蔡篤程, 李 煒, 肖冬梅

(海南大學(xué)環(huán)境與植物保護(hù)學(xué)院,儋州 571737)

種群密度的零頻率(零樣方比率)估計(jì)法在調(diào)查過(guò)程中不需檢查所抽取樣本的蟲(chóng)口數(shù)量,只需記錄有蟲(chóng)樣數(shù)和無(wú)蟲(chóng)樣數(shù),根據(jù)無(wú)蟲(chóng)樣頻率(零頻率)即可估計(jì)所調(diào)查作物上的昆蟲(chóng)種群密度。此方法雖有一定的誤差,但因其操作簡(jiǎn)便和效率高,在害蟲(chóng)田間種群密度需要迅速估計(jì)以便及時(shí)作出防治決策等場(chǎng)合仍有較高的實(shí)用價(jià)值,特別是當(dāng)調(diào)查對(duì)象為一些個(gè)體小、繁殖速度快而難以直接計(jì)數(shù)的害蟲(chóng)時(shí)[1-4]。零頻率估計(jì)法的模型有兩類,一類是經(jīng)種群空間格局的理論概率分布模型演繹而來(lái),另一類是由種群密度和零頻率擬合而得[1]。由于昆蟲(chóng)種群的空間格局往往因環(huán)境、種群密度和時(shí)間的不同而異,同時(shí)理論概率分布模型的擬合計(jì)算過(guò)程復(fù)雜,且有些模型(如負(fù)二項(xiàng)分布)其參數(shù)由于使用的估值方法不同會(huì)影響到資料的適合度,因而往往給應(yīng)用帶來(lái)不便;經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛣t只要選擇適當(dāng),往往具有較強(qiáng)的描述能力。本文在0-1抽樣的基礎(chǔ)上,探索番茄葉片上美洲斑潛蠅(LirioMyza sativae Blanchard)幼蟲(chóng)種群密度和零頻率關(guān)系的最優(yōu)模型,以便在一定精度保證的前提下,簡(jiǎn)便、快捷地估計(jì)其田間發(fā)生情況,為明確其種群動(dòng)態(tài)和防治決策的及時(shí)制定提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 番茄葉片上美洲斑潛蠅幼蟲(chóng)種群密度的田間調(diào)查

調(diào)查在本校環(huán)境與植物保護(hù)學(xué)院教學(xué)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行,以葉片為單位、全株調(diào)查,記錄番茄葉片上的幼蟲(chóng)數(shù)量(以有蟲(chóng)蛀道計(jì)),共查99株8 263葉。

1.2 m-p0模型的擬合

以約5株為1組,分別計(jì)算每組番茄葉片上美洲斑潛蠅幼蟲(chóng)種群密度m(頭/葉)和零頻率 p0,用m和p0分別擬合Gerrard-Chiang模型、線性函數(shù)、二次函數(shù)、雙曲函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)7種模型：

最優(yōu)模型以F值和R2(線性回歸的決定系數(shù)或曲線回歸的相關(guān)指數(shù))綜合判定[5-7]。

文中數(shù)據(jù)處理采用SPSS 10.0 for Window s統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 番茄葉片上美洲斑潛蠅幼蟲(chóng)種群密度和零頻率的田間調(diào)查結(jié)果

表1是番茄葉片上美洲斑潛蠅幼蟲(chóng)種群密度和零頻率的田間調(diào)查結(jié)果。

表1 海南儋州2005年4月番茄葉片上美洲斑潛蠅幼蟲(chóng)種群密度與零頻率

從表1可看出,m有隨著p0的增大而減少的趨勢(shì),故可對(duì)其進(jìn)行回歸分析,探索最優(yōu)回歸模型。

2.2 m-p0模型的擬合

利用表1數(shù)據(jù)進(jìn)行前述7種模型的擬合,結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 番茄葉片上美洲斑潛蠅種群幼蟲(chóng)m-p0模型擬合結(jié)果

表2中7種模型的擬合結(jié)果表明,各模型均達(dá)顯著水準(zhǔn),但綜合F值和R2分析,番茄葉片上美洲斑潛蠅幼蟲(chóng)種群密度m和零頻率p0回歸模型以Gerrard-Chiang模型 m=1.322 5(-ln p0)1.0759為最優(yōu)。

