廣西大青山西南樺人工林?jǐn)M木蠹蛾為害的影響因子1)

龐圣江 唐誠 張培 賈宏炎 曾杰

(中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心,憑祥，532600)(中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所) (中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心) (中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所)

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廣西大青山西南樺人工林?jǐn)M木蠹蛾為害的影響因子1)

龐圣江 唐誠 張培 賈宏炎 曾杰

(中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心,憑祥，532600)(中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所) (中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心) (中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所)

以廣西大青山西南樺(Betulaalnoides)人工林為研究對象，依據(jù)林分類型、立地狀況設(shè)置53塊20 m×30 m的典型樣地，調(diào)查了其立地和林分特征以及擬木蠹蛾(Arbelaspp.)為害狀況，揭示了西南樺人工林?jǐn)M木蠹蛾為害的關(guān)鍵影響因子。偏相關(guān)分析表明：林分類型(r=-0.361，P=0.008)、林下植被蓋度(r=-0.330，P=0.016)和高度(r=-0.471，P=0)以及坡位(r=-0.404，P=0.003)與西南樺林分感蟲株率相關(guān)顯著，是影響西南樺林分?jǐn)M木蠹蛾為害的關(guān)鍵因子。方差分析顯示：西南樺純林和西南樺×紅錐(Castanopsishystrix)混交林?jǐn)M木蠹蛾為害最為嚴(yán)重，其感蟲株率分別為49.35%和43.55%，顯著高于西南樺×杉木(Cunninghamialanceolata)(17.63%)和西南樺×灰木蓮(Manglietiaglauca)混交林(14.04%)；林下植被茂盛的林分內(nèi)擬木蠹蛾為害程度較輕；下坡林分感蟲株率高達(dá)68%，顯著高于上坡和中坡(20%以下)，可能與下坡林地更靠近蟲源有關(guān)。

西南樺；擬木蠹蛾；蛀干害蟲；林分結(jié)構(gòu)；立地條件

鉆蛀類昆蟲為害不僅抑制林木生長、降低木材質(zhì)量，而且嚴(yán)重時亦影響森林健康和穩(wěn)定性，是當(dāng)前世界上人工林可持續(xù)經(jīng)營的主要制約因素和關(guān)鍵問題之一[1-2]。國內(nèi)外學(xué)者對林木鉆蛀類害蟲的發(fā)生、為害及其影響因素進(jìn)行了大量研究。Jactel et al.研究海岸松(Pinuspinaster)人工林松梢螟(Dioryctriasylvestrella)為害時發(fā)現(xiàn)林緣比林內(nèi)受害嚴(yán)重，與闊葉樹種混交可有效減輕為害[3]；李孟樓等認(rèn)為，多樹種混交能有效控制蛀干害蟲為害，但混交林的抗蟲效果與伴生樹種的抗蟲性及其混交比例有關(guān)[4]；姚松等研究影響松墨天牛(Monochamusalternatus)種群數(shù)量的林分因子發(fā)現(xiàn)，林下植被蓋度、坡向顯著影響松墨天牛數(shù)量，而且林緣和林內(nèi)亦差異顯著[5]。總體而言，目前有關(guān)天牛類等害蟲研究較多，而對于諸如擬木蠹蛾類(Metarbelidae)等其他鉆蛀類害蟲的研究卻鮮見報道。由于鉆蛀類昆蟲發(fā)生、為害因其生物學(xué)特性和生活習(xí)性而異，廣泛開展其發(fā)生、為害以及影響因子研究，有助于通過營林技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)其長期有效防控，是林業(yè)發(fā)展急需解決的一個重大難題[6]。

