馬維超 周艷濤 劉英勝 孟昭軍 張愛(ài)軍 嚴(yán)善春

(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040)(國(guó)家林業(yè)和草原局森林和草原病蟲(chóng)害防治總站)(衡水市林果病蟲(chóng)害防治檢疫站)(東北林業(yè)大學(xué))(美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)中心) (東北林業(yè)大學(xué))

光肩星天牛(Anoplophoraglabripennis)又稱(chēng)亞洲天牛(ALB)，隸屬于鞘翅目(Coleoptera)、天?？?Cerambycidae)，是中國(guó)重要的林木蛀干害蟲(chóng)，被列入全國(guó)林業(yè)危險(xiǎn)性有害生物名單[1-2]。在中國(guó)，光肩星天牛主要分布于東北、華北以及中部地區(qū)，危害包括楊屬(Populus)、榆屬(Ulmus)、柳屬(Salix)在內(nèi)的多種闊葉樹(shù)種[3-5]，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。光肩星天牛傳入美國(guó)后，1996年引起30%以上的樹(shù)木死亡，造成大約6 690億美元的經(jīng)濟(jì)損失[6]。1998—1999年，歐盟成員國(guó)、美國(guó)、加拿大等國(guó)實(shí)施進(jìn)口檢疫新標(biāo)準(zhǔn)，為了防止中國(guó)出口木質(zhì)包裝攜帶的光肩星天牛傳入其國(guó)境，拒絕與中國(guó)進(jìn)行進(jìn)出口貿(mào)易，給中國(guó)造成近250億美元的經(jīng)濟(jì)損失[2]。

目前，國(guó)內(nèi)外都在探索對(duì)該蟲(chóng)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法及防治措施，對(duì)光肩星天?，F(xiàn)有的監(jiān)測(cè)技術(shù)仍?xún)H局限于使用望遠(yuǎn)鏡或者攀爬受害木，檢查產(chǎn)卵孔、羽化孔和幼蟲(chóng)糞便等，盡管這些監(jiān)測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確度很高，但是耗費(fèi)人力、物力巨大。研發(fā)有效引誘劑，并將之與適宜的誘捕器組合，用來(lái)誘捕監(jiān)測(cè)光肩星天牛的發(fā)生范圍和趨勢(shì)，是國(guó)際公認(rèn)的有效手段。周艷濤等[7]前期研究發(fā)現(xiàn)植物源引誘劑Ⅰ(1-戊醇)和Ⅱ(2-戊醇)對(duì)光肩星天牛具有較好的引誘效果，在這2種引誘劑中分別添加其雄蟲(chóng)信息素后，均能增強(qiáng)其對(duì)該蟲(chóng)的引誘效果。掌握誘捕劑的有效誘捕距離及昆蟲(chóng)的擴(kuò)散能力，是在對(duì)害蟲(chóng)種群監(jiān)測(cè)及其危害防控過(guò)程中，制定合理方案和措施的技術(shù)關(guān)鍵。

標(biāo)記-釋放-回捕法又稱(chēng)標(biāo)記釋放回收法或標(biāo)記釋放再捕法，是指通過(guò)將捕捉的生物個(gè)體應(yīng)用各種方法標(biāo)記后，再釋放回原種群中，最后再用回捕的方式，研究種群活動(dòng)、生物特性和遷飛規(guī)律。擴(kuò)散是昆蟲(chóng)從一個(gè)區(qū)域向另一個(gè)區(qū)域分散的過(guò)程，是一種有規(guī)律的、定向的活動(dòng)，也是種群數(shù)量增長(zhǎng)后其行為上必然產(chǎn)生的結(jié)果。通常，在昆蟲(chóng)生態(tài)學(xué)研究中，是以一定時(shí)間內(nèi)昆蟲(chóng)移動(dòng)的空間范圍或距離來(lái)表示其擴(kuò)散能力[8-12]。本研究借助標(biāo)記-釋放-回捕法，探究有效引誘劑與誘捕器組合對(duì)不同距離處光肩星天牛的誘捕效果，分析其對(duì)光肩星天牛的有效誘捕距離，掌握其種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律，為監(jiān)測(cè)光肩星天牛的發(fā)生動(dòng)態(tài)和制定有效的防控措施提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)樣地

