 5月 31 日。试验地点设在广西南宁市坛洛镇圩中村。选取调查的香蕉地为面积约 0.2667hm2的长方形地块，植株均为第二年粉蕉，前期由农户常规水肥管理，未使用农药。土壤类型为赤红壤，质地壤土、丘陵地形。在地块中心较平坦处选取连续 10 行，每行连续 10 株的方形地块作为取样点做好标记，其余作为缓冲保护行。选择在褐足角胸叶甲越冬代（第一代）成虫始见期 4 月 11 日开始每日巡查，直至平均每株香蕉超过 3 头成虫，分布呈现明显规律开始正式调查，做好网格化的成虫记录，每 15 天调查一次，直至盛末期，共计形成 4 次有效调查数据。1.2 空间分布型的判断方法采用如下指标和公式，分析褐足角胸叶甲的空间分布型4，6-9。扩散系数 C（Caasier，1962）：C=S2m丛生指标 I（Moore，1954）：I=S2m-1聚块性指标 CA（Kunou，1968）：CA=S2-mm2聚集性指标 m*/m：m*/m=S2+m2-mm2LA/m 数：LA/m=m-m/S2+1m公式中，S2表示方差，m 表示褐足角胸叶甲成虫数量的平均数（即平均虫口密度，头/株）。随机分布指昆虫种群内各个体间具有相对的独立性，不相互吸引或相互排斥，种群中的个体占据空间任何一点的概率相等，任何一个个体的存在决不影响其他个体的分布。属于这类分布的有泊松分布（poissondistribution），如三化螟、玉米螟卵块的格局等。泊松分布因均数与方差相等，故其概率公式中仅一个参数（m）。聚集分布指种群内个体间互不独立，可因环境广西农学报242023 年的不均匀或生物本身的行为等原因，呈现明显的聚集现象。总体中一个或多个个体的存在影响其他个体在同一取样单位中的出现概率，均数都小于方差（S2），是一种非随机分布。属于这类分布的有：奈曼分布（Neymansdistribution）、P-E 核心分布（Polya-Eggenbergerdistribution）；泊松正二项分布（Po-isson-binomialdistribution）和负二项分布（negativebinomialdistribution）。奈曼分布是奈曼 1939 年提出的，指种群格局非随机，呈核心状格局，但核心间的格局是随机的，核心的大小相等。P-E 核心分布的基本性质与奈曼（Neyman）分布相同，但其核心群大小相差较大。当密度增大时常发生核心群邻接合并，有逐步趋向负二项分布的趋势。可认为是泊松分布和正二项分布的复合所致。负二项分布的种群空间格局极不均匀，呈嵌纹状图形，故又称嵌纹分布，如棉铃虫卵、幼虫，小地老虎幼虫，稻纵卷叶螟卵、幼虫，红蜘蛛等都属此类型。泊松二项分布是由麦圭尔在 1957 年提出的。这种分布型随参数的不同，可得到各种 n 型的泊松二项式分布。当 n 时，趋于奈曼分布；当 n 0 时，趋于负二项式分布，故处于奈曼分布与负二项分布之间。用以上指标判断香蕉褐足角胸叶甲种群的空间分布型，判定方式由下文表格给出。1.3 抽样方法筛选采取模拟抽样9-12的方法，分别以五点式（拆分为 4 个 55，20 点）、平行跳跃式（全局，25 点）、对角线式（全局，20 点）、字式（全局，28 点）和棋盘式（全局，50 点）种方法进行模拟抽样。由空间分布型常见判断指标的公式可知，空间分布型主要由 S2方差和 m 虫口密度通过计算判定，所以通过对比模拟抽样数据与全查法数据 S2方差和 m虫口密度的差异绝对值套回公式验算，即可筛选出最合适的抽样方法。1.4 数据处理试验数据采用 Excel 和 DPS 软件进行数据处理。2 结果与分析2.1 不同时间香蕉褐足角胸叶甲成虫分布调查结果不同时间段香蕉褐足角胸叶甲成虫分布见图 1，2023 年南宁市坛洛镇圩中村香蕉褐足角胸叶甲越冬代成虫从 4 月中旬开始逐渐增多，4 月 16 日开始记录时虫口数量为 371 头/100 株，5 月中旬虫量最高峰时达 2310 头/100 株，其后开始减少，至 5 月 31日虫口数量为 993 头/100 株。