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昆虫生态及预测预报课程论文

种群空间分布型及抽样数量的确定

摘要：种群是由个体组成的，但种群内个体的组合有一定的规律性。由于种群栖息地内生物的和非生物的环境间相互作用的关系，就造成种群在一定空间内个体扩散分布的一定型形式[1]。本文通过对棉铃幼虫离散分布频次拟合和聚集强度的测定，来做出某田地棉铃虫抽样数量的确定。结果表明,棉铃幼虫在棉田的水平和垂直分布均呈聚集分布,其聚集强度随种群密度的改变而变化,聚集原因是由于环境因素所致;幼虫的垂直分布同时具有聚集、随机和均匀的趋势。这对于了解昆虫的猖獗、扩散行为对种群管理给以参考依据。
关键字：棉铃虫，空间分布，抽样数量，

Spatial distribution pattern and sampling to determine number

Abstract: The population is composed by the individual, but a combination of individuals within populations have a certain regularity. As populations and habitat within the biological interactions between non-biological relationship between the environment and causing population spread in a certain space, the distribution of a certain type of individual forms. Based on the frequency distribution of cotton bolls larvae discrete fitting and determination of gathering strength to make a determination of the number of fields sampled H. armigera. The results showed that larvae in cotton bolls in the horizontal and vertical distribution showed aggregated distribution, the aggregation intensity changes with changes in population density, aggregation caused due to environmental factors; both the vertical distribution of larval aggregation, random and uniform trend . This understanding of the
rampant insects, diffusion give reference to the population management.
Keywords: cotton bollworm, spatial distribution, sampling number,

1 研究方法
1.1 田间调查
调查时间从6月24日开始,每周1次,8月26日结束,共10次。调查采取平行跳跃式固定45点,每点固定6株健壮棉花,每株从下部开始逐叶记载棉铃虫幼虫的数量。
1.2 分布型的统计分析方法
以每次调查的数据为1组,水平分布以1株为1个样本,垂直分布每层为1个样本,即以叶或叶及叶位间果枝为1个样本。用计算机依次拟合正二项分布(均匀分布),Poisson分布(随机分布)、负二项分布(嵌纹分布)和Neyman分布(核心分布);运用Iwao法、Taylor幂法则、平均拥挤度m*与平均密度m的比值、负二项分布中的K指标和扩散系数C等来判断棉铃虫幼虫的空间格局,并对其分布型成因进行分析,同时做出抽样数的确定。
1.2.1 频次分布法
潘松分布:NP(k)=e-mm^k/k!;
负二项分布:NP(k)=N[(K+k-1)/k!(k-1)!]Q-K-kPk ;
核心分布:NP（k）=Ne-m1em1F (0), NPr-1=Nm1r+1∑rk=0FkPr-k
根据实测频数和理论频数作卡方适合性测定,确定符合那种理论分布型[1]。
1.2.2 聚集度指标法。
(1)Iwao法:即平均拥挤度x*与平均数x-的直线回归,x*=α+βx-。
当α=0时,个体间分布均匀,分布的基本成分为单个个体;
当α>0时,个体间相互吸引,分布的基本成分为个体群;
当α<0时,个体间相互排斥。当β<1时,为均匀分布;当β=1时,为随机分布;当β>1时,为聚集分布。
(2)Taylor的幂法则:
即样本方差(S2)和平均数(X-)的对数的直线回归,lgS2=lga+blgx-。
当lga=0,b=1时,为随机分布;
当lga>0,b=1时,种群在一切密度下都呈聚集分布,但不具聚集度对密度的依赖性;
当lga>0,b>1时,种群在一切密度下都呈聚集分布,但具聚集度对密度的依赖性;
1.4 理论抽样数的计算
选用Iwao法:N=(t/D)2[(α+1)/m+β-1],式中N为所需抽样数,t为概率保证值,D为允许误差[2,3]。
1.5种群密度的估计
应用m*-m关系的贯序抽样模型:T0(N)=NM0±t N[(α+1)M0+(β-1)M02],式中N为抽样株数,t为概率保证值,M0为防治指标[2]。