標(biāo)記-釋放-回捕試驗(yàn)設(shè)置在河北省衡水市的滏陽(yáng)河(37°36′10″～37°49′55″N，115°25′17″～115°51′12″E)和衡水湖(37°31′40″～37°41′56″N，115°27′50″～115°42′51″E)2個(gè)樣地內(nèi)，樣地間距60 km，主要樹(shù)種均為旱柳(Salixmatsudana)，樹(shù)齡分別為10、8 a，平均胸徑分別為9.5、5.0 cm。

1.2 采集與標(biāo)記光肩星天牛

2014年6月18—25日，于光肩星天牛的羽化高峰期，在滏陽(yáng)河樣地及周邊旱柳上采集光肩星天牛964頭，其中雌性381頭，雄性583頭；在衡水湖樣地及周邊采集光肩星天牛579頭，其中雌性306頭，雄性273頭，共計(jì)人工捕捉光肩星天牛1 543頭。用細(xì)毛筆分別在天牛鞘翅近基部涂上紅色、藍(lán)色或黃色油漆(福樂(lè)閣Dekso-plast 5，啞光，無(wú)味，丹麥)，待油漆晾干后，備用。

1.3 引誘劑與誘捕器

引誘劑為對(duì)光肩星天牛引誘效果較好的2種植物源物質(zhì)Ⅰ(1-戊醇，≥99%，Sigma-Aidrich)和Ⅱ(2-戊醇，98%，Sigma-Aidrich)，以及這2種物質(zhì)分別與雄蟲(chóng)信息素的組合即分別為Ⅲ、Ⅳ引誘劑[13]，其用量及載體見(jiàn)表1。誘捕器選用褐色改進(jìn)型飛行攔截?fù)醢迨秸T捕器[14]。

1.4 引誘劑誘捕距離的評(píng)估

從6月26日到8月1日，在滏陽(yáng)河試驗(yàn)樣地中心位置，測(cè)量出半徑分別為40、30、20、10 m的4個(gè)同心圓T、A、B和C，由A、B和C構(gòu)成3個(gè)環(huán)形釋放區(qū)(圖1中虛線圓)。4種引誘劑誘捕器分別掛置在圖1中T環(huán)線上的“1”、“2”、“3”、“4”的位置。釋放區(qū)C半徑為10 m，距4種引誘劑誘捕器的距離(c)為30 m；釋放區(qū)B距4種引誘劑誘捕器的距離(b)為20 m；釋放區(qū)A距4種引誘劑誘捕器的距離(a)為10 m。將紅色標(biāo)記天牛在C區(qū)釋放，藍(lán)色標(biāo)記天牛在B區(qū)釋放，黃色標(biāo)記天牛在A區(qū)釋放。在每個(gè)釋放區(qū)的東、東北、北、西北、西、西南、南和東南8個(gè)方位上，分別釋放雌、雄天牛各6頭，每個(gè)釋放區(qū)內(nèi)釋放的天?？偭繛?6頭，3個(gè)釋放區(qū)共釋放288頭。從釋放后第2天開(kāi)始，每天檢查4種引誘劑誘捕到的天牛數(shù)量，區(qū)別標(biāo)記與否，鑒定雌雄，分別記錄。同時(shí)，將每次誘捕到的標(biāo)記和未標(biāo)記天牛進(jìn)行二次標(biāo)記釋放。二次標(biāo)記的顏色、數(shù)量及其對(duì)應(yīng)的引誘劑種類(lèi)見(jiàn)表2，釋放雌雄天牛各24頭，共計(jì)48頭。按釋放區(qū)C→B→A順序，從正北方位開(kāi)始順時(shí)針向著其他7個(gè)方位逐漸釋放，每個(gè)方位釋放雌雄天牛各1頭，時(shí)間間隔為1 d。在3個(gè)釋放區(qū)C、B和A分別釋放雌雄天牛各8頭。誘捕試驗(yàn)持續(xù)5周。試驗(yàn)期間每4 d更換1次誘芯，并在更換誘芯時(shí)將各誘捕器順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)一個(gè)掛放位置，即將正北方位的誘捕器移到東北方位，東北方位的誘捕器移到正東方位，以此類(lèi)推，最后將西北方位的誘捕器移到正北方位，起到隨機(jī)掛放誘捕器的效果。

