路灯对牛膝虫害影响的初步调查 路灯对牛膝虫害影响的初步调查 岑少宇濮志超王丹 复旦大学生命科学学院02级 摘要路灯延长了光照时间,可能对生物产生一定的影响,相应的研究在保护区及其他 景观的规划和建设中有独特的价值。本文以牛膝虫害为切入点,发现牛膝叶子“虫 蚀洞数/(长径×短径)”呈指数分布:又选取平行于路和垂直于路的各两条样带, 通过平行样带的比较,发现牛膝到路的距离与其虫害程度无显著关联,而路灯照 明与虫害程度显著相关。 关键字路灯牛膝虫害 选取的样地位于西天目山竹祥山庄附 简介 近(约15×50m2),乔木层以柳杉为优势 随着旅游业的发展,越来越多的自然种,样地中灌木稀少,草本层较为单 地域被开发成旅游区。而各种人为活动会基本由牛膝组成,株高约1.0m。按图1所 对自然环境造成不同程度的影响。比如 示选取四个样带,每个样带选取5个样点 由于汽车尾气等原因造成的空气污染对多 每个样带中每样点间隔2米。于每个样点 种植物的生长会造成抑制作用。我们此采集牛膝若干株,使每个样点采到50片左 次的实习地一一天目山自然保护区,也可右叶子,共计1066片 能面临同样问题。路灯作为旅游区和保护 区中人为活动的普遍设施,可能会对自然2方法 环境产生一定作用。本文假设草本植物牛2.1测量每片叶子的长径、短径 膝叶片上的虫蚀洞数反映了牛膝虫害程 长径、短径均以厘米(cm为单位,测 度,通过统计选取的四个样带中牛膝叶片量精度为0.5cm。 上的虫洞数,初步讨论了路灯对牛膝虫害 2.2计数每片叶子上的虫蚀洞数 的影响 不论大小,准确计数 2.3统计学方法 材料与方法 1对象 。。d o-二号样带 号 牛 膝 号 样 样 采样点 带 带 °四号样带 路灯 路
路灯对牛膝虫害影响的初步调查 - 15 - 路灯对牛膝虫害影响的初步调查 岑少宇 濮志超 王丹 复旦大学生命科学学院 02 级 摘 要 路灯延长了光照时间，可能对生物产生一定的影响，相应的研究在保护区及其他 景观的规划和建设中有独特的价值。本文以牛膝虫害为切入点，发现牛膝叶子“虫 蚀洞数/（长径×短径）”呈指数分布；又选取平行于路和垂直于路的各两条样带， 通过平行样带的比较，发现牛膝到路的距离与其虫害程度无显著关联，而路灯照 明与虫害程度显著相关。 关键字 路灯 牛膝 虫害 简介 随着旅游业的发展，越来越多的自然 地域被开发成旅游区。而各种人为活动会 对自然环境造成不同程度的影响。比如， 由于汽车尾气等原因造成的空气污染对多 种植物的生长会造成抑制作用[1]。我们此 次的实习地——天目山自然保护区，也可 能面临同样问题。路灯作为旅游区和保护 区中人为活动的普遍设施，可能会对自然 环境产生一定作用。本文假设草本植物牛 膝叶片上的虫蚀洞数反映了牛膝虫害程 度，通过统计选取的四个样带中牛膝叶片 上的虫洞数，初步讨论了路灯对牛膝虫害 的影响。 材料与方法 1 对象 选取的样地位于西天目山竹祥山庄附 近（约 15×50m2 ），乔木层以柳杉为优势 种，样地中灌木稀少，草本层较为单一， 基本由牛膝组成，株高约 1.0m。按图 1 所 示选取四个样带，每个样带选取 5 个样点； 每个样带中每样点间隔 2 米。于每个样点 采集牛膝若干株，使每个样点采到 50 片左 右叶子，共计 1066 片。 2 方法 2.1 测量每片叶子的长径、短径 长径、短径均以厘米(cm)为单位，测 量精度为 0.5cm。 2.2 计数每片叶子上的虫蚀洞数 不论大小，准确计数。 2.3 统计学方法
