云南河口桔小實(shí)蠅成蟲數(shù)量變化與氣象因子關(guān)系研究

邵仕芳吳毅歆,2何鵬飛,2周躍能何月秋,2

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650201；2.微生物菌種篩選與應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程研究中心，云南 昆明 650217；3.河口縣植保植檢站，云南 河口 661300)

桔小實(shí)蠅又名東方果實(shí)蠅，俗稱果蛆，屬于實(shí)蠅科果實(shí)蠅屬，寄主范圍極廣，能取食香蕉、柑橘、楊桃、番石榴、芒果、茄子、辣椒等46科300多種瓜果，是國際上重要的檢疫性害蟲。該蟲于1912年首次報道于我國臺灣地區(qū)，現(xiàn)已成為中國、東南亞、環(huán)太平洋的多數(shù)國家和地區(qū)的危害性果蔬害蟲。

桔小實(shí)蠅通常1a發(fā)生3～5代，個別地區(qū)可1a發(fā)生10代，各世代重疊，在河口縣1a發(fā)生5代。其主要以幼蟲為害，成蟲產(chǎn)卵于果皮下，每次雌蟲可產(chǎn)卵10～30粒，一生最多可產(chǎn)卵1200粒。成蟲在果實(shí)中產(chǎn)卵，幼蟲孵化后靠取食果肉生長發(fā)育，造成果實(shí)腐爛和落果，影響果實(shí)的質(zhì)量，甚至失去食用價值。幼蟲發(fā)育成熟后，可進(jìn)行短距離的跳動，離開受害果，鉆入土表化蛹。成蟲從土壤中羽化出來，取食花蜜、果實(shí)等，待到性成熟時，在瓜果蔬菜上產(chǎn)卵造成新的危害。

云南地處低緯度高原，大部分地區(qū)夏無酷暑冬無嚴(yán)寒，立體氣象特征明顯為實(shí)蠅的繁衍和危害提供了條件，是我國桔小實(shí)蠅的主要發(fā)生和為害之地。云南省河口縣地處N22°27′～22°47′，E103°24′～104°17′，年平均氣溫22.6℃，年平均降雨量1784mm，雨熱同季，是典型的亞熱帶氣象，適宜的地理環(huán)境為桔小實(shí)蠅的生長繁殖提供了良好的自然條件。而隨著邊境貿(mào)易迅速發(fā)展，河口口岸每年從越南老街進(jìn)口的芒果、荔枝、龍眼、紅毛丹等熱帶水果達(dá)3000t以上，又為桔小實(shí)蠅的擴(kuò)張?zhí)峁┝丝赡?。近年來，河口的芒果、荔枝等水果受桔小?shí)蠅的危害日益嚴(yán)重，危害率高達(dá)80%。本研究是云南桔小實(shí)蠅種群動態(tài)研究的一部分，旨在揭示河口地區(qū)桔小實(shí)蠅種群變動規(guī)律及其變動的主要原因，為進(jìn)一步揭示云南全境范圍內(nèi)桔小實(shí)蠅發(fā)生規(guī)律及當(dāng)?shù)刂贫ń坌?shí)蠅的防治策略提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及誘捕器懸掛

桔小實(shí)蠅種群數(shù)量調(diào)查在2017年11月—2018年10月在云南河口縣，火車北站附近進(jìn)行，調(diào)查地點(diǎn)范圍約15000m2，主要寄主植物有香蕉、荔枝、木瓜、龍眼等。在調(diào)查點(diǎn)設(shè)置3個自制誘捕器，其中每個誘捕器內(nèi)放置5%甲基丁香酚的水溶液。將誘捕器懸掛在距離地點(diǎn)1.5～2.0m的高度。誘捕器內(nèi)實(shí)蠅1個月收集1次，記錄桔小實(shí)蠅的數(shù)目，每個月更換誘捕器和誘劑1次。

1.2 數(shù)據(jù)來源及分析

1.2.1 氣象資料

氣象資料取自河口縣氣象站，主要包括月平均氣溫(X1)、月平均最高溫(X2)、月平均最低溫(X3)、月極端最高溫(X4)、月極端最低溫(X5)、月降雨量(X6)、月雨日數(shù)(X7)、月日照時長(X8)、月空氣相對濕度(X9)共9個氣象因子。

1.2.2 分析方法

先將同月氣象因子進(jìn)行主要成分分析，然后再將主要?dú)庀笠蜃优c監(jiān)測各月桔小實(shí)蠅成蟲數(shù)量(Y)進(jìn)行相關(guān)分析、逐步回歸分析、聚類分析，得出影響其種群變動的因子和相關(guān)系數(shù)等。數(shù)據(jù)的分析和繪制均采用SPSS 17.0、Excel 2010軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 桔小實(shí)蠅年變化及相關(guān)氣象因子年變化情況

