基于光源趨性反應(yīng)原理的土石壩白蟻危害防治研究

摘 要：白蟻為有翅繁殖蟻，是威脅水利工程安全的重要害堤動物之一。為了探究白蟻對不同光源的趨性反應(yīng)，觀察光源趨性反應(yīng)對白蟻分飛活動的影響，以云南省普洱市糯扎渡水電站為研究區(qū)域，采用不同光源（白色光、黃色光、綠色光、紅色光、藍(lán)色光和紫外光）的誘捕燈，對乳白蟻屬、大白蟻屬和土白蟻屬的有翅繁殖蟻進行引誘。結(jié)果表明：不同白蟻屬的分飛時間存在差異，乳白蟻屬主要在19：00～21：30分飛，土白蟻屬在19：00～23：30分飛，大白蟻屬在20：30至翌日06：00分飛；紫外光對3種白蟻屬的引誘效果最佳，白色光對乳白蟻屬和土白蟻屬的引誘效果次之，對大白蟻屬的引誘效果一般，綠色光對大白蟻屬的引誘效果次之，對乳白蟻屬及土白蟻屬的效果一般，藍(lán)色光對3種白蟻屬的引誘效果都一般，紅色光和黃色光的引誘效果較差。該研究結(jié)果為水利工程中白蟻防治工作提供了重要參考，在白蟻誘捕燈的光源選擇方面具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：水利工程；白蟻；有翅繁殖蟻；光源；趨性反應(yīng)

中圖分類號：TV698.236 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）12–0-03

白蟻為社會性昆蟲，廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)。白蟻能夠分解木材和其他植物殘體，會危害水利工程安全，是主要的害堤動物之一[1]。白蟻有翅繁殖蟻是白蟻繁殖蟻群中的重要組成部分，通過分飛擴散，建立新的白蟻種群，不同白蟻屬種的有翅繁殖蟻對環(huán)境因子的響應(yīng)存在差異[2-3]。光源是影響白蟻有翅繁殖蟻行為的重要因素，不同波長的光源可能對白蟻產(chǎn)生不同的趨性反應(yīng)。了解白蟻有翅繁殖蟻對不同光源的趨性反應(yīng)，對改進白蟻誘捕燈、預(yù)測白蟻分飛高峰期等工作具有指導(dǎo)意義。

糯扎渡水電站位于云南省普洱市，是瀾滄江中下游河段梯級規(guī)劃“兩庫八級”的第五級電站，最大壩高261.5 m，屬于大（1）型一等工程。該電站所在區(qū)域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，光熱充足，雨量充沛，自然環(huán)境尤為適宜白蟻繁殖生存。糯扎渡電站樞紐區(qū)共分布有2科10屬17種白蟻，其中，大白蟻屬、土白蟻屬、乳白蟻屬由于其群體規(guī)模、活動習(xí)性及對堤壩結(jié)構(gòu)的潛在破壞力等因素，對大壩的安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅[4-5]。

基于此，選取糯扎渡水電站作為研究區(qū)域，運用不同光源的誘捕燈對該區(qū)域主要白蟻屬（種）的有翅繁殖蟻進行系統(tǒng)引誘，并詳細(xì)記錄其分飛時間，旨在深入探究不同光源對白蟻有翅繁殖蟻分飛活動的影響規(guī)律，從而為水利工程中的白蟻防治工作提供科學(xué)、可靠的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

糯扎渡水電站坐落于云南省普洱市，其地理坐標(biāo)為22°39′N、100°41′E。該區(qū)域的氣候類型為亞熱帶季風(fēng)氣候，多年平均氣溫穩(wěn)定在21.7 ℃左右，平均相對濕度高達(dá)76%，年平均降雨量約為1 047 mm。充沛的降水和適宜的溫濕度條件為白蟻種群的繁衍提供了良好的環(huán)境條件。

