蕭氏松莖象的發(fā)生與環(huán)境因子的關(guān)系研究

許永青，熊建宏，唐艷龍，溫小遂，施明清

(1.上饒職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西上饒 334109;2.江西省信豐縣林業(yè)局，江西信豐 341600;3.中國(guó)林科院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，北京 100091;4.江西省林業(yè)有害生物防治檢疫局，南昌 330077)

蕭氏松莖象Hylobitelus xiaoi zhang屬鞘翅目Coleptera 象甲科Curculionidae，松莖象屬Hylobitelus(張潤(rùn)志，1997)。近年來在我國(guó)南方暴發(fā)成災(zāi)(溫小遂等，2004a;Wen XS et al.，2004)。蕭氏松莖象猖獗發(fā)生的原因，除其自身的生物學(xué)特性外，還與其生態(tài)學(xué)生活環(huán)境條件密切相關(guān)(溫小遂等，2004a;Wen XS et al.，2004)。野外觀察發(fā)現(xiàn)，蕭氏松莖象發(fā)生嚴(yán)重的林地植被蓋度高，土壤濕潤(rùn);蕭氏松莖象健康松林林區(qū)植被稀少，土壤干燥，陽光充沛(溫小遂等，2004b)。這兩類林分的環(huán)境因子條件明顯不同。環(huán)境因子的差異，為蕭氏松莖象提供了選擇適宜生境的條件(溫小遂等，2004b)。近年來，國(guó)內(nèi)外在蕭氏松莖象生物學(xué)特性、種群動(dòng)態(tài)和防治等研究方面已有許多報(bào)道(唐艷龍等，2006)，有關(guān)松林環(huán)境因子對(duì)蕭氏松莖象種群影響方面亦有報(bào)道，但不全面(藍(lán)敏劍等，2008;唐艷龍等，2009;黃愛松等，2012)。本文對(duì)蕭氏松莖象受害松林與健康松林的環(huán)境因子進(jìn)行了系統(tǒng)觀測(cè)研究，以期揭示松林群落環(huán)境因子特征，掌握環(huán)境因子與蕭氏松莖象發(fā)生的相互關(guān)系，為蕭氏松莖象的綜合治理提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況與研究方法

1.1 試驗(yàn)地概況

在江西省信豐縣余村林場(chǎng)和萬隆林場(chǎng)各選擇一塊試驗(yàn)地，試驗(yàn)地概況參見藍(lán)敏劍等(藍(lán)敏劍等，2008)。

1.2 研究方法

觀測(cè)的環(huán)境因子、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法參見藍(lán)敏劍等(藍(lán)敏劍等，2008)，增加使用SM1 型雨量器和小型蒸發(fā)皿測(cè)定距地0.7 m 高度的降雨量和蒸發(fā)量。實(shí)驗(yàn)儀器安裝按氣象觀測(cè)常規(guī)方法(肖金香，2000;中央氣象局地面觀測(cè)規(guī)范，1979)。

觀測(cè)時(shí)間為2008年8月1～30日，每天8:00在2 塊試驗(yàn)地同時(shí)對(duì)林間地面最高、最低溫度、降雨量和蒸發(fā)量觀測(cè)1次;每天8:00、14:00和20:00 對(duì)林間光照強(qiáng)度、氣溫、土壤溫度、相對(duì)濕度觀測(cè)1次。另外，每隔5～7 天選擇典型晴朗天氣1 天，對(duì)林間光照強(qiáng)度、氣溫、土壤溫度、相對(duì)濕度進(jìn)行了日變化觀測(cè)，即從7:00～20:00每1 h 觀測(cè)1次，共測(cè)5 天，計(jì)算每個(gè)觀測(cè)時(shí)5 天的平均值。并采用(當(dāng)天地面最低溫度+前一天20:00 地面溫度)/2 值替代凌晨2:00 的地面溫。應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法統(tǒng)計(jì)全月資料，利用SPSS13.0 進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析(譚紹滿和黃金龍，1985;潘守文，1990;賈乃光，1993)。

2 結(jié)果與分析

2.1 蕭氏松莖象受害松林和健康松林的光照強(qiáng)度及其日變化規(guī)律

蕭氏松莖象受害松林的光照強(qiáng)度明顯低于健康松林。從表1 可知:受害松林和健康松林地表的平均光照強(qiáng)度分別為374.8 lx和7251.8 lx，二者差異極顯著(F=171.513;df=1，58;P＜0.0001);距地1.5 m 高度分別為5917.6 lx和8044.8 lx，兩者差異極顯著(F=10.420;df=1，58;P=0.0021)。另外，受害松林1.5 m 高度的平均光照強(qiáng)度是地表的15.8倍，差異極顯著(F=136.269;df=1，58;P＜0.0001)，而在健康松林兩者差異不顯著(F=1.298;df=1，58;P=0.2593)。