擬木蠹蛾(Arbelaspp.)為鱗翅目(Lepidoptera)擬木蠹蛾科的一種鉆蛀類害蟲，1年1個世代，3月中至下旬為化蛹期，4月上至中旬為羽化期，5月幼齡蟲開始為害，取食至12月中旬后逐漸進(jìn)入越冬期[7]，由于其啃食樹皮和木質(zhì)部而留下傷疤和蟲孔，2～3年內(nèi)均易辨別。目前擬木蠹蛾防治是珍貴樹種西南樺(Betulaalnoides)大規(guī)模發(fā)展正面臨的關(guān)鍵難題。擬木蠹蛾對西南樺的為害主要表現(xiàn)為，幼蟲從西南樺樹干傷口、樹皮裂縫和樹杈處鉆蛀導(dǎo)致受害植株生長勢削弱，危害嚴(yán)重時容易發(fā)生風(fēng)折斷梢，嚴(yán)重影響木材產(chǎn)量和質(zhì)量[8]。隨著西南樺種植業(yè)在云南、廣西和廣東等省區(qū)大規(guī)模發(fā)展，擬木蠹蛾對西南樺的為害已為林業(yè)科技工作者所關(guān)注[9]。王春勝等通過修枝試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，修枝可顯著降低西南樺修枝段的蟲孔數(shù)，但對林分感蟲株率無顯著影響[8]。劉有蓮等調(diào)查發(fā)現(xiàn)，西南樺受擬木蠹蛾為害程度隨著海拔的升高而下降，在低海拔地段最為嚴(yán)重[10]。然而有關(guān)擬木蠹蛾為害的影響因子綜合研究尚未見報道。從林分和立地特征等方面探明擬木蠹蛾發(fā)生、為害的關(guān)鍵影響因子，對于其有效防控具有重要意義。因此，本研究以廣西大青山西南樺人工林為研究對象，開展擬木蠹蛾為害以及林分結(jié)構(gòu)、立地條件等因素的系統(tǒng)調(diào)查，揭示擬木蠹蛾為害及其影響的關(guān)鍵因子，為有效控制擬木蠹蛾為害提供科學(xué)依據(jù)，將促進(jìn)西南樺種植業(yè)的健康、高效發(fā)展。

1 研究地概況

研究地位于廣西憑祥市中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心(21°58′～22°19′N，106°40′～106°59′E)。該地屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫21.0 ℃，年均降雨量約1 400 mm，主要集中在4—10月。該地位于廣西大青山林區(qū)，是我國最先開展西南樺人工種植的地區(qū)。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置

2015年4—5月，根據(jù)西南樺林分類型、立地狀況以及擬木蠹蛾為害情況，典型設(shè)置53個20 m×30 m樣地，其中西南樺純林9個，西南樺×紅錐(Castanopsishystrix)17個，西南樺×馬尾松(Pinusmassoniana)6個，西南樺×杉木(Cunninghamialanceolata)15個，西南樺×灰木蓮(Manglietiaglauca)6個。對樣地內(nèi)喬木層樹種進(jìn)行每木檢尺，記錄樹種種類、胸徑和樹高；依據(jù)擬木蠹蛾為害后留下的樹皮傷疤和蟲孔調(diào)查統(tǒng)計(jì)每個樣地內(nèi)感蟲株率；于每個樣地內(nèi)沿對角線的兩個角和中心位置設(shè)置3個5 m×5 m的樣方，調(diào)查樣方內(nèi)下層植被蓋度和高度等。詳細(xì)調(diào)查、記錄每個樣地的林分類型、林齡、主林層郁閉度、海拔、坡位、坡向和坡度等。

2.2 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用SPSS 13.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行偏相關(guān)分析、方差分析和LSD多重比較。由于林分類型、坡位和坡向?yàn)槎ㄐ砸蜃?，為了分析方便，對這些因子進(jìn)行等級數(shù)量化處理。林分類型，依據(jù)其為害程度從高到低依次將西南樺純林，西南樺與紅錐、馬尾松、杉木和灰木蓮的混交林賦值1～5；坡向，陰坡、半陰坡半陽坡、陽坡分別記為1、2、3；坡位，下坡、中坡和上坡分別記為1、2、3。其中，林分類型3.1(1～5)，林齡15.5 a(8～20 a)，林分密度652株·hm-2(217～1 383株·hm-2)，平均胸徑14.5 cm(8.8～24.8 cm)，平均樹高10.3 m(6.9～19.6 m)，主林層郁閉度0.8(0.6～0.9)，林下植被蓋度56.6%(12.5%～100.0%)，林下植被平均高度76.1 cm(20.3～152.5 cm)，坡位2.0(1～3)，坡向1.9(1～3)，坡度29.3°(9°～42°)，海拔456.4 m(190～670 m)，感蟲株率30.2%(0～97.3%)。各影響因子后的數(shù)據(jù)為均值(變化范圍)。