路灯对牛膝虫害影响的初步调查 图1取样情况示意图(一号样带与三号样带平行,二号样带与四号样带平行) 采用SPSS13.0统计软件包进行统计学们采用“虫蚀洞数/(长径×短径)”作为 处理。首先测验样本空间分布,并进行优度统计量,相当于单位叶片面积上的虫蚀洞 测验。采用“虫蚀洞数/(长径×短径)”为数,用hpa表示。1066片叶子hpa的频数 统计量。经数据变换后,样带之间比较采用分布直方图如图2所示。对叶子的hpa值 t检验。显著性差异为P<0.05。 和相应的频率(用freq表示),采用指数 曲线拟合方法建立的方程,决定系数 结果 R2=0.988(接近于1),作拟合优度测验, 方差分析表明:F=649.184,P<0.001,拟 1样本空间分布 合度很好(图3,表1),指数方程为: 因为牛膝叶形基本相似,且大小与虫 蚀洞数可能存在正相关关系一一即叶片面 freg=37.964Xe-3636 (1) 积越大,被昆虫啃食的机会越大,所以我 说明hpa呈指数分布 300 250 200 g 100 0.0000000.2000000.4000000.6000000.8000001.000000 h 图2牛膝叶子hpa频数分布直方图
路灯对牛膝虫害影响的初步调查 16 图 1 取样情况示意图（一号样带与三号样带平行，二号样带与四号样带平行） 采用SPSS 13.0 统计软件包进行统计学 处理。首先测验样本空间分布，并进行优度 测验。采用“虫蚀洞数/（长径×短径）”为 统计量。经数据变换后，样带之间比较采用 t检验。显著性差异为P<0.05。 结果 1 样本空间分布 因为牛膝叶形基本相似，且大小与虫 蚀洞数可能存在正相关关系——即叶片面 积越大，被昆虫啃食的机会越大，所以我 们采用“虫蚀洞数/（长径×短径）”作为 统计量，相当于单位叶片面积上的虫蚀洞 数，用 hpa 表示。1066 片叶子 hpa 的频数 分布直方图如图 2 所示。对叶子的 hpa 值 和相应的频率（用 freq 表示），采用指数 曲线拟合方法建立的方程，决定系数 R 2 =0.988（接近于 1），作拟合优度测验， 方差分析表明：F=649.184，P<0.001，拟 合度很好（图 3，表 1），指数方程为： freq=37.964× hpa e−5.636 （1） 说明 hpa 呈指数分布。 0.000000 0.200000 0.400000 0.600000 0.800000 1.000000 hpa 300 250 200 150 100 50 0 Frequency 图 2 牛膝叶子 hpa 频数分布直方图
路灯对牛膝虫害影响的初步调查 eq(%/ 0.000 0.600 0.800 图3hpa指数分布拟合曲线 表1指数曲线拟合优度测验 Dependent Variable: freq Model Summary Parameter estimates Equation R Square dfl df2 ig. Constant Exponentia 988649.184 000 37.964 -5.636 2二号样带与四号样带比较 hpa呈指数分布,指数分布特征数为 所以我们做数据变换,用√hpa(用 saha 表示)为统计量。二号样带与四号样带 EC=u, a=u 的hpa值未见显著性差异,P>0.05。(表2、 因为平均数与其均方成比例(比例为1), 表3) 表2二号样带、四号样带统计量 Std Std. Error 样带号样点数 Mean Deviation Me
路灯对牛膝虫害影响的初步调查 17 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 hpa E xponential O bserved freq (%) 图3 hpa指数分布拟合曲线 表1 指数曲线拟合优度测验 Dependent Variable: freq Model Summary Parameter Estimates Equation R Square F df1 df2 Sig. Constant b1 Exponentia l .988 649.184 1 8 .000 37.964 -5.636 The independent variable is hpa. 2 二号样带与四号样带比较 hpa 呈指数分布，指数分布特征数为 [2]： E(X)=μ, σ=μ (2) 因为平均数与其均方成比例（比例为 1）， 所以我们做数据变换，用 hpa（用 sqhpa 表示）为统计量[3]。二号样带与四号样带 的 hpa 值未见显著性差异，P>0.05。（表 2、 表 3） 表2 二号样带、四号样带统计量 样带号 样点数 Mean Std. Deviation Std. Error Mean
