種群趨勢指數的簡述
Morris(1963)和Watt(1956,1963)在生命表的基礎上建立了種群趨勢指數模型,提出了種群趨勢指數,龐雄飛等(1979,1995)建立了以作用因子組配的生命表,對Morris-Watt種群趨勢指數模型進行擴充,提出了種群控制指數,套用種群趨勢指數定量評價天敵的自然控制作用和各種防治措施對種群數量發展趨勢相輔相成的作用,彌補了校正死亡率存在的不足,為種群系統研究提出了一種新的分析方法。
種群控制指數與重要因子分析
種群控制指數是龐雄飛等在以作用因子生命表基礎上提出的,是對種群數量發展趨勢控制作用的一個指標。種群控制指數是以被作用的種群趨勢指數(I')與原有的種群趨勢指數(I)的比值表示。
種群趨勢指數是在排除分析法(exclusion analysis method)、添加分析法(addition analysis method)和干擾分析法(interference analysis method)的基礎上提出的。這些方法是在系統分析基礎上提出的數學分析方法。通過作用因子的排除、添加和干擾的分析,提出排除作用控制指數、添加作用控制指數和干擾作用控制指數,表示各類因子對種群控制的作用程度。這些方法是以作用因子組配的生命表以及根據這些數據組建的種群系統分析模型 基礎的。
1.排除分析法和重要因子分析
在排除分析法中,若排除作用因子i 的作用,其相對應的存活率為S
i= 1,則種群趨勢指數由原來的
I改變為
I',即
I =
=S
ES
SS
LS
PS
AFP
FP
♀±N
A式中,I 為種群趨勢指數;N1和N0分別為下代和當代卵量;SE、SS、SL和SP分別為卵、低齡幼蟲、高齡幼蟲和蛹的存活率;SA為成蟲產卵前存活率;F為雌蟲標準產卵量;PF為達到標準卵量機率;P♀ 為成蟲雌蟲比率;NA為成蟲遷出或遷入對N的影響。
若排除多個因子1,2, 3,……的作用,其對應的存活率S1=1,S2 =1,S3=1,……,則其種群趨勢指數由原來的I改變為/"。
因而,排除作用控制指數為排除因子對應的存活率的倒數的乘積。可見,種群趨勢指數 (I)與排除作用控制指數(exclusion index of population control,EIPC)有密切的聯繫。I為下代種群對當代種群的增長倍數,I=1,表示下代種群數量與當代相同;I=0.5,表示下代種群數量為當代的一半;I=5,表示下代種群數量是當代的5倍。EIPC的最小值為1,其值愈大,對種群趨勢指數的作用愈大。當時EIPC=1,I不變;當EIPC=0.5時,I將減少為原來的一半,或種群數量為原來的1/2;當EIPC=5時,I增大5倍,或種群數量比原來增長5倍。
2.添加分析法與控制指數
在添加分析法中,若添加因子a的作用,即在組成i的組分中添加存活率Sa,其種群趨勢指數由原來的I 改變為 I (a)。
若添加多個因子a,b,c,…的作用,即在組成J的組分中添加存活率Sa,Sb,Sc,…,則其種群趨勢指數由原來的i 改變為I(a,b,c,……)
3.干擾分析法與控制指數
在干擾分析法中,若一個因子i 的作用被干擾,原來該因子相對應的存活率Si將改為Si',其種群趨勢指數由原來的I 改變為I(i)
I(i)=S1S2S3.....Si'.....SKFPFP♀
Si為因子i 作用後的存活率;Si'為因子i 受干擾後的存活率;I 為未受干擾的種群趨勢指數;I(i)為受因子i干擾後的種群趨勢指數。
若多個因子1,2, 3,…被干擾,原來這些因子相對應的存活率S1,S2,S3,…將改變為S1',S2',S3'…
4.關鍵因子分析
關鍵因子是影響昆蟲種群年間數量變動的重要因子。Varley和Gradwell提出K值圖解法,Morris (1963)提出回歸分析法,成為關鍵因子的常用分析方法。該兩種方法均要求將數據轉化為
K
i=
,其中
lxi為第
i蟲期的起始數量,
lxi+1為第
i+ 1蟲期的起始數量,計算的結果為各蟲期的存活率。因此,這兩種關鍵分析的結果實際上是以關鍵蟲期分析的結果所推算的關鍵因子。
關鍵因子的圖解分析法,把數據轉化為曲線進行分析,比較直觀,易理解,但不如相關係數分析的數值表示的明確。各因子的控制指數值與各因子的相關係數值的分析結果,可以選擇重要因子和關鍵因子進行研究。
自然因子或人為因子對昆蟲種群的作用,往往不是單一地作用於一個組分,也會對其他組分發生影響。例如,食物因子的改變對種群的影響,可能作用於存活率,也作用於生殖力;殺蟲劑殺死害蟲的同時,也會殺死部分天敵,如果忽視後者的重要作用,就難以客觀評價廣譜性殺蟲劑引起害蟲再猖獗和次要害蟲大發生等問題。大多數因子對昆蟲種群的作用屬於干擾作用,因而干擾作用評價方法和干擾作用控制指數對評價各類控制措施的實際效果是相當重要的。
種群生命表
種群
生命表方法的套用,可為種群系統的描述提供基礎數據。同時,生命表方法還有助於建立各個因子的控制指數,表示各個因子或各類因子的作用強度,進而為害蟲綜合控制效應的研究提供定量指標。
生命表的類型:
1.以等期年齡組配的生命表
以等期年齡組配的生命表亦稱為特定時間生命表,是在年齡組配比較穩定的前提下,以特定時間為間隔單位,系統調査記載在時間X開始時的存活數童和X期間的死亡數量,有時也同時包括各時間間隔內每一雌體的平均產卵數量。從該生命表中可以獲得種群在特定時間內的死亡率和出生率,用於計算種群在一定環境條件下的內稟增長率rm,或周限增長率和淨增殖率R0。從而可用指數函式來預測未來種群數量變化,還可以用Leslie轉移矩陣方法預測未來數量或建立預測模型。但它不能分析死亡的主要原因和關鍵因素。
2.以昆蟲蟲期組配的生命表
這種生命表以昆蟲的年齡階段作為劃分時間的標準,系統記載不同年齡級或年齡間隔中的蟲口變動情況和死亡原因,並根據表中數據分析影響種群數置變動的關鍵因素,估計種群趨勢指數和控制指數。該生命表是從同一種群中定時取樣獲得的,因而適應世代間隔清楚的昆蟲。
3.以作用因子組配的生命表
在以上生命表的基礎上,按照各類因子作用的先後邏輯順序排列,通過各種調査試驗方法,分別獲得與作用因子相對應的存活率數據,通過統計,力求取得各重要作用因子對存活率和生殖率作用的數據,使得各類重要因子成為相對獨立的組分,以便進行綜合和分解。