為了更清晰地揭示關(guān)鍵因子對西南樺擬木蠹蛾為害的影響，將其進(jìn)行等級劃分，并做比較分析。林下植被蓋度劃分為4個等級：A.≤25%；B.>25%和≤50%；C.>50%和≤75%；D.>75%：林下植被平均高度亦劃分為4個等級：A.≤40 cm；B.>40 cm和≤80 cm；C.>80 cm和≤120 cm；D.>120 cm。

3 結(jié)果與分析

自20世紀(jì)70年代末以來，廣西大青山林區(qū)在各種立地大規(guī)模營建西南樺人工林，且種植模式多樣，主要包括西南樺純林以及西南樺×馬尾松、西南樺×杉木、西南樺×灰木蓮和西南樺×紅錐等混交林。在經(jīng)營實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，該地西南樺林分幾乎全部遭受擬木蠹蛾為害，但為害程度差異明顯。

3.1 擬木蠹蛾為害的關(guān)鍵影響因子篩選

偏相關(guān)分析表明(表1)，林分感蟲株率與林分類型、林下植被蓋度和平均高度以及坡位呈極顯著相關(guān)(P<0.01)或顯著相關(guān)(P<0.05)，其相關(guān)系數(shù)分別為-0.361、-0.330、-0.471和-0.404，說明這4個因子是影響西南樺擬木蠹蛾為害的關(guān)鍵因子。

3.2 擬木蠹蛾為害關(guān)鍵影響因子分析

3.2.1 林分類型

5種西南樺林分中，西南樺純林和西南樺×紅錐混交林?jǐn)M木蠹蛾為害較為嚴(yán)重，感蟲株率分別49.35%±9.27%和43.55%±7.98%；其次為西南樺×馬尾松混交林，其感蟲株率為25.24%±6.13%；而西南樺×杉木和西南樺×灰木蓮混交林的感蟲率較低，分別為17.63%±6.65%和14.04%±7.51%。方差分析顯示，5種林分類型間林分感蟲株率差異顯著(F=3.35，P=0.016 4)，西南樺純林、西南樺×紅錐混交林的感蟲株率顯著高于西南樺×杉木、西南樺×灰木蓮混交林，而西南樺×馬尾松則與這4種林分差異均不顯著(P>0.05)。

表1 擬木蠹蛾為害與調(diào)查因子的偏相關(guān)性分析

3.2.2 林下植被蓋度

隨著林下植被蓋度的增加，西南樺林分感蟲株率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。林下植被蓋度介于25%～50%時，西南樺林分?jǐn)M木蠹蛾為害最重，其感蟲株率為48.27%±3.63%；林下植被蓋度在75%以上時，擬木蠹蛾為害程度最輕，感蟲株率僅為15.78%±12.99%；林下植被蓋度在25%以下或?yàn)?0%～75%時，感蟲株率居中，分別為29.86%±4.40%和18.41%±5.79%。方差分析顯示，4個蓋度水平間西南樺林分感蟲株率差異極顯著(F=5.45，P=0.002 6)，林下植被蓋度介于25%～50%的林分感蟲株率顯著高于其他3個蓋度水平林分，而后三者間差異不顯著。

3.2.3 林下植被平均高度

隨著林下植被平均高度的增加，西南樺林分感蟲株率大致呈先下降后穩(wěn)定的趨勢。4個高度水平間林分感蟲株率差異極顯著(F=3.75，P=0.016 7)，林下植被高度小于40 cm的林分感蟲株率為55.39%±9.97%，顯著高于40～80 cm、80～129 cm以及大于120 cm 3個高度水平林分，后三者的感蟲株率分別為26.06%±5.16%、28.01%±5.44%和19.74%±3.15%，其差異不顯著。換言之，林下植被高度大于40 cm時，林分感蟲株率無顯著變化。