在電站樞紐區(qū)范圍內(nèi)，白蟻種類繁多，共分布有2科10屬17種白蟻。其中，大白蟻屬中的土垅大白蟻（M. annandalei）、云南大白蟻（M. yunnanensis）和黃翅大白蟻（M. barneyi），因其強大的挖掘和破壞能力，對大壩的土體結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成潛在威脅。土白蟻屬中的云南土白蟻（O. yunnanensis）和黑翅土白蟻（O. formosanus）同樣具有類似的危害特性。而乳白蟻屬的版納乳白蟻（C. bannaensis）雖然主要危害對象多為房屋建筑、家居裝潢、電力電纜、交通設(shè)施、文物古跡、園林名木等，但在電站周邊區(qū)域其活動也可能間接影響水利工程設(shè)施的附屬結(jié)構(gòu)與環(huán)境[6]。

1.2 研究方法

1.2.1 白蟻有翅繁殖蟻誘捕燈的設(shè)計

研究采用頻振式誘捕燈作為主要工具。該誘捕燈主要由高壓電網(wǎng)、燈泡和集蟲罐三個核心部件組成。在光源選擇方面，采用20 W的LED燈泡，并分別選取了白色光（波長390～780 nm）、黃色光（波長590 nm）、綠色光（波長525 nm）、紅色光（波長620 nm）、藍(lán)色光（波長470 nm）和紫外光（波長365 nm）這6種不同顏色的燈泡，將其精準(zhǔn)安裝在高壓電網(wǎng)的中間位置，以便在吸引白蟻靠近光源的過程中，利用高壓電網(wǎng)對白蟻進行電擊捕殺，同時被捕殺的白蟻尸體能夠落入集蟲罐，便于后續(xù)的統(tǒng)計與分析工作。

1.2.2 不同光源的選擇與布設(shè)

試驗地點選擇在電站樞紐區(qū)的7號沖溝、86沙場、86項目部共3個區(qū)域，每個區(qū)域均按照相同的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置6盞不同顏色光源的誘捕燈。為了避免不同誘捕燈之間相互干擾，確保試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，規(guī)定誘捕燈之間的間距不小于45 m。

將出于糯扎渡電站往年白蟻有翅繁殖蟻分飛情況及當(dāng)?shù)貧夂驐l件的綜合考慮，引誘試驗的時間設(shè)定為2023年5月1—31日，選擇在白蟻分飛較為活躍的季節(jié)進行試驗。每天19：00準(zhǔn)時開啟光源，此時環(huán)境光照強度開始逐漸減弱，符合白蟻開始活躍并趨向光源的自然規(guī)律，一直持續(xù)到翌日07：00關(guān)閉光源，詳細(xì)記錄在這一時間段內(nèi)每盞誘捕燈所引誘到的白蟻數(shù)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

采用SPSS軟件、Dunnett法分析數(shù)據(jù)，經(jīng)單因素方差分析和Dunnett多重比較，檢驗不同光源引誘效果的差異，顯著性水平設(shè)定為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 白蟻有翅繁殖蟻分飛時間

通過對引誘數(shù)據(jù)的詳細(xì)統(tǒng)計與深入分析，發(fā)現(xiàn)糯扎渡電站樞紐區(qū)白蟻有翅繁殖蟻的分飛活動主要集中在5月11—17日。進一步對不同白蟻屬的分飛時間進行分析發(fā)現(xiàn)，不同白蟻屬之間的分飛時間存在著極為明顯的差異（P＜0.05）。具體表現(xiàn)為乳白蟻屬的分飛時間主要集中在19：00～21：30這一相對較短的時間段內(nèi)，土白蟻屬的分飛時間跨度稍長，主要在19：00～

23：30，而大白蟻屬的分飛時間則更為特殊，主要集中在20：30至翌日06：00，跨越了夜間較長的時段。這一結(jié)果反映出不同白蟻屬在生物學(xué)節(jié)律和對環(huán)境因素（如溫度、濕度、光照等在不同時段的變化）的適應(yīng)性方面存在顯著差異。

