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(dòng)物之一。為了探究白蟻對(duì)不同光源的趨性反應(yīng)，觀察光源趨性反應(yīng)對(duì)白蟻分飛活動(dòng)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(duì)乳白蟻屬、大白蟻屬和土白蟻屬的有翅繁殖蟻進(jìn)行引誘。結(jié)果表明：不同白蟻屬的分飛時(shí)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(duì)3種白蟻屬的引誘效果最佳，白色光對(duì)乳白蟻屬和土白蟻屬的引誘效果次之，對(duì)大白蟻屬的引誘效果一般，綠色光對(duì)大白蟻屬的引誘效果次之，對(duì)乳白蟻屬及土白蟻屬的效果一般，藍(lán)色光對(duì)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(hào)：TV698.236 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）12–0-03

白蟻為社會(huì)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?bào)w，會(huì)危害水利工程安全，是主要的害堤動(dòng)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(kuò)散，建立新的白蟻種群，不同白蟻屬種的有翅繁殖蟻對(duì)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(duì)白蟻產(chǎn)生不同的趨性反應(yīng)。了解白蟻有翅繁殖蟻對(duì)不同光源的趨性反應(yīng)，對(duì)改進(jìn)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(jí)規(guī)劃“兩庫八級(jí)”的第五級(jí)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(dòng)習(xí)性及對(duì)堤壩結(jié)構(gòu)的潛在破壞力等因素，對(duì)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(yùn)用不同光源的誘捕燈對(duì)該區(qū)域主要白蟻屬（種）的有翅繁殖蟻進(jìn)行系統(tǒng)引誘，并詳細(xì)記錄其分飛時(shí)間，旨在深入探究不同光源對(duì)白蟻有翅繁殖蟻分飛活動(dòng)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(duì)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(qiáng)大的挖掘和破壞能力，對(duì)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(duì)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(dòng)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(jì)

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(gè)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(duì)白蟻進(jìn)行電擊捕殺，同時(shí)被捕殺的白蟻尸體能夠落入集蟲罐，便于后續(xù)的統(tǒng)計(jì)與分析工作。

1.2.2 不同光源的選擇與布設(shè)

試驗(yàn)地點(diǎn)選擇在電站樞紐區(qū)的7號(hào)沖溝、86沙場、86項(xiàng)目部共3個(gè)區(qū)域，每個(gè)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(yàn)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(yàn)的時(shí)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(jìn)行試驗(yàn)。每天19：00準(zhǔn)時(shí)開啟光源，此時(shí)環(huán)境光照強(qiáng)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(shí)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(yàn)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(shí)間

通過對(duì)引誘數(shù)據(jù)的詳細(xì)統(tǒng)計(jì)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(dòng)主要集中在5月11—17日。進(jìn)一步對(duì)不同白蟻屬的分飛時(shí)間進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，不同白蟻屬之間的分飛時(shí)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(shí)間主要集中在19：00～21：30這一相對(duì)較短的時(shí)間段內(nèi)，土白蟻屬的分飛時(shí)間跨度稍長，主要在19：00～

23：30，而大白蟻屬的分飛時(shí)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(shí)段。這一結(jié)果反映出不同白蟻屬在生物學(xué)節(jié)律和對(duì)環(huán)境因素（如溫度、濕度、光照等在不同時(shí)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(duì)3種白蟻屬的引誘效果存在顯著差異（P＜0.05）。針對(duì)乳白蟻屬的多重比較結(jié)果顯示，在各種光源中，紫外光對(duì)白蟻的引誘效果最為顯著，表現(xiàn)出對(duì)白蟻強(qiáng)烈的吸引力。其次是白色光，其對(duì)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(duì)白蟻的吸引力相對(duì)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(yàn)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(duì)大白蟻屬，紫外光同樣表現(xiàn)出最佳的引誘效果，其對(duì)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(duì)白蟻也具有較強(qiáng)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(duì)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(gè)試驗(yàn)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(duì)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(duì)較弱。紅色光和綠色光的引誘效果最差，在試驗(yàn)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(duì)3種白蟻屬有翅繁殖蟻的引誘效果最佳；綠色光對(duì)大白蟻屬的引誘效果僅次于紫外光，對(duì)土白蟻屬和乳白蟻屬的引誘效果一般；白色光對(duì)土白蟻屬和大白蟻屬的引誘效果僅次于紫外光，對(duì)大白蟻屬的引誘效果一般；藍(lán)色光對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)短波長光源表現(xiàn)出更強(qiáng)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(shí)激發(fā)白蟻眼中的多種視紫質(zhì)，從而對(duì)白蟻產(chǎn)生較強(qiáng)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(duì)白蟻的引誘效果相對(duì)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(qiáng)度都會(huì)削弱白蟻對(duì)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(qiáng)度超出這一范圍時(shí)，白蟻的視覺細(xì)胞可能會(huì)產(chǎn)生飽和或抑制效應(yīng)，從而影響其對(duì)光源的趨性反應(yīng)。因此，在設(shè)計(jì)白蟻誘捕燈時(shí)，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(duì)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(jì)白蟻誘捕燈時(shí)，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(duì)白蟻的強(qiáng)烈引誘效果已在試驗(yàn)中得到充分證實(shí)，其能夠有效地吸引白蟻靠近誘捕燈，從而提高對(duì)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(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的防治目標(biāo)，可以進(jìn)一步深入研究不同白蟻屬種對(duì)紫外光和其他光源組合的特殊響應(yīng)機(jī)制，開發(fā)出針對(duì)不同白蟻屬種的專用誘捕燈。例如，針對(duì)大白蟻屬，可以在誘捕燈的光源設(shè)計(jì)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(duì)綠色光和紫外光較為敏感的特性，增強(qiáng)對(duì)白蟻的吸引力；針對(duì)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(duì)白色光和紫外光趨性反應(yīng)的特點(diǎn)，調(diào)整光源的強(qiáng)度、閃爍頻率等參數(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)誘捕效果。

第二，綜合運(yùn)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(qiáng)防治效果的同時(shí)，最大限度地減輕對(duì)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(dòng)調(diào)查監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和評(píng)估其危害風(fēng)險(xiǎn)；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(shí)效性和可操作性。同時(shí)，重視白蟻防治相關(guān)科研工作，加強(qiáng)對(duì)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(duì)乳白蟻屬、大白蟻屬和土白蟻屬的有翅繁殖蟻進(jìn)行引誘，探討了不同光源對(duì)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(duì)光源的趨性存在差異。乳白蟻屬、大白蟻屬和土白蟻屬對(duì)不同波長光源的趨性反應(yīng)存在顯著差異?？傮w來看，在同一功率下，紫外光對(duì)3種白蟻屬的引誘效果最佳，綠色光對(duì)大白蟻屬的引誘效果僅次于紫外光，對(duì)乳白蟻和土白蟻屬引誘效果一般，白色光對(duì)乳白蟻屬土白蟻屬的引誘效果僅次于紫外光，對(duì)大白蟻屬的引誘效果一般。

（2）紫外光對(duì)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(duì)白蟻有翅繁殖蟻的引誘效率。這可能與白蟻視覺系統(tǒng)對(duì)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(duì)光源的趨性差異，選擇波長和亮度適合的光源，及時(shí)采取白蟻引誘、藥物防治等措施，綜合運(yùn)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(duì)水利工程產(chǎn)生的危害。

未來，需要在更大時(shí)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(yùn)行。

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收稿日期：2024-09-15

基金項(xiàng)目：華能集團(tuán)科技項(xiàng)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(jí)工程師，研究方向?yàn)樗姽こ踢\(yùn)行管理。