2017—2018年的氣象因子變化及桔小實(shí)蠅成蟲誘捕數(shù)量變化情況如表1。如表1所示，桔小實(shí)蠅誘捕量為3個誘捕器誘捕量的平均值。由于桔小實(shí)蠅成蟲的雌雄比為1∶1，雄成蟲的誘捕量可以作為桔小實(shí)蠅成蟲種群數(shù)量的估計參數(shù)。

由表1可知，從年溫度變化來看，月平均溫度、月平均最高溫度，月平均最低溫，月極端最高溫、月極端最低溫5個氣象因子的最大值均出現(xiàn)在7月，分別為28.5℃、34.1℃、25.2℃、38.7℃、24℃，最小值出現(xiàn)在12月，分別為16.6℃、20.8℃、14℃、25.7℃、6.6℃。從年降雨變化來看，月降雨量、月雨日數(shù)2個氣象因子最大值分別出現(xiàn)在7月(361.5mm)和8月(23d)，最小值均出現(xiàn)在2月(7.2mm和4d)。月日照時長最大值出現(xiàn)在7月(167h)，最小值出現(xiàn)在1月(50.2h)?？諝庀鄬穸热曜兓^小。

河口桔小實(shí)蠅成蟲種群變動的基本規(guī)律是，除2月未誘捕到外，其它月份均能誘到(表1)。冬季成蟲數(shù)量較低，全年種群變化屬于單峰型。其中12月、1月、2月、3月等數(shù)量較低，4—6月份桔小實(shí)蠅雄蟲誘捕量顯著增長，并在6月份達(dá)到頂峰(430頭)。在4月、5月、6月等平均誘捕量是12月—翌年3月平均誘捕量的22.09倍。說明在4—6月份為河口桔小實(shí)蠅種群爆發(fā)期，也就是這一地區(qū)危害最為嚴(yán)重的時期。6月份以后，河口地區(qū)桔小實(shí)蠅成蟲數(shù)量開始下降，其中7月份平均誘捕量為400頭，8月份平均誘捕量為198頭，只有6月份的50.50%。

表1 2017—2018年的氣象因子及桔小實(shí)蠅成蟲誘捕數(shù)量變化

2.2 各氣候因子對桔小實(shí)蠅成蟲種群變化影響的相關(guān)性分析

氣象因子是影響桔小實(shí)蠅種群變動的主要因素之一，將桔小實(shí)蠅雄蟲月種群數(shù)量(Y)與9種氣象因子相關(guān)性分析的結(jié)果表明(表2)，相關(guān)系數(shù)分別為0.777、0.790、0.776、0.700、0.746、0.731、0.636、0.584和0.262。桔小實(shí)蠅種群月變化與月平均氣溫、月平均最高溫、月平均最低溫、月極端最高溫、月極端最低溫、月降雨量呈極顯著正相關(guān)，月雨日數(shù)、月日照時常呈顯著正相關(guān)，與月空氣相對濕度呈正相關(guān)，但相關(guān)性不顯著。

表2 云南河口種群數(shù)量變化與氣象因子相關(guān)性分析

2.3 桔小實(shí)蠅成蟲種群變動與氣象因子的通徑分析

通徑分析結(jié)果表明(見表3)，月平均最高氣溫對桔小實(shí)蠅的變動影響最大，其直接作用大于間接作用，說明月平均最高溫的變化直接影響到桔小實(shí)蠅的種群數(shù)量變動。月降雨量直接對桔小實(shí)蠅的作用大于間接作用，說明月雨日數(shù)也能直接影響到桔小實(shí)蠅的種群動態(tài)。月平均氣溫、月平均最低溫、月極端最高溫、月極端最低溫、月日照時長、月空氣相對濕度的間接作用主要大于各自的直接作用，且這種間接作用效應(yīng)主要通過月平均最高溫產(chǎn)生。且月日照時常間接作用與直接作用差距最大為5.078，說明月日照時長對月平均最高溫的變動極大，進(jìn)而影響桔小實(shí)蠅種群變動。由此可見，月平均最高溫對桔小實(shí)蠅種群增長起到抑制作用，可以作為影響河口桔小實(shí)蠅種群數(shù)量變動的重要指標(biāo)。

表3 桔小實(shí)蠅種群數(shù)量動態(tài)與氣象因子的通徑系數(shù)

