立地因子和林分因子對(duì)黃褐天幕毛蟲的影響

程立超，遲德富

(東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

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立地因子和林分因子對(duì)黃褐天幕毛蟲的影響

程立超，遲德富*

(東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

摘 要：于2011年至2013年，調(diào)查黑龍江黑河地區(qū)黃褐天幕毛蟲監(jiān)測(cè)樣地的立地因子和林分因子，分析立地因子和林分因子及生物多樣性指數(shù)對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度的影響。單因素方差分析與Tukey檢驗(yàn)表明，陰坡黃褐天幕毛蟲口密度顯著高于陽(yáng)坡、半陽(yáng)坡、半陰坡的；海拔301～400 m黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度顯著高于海拔401～500 m和501 m以上的；郁閉度0.5黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度顯著高于郁閉度0.4、0.6、0.7的，郁閉度0.6的平均蟲口密度顯著高于郁閉度0.4的；蒙古櫟比例60%以上的黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度顯著高于0～29% 和30%～59%的。坡位、坡度對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度無(wú)顯著影響。中坡位、陰坡、斜坡、海拔301～400 m、郁閉度0.5、蒙古櫟比例高于60%條件下，黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度最大，上坡位、半陰坡、緩坡、海拔高度＞501 m、郁閉度0.4、蒙古櫟比例30%～59%條件下，黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度最小。相關(guān)分析顯示，坡位、坡向、郁閉度、Simpson指數(shù)、Shannon–Wiener指數(shù)對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度呈正向影響，坡度、海拔、蒙古櫟比例對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度呈負(fù)向影響。

關(guān) 鍵 詞：黃褐天幕毛蟲；立地因子；林分因子；生物多樣性指數(shù)；平均蟲口密度；黑河地區(qū)

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黃褐天幕毛蟲(Malacosoma neustria testacea Motschulsky)屬鱗翅目(Lepidoptera)枯葉蛾科(Lasiocampidae)，分布廣泛[1]，危害多種闊葉樹。危害嚴(yán)重時(shí)，樹葉全部被啃食，致使樹木枯死。目前，有關(guān)黃褐天幕毛蟲的研究主要集中于生物學(xué)特性與綜合防治、毒力測(cè)定、防治效果等方面[2–4]。

筆者于2011至2013年間，對(duì)黑龍江省黑河地區(qū)黃褐天幕毛蟲固定監(jiān)測(cè)樣地林分的立地因子[5–7]包括坡位、坡向、坡度、海拔，林分因子[8–9]包括郁閉度、蒙古櫟(Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.)比例進(jìn)行了調(diào)查，分析立地因子、林分因子及生物多樣性指數(shù)與黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度的相互關(guān)系，以期完善和補(bǔ)充防控黃褐天幕毛蟲的理論基礎(chǔ)。

1　研究區(qū)概況

研究區(qū)位于黑龍江省黑河市，北緯47°42'～ 51°03'，東經(jīng)124°45'～129°18'，海拔300～800 m，屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫–1.3～0.4 ℃，年均降水量491～540 mm，日照時(shí)數(shù)2 562～2 677 h，無(wú)霜期90～120 d。

2　研究方法

樣地布設(shè)在黑河市黃褐天幕毛蟲發(fā)生固定監(jiān)測(cè)處[10]，涵蓋5個(gè)林場(chǎng)，22個(gè)樣地(小班)。于2011 至2013年，調(diào)查黃褐天幕毛蟲蟲口密度及樣地的立地因子、林分因子，計(jì)算Simpson指數(shù)和Shannon–Wiener指數(shù)。

2.1標(biāo)準(zhǔn)地的設(shè)置和立地因子及林分因子調(diào)查方法

測(cè)出每個(gè)小班東西和南北2條中線以及小班的中心點(diǎn)A，分別在小班東西中線上測(cè)出距東或西林緣20 m的點(diǎn)，記為B和C。再在南北中線上，測(cè)出距南或北林緣各20 m的位置，記為D和E點(diǎn)。分別以A、B、C、D和E點(diǎn)為中心，設(shè)置20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)地(標(biāo)準(zhǔn)地的其中2條邊與臨近的林緣平行，另2條邊與林緣垂直)，分別記錄為A、B、C、D和E標(biāo)準(zhǔn)地。

