松墨天牛成蟲發(fā)生期預測

周書永(浙江省臨海市森林病蟲防治檢疫站，臨海，317000)陳繪畫(浙江省仙居縣林業(yè)局)徐衛(wèi)民(浙江省仙居縣大戰(zhàn)鄉(xiāng)林業(yè)站)徐志宏(浙江農(nóng)林大學)

松墨天牛(Monochamus alternatus Hope)主要危害松類，其幼蟲的大量侵入可以引起松樹死亡，并且該蟲還是我國松材線蟲(Bursaphelenchus xylophilus)病最主要的傳播媒介。自日本于20世紀80年代發(fā)現(xiàn)松墨天牛成蟲的引誘物質(zhì)后［1］，我國學者也發(fā)現(xiàn)了一些引誘物質(zhì)［2－8］。松墨天牛一生的大部分時間都在寄主體內(nèi)，只有成蟲階段離開寄主，啃咬松樹嫩枝皮以補充營養(yǎng)，是控制松墨天牛種群數(shù)量的有利時期和蟲態(tài)。松墨天牛成蟲在林間出現(xiàn)時間長達3—5月［3－10］，因而掌握和準確預測松墨天牛成蟲各發(fā)生期的發(fā)生時間對控制松墨天牛種群數(shù)量有著重要的意義。期距法就是根據(jù)當?shù)胤e累的歷年蟲情觀測資料，尋找當?shù)卦撓x自然種群各蟲態(tài)或各世代之間的生長歷期［11］417，陳繪畫等曾用期距法預測了浙江省仙居縣3個試驗點2011年的正常松林內(nèi)松墨天牛成蟲各發(fā)生期的發(fā)生時間［12］;陳順立等曾用神經(jīng)網(wǎng)絡預測松墨天牛的發(fā)生量［13］，但有關感病馬尾松林中松墨天牛成蟲各發(fā)生期的發(fā)生時間尚未見報道。為此，筆者于2007—2012年和2006—2012年利用松樹蛀干類害蟲引誘劑(原名M－99引誘劑)分別在浙江省臨海市和浙江省仙居縣3個試驗點的松林內(nèi)監(jiān)測松墨天牛成蟲種群動態(tài)，應用期距法分析每個試驗點內(nèi)松墨天牛成蟲的發(fā)生期，為準確預測和綜合控制林間松墨天牛成蟲種群提供技術支撐。

1 試驗地概況

仙居縣位于浙江省東南部，地處28°28'14″～28°59'48″N、120°17'16″～120°55'51″E，東西長為63.6 km、南北寬為57.6 km，縣域總面積2 003.5 km2，其中松林面積6.32×104hm2，以馬尾松(Pinus massoniana Lamb.)純林為主，各試驗點的概況和懸掛的誘捕器數(shù)量見表1。臨海市地處浙江東南部，位于28°40'37″～29°04'15″N、120°49'41″～121°42'25″E，東西長為85 km，南北寬為44 km，全市總面積2 208.5 km2，其中松林面積為5.9×104hm2，以馬尾松純林為主，是松材線蟲病疫區(qū)，3個試驗點的概況及懸掛的誘捕器數(shù)量詳見表1。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

蛀干類害蟲引誘劑(原名M－99引誘劑)由浙江省林業(yè)有害生物防治檢疫局和中國林業(yè)科學研究院亞熱帶林業(yè)研究所研制、寧波中化化學品有限公司生產(chǎn)(2010年后由浙江黃巖鼎正化工有限公司生產(chǎn))，規(guī)格為300 mL裝，以及與引誘劑配套的小型松褐天牛折疊式誘捕器(杭州博弈科技開發(fā)有限公司生產(chǎn))。

表1 各試驗點的概況及懸掛的誘捕器數(shù)量(仙居2006—2012年、臨海2007—2012年)

2.2 林間松墨天牛成蟲種群的監(jiān)測

仙居縣的試驗時間為2006—2012年的4月至10月、臨海市的為2007—2012年4月至10月，選擇仙居縣官路鎮(zhèn)、橫溪鎮(zhèn)、白塔鎮(zhèn)和臨海市江南街道、沿江鎮(zhèn)及大田街道的馬尾松人工林和天然林，將誘捕器架設在離地面約2 m高處，各誘捕器的間隔距離在80 m以上、距離林緣至少40 m。將引誘劑瓶口的包裝材料(直徑3 cm)打0.5 cm直徑小孔3個。每隔3～4周更換1次引誘劑，收蟲的間隔時間為2～7 d，于室內(nèi)進行分類、計數(shù)。將上述6個試驗點2006—2011年(仙居縣)、2007—2011年(臨海市)的林間松墨天牛成蟲誘捕數(shù)據(jù)進行發(fā)生期分析，2012年的誘捕數(shù)據(jù)用以發(fā)生期預測效果的檢驗。

