松林生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控日本松干蚧的自組織平衡特性

謝 鎮(zhèn)， 吾中良， 朱云峰， 王勇軍

（1. 浙江農(nóng)林大學(xué) 林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院， 浙江 臨安311300； 2. 浙江省林業(yè)有害生物防治檢疫局， 浙江杭州310020）

日本松干蚧Matsucoccus matsumurae 嚴(yán)重危害松屬Pinus 植物［1］， 是中國危害較大的外來入侵物種之一。 國外主要分布于日本、 朝鮮、 韓國等［2］。 中國在20 世紀(jì)四五十年代首次發(fā)現(xiàn)日本松干蚧［3］。 此蟲在浙江省也具有廣泛適生范圍， 主要分布在杭州、 金華等地， 仍有迅速擴散的風(fēng)險［4］， 在浙江省主要危害馬尾松Pinus massoniana［5］。 被危害松樹枝干下垂， 針葉枯黃， 芽梢枯萎， 樹勢衰弱， 易引起次期病蟲害， 如松干枯病Cenangium feruginosum， 縱坑切梢小蠹Tomicus piniperda， 橫坑切梢小蠹Tomicus mimor， 象鼻蟲Cureulionidae， 松天牛Monochamus alternatus， 吉丁蟲Chalcophora japonica 及白蟻Termitidae 等。 由于蟲體小， 生活隱蔽， 加之其數(shù)量大、 繁殖快、 蔓延迅速， 容易導(dǎo)致林木成片死亡［6］。 多年的研究未能發(fā)現(xiàn)日本松干蚧的寄生性天敵， 而捕食性天敵種類繁多， 作用明顯［7－8］。 日本松干蚧在日本本土由于天敵生物的種群影響， 已經(jīng)趨于穩(wěn)定［9］。 為探討日本松干蚧在中國的生態(tài)入侵及適應(yīng)特征， 作者對1982－2008 年浙江省臨安橫畈林場馬尾松林中的日本松干蚧和寄生性天敵數(shù)量調(diào)查基礎(chǔ)上， 通過對比研究分析， 研究了在人工干預(yù)下日本松干蚧在林間的種群動態(tài)特征以及天敵生物種群結(jié)構(gòu)特征。

1 材料與方法

1.1 試驗樣地

1982 年起， 在浙江省臨安橫畈林場， 選擇2 個日本松干蚧發(fā)生嚴(yán)重程度基本相同的馬尾松林樣地，面積均約為1 000 m2， 中間是闊葉樹隔離帶。

1.2 調(diào)查方法

參照柴希民［10］的方法。 選擇每年4 月底日本松干蚧越冬代的2 齡顯露若蟲， 成蟲和第1 代卵囊發(fā)生期為調(diào)查時間， 此時也是天敵捕食活動期。 在試驗樣地隨機選擇50 株馬尾松， 每株在樹干胸高處和枝條各設(shè)3 個30 cm2（6 cm × 5 cm）調(diào)查樣方， 分別記錄日本松干蚧和各種天敵出現(xiàn)的蟲態(tài)、 時間和數(shù)量，取平均值。 有些捕食天敵帶回室內(nèi)單獨飼養(yǎng)， 鑒定種名。

1.3 人工防控措施

分別在1982 年、 1984 年、 1986 年、 1988 年4 月底對1 個松林樣方采用注干注射體積分數(shù)為40%氧化樂果乳油、 人工助遷瓢蟲、 保護蜜源植物、 采取撫育伐、 衛(wèi)生伐等人工防控措施， 以另一個松林樣方為空白對照。

2 結(jié)果與分析

2.1 日本松干蚧天敵生物種類

通過采樣、 鑒定， 確定了調(diào)查點的捕食性天敵種類， 共28 種（表1）。 這些天敵生物捕食日本松干蚧的若蟲、 成蟲、 蛹和卵， 但不同種對日本松干蚧寄主的蟲態(tài)具有一定的選擇性， 如蒙古光瓢蟲Brumus mongol 可以捕食成蟲和卵， 松蚧癭蚊Lestcdiplosis sp.僅能在卵中發(fā)現(xiàn)， 蜘蛛Araneida 吸吮成蟲， 盲蛇蛉Inocellidae 圍攻若蟲。