路灯对牛膝虫害影响的初步调查 2 0.353369410.0731984060.032735322 mea 0.278075470.0414007670.018514986 表3二号样带与四号样带平均值t检验 Si Me Std. Error difference mean Difference 200800.0752938940976099 3一号样带与三号样带比较 号样带的hpa值显著高于三号样P<0.01。(表4、表5) 带 表4一号样带、三号样带统计量 Std. error 样带号样点数 Std Deviation Mean 50.387399270.050810990.022575834 mean 50.27600.0841516860.03763878 表5一号样带与三号样带平均值t检验 Mean Std. error df Sig.(2-tailed) mmean Difference Difference 752“8 0.006 0.164638258 0.043885869 讨论 ≤1.0的叶子,所以所有结论仅限于hpa 我们选取的四个样带hpa值的差异主 ≤1.0的牛膝叶子 要可能来自两方面:(1)路灯照明的影响 我们通过测量不同样带中牛膝叶片的 (2)与小路距离的影响。 hpa值,试图反映虫害程度,即hpa值高 二号样带与四号样带平行,且均接受则说明虫害程度高。但这一假设仍存在如 不到路灯照明,差别可能主要来自与小路下几点局限性:(1)植物仅调查了牛膝 距离不同。t检验并未发现两处牛膝叶子并不具广泛的普适性:(2)因为调査时间 的hpa有显著性差异,P>0.05,提示与小有限,调查期间遇到雨水天气,我们用扫 路距离差异的作用不明显。 网的方法无法直接采集到样点中的昆虫, 号样带与三号样带的不同之处在 所以昆虫的种类没有调查,不具有区分性 于:一号样带可接受到路灯照明:三号样 3)只对叶片上虫蚀洞的数量进行计数, 带没有路灯光照,或者被光照极弱(夜晚而没有考虑其大小。综上所述,hpa可否 实地观察过)因为与小路距离差异的作用作为虫害程度的指标还有待进一步研究 不明显,所以我们忽略了这两个样带中各 另外,路灯照明对牛膝虫害的影响可 样点位置的不同。t检验发现一号样带的能来自两方面:(1)路灯照明对昆虫有吸 hpa值显著高于三号样带,P<O.01,说明引作用:(2)昆虫在有路灯照明的情况下 路灯照明有加剧牛膝虫害的作用 活动更为频繁。路灯照明对牛膝虫害影响 我们一共采集了1090片叶子(各指标的原因和方式还有待进一步研究 记录见附表),但是在作hpa的指数曲线拟 合时结果不理想。而去掉hpa>1.0的34致谢 片叶子后,余下的1066片叶子指数曲线拟 感谢董慧琴老师、吴千红老师、杨琰 合结果非常好。(1)式所用的数据来自hpa云老师、陆帆老师、韦正道老师、唐仕敏