3.2.4 坡位

隨著坡位的升高，西南樺林分?jǐn)M木蠹蛾為害程度呈遞減趨勢。3個坡位間林分感蟲株率差異極顯著(F=4.09，P=0.022 3)，下坡林分感蟲株率為68.04%±21.01%，顯著高于中坡(31.59%±3.95%)和上坡(17.99%±5.73%)，而中坡和上坡間差異不顯著。下坡的林分感蟲株率高達(dá)68%，而上坡則低于20%。

4 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果顯示，西南樺林分感蟲株率與林分類型、林下植被蓋度和平均高度以及坡位等因子呈顯著相關(guān)(P<0.05)。西南樺純林的擬木蠹蛾為害最為嚴(yán)重，而西南樺與杉木或灰木蓮混交能有效減輕擬木蠹蛾的為害，這與馬尾松×木荷(Schimasuperba)混交顯著減少馬尾松松梢螟(Dioryctriasplendidella)為害[11]以及毛白楊(Populustomentosa)×刺槐(Robiniapseudoacacia)混交能有效控制光肩星天牛(Anoplophoraglabripennis)為害[4]是一致的，這可能與混交林內(nèi)天敵昆蟲數(shù)量多于純林有關(guān)[12]；然而本研究中亦發(fā)現(xiàn)，西南樺與紅錐混交并未顯著減輕擬木蠹蛾對西南樺林分的為害。換言之，西南樺×紅錐混交林的抗蟲效果不明顯。究其原因：其一，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，杉木和灰木蓮未見擬木蠹蛾為害，而紅錐遭受擬木蠹蛾為害，因此，紅錐未能像杉木、灰木蓮一樣對擬木蠹蛾起到阻隔作用；其二，紅錐×西南樺混交林內(nèi)，紅錐受害程度遠(yuǎn)較西南樺輕，即與紅錐相比，擬木蠹蛾更喜歡取食西南樺。這些因子的綜合作用導(dǎo)致西南樺純林與西南樺×紅錐混交林?jǐn)M木蠹蛾為害程度差異不顯著。在木麻黃(Casuarinaspp.)與相思(Acaciaspp.)混交林內(nèi)，由于木麻黃和相思同為擬木蠹蛾的寄主植物，混交林的受害程度甚至較木麻黃純林更嚴(yán)重[7]。本研究還發(fā)現(xiàn)，盡管馬尾松亦未見擬木蠹蛾為害，但是西南樺與馬尾松混交林內(nèi)西南樺擬木蠹蛾為害處于中等水平，與其他類型林分差異不顯著，其原因頗為復(fù)雜，尚待進(jìn)一步研究。

林下植被亦顯著影響西南樺林分?jǐn)M木蠹蛾為害狀況。林下植被蓋度為25%～50%的西南樺林分遭受擬木蠹蛾為害最為嚴(yán)重；蓋度小于25%以及大于50%的林分，其感蟲株率差異不顯著，而顯著低于蓋度為25%～50%的林分。林下植被越高，西南樺林分感蟲株率則越低。本研究結(jié)果與姚松等對于馬尾松松斑天牛(Monochamusalternatus)為害的研究基本一致，他們認(rèn)為林下植被越茂盛，馬尾松純林或者混交林遭受松斑天牛為害程度越輕[5]。也有學(xué)者認(rèn)為，林下植被蓋度和高度越大，濕地松蕭氏莖象(Hylobitelusxiaoi)為害則越嚴(yán)重[13-14]，這與本研究的結(jié)果不同，可能與2種鉆蛀類害蟲的生物學(xué)特性和生活習(xí)性差異有關(guān)。松蕭氏莖象是一種不耐高溫、喜陰濕的昆蟲，而擬木蠹蛾則是喜好植被稀少、林內(nèi)陽光充足的林分。有關(guān)西南樺林下植被與擬木蠹蛾為害的作用機(jī)制尚待從害蟲的生物學(xué)特性、生活習(xí)性以及林內(nèi)小氣候等方面開展深入研究。