表1 受害與健康松林光照強(qiáng)度的比較(lx)Table 1 Comparison of the light intensity in the pine plantations with and without infestation(lx)

圖1 兩類松林地表和1.5 m 高度光照強(qiáng)度日變化曲線Fig.1 Diurnal variation of the light intensity on surface and at the height of 1.5 m in two types of plots

圖1 顯示:受害松林地表的光照強(qiáng)度日變化平緩，而健康松林地表的光照強(qiáng)度日變化曲線呈單峰型，兩者光照強(qiáng)度日變幅分別為0～562.4 lx和0～22437.3 lx，幅差相差39.9倍。受害松林和健康松林內(nèi)距地表1.5 m 高度的光照強(qiáng)度日變化曲線均呈單峰型，日變幅分別為0～17823.5 lx和0～17950.0 lx，兩者差異不明顯。

2.2 受害松林和健康松林氣溫及其日變化規(guī)律

由表2 可知:蕭氏松莖象受害松林的氣溫明顯低于健康松林，而且距地表越近，這種差異就越明顯。受害松林和健康松林地面的平均溫度分別為25.4℃和27.3℃，相差1.9℃(F=81.879;df=1，58;P＜0.0001)，地面最高溫度相差6.1℃(F=101.226;df=1，58;P＜0.0001)，地面最低溫度相差0.7℃(F=8.824;df=1，58;P=0.0043)，差異均達(dá)到極顯著水平。此外，兩類松林在0.2 m和1.5 m 高度的氣溫差異也十分明顯，其中0.2 m 處的平均氣溫相差1.3℃(F=13.779;df=1，58;P=0.0005)，差異極顯著，1.5 m 處相差0.8℃(F=6.318;df=1，58;P=0.015)，差異顯著。地面最高溫度≥30℃的8月份中，健康松林高達(dá)27 d，而受害松林只有3 d。

表2 受害與健康松林不同高度層溫度比較(℃)Table 2 Comparison of air temperature on the surface and at the height of 0.2 m and 1.5 m

圖2 兩類松林地表、0.2 m和1.5 m 高處溫度日變化曲線Fig.2 Diurnal variation of temperature on the surface and at the height of 0.2 m and 1.5 m in two types of plots

從圖2 可以看出:受害松林地表溫度的日變化比健康松林緩和，兩類松林地面溫度的日變幅分別在24.0～27.4℃和24.7～32.1℃之間，差值分別為3.4℃和7.4℃;距地表0.2 m 高度的氣溫分別在23.2～32.2℃和24.0～33.4℃之間，差值分別為9℃和9.4℃;1.5 m 高度的氣溫分別在23.2～33.0℃和24.0～33.6℃之間，差值分別為9.8℃和9.6℃。

2.3 受害松林和健康松林土壤溫度及其日變化規(guī)律

由表3 可知:蕭氏松莖象受害松林土壤溫度比健康松林低，且越靠近地表差異越明顯。受害松林在5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、40 cm 深處土壤的平均溫度依次為:25.5℃、25.4℃、25.0℃、24.8℃、24.5℃;而健康松林相應(yīng)為:27.2℃、26.7℃、26.6℃、26.4℃、26.0℃，差值相應(yīng)為1.7℃(F=76.557;df=1，58;P＜0.0001)、1.3℃(F=71.352;df=1，58;P＜0.0001)、1.6℃(F=106.352;df=1，58;P＜0.0001)、1.6℃(F=148.569;df=1，58;P＜0.0001)、1.5℃(F=245.484;df=1，58;P＜0.0001)，差異均達(dá)到極顯著水平。兩類松林土壤平均溫度差值在溫度最高時(shí)段尤為明顯，如14:00，受害松林距地表5 cm 深處土壤平均溫度比健康松林要低2.7℃;10 cm、15 cm、20 cm、40 cm 深處依次低2.1℃、2.0℃、2.0℃、1.4℃，土層越深，差值越小。

表3 受害與健康松林群落土壤溫度比較(℃)Table 3 Comparison of the soil temperature at the depth below 5 cm、10 cm、15 cm、20 cm and 40 cm

圖3 兩類松林內(nèi)5 cm、10 cm、20 cm 深處土壤溫度日變化曲線Fig.3 Diurnal variation of soil temperature at the depth below 5 cm、10 cm、20 cm in two types of plots

圖3 顯示:受害松林土壤溫度日變化比健康松林緩和，5 cm、10 cm、20cm 深處土壤溫度的日幅差依次為2.6℃、1.6℃、0.4℃;而健康松林土壤溫度日變化較大，5 cm、10 cm、20 cm 深處的土壤溫度日幅差依次為4.9℃、3.1℃、1.5℃，兩類松林依次相差2.3℃、1.5℃、1.1℃，并且土壤溫度幅差隨土層加深呈遞減趨勢(shì)，土壤溫度最大值出現(xiàn)的時(shí)間相應(yīng)推遲。

