付園園，蔣 萍，劉愛華，張靜，岳朝陽，田呈明

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.新疆林業(yè)科學(xué)院森林生態(tài)研究所，烏魯木齊 830063；3.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083)

0 引 言

【研究意義】楊盾蚧(Diaspidiotusslavonicus，即突笠圓盾蚧，是半翅目Hemitera蚧總科Cocooidea盾蚧科Diaspididae灰圓盾蚧屬Diaspidiotus的一種枝干刺吸類害蟲[1-5]。自1981年發(fā)現(xiàn)其在新疆出現(xiàn)以來，迅速擴(kuò)散遍及新疆，已成為新疆的楊樹蚧類的優(yōu)勢種[6-7]。調(diào)查克拉瑪依市農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)的林分，其組成是以楊樹為優(yōu)勢樹種的混交林，林內(nèi)楊盾蚧分布廣泛，蟲口密度高達(dá)27.84頭/cm2，已嚴(yán)重危害到當(dāng)?shù)貤顦涞姆N植。研究楊盾蚧在空間上的分布格局對指導(dǎo)楊盾蚧防治有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來，國內(nèi)外在不同的景觀結(jié)構(gòu)影響昆蟲空間分布方面的研究越來越多。不同景觀要素會影響宿主斑塊內(nèi)昆蟲的動態(tài)以及分布[8]，基于地統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)合交叉驗(yàn)證確定并模擬昆蟲的空間分布以及危害程度[9-10]，景觀結(jié)構(gòu)組成可抑制其內(nèi)部有害生物種群的動態(tài)空間變化[11]，不同景觀要素之間相互作用影響了害蟲的空間分布[12]，景觀結(jié)構(gòu)影響昆蟲有害生物的空間動態(tài)分布，其復(fù)雜性變化影響了害蟲防治的強(qiáng)度[13]等?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】昆蟲的空間格局是了解昆蟲種群生態(tài)學(xué)以及進(jìn)行防治的基礎(chǔ)，昆蟲自身的生物學(xué)特性與周邊環(huán)境的共同作用，是昆蟲種群的重要屬性之一[14-16]。地統(tǒng)計(jì)學(xué)以區(qū)域變量理論為基礎(chǔ)，結(jié)合樣點(diǎn)的空間位置以及方向，利用半變異函數(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，探討昆蟲種群空間格局的表現(xiàn)規(guī)律[15-17]，這種方法可彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法對昆蟲分布型研究的不足，充分有效地利用調(diào)查數(shù)據(jù)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】基于GS結(jié)合地統(tǒng)計(jì)學(xué)探討楊盾蚧種群在不同景觀結(jié)構(gòu)/生境中的分布規(guī)律，為合理配置景觀結(jié)構(gòu)組成，防控楊盾蚧的為害提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)區(qū)位于克拉瑪依市農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)(84°50′～85°20′ E，45°22′～45°40′ N)，距市區(qū)約20 km，屬典型的大陸性干旱荒漠氣候，氣候變化劇烈，冬季嚴(yán)寒無穩(wěn)定積雪，夏季高溫炎熱，年平均氣溫8℃，年平均降水量105.3 mm，年平均蒸發(fā)量達(dá)3 545 mm，約為年降水量的34倍，無霜期180～220 d，大風(fēng)日主要集中在3～5月。屬于典型的人工綠洲，生態(tài)類型單一、穩(wěn)定性差，地貌多為廣闊平坦的戈壁灘，覆有厚薄不同的礫石、沙、沙土等。天然植被主要為胡楊(Populuseuphratica)、梭梭(Haloxylonammodendron)、多枝檉柳(Tamarixramosissima)等。自1999年建立以來，已營造各類農(nóng)田防護(hù)林1 067 hm2[18]，造林模式為以楊樹為主的人工林模式，樹種結(jié)構(gòu)為楊樹純林、多品種楊樹混交林、楊樹-沙棘混交林、楊樹-榆樹混交林、楊樹防護(hù)林帶等形式。

2017年6～8月在試驗(yàn)區(qū)人工林區(qū)均勻設(shè)置132塊40 m×40 m，農(nóng)田防護(hù)林區(qū)均勻選擇3個點(diǎn)，以其為圓心，4個方向延伸每隔300 m設(shè)置防護(hù)林樣地20 m×30 m一塊，共計(jì)設(shè)置防護(hù)林樣地60塊。