图 1 不同时间段香蕉褐足角胸叶甲成虫分布2.2 香蕉褐足角胸叶甲成虫空间分布型检验结果香蕉褐足角胸叶甲成虫空向分布型指标检验结果见表 1。通过五个相关系数和指标的检验，结果显示，香蕉褐足角胸叶甲在四个调查时间段内，空间分布型均为聚集分布。表 1 香蕉褐足角胸叶甲成虫空间分布型指标检验结果调查时间指标虫口总数（100株）平均虫口密度（m）方差（S2）扩散系数（C）丛生指标（I）聚块性指标(CA）聚集性指标（m*/m）LA/m 数（LA/m）4.163713.71127.3634.32946.9968.9849.9841.2625.01114711.47511.0844.55848.8143.7984.7981.0855.16231023.10 1585.9768.65771.7632.9293.9291.0435.319939.93101.8210.25411.4020.9321.9321.091判断标准-C=1：随机分布C 1：聚集分布C 1：均匀分布I=0：随机分布I 0：聚集分布I 0：均匀分布CA=0：随机分布CA 0：聚集分布CA 0：均匀分布m*/m=1：随机分布m*/m 1：聚集分布m*/m 1：均匀分布LA/m=1：随机分布LA/m 1：聚集分布LA/m 1：均匀分布判断结果-聚集分布聚集分布聚集分布聚集分布聚集分布25李成：香蕉褐足角胸叶甲成虫空间分布型及抽样技术研究第 3 期2.3 模拟取样比较结果通过比较种不同抽样方法获得的样本平均数与实测样本平均数间的误差率，可以确定不同抽样方法的取样代表性。由表、表 3、表 4、表 5、表 6、可以看出，对角线取样法、字形取样法、棋盘式取样法 3 种抽样方法的 m 差值和 S2差值均小于五点取样法和平行跳跃取样法，本次调查和模拟抽样中以 Z 字形取样法与全查相比差异最小。表 2 五点取样法与全查法种群密度和方差的差值对比五点取样法抽样总数（点）平均密度（头点）m 差值抽样方差S2差值4.161145.71.99142.8515.495.0122611.30.17530.9819.905.1670435.212.13354.381768.415.3123911.952.02118.6816.86小计-16.28-1820.66表 3 平行跳跃取样法与全查法种群密度和方差的差值对比平行跳跃取样法抽样总数（点）平均密度（头点）m 差值抽样方差S2差值4.16371.482.2316.18111.185.011034.127.3553.52457.565.162309.213.9183.011402.965.312038.121.81100.361.46小计-25.29-1973.16表 4 对角线取样法与全查法种群密度和方差的差值对比对角线取样法抽样总数（点）平均密度（头点）m 差值抽样方差S2差值4.16703.50.2195.1032.265.0126513.251.78542.6131.535.1649924.951.852114.07528.105.3123011.51.57141.1139.29小计-5.41-631.18表 5 Z 字形取样法与全查法种群密度和方差的差值对比Z 字形取样法抽样总数（点）平均密度（头点）m 差值抽样方差S2差值4.16822.930.7868.1559.215.0133311.890.42434.9776.115.1668124.321.221609.6923.725.3130210.780.85118.6116.79小计-3.27-175.83表 6 棋盘式取样法与全查法种群密度和方差的差值对比棋盘式取样法抽样总数（点）平均密度（头点）m 差值抽样方差S2差值4.161753.50.21131.083.725.014168.323.15412.4198.675.16100720.142.961440.89145.085.314639.260.6792.209.62小计-6.99-257.09广西农学报262023 年3结论与讨论空间分布型的研究，无论在理论生态学还是在指导实际生产实践上都有十分重要的作用。