2.3 受害松林和健康松林空氣相對(duì)濕度及其日變化規(guī)律

從表4 可知:蕭氏松莖象受害松林空氣相對(duì)濕度明顯比健康松林大。兩類松林的平均相對(duì)濕度在0.2 m 高度相差7.1%，差異極顯著(F=18.293;df=1，58;P＜0.0001);在1.5 m 高度相差3.2%，差異顯著(F=4.442;df=1，58;P=0.0394)。在受害松林內(nèi)，0.2 m 高度的平均相對(duì)濕度比1.5 m 處大4.3%，差異顯著(F=8.766;df=1，58;P=0.0044)，而在健康松林內(nèi)，0.2 m和1.5 m 高處的平均相對(duì)濕度差異不顯著(F=0.053;df=1，58;P=0.8186)。

圖4 兩類松林內(nèi)0.2 m和1.5 m 高度相對(duì)濕度日變化曲線Fig.4 Diurnal variation of the relative humidity at the height of 0.2 m and 1.5 m in two types of plots

從圖4 可以看出:相對(duì)濕度的日變化曲線呈“U”形。受害松林和健康松林0.2 m 高度的相對(duì)濕度日變幅分別在57.4%～96.4%和50.8%～94%之間，幅差分別為39.0%和43.2%。受害松林在0.2 m 高處的每個(gè)相對(duì)濕度觀測(cè)值都比健康松林高，且變化較為平緩。兩類松林在1.5 m 高度的相對(duì)濕度差異不大。

表4 受害與健康松林空氣相對(duì)濕度(%)Table 4 Comparison of the relative humidity at the height of 0.2 m and 1.5 m

2.5 受害松林和健康松林蒸發(fā)量和降雨量的比較

由表5 可知:受害松林和健康松林8月份總蒸發(fā)量分別為48.2 mm和66.3 mm，相差1.4倍，日平均蒸發(fā)量分別為1.6 mm和2.2 mm;全月總降雨量分別為46.8 mm和12.3 mm，后者只有前者的26.3%。

表5 受害與健康松林降雨量與蒸發(fā)量的比較(毫米)Table 5 Comparison of the rainfall and evaporate capacity(mm)

3 結(jié)論與討論

環(huán)境因子是生物生長(zhǎng)發(fā)育最重要的因子，環(huán)境因子的不同，其光、溫、濕等要素均有所改變，從而影響到昆蟲群落的組成和分布以及和寄主之間的關(guān)系(潘守文，1990;龐雄飛等，1996;孫儒泳，1996)。本文研究表明，蕭氏松莖象受害松林地面溫度、空氣溫度、土壤溫度都比健康松林低，距地表越近，這一差異就越明顯。整個(gè)8月地面最高溫度≥30℃的天數(shù)，健康松林高達(dá)27 天，而受害松林只有3 天。從溫度的日變化規(guī)律看，蕭氏松莖象受害松林比健康松林緩和。從相對(duì)濕度的日變化規(guī)律看，受害松林的相對(duì)濕度明顯比健康松林大，并且越靠近基部，濕度越高，這就越利于成蟲的生存和繁殖以及卵的存活。這與Wen et al.(2007)的研究結(jié)果一致。

除了溫濕度外，光對(duì)昆蟲趨性、活動(dòng)行為和生活方式都有重要影響。本研究表明:蕭氏松莖象受害與健康松林基部的光照強(qiáng)度存在顯著差異。這是因?yàn)槭芎λ闪州^高的草灌蓋度降低了進(jìn)入林內(nèi)下部的光能，形成了基部陰暗的微環(huán)境。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，蕭氏松莖象在植被蓋度高，基部陰暗的林分發(fā)生嚴(yán)重;反之，在植被稀少，土壤干燥，陽光充沛的林分很少發(fā)生(溫小遂等，2004b)。這說明受害松林的光照條件較健康松林更適合蕭氏松莖象的生存。蕭氏松莖象屬于夜出性害蟲。溫小遂等(2004a)揭示了該害蟲的晝夜活動(dòng)規(guī)律，即晚上上樹活動(dòng)，清晨起爬回樹干基部的樹皮縫內(nèi)或近寄主的枯腐層下棲息。傍晚，光照強(qiáng)度的降低可能給成蟲提供了活動(dòng)的信號(hào)。清晨，光照強(qiáng)度的增加可能給成蟲提供了約束其活動(dòng)的信號(hào)。蕭氏松莖象的活動(dòng)行為和生活方式似乎表現(xiàn)對(duì)光的負(fù)趨性。光照強(qiáng)度對(duì)蕭氏松莖象的影響是一個(gè)重要的問題，值得進(jìn)一步深入研究。

當(dāng)然，蕭氏松莖象的發(fā)生不僅與小氣候密切相關(guān)，與其他環(huán)境因子如植被多樣性、林分抗性等也有重要關(guān)系。這些將在以后的工作中深入研究。

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