降香黄檀人工林地上成层结构对其食叶害虫危害的影响

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoxiaofan0303
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降香黄檀(Dalbergia odoriferaT.Chen.)是海南特有种、国家二级保护植物,是我国常见珍贵红木树种,具有极高经济价值。降香黄檀种植面积增加和生态系统单一导致降香黄檀食叶害虫发生严重,害虫大量取食及其排泄物均会影响林木光合作用,致使降香黄檀心材形成也受到严重影响。不同地上成层结构所代表的森林内部微环境不同,病原物存在、害虫生长和取食与生态微环境紧密相关。本论文依据森林生态学理论基础,阐明降香黄檀人工林地上成层结构包含林分层结构和林下灌草枯落层结构与食叶害虫发生间的关联性,筛选出影响食叶害虫发生情况的关键结构指标,由关键指标构建降香黄檀食叶害虫的地上成层结构预测模型,为食叶害虫生态防控和人工林健康经营提供科学指导。主要结果表明:(1)降香黄檀人工林林分层结构与食叶害虫的关系。林分层结构主要分为林分非空间结构和林分空间结构两类指标。选用树高、胸径、枝下高、平均冠幅、轮枝数、单株总叶面积和树冠垂直复杂度作为非空间结构指标,选用混交度和3个大小比数指标作为空间结构指标,分别调查并分析它们与食叶害虫间的关联性。发现在非空间结构指标中,树冠垂直复杂度除外,其余6种结构指标和降香黄檀食叶害虫的虫咬率、虫口密度间均存在着极显著的负相关关系(P<0.01),将样区因素考虑在内再进行冗余分析,得出仅有树高是影响林木虫害发生的关键性指标(F=32.135,P=0.002)。而在空间结构指标中,林分混交度及大小比数值多分布于0-0.5间,即人工林内林木混交程度整体偏弱、单木的生长优势度较为均衡;相关性分析可知虫口密度与混交度、树高及冠幅大小比数均呈现出显著的负相关关系(R2=0.882,P<0.05;R2=0.756,P<0.05;R2=0.866,P<0.05),但胸径大小比数与虫口密度间的相关性不太显著(R2=0.345,P<0.05)。综合而看,可在降香黄檀人工林的疏林区及低龄林区内,选取部分乡土树种或适生的外来树种进行适量搭配种植,同时尽可能增大降香黄檀林木树高和大小比数值来生态防控食叶害虫的发生。(2)降香黄檀人工林灌草枯落物层结构与食叶害虫的关系。从群落到物种本身,主要选用shannon多样性指数、pielou均匀度指数、平均高度、灌草覆盖率作为灌草结构指标,枯落层结构选用枯落物厚度作为指标,调查并分析它们与食叶害虫间的关联性。各结构指标平均分级后经多重比较发现,食叶害虫发生程度在灌草平均高度的第1级别与其余4组级别(2、3、4和5)间均存在显著差异(P<0.05),其中在高度为0-15cm时,食叶害虫发生量最大;食叶害虫发生程度在灌草覆盖度和枯落层厚度的最低级别与最高级别间均存在显著差异(P<0.05),其中在覆盖度为0.8-1.0即最高级别时,降香黄檀食叶害虫的虫咬率和虫口密度均最大;食叶害虫发生程度在多样性指标和均匀度指标的各级别间均差异显著(P<0.05)。相关性分析可知shannon多样性指数和pielou均匀度指数与虫口密度间均呈现出显著的负相关关系(R2=0.782,P<0.05;R2=0.710,P<0.05),灌草平均高度、枯落层厚度和虫口密度间均为负相关性、灌草覆盖度和虫口密度间为正相关性,但均不太显著(R2=0.070,P<0.05;R2=0.280,P<0.05;R2=0.104,P<0.05)。综合而看,在降香黄檀人工林多林木混植的前提下,宜选用异科乔木及具有杀虫或驱虫功效的灌草合理搭配种植,另在林内种植时要切实保证灌草的覆盖程度、做到疏密有间。(3)构建降香黄檀食叶害虫的地上成层结构调控模型。逐步分析可知影响降香黄檀食叶害虫虫咬率和虫口密度的指标相一致,共有6种关键地上成层结构生态调控指标,按其显著程度排序依次是树高、混交度、shannon多样性指数、灌草覆盖度、pielou均匀度指数、枯落层厚度(P<0.01)。由6种关键指标构建的虫咬率(Yi1)的回归预测模型是:Yi1=0.886—0.364x1—0.379x2—0.208x3+0.107x4—0.101x5-0.031x6;构建的虫口密度(Yi2)的预测模型是:Yi2=1.317—0.267x1—0.304x2—0.232x3+0.128x4—0.045x5—0.089x6。模型精度检验可知,两个方程模型的拟合优度均较高,且与虫口密度建立的模型精准度最好,10块预设样地中,与虫咬率构建的回归方程模型预测的精准度在79%-99%之间,其中有5块样地的预测精度在90%以上;与虫口密度构建的方程模型预测的精准度在86%-99%之间,其中有8块样地的预测精度在90%以上。两个回归模型均可较准确地预测出降香黄檀主要食叶害虫的发生程度,在人工林食叶害虫的生态调控过程中,该模型可发挥积极的预测作用。
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