坡位根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)地中心點(diǎn)所在山坡的位置確定，分上坡位(山坡上部1/3)、中坡位(山坡中部1/3)、下坡位(山坡下部1/3)；坡向參照文獻(xiàn)[11]的方法測(cè)量；坡度參照森林資源清查方法，以樣地范圍內(nèi)的平均坡度記載，以度為單位；海拔高度采用全球定位系統(tǒng)(GPS，集思寶G330)實(shí)測(cè)，劃分301～400 m、401～500 m、501 m以上3段進(jìn)行分析；郁閉度采用樣點(diǎn)法測(cè)定，將郁閉度0.36～0.45記0.4，0.46～0.55 記0.5，0.56～0.65記0.6，0.66～0.75記0.7；蒙古櫟所占比例采用黑龍江省森林資源規(guī)劃調(diào)查時(shí)，林業(yè)調(diào)查規(guī)劃部門對(duì)各喬木種類占所有喬木的比例進(jìn)行調(diào)查。每個(gè)小班中設(shè)置5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地，在20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)地中調(diào)查胸徑≥5 cm的喬木樹種的種類和株數(shù)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地的4個(gè)角布設(shè)4個(gè)5 m×5 m的樣方，調(diào)查記錄灌木種類和株數(shù)，以及胸徑<5 cm的喬木樹種的種類和株數(shù)，用于計(jì)算生物多樣性指數(shù)[12]調(diào)查樣地(小班)22個(gè)，其立地因子和林分因子列于表1。

表1　樣地的立地因子和林分因子Table 1　Site factors and stand factors of the sample plots

表1(續(xù))

2.2蟲口密度的調(diào)查

標(biāo)準(zhǔn)地中，沿2條對(duì)角線和東西及南北2條中線，采用隔1株抽1株的隨機(jī)方式，各選取25株標(biāo)準(zhǔn)樹。沿對(duì)角線調(diào)查方向?yàn)闁|北往西南、西北往東南；沿中線調(diào)查方向?yàn)闁|向西、南向北。調(diào)查記錄標(biāo)準(zhǔn)株蟲口密度，蟲口密度以調(diào)查總蟲數(shù)除以調(diào)查總株數(shù)計(jì)(頭/株)。

2.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007軟件記錄，并對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析采用SPSS(SPSS19.0 for Windows)軟件進(jìn)行顯著性和相關(guān)性分析。

立地因子和林分因子對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度影響的差異顯著性分析，采用單因素方差分析結(jié)合Tukey檢驗(yàn)的方法進(jìn)行。

3　結(jié)果與分析

3.1立地因子對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度的影響

不同立地因子條件下黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度見圖1。

圖1　不同立地因子的黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度Fig.1 Average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky with different site factors

圖1顯示，中坡位黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度最大，下坡位次之，上坡位最小。不同坡位對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度的影響沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。不同坡向?qū)S褐天幕毛蟲平均蟲口密度的影響有差異，其中陰坡黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度顯著地高于陽(yáng)坡、半陽(yáng)坡、半陰坡，而陽(yáng)坡、半陽(yáng)坡、半陰坡之間的平均蟲口密度差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度在斜坡林分內(nèi)最大，其次是平坡，緩坡最低。不同坡度對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度的影響不顯著(P>0.05)。隨著海拔高度的增加，黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度呈逐漸減小的趨勢(shì)。海拔301～400 m黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度顯著高于海拔401～500 m和501 m以上，401～500 m和501 m以上黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度沒(méi)有顯著差異。≥300～400 m黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度顯著高于≥400～500 m和≥500 m以上，≥400～500 m和≥500 m黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度沒(méi)有顯著差異。

3.2林分因子對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度的影響

不同林分因子黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度見圖2。

圖2　不同林分因子的黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度Fig.2 Average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky with different stand factors

不同郁閉度對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度的影響顯著(P<0.05)，郁閉度0.5的黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度顯著地高于郁閉度0.4、0.6、0.7的，郁閉度0.6的黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度又顯著地高于閉郁度0.4的。不同蒙古櫟比例對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度有顯著影響(P<0.05)，蒙古櫟比例60%以上林分內(nèi)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度顯著高于其他2種蒙古櫟比例的。

3.3調(diào)查樣地的生物多樣性指數(shù)

黃褐天幕毛蟲危害的林分Simpson指數(shù)為(0.399 8± 0.038 7)～(0.863 9±0.001 6)，10號(hào)樣地Simpson指數(shù)最小，11號(hào)樣地Simpson指數(shù)最大。Shannon–Wiener指數(shù)為(2.021 2±0.007 3)～(0.697 8± 0.060 8)，10號(hào)樣地的最小，11號(hào)樣地的值最大(表2)。

表2　樣地的生物多樣性指數(shù)Table 2　Biodiversity index of the sample plots

3.4立地因子和林分因子及生物多樣性指數(shù)與黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度的相關(guān)性