發(fā)生期的劃分標準:種群中個別個體第1次出現(xiàn)的日期為始見期;根據(jù)正態(tài)分布曲線的特點，將種群中蟲態(tài)發(fā)育的日累計蟲數(shù)占總蟲數(shù)16%、50%、84%時對應的日期作為始盛期、高峰期、盛末期［11］417;種群中的全部個體進入該蟲態(tài)的日期則為末期(用插值法減少2～7d收蟲間隔的日期誤差)。松墨天牛成蟲發(fā)生期的預測公式為［14］，式中:F為預測蟲態(tài)的出現(xiàn)日期;Hi為起始蟲態(tài)的調(diào)查日期;Xi為理論期距值;Sx為理論期距值對應的標準誤差。文中的計算在MATLAB(R2009a)上完成。

2.3 一元線性插值

插值是指在樣本點的基礎上求出不在樣本點上的其他點處的函數(shù)值。已知在自變量xi(i=1，2，…，N)處的函數(shù)值為yi(i=1，2，…，N)，則由樣本點(xi，yi)、(xi+1，yi+1)可得一維線性函數(shù):

從而由(2)式可得點xs(xi＜xs＜xi+1(s=1，2，…，M))處的函數(shù)值為ys(s=1，2，…，M)［15］。

3 結果與分析

3.1 林間松墨天牛成蟲發(fā)生期分析

對6個試驗點每年林間松墨天牛監(jiān)測值進行一維線性插值，得到每天松墨天牛的理論監(jiān)測值，然后根據(jù)發(fā)生期的劃分標準劃分林間成蟲的理論始盛期、高峰期、盛末期(見表2)。從表2可知，不管同一試驗點還是不同試驗點，不同年份松墨天牛成蟲的林間發(fā)生期都不同，且松墨天牛成蟲在林間活動天數(shù)也不同。應用期距法計算松墨天牛成蟲林間發(fā)生期的期距值及其平均數(shù)的標準差(見表3)。從表3的松墨天牛成蟲林間各發(fā)生期理論期距值與標準差看，同一期距值間最高相差16.2 d(仙居縣官路鎮(zhèn)與白塔鎮(zhèn)的始見期—始盛期期距差)、最低為9.5 d(仙居縣官路鎮(zhèn)與橫溪鎮(zhèn)的高峰期—盛末期期距差);期距值間的最大標準差為16.33 d、最小為2.04 d。經(jīng)各組內(nèi)試驗次數(shù)不等的單因素方差分析表明，仙居縣官路鎮(zhèn)與臨海市江南街道2試驗點的始盛期—高峰期間期距值差異顯著，其余各試驗點間同一歷期內(nèi)的期距值無顯著差異［16］。

表2 各試驗點林間松墨天牛成蟲理論發(fā)生期(2012年為實際觀測值)

續(xù)(表2)

表3 各試驗點林間松墨天牛成蟲理論期距值及其標準差 d

3.2 松墨天牛成蟲林間發(fā)生期的預測效果檢驗

由2012年松墨天牛成蟲的林間始見期即可預測該地成蟲發(fā)生期的始盛期、高峰期、盛末期和末期，例如已知臨海市沿江鎮(zhèn)試驗點2012年松墨天牛成蟲的林間始見期為5月9日，預測始盛期出現(xiàn)時間。查理論期距值表，得臨海市沿江鎮(zhèn)試驗點始見期—始盛期的期距值為21.8 d、標準差為4.58 d，代入(1)式即可預測2012年沿江鎮(zhèn)試驗點松墨天牛成蟲的林間始盛期為5月27日至6月5日，實際觀測值為5月31日。其他各試驗點林間發(fā)生期的預報效果檢驗詳見表4。從表4可以看出，應用期距法預測2012年松墨天牛成蟲林間發(fā)生期，除官路鎮(zhèn)試驗點的各發(fā)生期和江南街道的高峰期預測不準確外，其他各發(fā)生期均預測準確。臨海市3個試驗點的預測成功率為91.67%、仙居縣3個試驗點的預測成功率為66.67%，6個試驗點的預測成功率為79.17%。