在林地生境中以2 km為半徑建立景觀結(jié)構(gòu)不同的6個景觀結(jié)構(gòu)圈(簡稱LS)，在農(nóng)田邊緣生境中建立3個農(nóng)田防護(hù)林圈，對實(shí)驗(yàn)圈內(nèi)的樣地進(jìn)行試驗(yàn)。圖1

注：人工林—即有林地內(nèi)所有人工林

Note: Artificial forest—All the artificial forest in Forest land

圖1 克拉瑪依農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)景觀要素分類及樣地分布
Fig.1 Classification of landscape elements and plot distribution of Karamay Agricultural Development Zone

1.2 方 法

1.2.1 蟲害數(shù)據(jù)獲取

依據(jù)克拉瑪依市農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)歷年的防治記錄制定調(diào)查計(jì)劃，分別在2018年6～8月的每個月中旬，對人工林區(qū)132塊樣地，進(jìn)行3次調(diào)查，采取“S”型抽樣調(diào)查方法，統(tǒng)計(jì)蟲害的發(fā)生狀況。在樣地內(nèi)抽樣調(diào)查5～10株楊樹，分別剪取楊樹上(H≥9 m)、中(3 m≤H≤9 m)、下(0 m≤H≤3 m)三個部位東、南、西、北4個方向的50 cm標(biāo)準(zhǔn)枝，從基部開始依次均勻選取5個1 cm×1 cm的樣方，記錄蚧蟲數(shù)，取其平均值作為該枝條的平均蟲口密度。

統(tǒng)計(jì)每塊樣地樣株的楊盾蚧平均蟲口密度，作為該樣地平均蟲口密度指標(biāo)，記錄每個樣地的地理坐標(biāo)，將各個樣地的空間位置繪制于坐標(biāo)紙上，為半方差函數(shù)分析提供數(shù)據(jù)。

1.2.2 景觀數(shù)據(jù)獲取

根據(jù)土地類型調(diào)查樣地植被狀況，將研究區(qū)分為人工林區(qū)、疏林區(qū)、未成林區(qū)、農(nóng)用地、荒漠以及其他用地6類景觀要素。表1

選取2017年9月17日的農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)高分二倍遙感圖導(dǎo)入ArcGIS 10.2軟件，進(jìn)行空間校正，參考《森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查主要技術(shù)規(guī)程》，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際調(diào)查狀況，通過監(jiān)督分類、矢量柵格化等步驟進(jìn)行景觀要素分類，繪制得到景觀要素分類圖，并對各類景觀要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[19]。圖1

表1 景觀要素分類
Table 1 The
Table of landscape element classification

景觀要素類型Type of landscape element解釋Explanation人工林區(qū)Forest land落葉喬木、混交林疏林區(qū)Open forest land疏林地未成林區(qū)Immature forest land未成林造林地、未成林封育地農(nóng)用地Agricultural land耕地、菜地荒漠區(qū)Desert荒漠、沙荒其他用地區(qū)Others未利用地、建筑、水域、其他用地

注：對于寬度小于5 m的道路不計(jì)入景觀要素的分類

Note: It is not included in the classification of landscape elements which the roads width less than five meters

利用ArcGIS 10.2軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，得到不同景觀結(jié)構(gòu)圈內(nèi)(簡稱LS)各景觀要素實(shí)際數(shù)量和面積，并通過計(jì)算不同景觀圈的平均周長面積比指數(shù)(PARA-MN)、景觀多樣性指數(shù)(SHDI)、景觀均勻度指數(shù)(SHEI)，用此表示不同景觀要素類型所占比重的差異。計(jì)算公式如下：

景觀均勻度指數(shù)：E=(H/HMAX)×100%.

公式中：H為景觀多樣性指數(shù)，Pi為景觀要素類型所占的面積比例，m為景觀要素類型的數(shù)目，D為景觀優(yōu)勢度指數(shù)，HMAX為研究區(qū)內(nèi)各類景觀要素所占比例相等時的多樣性指數(shù)，即最大多樣性指數(shù)，E為景觀均勻度指數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

得到的蟲害數(shù)據(jù)，在Excel 2010中進(jìn)行整理分析，利用SPSS 22.0進(jìn)行方差分析，采用多重比較法(Duncan法)進(jìn)行單因素ANOVA方差顯著性分析。