Gerrard-Chiang模型理論抽樣數(shù)n采用以下公式計(jì)算[5]：

式中D為抽樣精度,p0為零頻率,b即模型中-ln p0的指數(shù)。本試驗(yàn)共調(diào)查番茄葉片8 623張,其中無(wú)蟲(chóng)葉6 983張,p0=6 983/8 623=0.845 1,取D=0.2代入上式,得理論抽樣數(shù)n=187.3,即需檢查188張葉片是否有蟲(chóng),求得p0值后代入 m=1.322 5(-ln p0)1.0759即可求出每葉的蟲(chóng)口密度m。

將田間按理論抽樣數(shù)調(diào)查取得的 p0值代入Gerrard-Chiang模型進(jìn)行驗(yàn)證,所得理論值m和實(shí)測(cè)值M的比較結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 Gerrard-Chiang模型理論值和實(shí)測(cè)值的比較1)

由表3可見(jiàn),模型的精度小于預(yù)定D值0.2。因此利用Gerrard-Chiang模型根據(jù)0-1抽樣所得p0值,可有效地估計(jì)番茄葉片上美洲斑潛蠅幼蟲(chóng)種群密度m。

3 小結(jié)與討論

番茄葉片上美洲斑潛蠅幼蟲(chóng)種群密度m和零頻率 p0的最優(yōu)回歸模型為 m=1.322 5(-ln p0)1.0759,理論抽樣數(shù)n=187.3葉,利用該模型根據(jù)0-1抽樣得出的p0值可有效地估計(jì)m值。

Gerrard-Chiang模型m=a(-ln p0)b被廣泛應(yīng)用于一些體小的有害生物(如蚜蟲(chóng)、螨類等)種群密度的估計(jì)[1],本文用m和 p0擬合Gerrard-Chiang模型和線性函數(shù)、二次函數(shù)、雙曲函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)及對(duì)數(shù)函數(shù)7種常見(jiàn)函數(shù)模型的結(jié)果也表明,Gerrard-Chiang模型優(yōu)于其他6種常見(jiàn)函數(shù)模型。

用零頻率方法估計(jì)昆蟲(chóng)田間種群密度,由于避免了直接計(jì)數(shù)的繁瑣過(guò)程,因而具有操作簡(jiǎn)便和效率高的優(yōu)點(diǎn),但在應(yīng)用時(shí)首先需滿足理論抽樣數(shù)且盡量采用隨機(jī)抽樣以保證抽樣精度,因?yàn)槟Ｐ徒⒌幕A(chǔ)是隨機(jī)抽樣;另外在擬合m-p0模型時(shí),m、p0數(shù)據(jù)最好有10～20組或更多,以保證模型F檢驗(yàn)時(shí)有足夠的殘差自由度,另一方面用于計(jì)算m、p0的樣本數(shù)不能過(guò)小,最好在 100以上(至少應(yīng)達(dá)到50),以保證m、p0的可靠性。

[1]汪信庚,劉樹(shù)生.昆蟲(chóng)種群密度的二項(xiàng)抽樣估計(jì)模型研究進(jìn)展[J].生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào),1996,11(3)：45-51.

[2]H all DG,Childers C C,Eger JE.BinoMial saMpling to estimate rust Mite(Acari：E riophyidae)densities on orange fruit[J].Journal of EconoMic EntoMology,2007,100(1)：233-240.

[3]SchaaljeG B,Butts R A,Lysyk T J.Simulation studies of binoMial sampling：a new variance estimator and density predictor,with special reference to the russian w heat aphid(Homoptera：Aphididae)[J].Journal of EconoMic En tomology,1991,84(1)：140-147.

[4]EiziKuno.Evaluation of statisticalp recision and design of efficient sampling for the population estimation based on frequency of occur rence[J].Researcheson Popu lation Ecology,1986,28(2)：305-319.

[5]丁巖欽.昆蟲(chóng)數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社,1994：126-134.

[6]秦厚國(guó),葉正襄,李華.稻莖毛眼水蠅幼蟲(chóng)密度估計(jì)方法的研究[J].中國(guó)水稻科學(xué),1996,10(3)：185-188.

[7]盧紋岱,朱一力,沙捷,等.SPSS forW indow s從入門到精通[M].北京：電子工業(yè)出版社,1997：318-334.