减轻腮扁叶蜂危害的调控方法

摘要

本发明公开了一种减轻腮扁叶蜂危害的调控方法，属于林业有害昆虫的生态防治领域。本发明所述的减轻腮扁叶蜂危害的调控方法，通过调控生态系统中昆虫群落，即减少生态系统中与腮扁叶蜂的物种联结性为正联结关系的昆虫种群数量，或者增加与腮扁叶蜂的物种联结性为负联结关系的昆虫种群数量，使腮扁叶蜂的种群数量维持在一个较低的水平，降低其对松属树种的危害。本发明所述减轻腮扁叶蜂危害的调控方法，还包括通过调控生态系统中林分因子，如郁闭度、林分密度等来影响昆虫群落结构和种群数量，从而达到减轻腮扁叶蜂危害的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及一种减轻腮扁叶蜂危害的调控方法，尤其涉及一种调控昆虫群落以减轻腮扁叶蜂危害的方法，属于林业有害昆虫的生态防治领域。

背景技术

森林病虫害被称为“无烟火灾”，给森林生态环境造成了严重危害，是阻碍中国林业发展的重要因素，如何有效且持续地调控森林有害生物是森防工作者面临的最大难题。生态调控(Ecological Pest Management,EPM)的本质是强调有害生物可持续控制，遵循功能高效、结构和谐、持续调控、经济合理的原则，采用生态化的方法调控生态或生物因子以实现生态化的目标，因而是众多的控制森林病虫害手段中的最佳选择。生态调控可以作为指导控制技术和措施的最主要方面，在控制森林有害生物实践中满足持续、有效的符合人类多项目标需求。

昆嵛山腮扁叶蜂(Cephalcia kunyushanica Xiao)是昆嵛山特有的食叶昆虫，也是松属树种的主要害虫，目前在昆嵛山为害赤松较为严重，其次是红松、黑松、华山松等。当前对于昆嵛山腮扁叶蜂的防治，生产上应用的主流方法仍然是化学防治，并不适于在昆嵛山自然保护区大面积推广应用；前期有研究昆嵛山腮扁叶蜂同寄主植物的联结性，并探索通过林分结构和树种配置来减轻其危害，属于生态调控腮扁叶蜂的一部分。然而，昆嵛山腮扁叶蜂的发生和危害除了与植被关系密切外，与林内昆虫群落结构的关系也非常密切，完善并开发一种昆嵛山腮扁叶蜂的以虫治虫的生态调控方法，具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种调控昆虫群落以减轻腮扁叶蜂危害的方法，该方法通过调控生态系统中昆虫群落，使腮扁叶蜂的种群数量维持在一个较低的水平，降低其对松属树种的危害。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

本发明公开了一种减轻腮扁叶蜂危害的调控方法，包括：减少生态系统中与腮扁叶蜂的物种联结性为正联结关系的昆虫种群数量，或者增加生态系统中与腮扁叶蜂的物种联结性为负联结关系的昆虫种群数量。

其中，所述与腮扁叶蜂的物种联结性为正联结关系的昆虫包括：松褐天牛、赤梗天牛、松瘤象、马尾松角颈象、横坑切梢小蠹、纵坑切梢小蠹、大鳖土蝽、青革土蝽、中华婪步甲或点蜂缘蝽中的任意一种或多种。

