黃山中低海拔區(qū)域松林松墨天牛蟲(chóng)口數(shù)量分布與環(huán)境因子分析

蔣曉輝，王昭成，姚劍飛，許成芳，李昱龍

(1.黃山風(fēng)景區(qū)管理委員會(huì)園林局，安徽黃山 245800；2.南京林業(yè)大學(xué)，江蘇南京 210037)

松材線蟲(chóng)病(Bursaphelenchus xylophilus)是松樹(shù)的毀滅性病害，可引起松林成片死亡。 黃山是世界文化與自然遺產(chǎn)和國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)，松林是景區(qū)生態(tài)景觀的主要組成部分，奇松是黃山“五絕”之首。 黃山周邊地區(qū)松材線蟲(chóng)病疫情非常嚴(yán)重，直接威脅景區(qū)安全。 松墨天牛Monochamus alternatus又名松天牛、松褐天牛，屬鞘翅目Coleoptera 天牛科Cerambycidae 墨天牛屬M(fèi)onochamus，是松樹(shù)的主要蛀干害蟲(chóng)[1-2]。 松墨天牛幼蟲(chóng)能夠危害樹(shù)木韌皮部和木質(zhì)部，從而影響?zhàn)B分及水分傳輸[3]；其成蟲(chóng)能夠攜帶松材線蟲(chóng)，是松材線蟲(chóng)的主要傳播媒介[4-5]。松墨天牛在林間的分布和密度，直接影響松材線蟲(chóng)病的傳播速度和擴(kuò)展方向，而黃山周邊馬尾松Pinus massoniana林內(nèi)的蛀干害蟲(chóng)主要以松墨天牛為主[6]。 為掌握黃山周邊區(qū)域松墨天牛的分布情況，了解蟲(chóng)口數(shù)量與環(huán)境因子的關(guān)系，2017 年8—9 月，利用誘捕的方法對(duì)景區(qū)外圍的馬尾松林進(jìn)行蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)，為松材線蟲(chóng)病的防治工作提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣地概況 黃山風(fēng)景區(qū)地處北亞熱帶，屬于濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候，溫和多雨，四季分明。 年平均氣溫15 ～16 ℃，大部分地區(qū)冬無(wú)嚴(yán)寒，無(wú)霜期236 d。 年平均降水量1 670 mm，最高達(dá)2 708 mm。 樣地均布置在外圍低海拔地區(qū)，海拔高度194 ～891 m。 根據(jù)黃山周邊區(qū)域松林分布情況，在黃山風(fēng)景區(qū)東南西北4 個(gè)方向選擇6 個(gè)區(qū)域，分別為黃山東大門、西大門、南大門、北大門、浮溪和白亭。 各區(qū)域面積500 ～700 hm2，均為馬尾松天然林，且多為松雜混交林。

1.2 調(diào)查方法 每個(gè)區(qū)域分別選取4 ～5 個(gè)誘捕點(diǎn)，每個(gè)誘捕點(diǎn)相隔1 000 m 以上，保證每個(gè)誘捕點(diǎn)誘捕范圍1 ～2 hm2。 采用APF-1 型松墨天?；瘜W(xué)誘劑(福建辰康農(nóng)林科技有限公司)和ZM -60 型松墨天牛誘捕器(福建農(nóng)林大學(xué))進(jìn)行誘捕。誘捕器懸掛在通風(fēng)處，高度2 ～3 m。 記錄每個(gè)誘捕點(diǎn)環(huán)境情況(林分因子)，包括海拔高度、林齡、平均樹(shù)高、林分郁閉度、混交比或松林比例、坡位和坡向(表1)。 為確保誘捕效果，誘捕器每4 d 更換1 次誘芯，每2 d 收集1 次松墨天牛，用專門采集盒歸集計(jì)數(shù)。 誘捕時(shí)間為 2017 年 8 月 15 至 9 月 15 日。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法 利用多元回歸分析方法，對(duì)每個(gè)誘捕點(diǎn)誘捕松墨天?？倲?shù)(Y)同各環(huán)境因子(海拔高度X1，林齡X2，平均樹(shù)高X3，林分郁閉度X4，坡位X5，坡向X6，混交比X7)進(jìn)行回歸分析。 將各環(huán)境因子賦值。 林齡:中齡林為1，成熟林為2；坡位:坡底為1，中坡為2，上坡為3；坡向:北坡為1，東坡為2，西坡為3，南坡為4；混交比:取馬尾松所占比例；平均樹(shù)高、林分郁閉度和海拔高度都采用原始值直接計(jì)算。 用Excel 數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行分析，建立多元一次回歸方程并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，南大門和浮溪林分內(nèi)松墨天牛密度和數(shù)量都較高，其次是白亭、西大門和北大門，東大門松墨天牛數(shù)量和密度最低(表1，圖1)。