2 结果与分析
2.1 田间分布型
2.1.1 频次分布法。空间分布频次拟合结果(表1)表明,棉铃虫幼虫水平分布均符合负二项分布和核心分布,棉铃虫幼虫垂直分布均符合负二项分布和核心分布,多数也符合潘松分布,因此,幼虫垂直分布呈聚集分布,同时具有随机分布和均匀分布的趋势[5]。

表1棉铃虫幼虫频次拟合卡方值
类型

时间/月-日
潘松分布
负二项分布
核心分布
水平分布
幼虫
7月1日
7月8日
7月22日
7月29日
8月5日
8月12日
8月19日
8月26日
7月1日
7月8日
7月22日
7月29日
8月5日
8月12日
8月19日
8月26日
5.2997*
15.9395
7.1266*
8.5378
16.8527
12.0213
14.2555
18.7682
1.9963*
5.4478*
6.9143
0.0000*
0.0000*
8.4676
17.5573
6.5922
0.0276*
0.2842*
0.0361*
4.7505*
3.9362*
0.3125*
0.6064*
4.1038*
0.0132*
0.0647*
0.0044*
0.2143*
0.5027*
5.7908*
0.0310*
0.1142*
0.0268*
0.3065*
0.0351*
6.7539*
6.0618*
0.3682*
0.7450*
2.9215*
0.0055*
0.0465*
0.0661*
0.0606*
0.0873*
5.2371*
0.0177*
0.0097*
垂直分布
幼虫
注：该数据部分来自网络。P0.05水平上显著
2.1.2 聚集指标测定法。
(1)Iwao法:棉铃虫卵及幼虫的平均拥挤度m*与平均数x-的回归方程：
幼虫水平:m*=0.2476+1.2031x-(r=0.9692);
幼虫垂直:m*=0.6066+1.6577x-(r=0.9783),
式中β均大于1,α均大于0,说明棉铃虫卵及幼虫水平和垂直分布都符合聚集分布,且在田间分布的基本成分不是单个个体,而是成核心的个体群。
(2)Taylor的幂法则:棉铃虫卵及幼虫的方差S2和平均数x-的对数值的回归方程分别为：
幼虫水平:lgS2=0.1361+1.0297lgx-(r=0.9995);
幼虫垂直: lgS2=0.3866+1.4048lgx-(r=0.9972),
式中lga均小于1, b均大于1,说明棉铃虫卵及幼虫水平和垂直分布在一切密度下都呈聚集分布,且具聚集度对密度的依赖性。
(3)聚集指标:从统计结果(表2)可看出,棉铃虫幼虫水平与垂直分布的聚集指标K均大于0,m*/m、C均大于1,说明幼虫水平和垂直分布均为聚集分布[5]。

表2 棉铃虫卵及幼虫空间分布型聚集指标

棉 铃 虫 幼 虫
时间/月日
平均值x-
方差S2
m*/m指标
K指示
扩散系数
7月1日
7月8日
7月22日
7月29日
8月5日
8月12日
8月19日
8月26日
7月1日
7月8日
7月22日
7月29日
8月5日
8月12日
8月19日
8月26日
0.0333
0.0398
6.8620
0.1710
1.1950
0.0593
0.0783
6.4030
0.1850
1.3200
0.0296
0.0363
8.6470
0.1310
1.2260
0.4111
0.5181
1.6330
1.5790
1.2600
0.4148
0.5708
1.9070
1.1030
1.3760
0.0852
0.1080
4.1410
0.3180
1.2680
0.1148
0.1466
3.4130
0.4140
1.2770
0.2074
0.2765
2.6060
0.6230
1.3330
0.6429
1.4780
3.0200
0.4950
2.2990
1.0000
2.4000
2.4000
0.7140
2.4000
0.3810
0.7476
3.5250
0.3960
1.9620
5.0455
20.046
1.5890
1.6790
3.9730
4.8696
25.846
1.8850
1.1300
5.3080
0.9538
1.4330
1.5710
1.9350
1.4950
1.2917
3.7808
2.4920
0.6700
2.9270
2.3333
9.5326
2.3230
0.7560
4.0870