2.4 氣象因子對桔小實(shí)蠅成蟲種群動態(tài)的主要成分分析

氣象因子進(jìn)行主要成分分析(表4)表明，第1個主成分的特征根為7.223，方差貢獻(xiàn)率為80.258%，代表了全部性狀信息的80.258%，是最主要的主成分；第2個主成分特征根為1.221，方差貢獻(xiàn)率為13.565%，代表全部性狀的13.565%，是僅次于第1主成分的重要主成分。其它主成分貢獻(xiàn)率為依次明顯減少，分別為3.533%、1.150%、0.700%、0.4955%、0.291%、0.007%。前2個主成分的累積方差貢獻(xiàn)率為93.823%，表明前2個主成分已經(jīng)把影響河口桔小實(shí)蠅種群動態(tài)的氣象因子的93.823%的信息反映出來。因此可以提取前2個主成分的氣象因子來分析河口桔小實(shí)蠅種群變動。

表4 云南河口氣象因子主成分的方差貢獻(xiàn)率和累積方差貢獻(xiàn)率

由表5可以看出，在第1主成分中反映溫度的指標(biāo)月平均氣溫(X1)、月平均最高溫(X2)、月平均最低溫(X3)、月極端最高溫(X4)、月極端最低溫(X5)等性狀有較大的正系數(shù)值，表明第1主成分主要反映了影響河口桔小實(shí)蠅種群數(shù)量變動的氣象因子中的氣溫特性，因此第1主成分可視為氣溫指標(biāo)；第2主成分中，月雨日數(shù)(X7)和月空氣相對濕度(X9)系數(shù)較大，因此第2成分可視為降水指標(biāo)。由此溫度和降水條件是影響桔小實(shí)蠅種群數(shù)量變動的主要?dú)庀笠蛩亍?/p>

表5 河口年氣象因子主成分荷載

2.5 各氣象因子對桔小實(shí)蠅成蟲種群變動的逐步回歸分析

為更深入地揭示氣象因子對桔小實(shí)蠅種群動態(tài)的影響，基于前面相關(guān)分析的結(jié)果，以桔小實(shí)蠅種群數(shù)量的月變化(Y)為因變量，同月氣象因子為自變量(Xi)，就氣象因子對桔小實(shí)蠅種群數(shù)量變動的影響進(jìn)行了逐步回歸分析。采用向前引入法，以調(diào)整后的相關(guān)系數(shù)最大為原則，最后得到回歸方程：

Y=-1468.708-189.229X1+242.053X2-9.698X7-4.854X8

上述方程F值為13.785，顯著概率性0.011，相關(guān)系數(shù)為0.823。計算結(jié)果表明，影響河口地區(qū)桔小實(shí)蠅種群變動的氣象因子主要是月平均氣溫(X1)、月平均最高溫(X2)、月雨日數(shù)(X7)、月日照時長(X8)綜合構(gòu)成。這幾個氣象因子及其交互作用綜合影響河口桔小實(shí)蠅種群的月動態(tài)。這4個氣象因子及其交互作用對桔小實(shí)蠅月種群動態(tài)的總決定系數(shù)為0.823，即這4個變量決定了種群動態(tài)變化的82.3%，是影響河口桔小實(shí)蠅種群動態(tài)的主要?dú)庀笠蜃印?/p>

3 討論

本研究通過主成分分析法對各氣象因子進(jìn)行因子分析和對桔小實(shí)蠅數(shù)量變動與氣象因子進(jìn)行相關(guān)性分析、逐步回歸，結(jié)果顯示，各氣象因子之間關(guān)系密切，溫雨因子作用最大，其中月極端最高溫和月雨日數(shù)是影響桔小實(shí)蠅種群變動的關(guān)鍵因子，日照因子作用次之。