利用ArcGIS 10.2軟件地理信息模塊進(jìn)行分析處理，建立不同景觀結(jié)構(gòu)/生境的半方差函數(shù)模型，其公式如下：

公式中γ(h)為相對于距離h的估計(jì)半方差函數(shù)值，N(h)是被h分割的數(shù)據(jù)對(xi,xi+h)的對數(shù)，Z(xi)和Z(xi+j)分別是xi和xi+h處樣本的測量值，h是分割兩樣點(diǎn)的距離。

據(jù)地統(tǒng)計(jì)學(xué)中變異函數(shù)理論，模擬和表征所研究種群聚集分布的模型有球型、指數(shù)型、高斯型，以及表征種群呈隨機(jī)分布或均勻分布的直線型。

球形模型

指數(shù)模型

高斯模型

線性模型

γ(h)=C0+kh.

采用ArcGIS 10.2軟件中地理信息模塊中的交叉驗(yàn)證方法，進(jìn)行最優(yōu)模型選擇。即，假設(shè)其中的一個樣點(diǎn)的實(shí)際值未知，通過周圍n-1個樣點(diǎn)值進(jìn)行估算，然后輪流改變未知樣點(diǎn)，最后計(jì)算所有樣點(diǎn)實(shí)際觀測值與估計(jì)值的各項(xiàng)誤差。最優(yōu)模型的選擇標(biāo)準(zhǔn)是模擬誤差最小原則，即平均預(yù)測誤差(Mean Error)最接近于0，均方根誤差(Root-Mean-Square Error)最小，平均預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)差(Average Standard Deviation)盡可能小，無偏估計(jì)(Mean Standardized)盡可能接近于0，一致性估計(jì)(Root-Mean-Square Standardized)接近于1[20]。

根據(jù)樣本空間位置、相關(guān)程度的差異，對每一個樣本的空間數(shù)值進(jìn)行估算。公式如下：

公式中，Z*(X0)是點(diǎn)(x0,y0)處的估值，λi是權(quán)重系數(shù)，也是空間上所有已知點(diǎn)的數(shù)據(jù)加權(quán)求和值[16]。

選擇合適的擬合模型，得到最優(yōu)函數(shù)模型之后，借助Kriging法對楊盾蚧在樣本中的數(shù)量進(jìn)行插值分析，利用Surfer 12制作楊盾蚧的空間分布圖以及空間分布密度狀況[21]。

表2 不同景觀結(jié)構(gòu)中景觀要素分布
Table 2 Distribution of landscape elements in different landscape structures (%)

景觀結(jié)構(gòu)Landscape structure荒漠Desert農(nóng)用地Agricultural land人工林區(qū)Forest land疏林區(qū)Open forest land未成林區(qū)Immature forest land其他用地區(qū)Others)LS1324275436LS2433415342LS338111791312LS4221311171819LS53427171615LS628131033114

注：表中加粗?jǐn)?shù)據(jù)為每種景觀要素在不同景觀結(jié)構(gòu)中的最大值

Note: The bolded data in the Table are the maximum values of each landscape element in different landscape structures

2 結(jié)果與分析

2.1 不同景觀結(jié)構(gòu)對楊盾蚧空間分布的影響

2.1.1 不同景觀結(jié)構(gòu)中楊盾蚧的為害特點(diǎn)

研究表明,不同景觀結(jié)構(gòu)中楊盾蚧發(fā)生狀況有所不同。其中，LS1與LS5存在顯著差異，這與其林分類型聯(lián)系密切。LS1中林地面積(即人工林區(qū)、疏林區(qū)、未成林區(qū)總和)中以人工林區(qū)為主，其楊盾蚧平均蟲口密度最大，達(dá)到(2.02±1.91)頭/cm2；LS5林地面積(即人工林區(qū)、疏林區(qū)、未成林區(qū)總和)中以未成林為主，且農(nóng)用地所占比重在6個景觀結(jié)構(gòu)中最大，其楊盾蚧平均蟲口密度最小，低至(0.02±0.02)頭/cm2。景觀要素組成與配置的不同，楊盾蚧種群空間分布存在明顯差異，在成林和純林中危害較重。表2,表3

表3 不同景觀結(jié)構(gòu)楊盾蚧發(fā)生情況調(diào)查
Table 3 The survey ofD.slavonicusin different landscape structure