利用期距法預測松墨天牛成蟲林間發(fā)生期時，還應注意當年同期濕度、溫度等氣象因子的變化趨勢，如果該年氣溫高于常年則用預報的下限值、低于常年可用預報的上限值。

4 結論與討論

除成蟲外，松墨天牛的卵、幼蟲、蛹均在馬尾松樹干內(nèi)活動，給該蟲的發(fā)生期預測帶來較大困難。利用松墨天牛成蟲生活在寄主體外的特點，以引誘方式進行成蟲發(fā)生期預報較為適宜。通過6～7 a在6個試驗點懸掛誘捕器監(jiān)測松墨天牛成蟲林間動態(tài)，根據(jù)前5～6 a監(jiān)測的松墨天牛成蟲林間發(fā)生期用期距法預測2012年的發(fā)生期，預測結果較為滿意。用期距法預測松墨天牛成蟲林間發(fā)生期簡單易行，同時利用歷年林間觀測資料制作的期距值表具有較高的精度，適合基層測報人員掌握使用，直接為控制松墨天牛成蟲林間種群提供依據(jù)。

表4 各試驗點2012年預測結果的檢驗

預測害蟲的發(fā)生期是科學防控害蟲的關鍵環(huán)節(jié)，特別是對于松墨天牛這類鉆蛀性害蟲的防治上，做好發(fā)生期的預測顯得尤為重要。近年來，對松墨天牛成蟲的防治除采用引誘劑、餌木等誘殺外，還用噻蟲啉防治松墨天牛成蟲，噻蟲啉防治松墨天牛成蟲的林間持效期為28～70 d［17－19］。因此，準確地預測松墨天牛成蟲林間發(fā)生期，可以大大降低林間松墨天牛密度。

分別將浙江省臨海市和仙居縣3個試驗點的所有觀測數(shù)據(jù)作為樣本，建立臨海市或仙居縣林間松墨天牛成蟲的期距值，然后分別預測兩地2012年松墨天牛發(fā)生期的發(fā)生時間，除官路鎮(zhèn)試驗點的各發(fā)生期和沿江鎮(zhèn)的末期預測不準確外，其他各發(fā)生期均預測準確，臨海市3個試驗點的預測成功率為91.67%、仙居縣3個試驗點的預測成功率為66.67%，6個試驗點的預測成功率為79.17%。與各試驗點獨立建模相比，臨海市、仙居縣兩地的預測成功率及總成功率均相等;仙居縣預測失敗的地點及歷期不變，臨海市預測失敗的地點及歷期從江南街道的高峰期變?yōu)檠亟?zhèn)的末期，這是由于將3個試驗點綜合在一起后增加了江南街道的始盛期—高峰期的歷期而減少了沿江鎮(zhèn)的盛末期—末期間的歷期。

積累“歷年數(shù)據(jù)”是應用期距法預測害蟲發(fā)生期的前提，這是應用期距法預測害蟲發(fā)生期的主要缺點;害蟲各蟲態(tài)在林間發(fā)生數(shù)量的消長規(guī)律符合正態(tài)分布則是發(fā)生期預測的理論基礎，若害蟲各蟲態(tài)數(shù)量的消長規(guī)律不符合正態(tài)分布就會影響到發(fā)生期的計算或預測結果，如仙居縣官路鎮(zhèn)試驗點2012年8月14日—8月28日21 d內(nèi)誘集到的松墨天牛數(shù)量占全年誘集量的66%，而松墨天牛種群的林間活動天數(shù)為112 d、末期為9月11日，導致該試驗點全年各發(fā)生期的預測都不準確。松墨天牛成蟲林間羽化除受自身的生物學特性影響外，還受各種外部環(huán)境因子的影響，是眾多生態(tài)因子綜合作用的結果。短期的松墨天牛成蟲發(fā)生期資料難以準確地反映林間松墨天牛成蟲發(fā)生期的變化，隨著觀測資料的積累及對預測結果的驗證，進一步提高期距法預測松墨天牛成蟲林間發(fā)生期的精度，更好地服務于生產(chǎn)。

浙江省臨海市東接東海，受海洋性氣候的影響比仙居縣大。浙江省仙居縣地處亞熱帶季風氣候區(qū)，歷年平均氣溫17.2℃，極端最高氣溫40.7℃、極端最低氣溫－9.9℃，年平均降雨量1 376.8 mm，年蒸發(fā)量1 260.8 mm，年日照時數(shù)1 932.6 h。臨海市屬中亞熱帶季風氣候，全年平均氣溫17.1℃，全年積溫5 370℃，無霜期241 d，平均蒸發(fā)量1 231.4 mm。有研究表明，溫度、濕度及光照對松墨天牛幼蟲的生長發(fā)育有影響［20－22］。仙居縣官路鎮(zhèn)試驗點地處自西向東流的永安溪邊馬尾松防護林內(nèi)，四周離山都較遠，其余5個試驗點均位于山地陽坡，試驗地的地形差異引起溫度、濕度等生態(tài)因子的變化，從而造成仙居縣和臨海市試驗點間期距值的差異。林間期距值與生態(tài)因子間的關系有待進一步的研究。

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