本研究還發(fā)現(xiàn)，擬木蠹蛾為害較為嚴(yán)重的林地大多分布在下坡，而上坡為害較輕。以往對其他樹種的研究發(fā)現(xiàn)，下坡或者溝谷沙棘(Hippophaerhamnoides)植株的沙棘木蠹蛾(Holcocerushippophaecolus)蟲口密度明顯高于上坡[15]，與本研究結(jié)論相似。究其原因，可能與蟲源有關(guān)。廣西大青山林區(qū)下坡的大多數(shù)西南樺人工林靠近臺灣相思(Acaciaconfusa)防火林帶以及附近種植柑桔(Citrusreticulata)、荔枝(Litchichinensis)和油茶(Camelliaoleifera)等經(jīng)濟(jì)作物，這些都是擬木蠹蛾的寄主植物[7]，因此，下坡比中、上坡的西南樺遭受擬木蠹蛾為害的幾率更大。

綜上所述，營建西南樺人工林時應(yīng)慎重考慮立地、林分結(jié)構(gòu)等因素，通過立地選擇、合理混交、適當(dāng)撫育等營林技術(shù)措施，可以避免擬木蠹蛾的嚴(yán)重危害。其一，林地選擇和規(guī)劃上，宜開展造林地周邊擬木蠹蛾寄主植物調(diào)查，盡量選擇蟲源較少的林地造林；或者在更大尺度上規(guī)劃造林地，避免西南樺造林區(qū)域內(nèi)種植擬木蠹蛾寄主植物。其二，營建西南樺人工林宜采用混交模式，選擇非擬木蠹蛾寄主樹種進(jìn)行混交，減少西南樺的比例，使伴生樹種發(fā)揮對擬木蠹蛾的阻隔作用，限制害蟲擴(kuò)散和為害，從而降低擬木蠹蛾的種群密度。其三，幼林撫育方面，西南樺植株高過灌草層后，減少良性雜灌的撫育，保持林下植被茂盛生長，改善林分環(huán)境和提高林分異質(zhì)性，從而減輕西南樺擬木蠹蛾為害。

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Attack Factors ofArbelaspp. inBetulaalnoidesPlantations at Mountain Daqingshan, Guangxi//

Pang Shengjiang; Tang Cheng; Zhang Pei, Jia Hongyan

(Experimental Center of Tropical Forestry, CAF, Pingxiang 536000, P. R. China)(Research Institute of Tropical Forestry, CAF)(Experimental Center of Tropical Forestry, CAF); Zeng Jie(Research Institute of Tropical Forestry, CAF)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(11)：85-88.

Fifty-three plots of 20 m×30 m were set up according to stand type and site condition ofBetulaalnoidesin Mountain Daqingshan, Guangxi, and stand structure and site properties were investigated as well as attack ofArbelaspp. to reveal status of attack by the pest and the key influencing factors. Partial correlation analysis showed that stand type (r=-0.361,P=0.008), cover (r=-0.330,P=0.016) and height (r=-0.471,P=0) of understory vegetation, and slope position (r=-0.404,P=0.003) were significantly correlated with the ratio of pest-damaged individuals, these were key factors influencing attack ofArbelaspp. inB.alnoidesplantations. By the variance analysis, the pure plantations and mixed ones withCastanopsishystrixwere attacked the most heavily with the ratios of damaged individuals of 49.35% and 43.55%, respectively, obviously higher than those in mixed plantations withCunninghamialanceolata(17.63%) orManglietiaglauca(14.04%). The plantations with thicker understory vegetation were damaged more slightly. The pest attack on lower slopes was high up to 68%, remarkably higher than that on upper and middle slopes, which was perhaps due to the fact that plantations on lower slope were closer to source of the pest.

Betulaalnoides;Arbelaspp.; Trunk borer; Forest structure; Site condition

1)國家“十二五”科技支撐專題(2012BAD21B0102)；中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心主任基金項(xiàng)目(RL2015-02)。

龐圣江，男，1986年7月生，中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，工程師。E-mail:pangshengjiang@126.com。

曾杰，中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所，研究員。E-mail:zengjie69@163.com。

2016年4月28日。

S763.42

責(zé)任編輯：程 紅。