景觀結(jié)構(gòu)類型The type of landscape structure樣方數(shù)Sum of lands(塊)樹種組成Species composition調(diào)查楊樹總數(shù)Sum of trees(株)有蟲株率Rate of infested trees(%)平均蟲口密度Average insect population density(頭/cm2/塊)LS114俄羅斯楊純林、俄羅斯楊-新疆楊混交、俄羅斯楊-榆混交108832.02±1.91aLS216新疆楊純林、俄羅斯楊-新疆楊混交、俄羅斯楊-銀白楊×新疆楊混交、俄羅斯楊-榆混交、俄羅斯楊-白蠟混交171611.98±0.59abLS312新疆楊純林、俄羅斯楊-新疆楊混交72751.38±0.75abLS418新疆楊純林、俄羅斯楊-新疆楊混交、俄羅斯楊-榆混交68650.88±0.56abLS515俄羅斯楊-新疆楊混交、胡楊純林、俄羅斯楊純林20250.02±0.02bLS616新疆楊純林、俄羅斯楊-新疆楊混交、俄羅斯楊-沙棘混交58381.21±0.58ab

注：表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤，方差顯著性分析依照Duncan法，顯著性水平為(P<0.05)。下同

Note: The data in the Table is the mean ± standard error, and the variance significance analysis is according to the Duncan method, and the significance level is (P<0.05). The same as bellow

2.1.2 楊盾蚧的為害與景觀指數(shù)的關(guān)系

研究表明,在不同景觀結(jié)構(gòu)中，景觀指數(shù)和楊盾蚧的發(fā)生情況均不相同。楊盾蚧的蟲口密度與SHEI、SHDI無直接聯(lián)系，與PARA-MN存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，即，該種群的發(fā)生情況隨著PARA-MN的增大而減少。其中，PARA-MN代表該景觀結(jié)構(gòu)的破碎化程度。在LS1的SHDI最低為1.79、SHEI最低為1.00、PARA-MN最低為4.45，且人工林區(qū)所占比重大，人工干擾(農(nóng)耕、灌溉、除草等)造成的景觀破碎化程度最低，結(jié)構(gòu)類型較單一，景觀要素分布較均勻，致使楊盾蚧蟲口密度高達(dá)2.02頭/cm2；反之，在LS5中，人工干擾造成的景觀破碎化程度最高，農(nóng)用地所占比重大，景觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，景觀要素分布不均，致使楊盾蚧蟲口密度最低，為0.02頭/cm2；次之，在LS4中，SHDI最高為2.48、SHEI最高為1.38、PARA-MN僅次于LS5，為4.45，楊盾蚧蟲口密度較高，為0.88頭/cm2，說明景觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，景觀結(jié)構(gòu)分布不均，結(jié)合人工干擾(農(nóng)耕、灌溉、除草等)一定程度抑制楊盾蚧的增長。表4,圖2

表4 不同景觀結(jié)構(gòu)景觀指數(shù)
Table 4 The of landscape index in different landscape structure

景觀結(jié)構(gòu)類型The type of landscape structure斑塊數(shù)Sum of patch(個)樣地?cái)?shù)Sum of lands(塊)平均周長面積比指數(shù)PARA-MN景觀均勻度指數(shù)SHEI多樣性指數(shù)SHDI平均蟲口密度Average insect population density(頭/cm2/塊)LS198154.451.001.792.02±1.91aLS2110164.681.091.951.98±0.59abLS374125.741.342.401.38±0.75abLS487189.621.382.480.88±0.56abLS5581510.971.031.850.02±0.02bLS699176.131.132.021.21±0.58ab

圖2 不同景觀結(jié)構(gòu)中景觀指數(shù)與楊盾蚧平均蟲口密度的關(guān)系
Fig.2 The line chart of relationship betweenlandscapeindexandaverageinsectpopulation>densityindifferentlandscapestructures

2.1.3 不同景觀結(jié)構(gòu)中楊盾蚧空間分布

在ArcMap軟件平臺下，用普通克立格空間插值法分別模擬半方差函數(shù)模型，以景觀結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，對楊盾蚧種群的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行半方差函數(shù)擬合、篩選模型，建立最優(yōu)模型得到半方差函數(shù)擬合曲線。表5，圖3

景觀結(jié)構(gòu)不同所建立函數(shù)模型也不同。楊盾蚧種群為聚集分布的包括高斯模型、指數(shù)模型、球型函數(shù)，楊盾蚧種群在空間上存在連續(xù)性；而線性模型則表明種群為均勻分布，其種群在這該類景觀結(jié)構(gòu)中較穩(wěn)定。表5