溫度對桔小實(shí)蠅各蟲態(tài)的生長發(fā)育以及成蟲的活動有明顯的影響，桔小實(shí)蠅幼蟲的生長發(fā)育溫度范圍為11～34℃，蛹的有效發(fā)育溫度為11～36℃，成蟲的生長發(fā)育溫度在18～30℃；卵、幼蟲和蛹的發(fā)育起點(diǎn)溫度分別為11～12℃、9～11℃和9～11℃；當(dāng)溫度高于34℃和低于15℃時桔小實(shí)蠅成蟲大量死亡。分析河口地區(qū)2017年11月—2018年10月的氣溫數(shù)據(jù)，2017年11月—2018年3月的月平均溫度介于16.6～21.7℃；月平均最高氣溫介于20.8～26℃；月平均最低氣溫介于14～19℃；月極端最低溫介于6.6～13.6℃。2017年11月—2018年3月的平均氣溫、平均最高溫、平均最低溫均達(dá)到桔小實(shí)蠅發(fā)育溫度的下線，但平均最低溫和平均氣溫相對較低，且月極端最低氣溫低于桔小實(shí)蠅生長發(fā)育溫度范圍，進(jìn)而影響桔小實(shí)蠅的活動。故可以認(rèn)為，其為2017年11月—2018年3月桔小實(shí)蠅誘捕量較低的重要原因。2018年4—6月月平均氣溫介于24～28.2℃、；平均最高溫介于28.4～33℃、月平均最低溫介于20.9～25.2℃；極端最高溫介于34.2～37.2℃；月極端最低氣溫介于11.6～22.2℃。除2018年6月極端最高溫為37.2℃外，各項(xiàng)溫度均處于桔小實(shí)蠅發(fā)育的適宜溫區(qū)，桔小實(shí)蠅發(fā)生量增加，種群數(shù)量增加。2018年7—9月的月平均氣溫介于27.1～28.5℃；平均最高溫介于31.8～34.1℃，月平均最低溫介于24.3～25.2℃，極端最高溫介于36.7～38.7℃，月極端最低氣溫介于21.6～24℃。除極端最高溫和月平均最高溫度外，其余溫度數(shù)據(jù)均為桔小實(shí)蠅較適宜的溫度區(qū)域，極端最高溫和月平均最高溫度已經(jīng)達(dá)到甚至超過桔小實(shí)蠅發(fā)育的溫度范圍，成為桔小實(shí)蠅種群數(shù)量增長的制約因素，已經(jīng)不利于桔小實(shí)蠅的生長發(fā)育，成蟲數(shù)量迅速下降。從全年來看，11月—次年的3月，月平均最低氣溫月和極端最低溫和月平均氣溫總體偏低，尤其是月平均最低溫和月極端最低溫對桔小實(shí)蠅種群有明顯的抑制作用；4—6月，氣溫均處于桔小實(shí)蠅的適宜范圍，對桔小實(shí)蠅有積極影響；7—9月月平均最高溫和月平均氣溫均已達(dá)到桔小實(shí)蠅生長發(fā)育溫度的上線，高溫成為限制桔小實(shí)蠅種群的抑制因素。

月降雨量和月雨日數(shù)與河口桔小實(shí)蠅成蟲的月誘捕數(shù)量成明顯的正相關(guān)關(guān)系，是影響河口桔小實(shí)蠅動態(tài)的主要因素。降雨及雨日數(shù)直接影響土壤濕度，進(jìn)而影響土壤中幼蟲化蛹及蛹的羽化。土壤含水量在30%～80%的條件下更適宜桔小實(shí)蠅的成蟲活動及蛹的存活。云南河口地區(qū)從4—6月雨日數(shù)和降雨量逐漸增多，增加了土壤的濕度，有利于桔小實(shí)蠅雌蟲的交配、產(chǎn)卵和羽化，對桔小實(shí)蠅種群增長有利。2018年7月—2018年9月降雨量分別為361.5mm、349.3mm、258.7mm，雨日數(shù)分別為21d、23d、20d。2018年7—9月降雨量是2018年6月降雨量(203.7mm)的1.8倍、1.7倍、1.27倍。這一期間月平均氣溫處于桔小實(shí)蠅適宜區(qū)間，而桔小實(shí)蠅數(shù)量卻逐漸減少，綜合上述，說明在這一期間，降雨量和高溫是限制桔小實(shí)蠅的種群動態(tài)的抑制因素。8月以后降雨量逐漸減少，說明河口桔小實(shí)蠅種群數(shù)量變動與降雨明顯相關(guān)，是影響河口桔小實(shí)蠅種群變動的重要因素。此外，食物也是影響桔小實(shí)蠅種群的重要因素，河口地區(qū)以芒果和荔枝為主，其中4—6月蟲量增多，也正是芒果和荔枝上市的高峰階段。

本研究結(jié)果表明，影響桔小實(shí)蠅種群變動的主要?dú)庀笠蛩厥菧囟群徒涤辏稍缕骄鶞囟?、月極端最高溫、月雨日數(shù)和月日照時長綜合作用構(gòu)成，總決定系數(shù)為0.823，說明其它環(huán)境因素如月平均相對濕度，月平均最低溫等也影響桔小實(shí)蠅種群變動，各種因素相互作用、相互影響，構(gòu)成桔小實(shí)蠅種群變動的綜合因子。