所述与腮扁叶蜂的物种联结性为负联结关系的昆虫包括：毁木弓背蚁、玉米毛蚁、盲蛛、达球螋、黑土猎蝽、黄足猎蝽，褐菱猎蝽、环足健猎蝽或中华盗虻中的任意一种或多种。

本发明减轻腮扁叶蜂危害的调控方法，所述减少生态系统中与腮扁叶蜂的物种联结性为正联结关系的昆虫种群数量，包括：人为直接调控或人为间接调控。其中，所述人为直接调控包括：诱杀与腮扁叶蜂的物种联结性为正联结关系的昆虫；优选的，设置广谱型松树蛀干害虫引诱剂诱杀松褐天牛、赤梗天牛、松瘤象、马尾松角颈象、横坑切梢小蠹或纵坑切梢小蠹中的任意一种或多种，设置诱饵诱杀大鳖土蝽、青革土蝽、中华婪步甲或点蜂缘蝽中的任意一种或多种；所述诱饵优选为丙二醇。所述人为间接调控包括：清理林间被蛀干害虫危害致死的松属植物，将枝干进行套袋熏蒸处理或集中销毁处理，以降低林间松褐天牛等种群密度；其中，所述松属植物包括但不限于：赤松(Pinus densiflora)、黑松(P.thunbergii)、红松(P.koraiensis)、华山松(P.armandii)、火炬松(P.taeda)、班克松(P.banksiana)或美加红松(P.resinosa)中的任意一种或多种。

本发明减轻腮扁叶蜂危害的调控方法，所述增加生态系统中与腮扁叶蜂的物种联结性为负联结关系的昆虫种群数量包括：人为直接调控或人为间接调控。其中，所述人为直接调控包括：人工扩繁与腮扁叶蜂的物种联结性为负联结关系的昆虫种群，并迁入林间；所述人为间接调控包括：控制林分郁闭度或控制腮扁叶蜂寄主植物的数量比例中的任意一种或两种。

本发明减轻腮扁叶蜂危害的调控方法，还包括：林分因子调控，即控制林分郁闭度或腮扁叶蜂寄主植物密度中的任意一种或两种。其中，所述寄主植物包括：赤松(Pinusdensiflora)、黑松(P.thunbergii)、红松(P.koraiensis)、华山松(P.armandii)、火炬松(P.taeda)、班克松(P.banksiana)或美加红松(P.resinosa)中的任意一种或多种。

本发明所述腮扁叶蜂优选为昆嵛山腮扁叶蜂(Cephalcia kunyushanica)。

本发明通过分析昆嵛山腮扁叶蜂与林内昆虫的物种联结性，结果发现全部的76个物种对中，有40对为极显著性或显著性联结，占总对数的52.63％。其中，与昆嵛山腮扁叶蜂为极显著和显著正向联结关系的昆虫种类有25种，负向联结关系的为15种。昆嵛山腮扁叶蜂与林内昆虫松褐天牛、赤梗天牛、松瘤象、马尾松角颈象、横坑切梢小蠹、纵坑切梢小蠹、大鳖土蝽、青革土蝽、中华婪步甲、点蜂缘蝽为极显著正向联结关系；与毁木弓背蚁、玉米毛蚁、盲蛛、达球螋、黑土猎蝽、黄足猎蝽，褐菱猎蝽、环足健猎蝽、中华盗虻为极显著负联结关系。因此，通过减少生态系统中与昆嵛山腮扁叶蜂的物种联结性为正联结的昆虫种群数量，或增加生态系统中与昆嵛山腮扁叶蜂的物种联结性为负联结的昆虫种群数量，从而能够达到减轻昆嵛山腮扁叶蜂危害的目的。

本发明诱集松树蛀干害虫试验发现，通过设置引诱剂诱集松树蛀干害虫，第二年松树蛀干害虫松褐天牛、赤梗天牛、松瘤象、马尾松角颈象、横坑切梢小蠹、纵坑切梢小蠹的数量明显减少，并且设置引诱剂处理后昆嵛山腮扁叶蜂平均虫巢数明显降低，差异显著(P＜0.05)。

本发明清理林间立枯松木试验表明，清理立枯木后诱集到的蛀干害虫松褐天牛、赤梗天牛、松瘤象等的数量明显比清理立枯木前少，并且昆嵛山腮扁叶蜂虫口密度在清理后明显低于清理前，二者差异显著(P＜0.05)。