在6種景觀結(jié)構(gòu)中，A值均小于40 m×40 m，楊盾蚧種群具有明顯的空間依賴性，依賴性均在研究尺度之間；LS2、LS3及LS6的C/Still值為0，說明其在這3種景觀結(jié)構(gòu)中不存在空間相關(guān)性，空間分布穩(wěn)定，且在空間上不存在聚集性；LS5和LS4的C/Still值均<0.25，分別為0.22和0.10，說明其在這兩種景觀結(jié)構(gòu)中存在較弱的空間相關(guān)性，空間分布較穩(wěn)定，空間變異能力較弱，并在空間上存在較弱的聚集能力；LS1的C/Still值為0.87>0.75，該種群在此結(jié)構(gòu)中聚集能力最強(qiáng)，空間變異能力最強(qiáng)，且其中87%的變異性來自于其空間自相關(guān)能力。

表5 在不同景觀結(jié)構(gòu)中楊盾蚧空間分布的半方差函數(shù)模型
Table 5 Semi-variance model of different landscape structure

景觀結(jié)構(gòu)類型Type of landscape structure模型類型Type of model變程A塊金值C0偏基臺值C基臺值Still空間結(jié)構(gòu)比率C/Still分布型Spatial distribution patternLS1高斯模型0.020.191.251.440.87聚集LS2線性模型0.021.010.001.010.00均勻LS3線性模型0.040.540.000.540.00均勻LS4球型模型0.010.960.111.070.10聚集LS5指數(shù)模型0.030.910.261.170.22聚集LS6線性模型0.041.030.001.030.00均勻

注：C0為塊金常數(shù)；C為拱高即偏基臺值；A為變程即空間依賴范圍；Still為基臺值；C/Still為空間結(jié)構(gòu)比率。下同

Note:C0is the nugget constant;Cis the arch height or partial base value;Ais the range, and is the range of spatial dependence;Stillis the base value;C/Stillis the spatial structure ratio. The same as bellow

圖3 不同景觀結(jié)構(gòu)與楊盾蚧空間分布的半方差函數(shù)模型
Fig.3 The figure of semi-variance model of different landscape structure

從半方差函數(shù)理論方面考慮，產(chǎn)生塊金值C0的可能原因有：楊盾蚧危害幼齡以上的林木，但各個景觀結(jié)構(gòu)中存在一定數(shù)量的苗圃地，苗圃地內(nèi)苗木齡期不同、被害程度不同；不同景觀結(jié)構(gòu)受人工干擾和破碎化程度不同，也影響了楊盾蚧的發(fā)生程度；景觀結(jié)構(gòu)中樹木的混交程度以及混交林分的不同，也會影響害蟲的空間分布。

2.2 不同生境中對楊盾蚧空間分布的影響

2.2.1 不同生境中楊盾蚧的為害特點(diǎn)

研究表明,楊盾蚧在不同的生境中的發(fā)生狀況不同。其中，在農(nóng)田邊緣生境中危害嚴(yán)重，最高蟲口密度高達(dá)27.84頭/cm2，楊盾蚧的發(fā)生狀況與其生境類型有關(guān)。表6

表6 不同生境中楊盾蚧發(fā)生情況
Table 6 The survey ofD.slavonicusin different habitat

生境類型Type of landscape樣地?cái)?shù)Sum of lands(塊)株數(shù)Sum of trees(株)最高蟲口密度The highest of insect population density(頭/cm2)最低蟲口密度The lowest of insectpopulation density(頭/cm2)平均蟲口密度Average insectpopulation density(頭/cm2)林地生境Woodland habitat13276515.8401.11農(nóng)田邊緣生境Farmland fringe habitat6040127.8403.30

2.2.2 不同生境中楊盾蚧種群的半方差函數(shù)模型

在ArcMap軟件平臺下，用普通克立格空間插值法分別建立半方差函數(shù)模型，然后篩選得到不同生境中楊盾蚧種群空間分布的最優(yōu)模型交叉驗(yàn)證表。楊盾蚧種群的空間分布在林地生境中最優(yōu)模型為高斯模型，在農(nóng)田邊緣生境中為指數(shù)模型。表7

表7 不同生境中楊盾蚧種群的半方差函數(shù)交叉驗(yàn)證
Table 7 The
Table of optimal model with different habitat in cross-validation ofD.slavonicus