表1 光肩星天牛引誘劑的組分、用量和載體

虛線圓表示天牛釋放區(qū)，實(shí)線圓T表示誘捕器掛放位置；大寫(xiě)字母A、B和C分別代表不同釋放區(qū)；小寫(xiě)字母a、b和c分別代表A、B和C釋放區(qū)到誘捕器的距離，a=10 m，b=20 m，c=30 m；1、2、3和4分別表示4種不同引誘劑誘捕器。

表2 光肩星天牛二次標(biāo)記的顏色、數(shù)量及其對(duì)應(yīng)的引誘劑種類(lèi)

1.5 光肩星天牛種群數(shù)量的評(píng)估

6月28日—7月28日，在衡水湖試驗(yàn)樣地，以樣地中心為釋放點(diǎn)，在釋放點(diǎn)的東、東北、北、西北、西、西南、南和東南8個(gè)方位上，分別釋放紅色標(biāo)記的雌雄光肩星天牛各71～72頭，共釋放1 148頭。將4種包含不同引誘劑的誘捕器分別置于離釋放點(diǎn)10、30、60、100、150、200 m處誘捕點(diǎn)的8個(gè)方位上，共掛設(shè)48個(gè)誘捕器(4種誘捕器×2個(gè)重復(fù)×6個(gè)距離)。從釋放后第2天開(kāi)始，每天檢查每種誘捕劑誘捕到的天牛數(shù)量，記錄其標(biāo)記狀態(tài)。連續(xù)3 d以上不再誘捕到標(biāo)記天牛時(shí)終止誘捕試驗(yàn)。試驗(yàn)期間誘芯的更換及各誘捕器位置的輪換方法同引誘劑誘捕距離的評(píng)估，共輪換7次。

根據(jù)光肩星天牛成蟲(chóng)在自然情況下壽命及擴(kuò)散力的特性，本研究可以滿(mǎn)足標(biāo)記-釋放-回捕法在建立方程時(shí)所需要的假設(shè)條件。根據(jù)Peterson提出的下式[11]，計(jì)算試驗(yàn)樣地內(nèi)天牛的種群數(shù)量。

1.6 數(shù)據(jù)處理

借助Excel 2010統(tǒng)計(jì)誘捕到的標(biāo)記和未標(biāo)記天牛的數(shù)量，計(jì)算標(biāo)記釋放誘捕率、誘捕距離、種群數(shù)量，通過(guò)卡方檢驗(yàn)分析引誘劑間誘捕效果的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同引誘劑對(duì)光肩星天牛的誘捕距離

利用4種引誘劑共誘捕到光肩星天牛55頭，其中無(wú)標(biāo)記的32頭，有標(biāo)記的23頭(見(jiàn)表3)?？偦夭堵蕿?.85%(23/336)，占總誘捕量的41.82%。在誘捕到的有標(biāo)記的23頭天牛中，雌蟲(chóng)11頭，占47.83%，雄蟲(chóng)12頭，占52.17%；第1次標(biāo)記釋放的天牛21頭，其回捕率為7.29%(21/288)，第2次標(biāo)記釋放的天牛2頭，其回捕率為4.17%(2/48)。添加雄蟲(chóng)信息素后，引誘劑Ⅲ、Ⅳ的誘捕效果略有提高，以引誘劑Ⅳ的誘捕效果最好，其誘捕量占總誘捕量的29.09%。但4種引誘劑的誘捕效果差異不顯著(P<0.05)。