路灯对牛膝虫害影响的初步调查 18 2 5 0.35336941 0.073198406 0.032735322 mean 4 5 0.27807547 0.041400767 0.018514986 表3 二号样带与四号样带平均值t检验 t df Sig. (2-tailed) Mean Difference Std. Error Difference mean 2.002 8 0.080 0.075293936 0.037608590 3 一号样带与三号样带比较 一号样带的 hpa 值显著高于三号样 带， P<0.01。（表 4、表 5） 表 4 一号样带、三号样带统计量 样带号 样点数 Mean Std. Deviation Std. Error Mean 1 5 0.38739927 0.050481099 0.022575834 mean 3 5 0.22276101 0.084151686 0.037633778 表 5 一号样带与三号样带平均值 t 检验 t df Sig. (2-tailed) Mean Difference Std. Error mean Difference 3.752** 8 0.006 0.164638258 0.043885869 讨论 我们选取的四个样带 hpa 值的差异主 要可能来自两方面：（1）路灯照明的影响； （2）与小路距离的影响。 二号样带与四号样带平行，且均接受 不到路灯照明，差别可能主要来自与小路 距离不同。t 检验并未发现两处牛膝叶子 的 hpa 有显著性差异，P>0.05，提示与小 路距离差异的作用不明显。 一号样带与三号样带的不同之处在 于：一号样带可接受到路灯照明；三号样 带没有路灯光照，或者被光照极弱（夜晚 实地观察过）。因为与小路距离差异的作用 不明显，所以我们忽略了这两个样带中各 样点位置的不同。t 检验发现一号样带的 hpa 值显著高于三号样带，P<0.01，说明 路灯照明有加剧牛膝虫害的作用。 我们一共采集了 1090 片叶子（各指标 记录见附表），但是在作 hpa 的指数曲线拟 合时结果不理想。而去掉 hpa>1.0 的 34 片叶子后，余下的 1066 片叶子指数曲线拟 合结果非常好。（1）式所用的数据来自 hpa ≤1.0 的叶子，所以所有结论仅限于 hpa ≤1.0 的牛膝叶子。 我们通过测量不同样带中牛膝叶片的 hpa 值，试图反映虫害程度，即 hpa 值高 则说明虫害程度高。但这一假设仍存在如 下几点局限性：（1）植物仅调查了牛膝， 并不具广泛的普适性；（2）因为调查时间 有限，调查期间遇到雨水天气，我们用扫 网的方法无法直接采集到样点中的昆虫， 所以昆虫的种类没有调查，不具有区分性； （3）只对叶片上虫蚀洞的数量进行计数， 而没有考虑其大小。综上所述，hpa 可否 作为虫害程度的指标还有待进一步研究。 另外，路灯照明对牛膝虫害的影响可 能来自两方面：（1）路灯照明对昆虫有吸 引作用；（2）昆虫在有路灯照明的情况下 活动更为频繁。路灯照明对牛膝虫害影响 的原因和方式还有待进一步研究。 致谢 感谢董慧琴老师、吴千红老师、杨琰 云老师、陆帆老师、韦正道老师、唐仕敏
路灯对牛膝虫害影响的初步调查 老师、宋志平老师、保护区赵老师和研究 感谢顾惠娟老师在数据处理方面指 生助教们为我们的实习创造了良好条件 感谢吴千红老师、杨琰云老师、陆帆 感谢同学在实习过程中的帮助和关 老师在课题审定方面的指导 参考文献 [1]吴长年等.苏州市区空气污染对园林香樟、枫香植物生长的影响.城市环境与城市生 态,199,12(1):27-2 [2]杜荣骞.生物统计学.北京:高等教育出版社,199:56 [3]复旦大学遗传学和遗传工程系.生物统计学(下册).2005.2:65
路灯对牛膝虫害影响的初步调查 19 老师、宋志平老师、保护区赵老师和研究 生助教们为我们的实习创造了良好条件； 感谢吴千红老师、杨琰云老师、陆帆 老师在课题审定方面的指导； 感谢顾惠娟老师在数据处理方面指 导； 感谢同学在实习过程中的帮助和关 注。 参考文献 [1] 吴长年等. 苏州市区空气污染对园林香樟、枫香植物生长的影响. 城市环境与城市生 态, 1999, 12 (1):27-28 [2] 杜荣骞. 生物统计学. 北京: 高等教育出版社, 1999:56 [3] 复旦大学遗传学和遗传工程系. 生物统计学(下册). 2005.2:65