生境類型Type of habitat模型類型Type of model平均預(yù)測誤差Mean Error均方根誤差Root-Mean-Square Error平均預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)差A(yù)verage Standard Deviation無偏估計(jì)Mean Standardized一致性估計(jì)Root-Mean-Square Standardized林地生境Woodland habitat高斯模型-0.161.93-0.091.181.70農(nóng)田邊緣生境Farmland fringe habitat指數(shù)模型Exponent0.072.810.021.042.72

2.2.3 不同生境中楊盾蚧種群的空間分布

根據(jù)不同生境對楊盾蚧的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行半方差函數(shù)擬合模型篩選之后，得到擬合結(jié)果及擬合模型圖。研究表明,生境的不同建立函數(shù)模型不同，均為聚集分布，分別為高斯模型(林地生境)、指數(shù)模型(農(nóng)田邊緣生境)，說明在這兩種生境中，楊盾蚧種群在空間上均存在連續(xù)性。

在林地生境與農(nóng)田邊緣生境中，A值均小于40 m×40 m，說明該種群具有明顯的空間依賴性、依賴性均在研究尺度之間；林地生境中的C/Still值<0.25，農(nóng)田邊緣生境中的C/Still值為0.51，在0.25～0.75，該種群在農(nóng)田邊緣生境中的空間聚集能力大于林地生境中，其在林地生境中空間變異能力較弱，其中7%的變異性來自于空間自相關(guān)能力，而在農(nóng)田邊緣生境中空間變異能力為中度，且51%的變異性來自于空間自相關(guān)現(xiàn)象。表8圖4

表8 不同生境中楊盾蚧種群的半方差函數(shù)模型
Table 8 Thesemi-variance model ofD.slavonicusin different habitat

生境類型Type of habitat模型類型Type of model變程A塊金值C0偏基臺值C基臺值Still空間結(jié)構(gòu)比率C/Still分布型Spatial distribution pattern林地生境Woodlandhabitat高斯模型0.050.740.060.80.07聚集農(nóng)田邊緣生境Farmland fringe habitat指數(shù)模型0.070.540.551.090.51聚集

從半方差函數(shù)理論方面考慮，產(chǎn)生塊金值C0的可能原因有：(1)在林地生境中，樹木集中且均為連續(xù)片林形式，為楊盾蚧提供了食材，為其擴(kuò)散與發(fā)生提供了條件；(2)農(nóng)田邊緣生境中，由于邊緣效應(yīng)的影響導(dǎo)致楊盾蚧種群聚集強(qiáng)度加大。

圖4 不同生境中半方差函數(shù)模型
Fig.4 The figure of semi-variance model in different habitat

3 討 論

不同的景觀要素配置與組合影響楊盾蚧的空間分布，建立函數(shù)空間模型各不相同，在空間上分別呈聚集分布、均勻分布，這與Grilli等的研究結(jié)果一致[8]。在LS2、LS3及LS6中，該種群在空間上呈均勻分布，與劉永紅等[22]的研究結(jié)果一致：楊盾蚧種群在蟲口密度達(dá)到一定值時，其空間分布隨之不確定，會出現(xiàn)均勻分布的情況。而LS4、LS5中景觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，景觀破碎化程度較低，空間聚集能力弱，空間變異能力較弱，一定程度上抑制了楊盾蚧的發(fā)生與擴(kuò)散，與歐陽芳等[23]的研究一致，景觀構(gòu)成的比例在一定程度上對其生境內(nèi)的有害生物種群的分布有影響。LS1中景觀結(jié)構(gòu)單一，且各個景觀要素分布均勻，林地呈片林形式，且分布較為集中，為楊盾蚧的發(fā)生提供條件，此結(jié)構(gòu)中楊盾蚧空間聚集能力最強(qiáng)，具有高度變異性，同段宜美等研究一致，作物的單一化逐漸影響景觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，生境的破碎化造成景觀構(gòu)成內(nèi)的生物多樣性喪失，一定程度上造成有害生物的泛濫[24]。試驗(yàn)中，LS4中SHDI、SHEI在6種景觀結(jié)構(gòu)中最高，但PARA-MN僅次于LS5，其楊盾蚧的發(fā)生情況較LS5更嚴(yán)重，但其聚集能力低于LS5，吳玉紅等[25]提出人為因素導(dǎo)致的景觀破碎化程度增加，景觀多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)下降，與試驗(yàn)結(jié)果一致，可能是人工干擾(農(nóng)耕、灌溉、除草等)抑制了楊盾蚧的發(fā)生情況。正因?yàn)榇耍絹碓蕉嗟奈墨I(xiàn)開始討論特定的景觀配置與組合類型對害蟲的空間分布會產(chǎn)生怎樣的影響，即不同的景觀結(jié)構(gòu)與組成決定了其共同作用下的功能，進(jìn)而影響有害生物的空間分布[12，26]。更有研究表明，景觀元素的空間分布和組成會影響寄主斑塊內(nèi)昆蟲的動態(tài)分布以及斑塊間生物分布，并且交互、獨(dú)立的影響著整個生態(tài)過程[8]。

