馬尾松毛蟲災害是我國南方各省非常嚴重的一種森林蟲害［1］，嚴重影響著森林林木的生長，也危害著林區居民的正常生活。影響馬尾松毛蟲災害發生程度的因素很多，如馬尾松毛蟲的生物學特性［2］、氣候因素［3－4］、森林景觀結構［5］、生態系統的退化［6］、松林和松林節肢動物群落結構的多樣性［7］等多方面，其中馬尾松毛蟲本身的生物學特性、氣候等因素難以人為進行改變，但是人類可以調整群落結構、生物多樣性、立地類型等生態環境因素，如果能確定影響馬尾松毛蟲災害的關鍵生態環境因子，將能更有針對性、更有效地控制馬尾松毛蟲災害。生態環境因素包含很多因子，各種因子對馬尾松毛蟲災害的影響程度并不一樣，而且很多因子之間存在一定相關性，如果不加以篩選和提煉，往往會增加分析問題的復雜性。本研究以湖南省長沙縣松林生態系統為研究對象，采取主成分分析、逐步回歸分析、偏相關分析等多元統計方法分析影響馬尾松毛蟲災害的關鍵生態環境因子，將復雜的多個生態因子進行綜合、降維和簡化，為分析馬尾松毛蟲災害與生態環境的關系提供新的途徑和方法，試圖能為防治馬尾松毛蟲災害提供新的思路。

1研究區域概況與試驗方法

1．1研究區域概況

長沙縣位于湖南省東部偏北湘江下游東岸，為省會近郊，屬湘中丘陵，27°55'～28°40'N、112°56'～113°36'E。長沙縣林業用地面積9．08萬hm2，有林地面積7．84萬hm2，其中松林面積占總林分的79．5%。由于松林面積比重大，加上松林的林分組成結構較差，人類干擾嚴重，因此長沙縣是馬尾松毛蟲的常災縣。

1．2試驗方法

1．2．1生態環境因素調查

根據長沙縣森林分布圖、長沙縣馬尾松毛蟲發生情況表，分別對馬尾松毛蟲災害重度發生區、中度發生區、輕度發生區進行初步探查，將每種類型分成多個樣地區域，然后查取隨機數表隨機抽取樣點進行調查。本研究在蟲災重度發生區選取7個測點，16個樣方;中度發生區選取7個測點，17個樣方;輕度發生區選取7個測點，18個樣方;共調查51個樣方，每個樣方面積為400m2(20m×20m)。詳細調查每個樣方的單株蟲口密度、坡度、坡向、海拔、林分郁閉度、平均樹高、平均胸徑、冠幅、林分起源、林木組成、優勢樹種等因子。

1．2．2數據分析方法

1．2．2．1數據的量化

計算中因變量Y為單株蟲口密度，自變量X項中包括坡度(X1)、坡向(X2)、海拔(X3)、林分郁閉度(X4)、平均樹高(X5)、平均胸徑(X6)、冠幅(X7)、林分起源(X8)、林木組成(X9)、優勢樹種(X10)。各質量指標均經數量化轉換后輸入，轉換以各因子對馬尾松毛蟲發生程度的影響為依據，參照周國娜的量化方法［8］進行改進，各指標轉換方式如下:坡度(X1):0～5°為平坡、6～15°為緩坡、16～25°為斜坡、26°以上為陡坡，分別以1、2、3、4表示。坡向(X2):坡向不同，林間的溫濕度條件有明顯的區別，從馬尾松毛蟲分布的密度看，一般陽坡高于陰坡［6］。所以陽坡、半陽坡、半陰坡、陰坡分別用1、2、3、4表示。海拔(X3)分4組:0～100m、101～200m、201～300m、301～400m，分別以1、2、3、4表示。林分郁閉度(X4)分4組:0．3～0．5、0．5～0．7、0．7～0.8、0．8～1，分別以1、2、3、4表示。林分起源(X8):人工林多屬純林，樹種單一，雜灌木少，林分結構簡單，馬尾松毛蟲危害較天然林嚴重。所以天然林、人工林分別用1、2表示。林木組成(X9)分4組:純松林、松杉混交林、松闊混交林、闊葉林、松杉闊混交林，分別用1、2、3、4、5表示。優勢樹種(X10)分4組:馬尾松樹;松樹、杉樹;松樹、闊葉樹;闊葉樹，分別用1、2、3、4表示。

1．2．2．2主成分分析法

根據主成分分析原理，利用SPSS17．0軟件對10個變量、51個樣本的數據進行處理，設置為基于特征值大于1的方式進行提取，并按最大方差法進行旋轉，計算各因子的負荷量、特征值及貢獻率，提取綜合因子，分析不同因素對馬尾松毛蟲發生程度產生的影響。

1．2．2．3逐步回歸分析方法

利用SPSS17．0軟件，以單株蟲口密度為因變量，X1～X10為自變量進行逐步回歸分析，篩選出對馬尾松毛蟲發生程度影響較大的關鍵因子，得出回歸方程。

1．2．2．4偏相關分析方法

采取偏相關分析方法，即固定其中9個自變量，分析因變量與另外1個自變量的相關性，分析馬尾松毛蟲發生程度與10個生態環境因子的關系。

2結果與分析

2．1主成分分析

通過對10個自變量進行主成分分析，得出表1、表2的結果。從表1、表2可以看出，按特征值r＞1的方式能提取3個主成分，它們能解釋總方差的75．065%，基本上保留了原來指標的信息。旋轉后3個主成分的貢獻量分別為33．127%、28．239%、13．699%。

第1主成分對林分郁閉度、林木組成、優勢樹種、林分起源有絕對值較大負荷系數，它主要概括了林分相關情況的因子，因此可以命名為林分因子。馬尾松毛蟲群落結構與林分群落結構密切相關，隨著林分群落結構條件的改變，森林生態環境的改善，馬尾松毛蟲群落結構也相應發生了顯著的變化［9］。林分起源可分為天然林和人工林，研究區域的人工林多為松林純林，林分結構簡單，生物多樣性低，天敵的制約力小，常易暴發大面積馬尾松毛蟲災害。而天然林中生物多樣性較高，能形成較復雜的生物網，生物之間的相互制約力較大，生態系統更穩定，增強了馬尾松毛蟲種群的自控潛能，故災害程度較輕。

第2主成分對平均胸徑、平均樹高、冠幅有絕對值較大負荷系數，這些因素直接反映植物的長勢，因此可以命名為樹勢因子。植物的樹勢情況越好，對病蟲害的抵抗能力越強。