2.2 不同光源乳白蟻屬引誘數(shù)量

方差分析結(jié)果表明，不同光源對3種白蟻屬的引誘效果存在顯著差異（P＜0.05）。針對乳白蟻屬的多重比較結(jié)果顯示，在各種光源中，紫外光對白蟻的引誘效果最為顯著，表現(xiàn)出對白蟻強烈的吸引力。其次是白色光，其對白蟻的引誘效果也較為顯著。綠色光和藍(lán)色光的引誘效果較為相近，兩者對白蟻的吸引力相對較弱，但仍具有一定的引誘作用。而紅色光和黃色光的引誘效果最差，在試驗過程中吸引到的白蟻數(shù)量明顯少于其他光源（表1）。

2.3 不同光源大白蟻屬引誘數(shù)量

數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，針對大白蟻屬，紫外光同樣表現(xiàn)出最佳的引誘效果，其對白蟻的吸引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他光源。綠色光的引誘效果僅次于紫外光，對白蟻也具有較強的吸引作用。白色光的引誘效果稍遜于綠色光，位列第三。藍(lán)色光的引誘效果相對較弱，排在第四位。而紅色光和黃色光的引誘效果明顯較差，在整個試驗期間所吸引到的大白蟻數(shù)量極為有限（表2）。

2.4 不同光源土白蟻屬引誘數(shù)量

從數(shù)據(jù)結(jié)果來看，針對土白蟻屬，紫外光的引誘效果最優(yōu)，能夠吸引大量的土白蟻靠近。白色光的引誘效果次之，也具有一定的吸引力。黃色光和藍(lán)色光的引誘效果較為接近，兩者在吸引土白蟻方面的能力相對較弱。紅色光和綠色光的引誘效果最差，在試驗中所捕獲到的土白蟻數(shù)量最少（表3）。

3 討論

3.1 不同光源引誘效果差異原因分析

研究發(fā)現(xiàn)，紫外光對3種白蟻屬有翅繁殖蟻的引誘效果最佳；綠色光對大白蟻屬的引誘效果僅次于紫外光，對土白蟻屬和乳白蟻屬的引誘效果一般；白色光對土白蟻屬和大白蟻屬的引誘效果僅次于紫外光，對大白蟻屬的引誘效果一般；藍(lán)色光對3種白蟻屬的引誘效果均一般；紅色光和黃色光的引誘效果相對較差。這種差異可能與白蟻視覺系統(tǒng)特征密切相關(guān)，白蟻復(fù)眼中含有多種視紫質(zhì)，其中，對紫外光和藍(lán)色光敏感的視紫質(zhì)含量較高，這使得白蟻對短波長光源表現(xiàn)出更強的趨性反應(yīng)。而白色光由多種波長的可見光組成，能夠同時激發(fā)白蟻眼中的多種視紫質(zhì)，從而對白蟻產(chǎn)生較強的誘引作用[7]。紅色光和黃色光的波長較長，可能已經(jīng)超出白蟻視覺系統(tǒng)最敏感范圍，因此對白蟻的引誘效果相對較差。

此外，光源亮度也可能影響白蟻的趨光行為。過高或過低的光照強度都會削弱白蟻對光源的趨性，這可能與白蟻視覺系統(tǒng)的適應(yīng)范圍有關(guān)。當(dāng)光照強度超出這一范圍時，白蟻的視覺細(xì)胞可能會產(chǎn)生飽和或抑制效應(yīng)，從而影響其對光源的趨性反應(yīng)。因此，在設(shè)計白蟻誘捕燈時，不僅要考慮光源波長，還應(yīng)考慮光源亮度，以達(dá)到最佳的引誘效果。

白蟻有翅繁殖蟻對不同光源產(chǎn)生不同趨性反應(yīng)的現(xiàn)象，可以通過白蟻視覺系統(tǒng)的光譜敏感性和光源亮度的影響來解釋。深入研究白蟻視覺的生理特征和影響其趨光行為的環(huán)境因素，有助于優(yōu)化白蟻引誘技術(shù)，提高白蟻防治效率和精準(zhǔn)度。