它是昆虫种群的重要属性之一，同一种昆虫，在不同季节，不同环境条件，不同密度下，空间分布型都有可能是不同的，空间格局广义分布特例就包含有均匀分布、随机分布和负二项分布13，14。本研究结果表明，香蕉褐足角胸叶甲成虫的空间分布型为聚集分布。但从聚块性指标（Kunou 数 CA）和聚集性指标（m*/m）随时间推移而变化的趋势看，香蕉褐足角胸叶甲的空间分布型随虫口数量增加和时间推移在向随机分布和均匀分布变化，与周国法、蔡志平的研究类似15，16。调查中发现，分布形式由聚集分布形式中的奈曼核心分布逐步转变为 P-E 核心分布，并有向负二项分布甚至随机分布中的泊松分布发展的趋势。但限于成虫寿命，在盛末期结束前并未形成负二项分布或泊松分布。造成这种变化的原因可能是源自香蕉褐足角胸叶甲在香蕉上的取食偏好。香蕉褐足角胸叶甲成虫具有趋嫩叶习性，集中为害未完全展开呈“喇叭口”状的香蕉嫩叶，该虫羽化后飞至附近香蕉未展嫩叶处，因试验地香蕉发育不一，只有少量植株存在未展嫩叶，因而发生聚集，萌抽发新叶的香蕉植株增加，新羽化成虫继续汇集而渐至羽化盛期。但是随着气温上升，香蕉嫩叶逐渐发育，叶片完全展开，过于集中的成虫在叶片不够嫩后开始逐渐散开，聚集程度下降，空间分布型也在慢慢发生变化。据报道，香蕉褐足角胸叶甲主要以成虫群集为害香蕉未完全展开的嫩叶和刚抽蕾的嫩果，形成不规则褐色食痕1，2，6。香蕉褐足角胸叶甲成虫喜欢在较阴暗隐蔽的地方活动和产卵，对嫩果的趋性优先级为最高。本研究对五点取样法、平行跳跃取样法、对角线取样法、字形取样法、棋盘式取样法等种抽样方法与全查法进行平均数比较，认为对角线取样法、字形取样法、棋盘式取样法 3 种抽样方法的m 差值和 S2差值均小于五点取样发和平行跳跃取样法均可作为调查香蕉褐足角胸叶甲的推荐取样方法，本次调查和模拟抽样中以 Z 字形取样法与全查相比差异最小。比较这些抽样方法的特点发现，在本研究中抽样设计采用有连续直线取样的抽样方法，在香蕉褐足角胸叶甲调查中与全查法数据更吻合，可能与香蕉褐足角胸叶甲发生特点有关：早期聚集在未完全展开新叶、花蕾苞片、嫩果的虫口数量极高，而其他香蕉植株虫量很少甚至不发生为害的行为与陈彩贤、赵素梅1，17等研究一致，跳跃取样的方法如果跳过少量的特定聚集植株，其结果就会产生极大偏差，跳跃较多的取样方式中仅有棋盘式取样法凭借更大的样本数量而更接近全查结果。通过观察网格化示意图，可知本次试验中，四角植株聚集发生比较多，正好处于几种有直线的抽样方法的抽样热区。本试验采样调查区域的边缘并非香蕉地边缘，因此可排除边角聚集是边缘效应18，但不能排除特定区域高发的特殊情况对的抽样方法准确率的影响。本文仅讨论香蕉褐足角胸叶甲成虫空间分布型及抽样技术研究，关于香蕉褐足角胸叶甲聚集原因与抽样数学模型建立有待展开。参考文献：1陈彩贤，李成，陆温，等.香蕉褐足角胸叶甲发生规律研究J.南方农业学报，2012，43（5）:609-615.2李朝生，韦华芳，霍秀娟，等.香蕉褐足角胸肖叶甲生物学特性J.南方农业学报，2011，42（12）:1486-1488.3赵丽娟，杜浩，只佳增，等.香蕉主要害虫发生规律及绿色防控研究进展 J.安徽农业科学，2022，50（6）:21-24，28.4张智，王泽民，张占龙，等.北京地区褐足角胸肖叶甲发生规律的初步研究 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