對(duì)立地因子坡位(X1)、坡向(X2)、坡度(X3)、海拔(X4)，林分因子郁閉度(X5)、蒙古櫟所占比例(X6)，生物多樣性Simpson指數(shù)(X7)、Shannon–Wiener指數(shù)(X8)8個(gè)單一變量與黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，8個(gè)單一變量對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度均無(wú)顯著影響(P>0.05)，坡位、坡向、郁閉度、Simpson指數(shù)、Shannon–Wiener指數(shù)對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度呈正向影響，坡度、海拔、蒙古櫟比例對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度呈負(fù)向影響(表3)。

表3　單一變量與黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度的相關(guān)性Table 3　Correlation between single variable and average population densityof Malacosoma neustria testacea Motschulsky

3　討論

本研究共調(diào)查22塊樣地，其中4塊樣地黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度雖未達(dá)到統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[13]，但均是黃褐天幕毛蟲長(zhǎng)期固定監(jiān)測(cè)樣地，因此，按22塊樣地進(jìn)行分析較為科學(xué)。結(jié)果顯示，黃褐天幕毛蟲固定監(jiān)測(cè)樣地內(nèi)的喬木有蒙古櫟、白樺(Betula platyphylla Suk.)、黑樺(Betula davurica Pall.)、山楊(Populus davidiana)、興安落葉松(Larix gmelinii Kuzenneva)、椴樹(Tilia tuan Szyszyl.)、色木槭(Acer mono Maxim.)，蒙古櫟是黃褐天幕毛蟲喜食樹種，因此選擇蒙古櫟占喬木比例分析寄主對(duì)害蟲平均蟲口密度的影響[14]。

不同坡向、海拔、郁閉度、蒙古櫟比例對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度影響顯著(P<0.05)，立地因子、林分因子及生物多樣性指數(shù)單一因子與黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，單一因子對(duì)黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度影響均不顯著(P>0.05)，表明8個(gè)單一變量均不是影響黃褐天幕毛蟲平均蟲口密度的主要因素。

在黑河地區(qū)在不改變立地條件的情況下，可采用適當(dāng)疏伐、降低闊葉類柞木林分所占的比例，增種補(bǔ)植黃褐天幕毛蟲不喜食的針葉樹種等措施防控黃褐天幕毛蟲。

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責(zé)任編輯：羅慧敏英文編輯：羅 維

Effect of site factors and stand factors on Malacosoma neustria testacea Motschulsky

Cheng Lichao, Chi Defu*
(Department of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)

Abstract:In Heihe area of Heilongjiang, site factors and stand factors in monitored sample plots of Malacosoma neustria testacea Motschulsky were investigated from 2011 to 2013, the effects of these factors and the biodiversity index on average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky were analyzed. One-way analysis of variance(ANOVA) and Tukey tests showed that average population of Malacosoma neustria testacea Motschulsky in shady aspect was significantly higher than that in the sunny aspect, semi-sunny aspect and semi-shady aspect; average population of Malacosoma neustria testacea Motschulsky with elevation 301?400 m was significantly higher than that with elevation 401?500 m and 501 m above; average population of Malacosoma neustria testacea Motschulsky with canopy density of 0.5 was significantly higher than that of 0.4, 0.6 and 0.7, with canopy density of 0.6 was significantly higher than that of 0.4; average population of Malacosoma neustria testacea Motschulsky with the proportion of Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb. above 60% was significantly higher than that with 0?29% and 30%?59%. Slope position and gradient showed no significant influence on average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky. The average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky was the highest under middle gradient, shady slope, steep hill, elevation 301?400 m, canopy density 0.5 and proportion of Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb. >60%. The average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky was the smallest under upper high slope, semi-shady slope, flat gradient, elevation >501 m, canopy density 0.4, and proportion of Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb. 30%?59%. The results of correlation indicated that slope position, aspect, canopy density, Simpson index and Shannon-Wiener index demonstrated positive impact on the average population density of Malacosoma neustria testacea Motschulsky, while gradient, elevation and the proportion of Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.demonstrated negative impact.

Keywords:Malacosoma neustria testacea Motschulsky; site factors; stand factors; biodiversity index; average population density; Heihe

中圖分類號(hào)：S763.42

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1007?1032(2016)02?0177?05

收稿日期：2015–12–28 修回日期：2016–01–15

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31370649)；黑龍江省科技攻關(guān)項(xiàng)目(GA09B201–05)

作者簡(jiǎn)介：程立超(1981—)，女，黑龍江綏化人，博士研究生，主要從事森林保護(hù)學(xué)研究，chenglichao345@163.com；*通信作者，遲德富，教授，主要從事森林保護(hù)學(xué)研究，chidefu@126.com