3.2 白蟻防治建議

第一，在設(shè)計白蟻誘捕燈時，應(yīng)優(yōu)先選擇紫外光（波長365 nm）作為主要的引誘光源。紫外光對白蟻的強烈引誘效果已在試驗中得到充分證實，其能夠有效地吸引白蟻靠近誘捕燈，從而提高對白蟻的捕殺效率。然而，考慮到不同白蟻屬種在趨光性上存在一定的差異，為了實現(xiàn)更為精準(zhǔn)的防治目標(biāo)，可以進一步深入研究不同白蟻屬種對紫外光和其他光源組合的特殊響應(yīng)機制，開發(fā)出針對不同白蟻屬種的專用誘捕燈。例如，針對大白蟻屬，可以在誘捕燈的光源設(shè)計上，適當(dāng)調(diào)節(jié)綠色光與紫外光的組合比例，充分利用大白蟻屬對綠色光和紫外光較為敏感的特性，增強對白蟻的吸引力；針對乳白蟻屬和土白蟻屬，可以優(yōu)化白色光與紫外光的配合模式，根據(jù)兩者對白色光和紫外光趨性反應(yīng)的特點，調(diào)整光源的強度、閃爍頻率等參數(shù)，進一步增強誘捕效果。

第二，綜合運用多種手段，發(fā)揮協(xié)同作用。除了光誘法，還可合理使用藥物、生物制劑等綜合防治白蟻，最大限度地減輕白蟻帶來的危害。在防治過程中，

既要充分發(fā)揮各種方法的優(yōu)勢，又要注意其適用條件和可能造成的生態(tài)影響，在增強防治效果的同時，最大限度地減輕對環(huán)境產(chǎn)生的不利影響。

第三，提高白蟻災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警和應(yīng)急處置能力。相關(guān)部門應(yīng)定期開展白蟻活動調(diào)查監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和評估其危害風(fēng)險；制訂完善的白蟻防治應(yīng)急預(yù)案，明確各方責(zé)任，優(yōu)化處置流程；配備必要的防治裝備和物資，提高應(yīng)急處置的時效性和可操作性。同時，重視白蟻防治相關(guān)科研工作，加強對新型防治技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)，不斷提高白蟻防治的科技支撐能力。

4 結(jié)論

以云南省普洱市糯扎渡水電站為研究區(qū)域，采用不同光源的誘捕燈對乳白蟻屬、大白蟻屬和土白蟻屬的有翅繁殖蟻進行引誘，探討了不同光源對白蟻有翅繁殖蟻趨性行為的影響，得出了以下結(jié)論。

（1）不同白蟻屬對光源的趨性存在差異。乳白蟻屬、大白蟻屬和土白蟻屬對不同波長光源的趨性反應(yīng)存在顯著差異。總體來看，在同一功率下，紫外光對3種白蟻屬的引誘效果最佳，綠色光對大白蟻屬的引誘效果僅次于紫外光，對乳白蟻和土白蟻屬引誘效果一般，白色光對乳白蟻屬土白蟻屬的引誘效果僅次于紫外光，對大白蟻屬的引誘效果一般。

（2）紫外光對白蟻有翅繁殖蟻的引誘效果最佳。在白蟻誘捕燈中，選擇紫外光（365 nm）作為光源可以顯著提高對白蟻有翅繁殖蟻的引誘效率。這可能與白蟻視覺系統(tǒng)對短波長光敏感有關(guān)。

（3）白蟻防治應(yīng)綜合考慮光源的選擇。在白蟻防治工作中，應(yīng)根據(jù)不同白蟻屬種對光源的趨性差異，選擇波長和亮度適合的光源，及時采取白蟻引誘、藥物防治等措施，綜合運用多種防治手段，構(gòu)建立體化的白蟻防治體系，最大限度地減輕白蟻對水利工程產(chǎn)生的危害。

未來，需要在更大時空尺度上開展白蟻生態(tài)學(xué)和防治技術(shù)研究，不斷完善和優(yōu)化白蟻防治策略，確保水利工程安全運行。

參考文獻

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收稿日期：2024-09-15

基金項目：華能集團科技項目“土石壩白蟻智能監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”（HNKJ22-HF89）。

作者簡介：張崗（1986—），男，陜西富平人，高級工程師，研究方向為水利水電工程運行管理。