松针鞘瘿蚊幼虫空间分布格局和序贯抽样技术研究

段春华，亓玉昆，刘慇，刘焕秀，康智，陈汝敏，武海卫

（1.山东省林业科学研究院，山东 济南 250014；2.青岛市黄岛区自然资源局，山东 青岛 266555）

松针鞘瘿蚊（Thecodiplosis japonensisUchida＆Inouye）是我国新发现的一种入侵性害虫［1］。该虫始发于日本［2］，20世纪20年代末传入韩国后，成为韩国松树上最主要的有害生物之一［3-6］。自然条件下，松针鞘瘿蚊可危害赤松（Pinusdensiflora）、黑松（P.thunbergii）［7，8］、油松（P.tabulaeformis）和琉球松（P.luchuensis）［9］等松科植物，发生时通常造成受害松树的早期落叶，连续多年的危害可造成寄主的死亡［8，10，11］。

松针鞘瘿蚊于1929年传入韩国首尔，至1960年底，已遍布韩国本土［5］。该虫在日韩均是1年1代，以幼虫在土中越冬。越冬幼虫5月初化蛹，5月下旬开始羽化，羽化期60 d左右。羽化出的成虫将卵产在针叶束中间，卵孵化后转移至针叶基部的叶鞘内为害，致使针叶基部膨大成虫瘿，每个虫瘿内平均有幼虫2～4头，最多27头［12］。与健康针叶相比，受害松树针叶在每年的7月初停止生长，8月中旬以后可见显著变短［13］。虫瘿通常分布在当年生的枝条上，自树冠的下部到上部，被侵害的松针平均百分比显著增加［14］。松针鞘瘿蚊种群密度年变化大，平均而言，在韩国的流行地区，发生周期为10～12年，受侵害的针叶百分比在5～6年内达到峰值，并在接下来的5～6年内趋于稳定［15］。

松针鞘瘿蚊主要随寄主植物或者带土植株的调运进行远距离人为传播，自然传播主要依靠成虫的飞翔进行［16］。2016年在山东省青岛市黄岛区首次发现松针鞘瘿蚊，受害寄主包括黑松、赤松和油松。本研究对松针鞘瘿蚊在黑松林内的空间分布格局进行调查分析，以期为该虫的调查取样和防治技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于山东省青岛市黄岛区（35°58′14＂N，120°11′28＂E），黑松纯林，平均树高6.5 m，平均胸径12 cm，株行距3 m ×4 m。林下植被主要有鬼针草（Bidens pilosa）、白茅（Imperata cylindrica）、葎草（Humulus scandens）等。年平均气温12.5℃，年平均降水量750 mm。调查期间未采取任何管护措施。

1.2 调查方法

1.2.1 虫口密度调查 在松针鞘瘿蚊幼虫发生期（2019年8月下旬），选定5块标准地，每块标准地棋盘式抽样黑松30株，于每株树的上、中、下三层随机剪取1根10 cm长的当年生枝条，室内统计每个枝条上松针鞘瘿蚊的幼虫数量。