表3 引誘劑誘捕到的標(biāo)記與未標(biāo)記光肩星天牛的數(shù)量

表4 每種引誘劑誘捕標(biāo)記天牛的數(shù)量及其占誘捕標(biāo)記天?？偭康谋壤?/p>

由表4可知，對(duì)于在A區(qū)釋放的黃色標(biāo)記天牛，引誘劑Ⅰ誘捕到雄性3頭，占一次標(biāo)記誘捕總量的14.29%，Ⅱ和Ⅲ誘捕到雄性各1頭，各占一次標(biāo)記誘捕總量的4.76%，而引誘劑Ⅳ沒(méi)有誘捕到雄性標(biāo)記天牛；Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分別誘捕到雌性2、1、3頭，各占一次標(biāo)記誘捕總量的9.52%、4.76%和14.29%，但引誘劑Ⅰ沒(méi)有誘捕到雌性標(biāo)記天牛。對(duì)于B區(qū)釋放的藍(lán)色標(biāo)記天牛，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分別誘捕到雄性2、1、1頭，各占一次誘捕總量的9.52%、4.76%和4.76%，Ⅳ引誘劑沒(méi)有誘捕到雄性標(biāo)記天牛；Ⅲ和Ⅳ誘捕雌性天牛各2頭，各占一次回捕總量的9.52%，Ⅰ和Ⅱ引誘劑沒(méi)有誘捕到雌性標(biāo)記天牛。對(duì)于在C區(qū)釋放的紅色標(biāo)記天牛，只有2頭雄性天牛分別被Ⅰ和Ⅱ誘捕，各占一次誘捕總量的4.76%，其他2種引誘劑沒(méi)有誘捕到標(biāo)記天牛。

由表3、表4可知，Ⅰ和Ⅱ在3個(gè)距離處誘捕到的標(biāo)記天牛總量相同，各為6頭，誘捕到未標(biāo)記天牛各為7、6頭，即誘捕的總量分別為13、12頭。Ⅲ和Ⅳ僅誘捕到在A區(qū)和B區(qū)標(biāo)記釋放天牛，天牛數(shù)量各為5、6頭，誘捕到未標(biāo)記天牛各為9、10頭，即誘捕的總量分別為14、16頭。誘捕到的標(biāo)記天牛數(shù)量，在A區(qū)釋放的占總回捕量的52.18%，在B區(qū)釋放的占39.13%，在C區(qū)釋放的占8.70%，表明4種引誘劑的有效引誘距離均在30 m之內(nèi)，以20 m內(nèi)的誘捕效果為好。

2.2 光肩星天牛種群數(shù)量的評(píng)估

在衡水湖樣地200 m范圍內(nèi)共誘捕到127頭，其中回捕到59頭，回捕率為5.14%(59/1 148)，占總誘捕量的46.46%。在試驗(yàn)樣地內(nèi)，估算天牛總的數(shù)量為2 471頭，其中雄蟲(chóng)1 382頭，雌蟲(chóng)1 112頭(見(jiàn)表5)。