本发明调整林分郁闭度试验表明，间伐后(间伐力度为15株/亩)次年标准地的平均昆嵛山腮扁叶蜂虫口密度明显降低；而林间毁木弓背蚁、达球螋、黄足猎蝽、中华盗虻的数量均明显增加，与间伐前相比差异显著(P＜0.05)。

本发明技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明通过调控生态系统中昆虫群落，即减少生态系统中与腮扁叶蜂物种联结性为正联结的昆虫种群数量，或增加与腮扁叶蜂物种联结性为负联结的昆虫种群数量，以及调控生态系统中林分因子如郁闭度、林分密度等来影响昆虫群落结构和种群数量，使腮扁叶蜂的种群数量维持在一个较低的水平，从而达到减轻腮扁叶蜂危害的目的。

本发明所涉及到的术语定义

除非另外定义，否则本文所用的所有技术及科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所了解相同的含义。

术语“物种联结性”：描述和测度物种之间关系的一种形式，它是各个物种在不同生境中相互影响，相互作用形成的有机联系的客观反映，这种反映通常是由于群落生境的差异影响了物种的分布而引起的。

术语“负联结”：指一个植物种通过对另一个种的影响而排斥它，这可能是单纯的空间排斥、竞争、化学相互影响，或者它们对生境的适应和反应不同或具有不同的环境需求。

术语“林分”：指森林的内部结构特征。即树种组成、森林起源、林层或林相、林型、林龄、地位级、出材量及其他因子大体相似，并与邻近地段又有明显区别的森林地段。

术语“树种密度”：指单位面积上林木的数量，反应了林分的稀疏与密集情况。

术语“郁闭度”：指森林中乔木树冠遮蔽地面的程度，它是反映林分密度的指标。

术语“蛀干害虫”：指危害林木枝干部位，包括韧皮部和木质部的害虫类群。多数危害由于遭受各种不利因素导致的衰弱林木，所以也常称为“次期性害虫”。

术语“天敌昆虫”：指一类寄生或捕食其它昆虫的昆虫，是昆虫群落中的一个重要类群。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。

实施例1诱集松树蛀干害虫试验

在标准地#4、标准地#12、标准地#22的中心设置1个诱捕器，使用广谱型松树蛀干害虫引诱剂诱集蛀干害虫，4～9月每个月检查换药1次；诱集前后分别调查同期标准地内昆嵛山腮扁叶蜂虫巢数，即利用目测和望远镜结合的方式，在标准地内对中心标准木上的虫巢进行计数。

统计发现，使用松树蛀干害虫引诱剂处理过的标准地内，第二年松树蛀干害虫松褐天牛、赤梗天牛、松瘤象、马尾松角颈象、横坑切梢小蠹、纵坑切梢小蠹的数量，与处理前相比都明显减少；并且，设置引诱剂处理后昆嵛山腮扁叶蜂平均虫巢数(87个)，明显低于处理前(162个)，二者差异显著(P＜0.05)。

实施例2清理林间立枯松木试验

在昆嵛山黑龙潭周边赤松纯林枯死树较多的林分设置了3块30m×30m的标准地，在清理立枯木前后各调查了1次昆嵛山腮扁叶蜂虫口密度(清数虫巢数，方法同上)和林内松树蛀干害虫种群密度(设置引诱剂诱集中，方法同上)，比较清理前后标准地内蛀干害虫数量和昆嵛山腮扁叶蜂数量的差异。

统计结果发现，清理立枯木后诱集到的蛀干害虫松褐天牛、赤梗天牛、松瘤象、马尾松角颈象、横坑切梢小蠹、纵坑切梢小蠹的数量明显比清理立枯木前少，并且昆嵛山腮扁叶蜂虫口密度在清理后(29头)明显低于清理前(84头)，二者差异显著(P＜0.05)。