表3棉铃虫幼虫在每株每叶位间发生量
叶序
07-01
07-08-
07-15
07-22
07-29
08-05
08-12
08-19
08-26
1-6
0
0
0
0
0
0
0
0
0
7
0
0
0
0
0
0
0
0
0
8
0
4
0
0
10
6
0
0
0
9
1
0
0
0
6
4
0
0
0
10
2
4
0
0
10
4
0
0
0
11
0
3
0
2
13
10
2
0
0
12
2
1
0
0
10
9
0
0
2
13
4
3
0
0
7
12
3
0
0
14
2
1
0
1
8
4
4
1
1
15

0
0
0
9
9
2
2
2
16

0
0
0
7
8
2
1
5
17

0
2
5
19
2
3
7
18

0
0
10
6
1
3
4
19

0
3
6
9
2
4
11
20

0
5
6
0
3
4
21

0
3
3
0
7
4
22

2
2
2
5
8
23

1
0
2
5
24

1
0
3
注：数据为270株棉花发生量。

2.1.3 聚集原因分析。从表2可知,7月29日和8月5日棉铃虫幼虫垂直分布的λ值大于2,其余均小于2,说明棉铃虫卵及幼虫在棉田水平和垂直分布是由环境差异引起的,幼虫活动性较强,当密度较大时,垂直分布与幼虫取食性有关。
2.1.4 垂直分布格局的百分比率判断
棉铃虫幼虫在每叶间发生量见表3。幼虫主要集中在中间果枝上为害,下部无果枝叶无虫。
2.2 抽样数的确定
2.2.1 理论抽样数
将Iwao回归系数代入Iwao理论抽样公式,幼虫水平:N=(t/D)2×(1.2476/m+0.2031), 式中n为理论抽样数，D为允许误差，t为允许误差概率保证值。当t=1时,求得表4,表4可用于实际抽样数量的确定。调查一块地粗估虫口密度,通过查表或计算确定理论抽样量。
表4棉铃虫的理论抽样数
项目
D
m
0.01 0.05 0.1 0.5 1 2 3 4 5
幼虫水平
0.1
12496
2515
1268
270
145
83
62
52
45
0.2
3195
643
324
69
37
21
16
13
12
从以上计算可知，在相同的允许误差和允许概率保证值的条件下，理论样本的大小，首先是依随害虫所遵从的空间分布格局的不同而异，种群遵从聚集型分布的，其理论抽样数要比随机型分布大。其次是依随种群密度不同而变化。在随机分布的条件下，理论样株数依随虫口密度的增加而减少，呈负相关[6]。遵从聚集型分布条件下，则相反，有随密度的增大而加大呈正相关趋势。
3 小结与讨论
　　种群的空间分布结构是种群的主要特征之一，对了解昆虫种群的猖獗、扩散行为、种群管理及持续控制具有一定的实际意义。本文就棉铃虫的10次抽样调查结果进行了初步统计分析，发现棉铃虫在田间聚集分布，符合负二项分布。在种群内存在个体群，并且有明显的聚集趋向[7]。并且认为棉铃虫聚集可能是昆虫本身行为和环境因素中的任一因子引起的。

参考文献:
[1] 昆虫生态及预测预报第三版.[M].中国农业出版社
[2].北京:中国农业出版社, 1997,34-46.
[3]丁岩钦.昆虫数学生态学[M].北京:科学出版社,1994,22-132.
[4]徐汝梅.昆虫种群生态学[M].北京:北京师范大学出版
[5]王顺建等.淮北地区棉铃虫空间分布型及抽样技术的研究【j】1.安徽省萧县病虫测报站 235200; 2.萧县农技推广站。
[6] 唐启义,冯明光.实用统计分析及其计算机处理平台
[7] 冬枣日本龟蜡蚧的空间分布型及抽样技术研究初报