表5 樣地內(nèi)光肩星天牛的種群數(shù)量

3 結(jié)論與討論

光肩星天牛能危害多種闊葉樹(shù)，分布范圍廣，從城市綠化帶到山區(qū)和丘陵地帶的林木上均有分布[15-16]，蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)困難。引誘劑有效誘捕距離的確定可以為防治實(shí)踐中確定誘捕器之間的距離和有效監(jiān)測(cè)昆蟲(chóng)種群發(fā)生動(dòng)態(tài)提供理論依據(jù)。黃照崗等[17]通過(guò)測(cè)定M-99性誘劑對(duì)松墨天牛(Monochamusalternatus)的有效誘捕距離，確定了懸掛誘捕器的間距為60 m。本研究發(fā)現(xiàn)引誘劑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ對(duì)光肩星天牛的回捕量，在10 m處占總回捕量52.18%，在20 m處占總回捕量39.13%，在30 m處僅占總回捕量8.70%。因此，4種誘捕劑的有效誘捕距離為30 m以?xún)?nèi)，20 m以?xún)?nèi)誘捕效果比較好。建議在實(shí)踐應(yīng)用中將誘捕器的間距設(shè)置為40～50 m。引誘劑Ⅳ的誘捕量占4種誘捕劑誘捕總量的29.09%，誘捕效果最好，優(yōu)先推薦用于生產(chǎn)。本研究中引誘劑Ⅱ誘捕到的標(biāo)記天牛3雌3雄、引誘劑Ⅳ(Ⅱ+雄蟲(chóng)信息素)共誘捕到標(biāo)記天牛5雌1雄。余漢鋆[18]研究不同引誘劑對(duì)光肩星天牛的誘捕效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，含有雄蟲(chóng)信息素的引誘劑對(duì)雌蟲(chóng)有最佳誘捕效果，植物源引誘劑與雄蟲(chóng)信息素混合會(huì)降低雄蟲(chóng)誘捕效果，與本研究結(jié)果一致。這可能是因?yàn)樾巯x(chóng)信息素在吸引雌蟲(chóng)前來(lái)交配的同時(shí)排斥其他雄蟲(chóng)，降低交配競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)余漢鋆[18]研究發(fā)現(xiàn)，植物源引誘劑對(duì)光肩星天牛雄蟲(chóng)有較好的誘捕效果，與本研究引誘劑I誘捕到標(biāo)記天牛0雌6雄的結(jié)果一致。因此，在防治實(shí)踐中，同時(shí)設(shè)置引誘劑Ⅰ、Ⅳ誘捕器，可有效監(jiān)測(cè)光肩星天牛2個(gè)性別的發(fā)生動(dòng)態(tài)。

李國(guó)宏等[19]在2000年6月至9月末采用設(shè)置回捕點(diǎn)、人工捕捉并統(tǒng)計(jì)標(biāo)記天牛的方法，研究了光肩星天牛種群擴(kuò)散規(guī)律，回捕率為1.55%，發(fā)現(xiàn)其擴(kuò)散距離超過(guò)1 000 m時(shí)標(biāo)記成蟲(chóng)占所有回捕到天牛的17.69%，超過(guò)2 000 m的標(biāo)記成蟲(chóng)占所有回捕到天牛的3.93%。本研究在滏陽(yáng)河10年生旱柳樣地30 m內(nèi)總回捕率為6.85%，占總誘捕量的41.82%；衡水湖8年生旱柳樣地200 m內(nèi)總回捕率5.14%，占總誘捕量的46.46%。說(shuō)明本研究采用的誘捕劑的誘捕效果較好，雖然調(diào)查范圍僅在200 m以?xún)?nèi)，但回捕率相對(duì)較高。

害蟲(chóng)種群密度是監(jiān)測(cè)其發(fā)生動(dòng)態(tài)的重要指征。趙宇翔等[20]通過(guò)林間調(diào)查確定云南松林內(nèi)松墨天牛發(fā)生程度最嚴(yán)重林分蟲(chóng)口密度高達(dá)3 600頭·hm-2。本研究對(duì)衡水湖樣地的踏查結(jié)果顯示，樣地內(nèi)的旱柳為450～470株，光肩星天牛危害株率達(dá)100%，每株旱柳上當(dāng)年新羽化孔為4～5個(gè)，由此推算樣地內(nèi)的光肩星天牛種群數(shù)量為1 800～2 820頭。本研究采用標(biāo)記釋放結(jié)合引誘劑回捕法，估算出衡水湖樣地內(nèi)光肩星天牛的種群數(shù)量為2 471頭，估算結(jié)果與實(shí)際情況相近，危害比較嚴(yán)重。由此可見(jiàn)，在實(shí)踐中可利用標(biāo)記-釋放-回捕法監(jiān)測(cè)光肩星天牛發(fā)生程度，以便適時(shí)適當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)應(yīng)用各種防治措施，防控光肩星天牛的危害，保護(hù)林分的健康。