不同生境中，建立函數(shù)模型，楊盾蚧在空間上均為聚集分布，但在農(nóng)田邊緣生境中楊盾蚧的聚集性明顯高于林地生境，蟲口密度也高于林地生境，同劉軍俠等[27]研究一致，楊盾蚧在路緣的危害程度大于林內(nèi)，但在LS5中由于農(nóng)用地所占比重最大，導(dǎo)致人工干擾影響景觀破碎化程度，一定程度上抑制了楊盾蚧在該結(jié)構(gòu)中的發(fā)生情況，致使楊盾蚧發(fā)生情況最輕。Jankovic等[12]提出，不同生境的共同作用可能取決于當(dāng)?shù)氐纳彻芾砗椭苓吘坝^結(jié)構(gòu)及其組成的綜合作用，與試驗(yàn)結(jié)果一致，林地生境內(nèi)因各種景觀要素的不同組合與配置形成了較復(fù)雜的生境，使其內(nèi)部楊盾蚧的發(fā)生情況受到一定的抑制。齊相貞等[28]認(rèn)為不同景觀的相互作用一定程度上可以抑制有害生物的傳播以及動態(tài)模擬。而不同生境內(nèi)部的相互作用也會影響其內(nèi)部有害生物的傳播、擴(kuò)散及其多樣性[29]。更有研究表明，農(nóng)林交錯帶上，生態(tài)環(huán)境薄弱，人工干擾不斷加強(qiáng)，導(dǎo)致其內(nèi)部有害生物空間分布受到干擾[30]。

在試驗(yàn)中，基于GIS利用克立格插值建立在整個研究區(qū)域所有樣點(diǎn)的空間分析基礎(chǔ)之上，地統(tǒng)計(jì)學(xué)克服傳統(tǒng)方法的局限[31]，建立函數(shù)模型結(jié)合景觀指數(shù)，對不同尺度(景觀結(jié)構(gòu)、景觀生境)楊盾蚧空間分布進(jìn)行分析探討，為之后防控楊盾蚧危害建立景觀要素合理的組合與配置方式提供參考。

4 結(jié) 論

不同的景觀結(jié)構(gòu)建立函數(shù)模型各不相同，分別為聚集分布的高斯模型(LS1)、球型模型(LS4)、指數(shù)模型(LS5)及均勻分布的線性模型(LS2、LS3、LS6)。其中，LS1中人工(農(nóng)耕、灌溉、除草等)的干擾造成的景觀破碎化最輕、景觀要素分布最均勻、景觀結(jié)構(gòu)類型單一，且人工林成片并分布集中，為楊盾蚧的發(fā)生與擴(kuò)散提供了先天條件與食材，使得該種群在此景觀結(jié)構(gòu)中發(fā)生最嚴(yán)重，空間變異能力最強(qiáng)、在空間上呈強(qiáng)聚集性；相反，LS4與LS5中人工(農(nóng)耕、灌溉、除草等)的干擾造成的景觀破碎化程度高，景觀結(jié)構(gòu)多變且復(fù)雜，使得該種群擴(kuò)散與發(fā)生存在局限性，一定程度上抑制了楊盾蚧的發(fā)生與擴(kuò)散。

在兩種不同的生境條件中，楊盾蚧種群在空間上均為聚集分布，但在林地生境內(nèi)的蟲口密度明顯低于農(nóng)田邊緣生境，建立函數(shù)模型分別為：高斯模型(林地生境)、指數(shù)模型(農(nóng)田邊緣生境)。表明該種群受到周邊生境的影響，在農(nóng)田邊緣的空間聚集能力較強(qiáng)，空間變異能力也較強(qiáng)。