表1 誘捕點(diǎn)各環(huán)境因子及誘捕量Tab.1 Environmental factors and trapping quantity at collection sites

續(xù)表1Tab.1(Continued)

圖1 黃山不同區(qū)域松墨天牛誘捕情況比較Fig.1 The comparison of Monochamus alternatus numbers in different region of Huangshan area

用各誘捕點(diǎn)誘捕總天牛數(shù)(Y)同各環(huán)境因子(X)進(jìn)行回歸分析。 用Excel 數(shù)據(jù)分析工具分析，建立多元一次回歸方程:Y=0.036 2X1＋25.747X2-0.075 7X3＋ 24.156X4＋ 5.883X5- 1.544X6＋3.903X7-66.488，并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)(表2)。

回歸分析顯示，Multiple R =0.758 5，各因子與Y之間正相關(guān)；標(biāo)準(zhǔn)誤差為18.635，擬合程度較好；Significance F 檢驗(yàn)表明，其P值為0.005 75，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于顯著性水平0.05，該回歸方程成立。 結(jié)果表明，松墨天牛密度與林齡(X2)和林分郁閉度(X4)關(guān)系最密切；與坡位(X5)和混交比(X7)關(guān)系也較密切；而與海拔高度(X1)、樹(shù)高(X3)、坡向(X6)3 因子關(guān)系不密切。

表2 各環(huán)境因子及松墨天牛誘捕數(shù)量的回歸分析Tab.2 Regression analysis between environmental factors and the trapping quantity of Monochamus alternatus

3 結(jié)論與討論

本研究通過(guò)對(duì)黃山中低海拔區(qū)域松林松墨天牛蟲(chóng)進(jìn)行誘捕，統(tǒng)計(jì)分析得出了黃山周邊松林中不同環(huán)境因素和誘捕天牛數(shù)量的相互關(guān)系，為黃山天牛防治和松材線蟲(chóng)病的預(yù)防提供一定基礎(chǔ)。 研究發(fā)現(xiàn)，黃山周邊南大門和浮溪兩個(gè)區(qū)域林分內(nèi)松墨天牛密度相對(duì)較高，需要加大力度對(duì)這兩個(gè)區(qū)域的松墨天牛進(jìn)行除治。

松墨天牛林間密度的調(diào)查和檢測(cè)可以通過(guò)很多方法進(jìn)行。 可以通過(guò)設(shè)定樣地，觀察樣地內(nèi)天牛的產(chǎn)卵痕、蛀入孔、羽化孔等易識(shí)別的特征計(jì)數(shù)；也可以通過(guò)寄主死亡率、死亡寄主樹(shù)中受松墨天牛危害的比例、單株樹(shù)蟲(chóng)口數(shù)量等指標(biāo)來(lái)推算[7—8]。 但以上方法都相對(duì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也僅能計(jì)數(shù)小范圍內(nèi)局部的蟲(chóng)口密度，較難獲得大范圍或整片林分的蟲(chóng)口密度。 馬向陽(yáng)[9]利用引誘劑和懸掛誘捕器的方法，根據(jù)不同林分誘捕天牛數(shù)量，估算和比較不同時(shí)期林分內(nèi)松墨天牛蟲(chóng)口密度，并取得了理想的效果。 本研究中，需要對(duì)幾百公頃林分內(nèi)天牛密度進(jìn)行分析，用引誘劑并根據(jù)誘捕天牛數(shù)量來(lái)比較不同林分松墨天牛的相對(duì)密度是較為合適的。

在黃山地區(qū)，8 月中旬至9 月中旬，松墨天牛多處于交配期和產(chǎn)卵期[1]，這時(shí)天?？赡苴呄蛴隈R尾松成熟林，而較不喜歡中齡林和幼林。 丁玉洲等[10]研究也顯示長(zhǎng)勢(shì)較差的林分松墨天牛密度較大。 從本研究的回歸方程也可看出，誘捕天牛數(shù)量(或蟲(chóng)口密度)與林齡關(guān)系密切，成熟林天牛密度較高。

林間松墨天牛蟲(chóng)口密度與林分郁閉度關(guān)系也很密切。 郁閉度越高，誘捕的天牛數(shù)量越多。 許善財(cái)[11]在武夷山地區(qū)馬尾松天然次生林內(nèi)，使用漏斗型誘捕器和FJ-MA-02 型引誘劑對(duì)松墨天牛進(jìn)行誘捕，發(fā)現(xiàn)林分郁閉度和林分密度的增高能夠增加天牛的誘捕量。 這一結(jié)果和本研究較一致。 這可能是因?yàn)檩^高的林分密度和郁閉度影響了溫度、濕度、光照和通風(fēng)等林地小環(huán)境。 另外，較高的密度和郁閉度也說(shuō)明森林中的馬尾松生長(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng)，樹(shù)木逐漸衰老，樹(shù)體代謝減弱，導(dǎo)致松樹(shù)更易被天牛侵染[12]。