2.2 日本松干蚧種群動態(tài)分析

表1 日本松干蚧捕食性天敵生物種類Table 1 Species of predatory enemies of Matsucoccus matsumurae

通過比較采用人工防治措施下日本松干蚧種群結(jié)構(gòu)變化（圖1）。 從圖1 中可以看出： 在自然生態(tài)系統(tǒng)下， 日本松干蚧從1982 年的41.5 頭·樣方－1到2002 年的5.7 頭·樣方－1， 中間呈現(xiàn)出波浪式消減特征；而在人工干預(yù)以后， 日本松干蚧能以較短的時間（1982 年到1995 年）蟲口密度趨于穩(wěn)定。 從結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)： 日本松干蚧作為外來入侵生物進入了森林生態(tài)系統(tǒng)， 能依靠森林生態(tài)的自我融入功能， 最后趨于穩(wěn)定， 人為干預(yù)可顯著加快日本松干蚧的種群消減及穩(wěn)定。

圖1 日本松干蚧的蟲口密度發(fā)展趨勢Figure 1 Population development of Matsucoccus matsumurae

2.3 日本松干蚧天敵生物的種群動態(tài)分析

在日本松干蚧發(fā)生的樣方內(nèi)， 進行不同種類天敵生物的種群密度調(diào)查， 統(tǒng)計蟲口密度。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)：各類天敵的數(shù)量與日本松干蚧的蟲口密度有密切關(guān)系（圖2A， 圖2B）。 在沒有人工防控措施的自然生態(tài)條件下， 1982 年日本松干蚧的蟲口密度為41.5 頭·樣方－1， 到1983 年下降到30.6 頭·樣方－1時， 瓢蟲類在天敵中所占比例各上升了12.5%， 而螞蟻Formicidae 和螨類Arachnida 的比例分別下降了3.6%和7.9%， 瓢蟲類Coccinellidae， 褐（草）蛉類， 螨類， 螞蟻類， 蜘蛛類和其他類（包括癭蚊Cecidomyiidae， 薊馬Thripinae， 食蚜蠅Syrphidae 和盲蛇蛉7 類群中， 瓢蟲類和螞蟻類發(fā)生數(shù)量最多， 所占比例最大， 相應(yīng)為35.9%～51.8%和30.4%～35.3%， 蜘蛛類出現(xiàn)在樣方內(nèi)數(shù)量最少， 所占比例最小， 僅占1.0%～4.0%。 捕食卵和小若蟲的螨類， 在害蟲密度相對低時, 如1982 年、 1987 年、 1992 年、 1998 年、 2000 年以后， 它們數(shù)量沒有減少， 所占比例有所增加， 褐（草）蛉在各種不同寄主密度下, 數(shù)量變化較少。 在人為干預(yù)下，各種天敵生物在1982 年至1995 年期間呈現(xiàn)出不同程度的起伏變化， 特別是瓢蟲類天敵種群結(jié)構(gòu)變化最為明顯， 1995 年后， 整個天敵生物種群比例趨于穩(wěn)定（圖2B）。

圖2 日本松干蚧每年捕食性天敵變化Figure 2 Annualy changes of predatory enemies of M. masumurae

3 結(jié)論

探討了日本松干蚧在中國的生態(tài)入侵及適應(yīng)特征， 通過調(diào)查馬尾松林中的日本松干蚧及其寄生性天敵數(shù)量， 分析在人工干預(yù)下日本松干蚧種群動態(tài)特征及天敵生物種群結(jié)構(gòu)特征。 調(diào)查發(fā)現(xiàn)了日本松干蚧天敵28 種。 日本松干蚧進入森林生態(tài)系統(tǒng)后， 能依靠森林生態(tài)自我融入功能， 最后趨于穩(wěn)定。 人為干預(yù)可顯著加快日本松干蚧的種群消減及穩(wěn)定。 各類天敵的數(shù)量與日本松干蚧的蟲口密度有密切關(guān)系。

27 a 的數(shù)據(jù)可以總結(jié)出： 日本松干蚧的侵入， 導(dǎo)致了當(dāng)?shù)厣锾鞌车姆N群結(jié)果和數(shù)量的改變， 主要天敵呈現(xiàn)出明顯上升的現(xiàn)象； 在自然生態(tài)條件下， 日本松干蚧最后趨于穩(wěn)定， 種群密度維持在較低水平， 天敵種群結(jié)構(gòu)也趨于穩(wěn)定； 在生態(tài)自組織［11］下， 日本松干蚧呈現(xiàn)在浙江森林“外來入侵， 人工調(diào)控，自組織融入， 生態(tài)平衡”的過程， 形成了生態(tài)系統(tǒng)的再平衡； 通過人工干預(yù)， 可明顯加快日本松干蚧在森林生態(tài)的融入和生態(tài)再平衡。

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