1.2.2 空间分布格局测度方法 参照丁岩钦［17］的方法，采用如下指标测定松针鞘瘿蚊幼虫在林间的空间分布型：

式中，S2表示方差，m表示均数（头／株），下同。

采用Blackith的种群聚集均数λ检验松针鞘瘿蚊的聚集原因为自由度等于2K时的值，K为负二项指数。

1.2.3 抽样方法的确定 按照Iwao最适理论抽样数模型确定最适抽样数：

式中，a、b为Iwao的m*-m回归模型聚集度指标参数值；t为一定概率保证下的正态离差值；D为允许误差。

根据Taylor幂指数法则复序贯抽样模型，确定序贯抽样技术：

两界限序贯抽样模型：

式中，n为抽样株数；α、β为Taylor幂指数法则聚集度指标参数值；t为一定概率保证下的正态离差值；D为允许误差；m0为防治指标。

1.3 数据处理

利用SPSS 20.0进行数据处理和有关回归分析。

2 结果与分析

2.1 聚集度指标测定

由表1可以看出，C＞1、I＞0、m*／m＞1、K＞0、Ca＞0，表明松针鞘瘿蚊的幼虫在林间均呈聚集分布。

表1 松针鞘瘿蚊幼虫空间分布的聚集度指标

2.2 种群内部结构测定

根据Iwao的m*-m回归方程，将各标准地调查数据作m*依m回归分析得m*＝-2.321＋1.063m（r＝0.998，F＝847.930，P＝0.000），表明松针鞘瘿蚊幼虫的平均拥挤度m*与幼虫的平均密度m线性关系显著。由b＝1.063＞1可知，松针鞘瘿蚊幼虫种群呈聚集分布；a＝-2.321＜0，说明种群个体之间相互排斥。

基于Taylor幂指数法则模型，建立回归方程为lgS2＝0.42＋2.056lgm（r＝0.910，F＝14.511，P＝0.032）。lgα＝0.42＞0（即α＞1），且β＝2.056＞1，说明松针鞘瘿蚊幼虫种群在一切密度下是聚集的，聚集强度随种群密度的升高而增加。

2.3 聚集原因分析

利用表1数据，建立聚集均数λ与均数m的回归方程λ＝-14.403＋1.454m（r＝0.985，F＝97.794，P＝0.002），由此可以计算出松针鞘瘿蚊幼虫聚集原因的临界平均虫口密度值m＝11.28。当松针鞘瘿蚊幼虫平均虫口密度低于11.28头／株时，λ＜2，种群的聚集是由环境因素引起的；高于此密度时，λ≥2，此时幼虫的聚集除与环境因素有关外，也与幼虫的聚集行为有关。

2.4 最适理论抽样数

由Iwao聚集度指标参数a＝-2.321，b＝1.063可知，松针鞘瘿蚊幼虫种群的Iwao最适抽样数理论模型公式为N＝（t／D）2（-1.321／m＋0.063）。取t＝1，可以确定不同允许误差条件下调查松针鞘瘿蚊幼虫种群的最适抽样数（表2）。

表2 松针鞘瘿蚊幼虫最适理论抽样数

2.5 序贯抽样技术

已知Taylor幂指数法则聚集度指标参数值α＝2.630（lgα＝0.42）、β＝2.056，取t＝1，可以得到两界限序贯抽样模型：

根据松针鞘瘿蚊的发生危害情况，确定防治指标m0＝10头／株，可以得出松针鞘瘿蚊幼虫种群的序贯抽样表（表3）。当D ＝0.1时，最大抽样数为299株；D＝0.2时，最大抽样数为75株。

表3 松针鞘瘿蚊幼虫种群序贯抽样表

3 讨论与结论

Soné等［18］采用聚集性指数m*／m测定了松针鞘瘿蚊在黑松纯林局部区域内（7 m ×7 m）的空间分布格局，结果表明松针鞘瘿蚊的幼虫呈聚集分布。本研究在较大尺度上（5个“30 m×30 m”黑松纯林），采用7种聚集度指标，测定出松针鞘瘿蚊在我国新入侵地山东省青岛市的空间分布格局同样为聚集分布。基于Taylor幂指数法则模型发现，松针鞘瘿蚊幼虫种群在一切密度下都是聚集的，聚集强度随种群密度的升高而增加。

聚集均数λ与均数m的回归方程表明，松针鞘瘿蚊幼虫聚集原因的临界平均虫口密度值为11.28头／株，该值显著高于重要入侵害虫椰心叶甲0.2243头／株的临界值［19］。根据Sone等［20］的研究，松针鞘瘿蚊侵染的特点是突然发生和侵染的持续时间短，即在新入侵地区能很快超过临界值，说明该虫在新入侵地可以快速实现对寄主的侵染，其危害的聚集特征明显。

本研究确定了黑松林中松针鞘瘿蚊幼虫发生危害调查的最适抽样数理论模型公式为N＝（t／D）2（-1.321／m＋0.063），两界限序贯抽样模型为抽样调查中，如调查株数的累计虫量超过表3中相应的防治上限，则必须防治；如累计虫量介于上、下限之间，则继续调查；如累计虫量低于下限，则不必防治。