实施例3调整林分郁闭度试验

在昆嵛山林场营林部门实施林间间伐抚育(间伐力度为15株/亩)工作时，同步跟踪设置标准地3块，间伐前和间伐后次年分别调查标准地内昆嵛山腮扁叶蜂虫口密度(清数虫巢数，方法同上)和林内其它昆虫种群。调查发现，间伐后次年3个标准地的平均昆嵛山腮扁叶蜂虫口密度由原来的54头降低为31头；而林间毁木弓背蚁、达球螋、黄足猎蝽、中华盗虻的数量均明显增加，与间伐前相比差异显著(P＜0.05)。

实验例1昆嵛山腮扁叶蜂与林内昆虫的物种联结性

1、研究方法

1.1研究区概况和样地设置

昆嵛山(E 121°41′34″～121°48′04″，N 37°11′50″～37°17′22″)地处山东半岛东部，属暖温带季风气候，年降水量800～1 000mm，年平均气温11～12℃，无霜期200～220d，林区土壤属于森林棕壤，以沙质壤土为主。昆嵛山是中国和东北亚赤松原生地和天然分布中心，赤松在该区域从山麓至海拔800m均有分布，与落叶阔叶林共同组成了地带性天然次生林植被。

根据林区生态系统结构、功能以及立地环境特点，在林区范围内设置50块永久样地，每块样地规格为30m×30m，样地保护带宽度为30m，各样地用GPS仪定位，实测并记录样地的海拔、坡向、坡位、坡度等指标，并在样地四角以及边线中点用水泥桩或大理石桩做永久性固定样地标记。设置的永久样地中，包含了昆嵛山林区所有的林分类型，包括针叶树纯林、针-阔叶树混交林、针-针叶树混交林、阔叶树混交林等；设置样地时，亦考虑了坡形、坡位、海拔、土壤情况等立地因子，具有足够的代表性。

1.2昆虫种类调查

1.2.1昆嵛山腮扁叶蜂调查

根据昆嵛山腮扁叶蜂幼虫在松树叶簇基部吐丝结网形成虫巢的特性，用高枝剪剪取样枝，观察虫巢的结构，统计虫巢内幼虫数目；经过统计发现，虫巢是由2～4头幼虫分别筑巢汇集一处而形成，因此每株松树上虫口数量按照虫巢个数的3倍来计算。采用目测和望远镜结合的方法，对样地上每株样木分上、中、下三层，分别从东南西北四个方向统计虫巢数量，以虫巢数的3倍作为株虫口密度。

1.2.2林内昆虫调查

(1)地表层昆虫：用巴氏罐法进行采集，塑料杯高10cm，口径7.8cm，在杯壁上方1/4处对称打孔3个，以免雨水过多标本流失；容器内加入丙二醇与酒精混合液体，比例为1:1。在每个样地中心和中心沿对角线的中点位置各放置一个诱杯，共5个，每30天收集1次并更换液体。

(2)蛀干害虫：用缓释型广谱性蛀干害虫引诱剂采集(试验前对引诱剂做过有效诱集距离测试)，在每个标准地的中心位置设置一个，为保证诱集效果，每30天换诱芯1次。

(3)人工调查：每次调查和收集地表层昆虫及蛀干害虫时，采用人工巡查的方式重点对食叶害虫进行调查，记录不同的种类和虫态。

1.3数据分析

1.3.1总体联结性检验

采用方差比率法(VA)来检验种间总体联结程度的显著性。首先作零假设各个种之间无显著联结，按下列公式计算检验统计量，公式如下：

其中，S为总物种数，N为总样圆数；T_j为样地j内出现的研究物种的总数，n_i为物种i出现的样地数，t为样地中种的平均数；T为总样方数方差，S²T为总物种数方差，VR是全部物种的关联指数。在零假设独立性的条件下，VR的期望值是1，当VR>1时，表明物种间总体呈现出净的正相关，当VR<1时，表明物种间总体呈现净的负相关，当VR＝1时，则表明物种间总体表现无关联。通过计算统计量W＝VR×N来检验物种联结性的显著性，在独立假设条件下，若种间联结不显著，则W落在[χ²(0.95)(N)，χ²(0.05)(N)]区间内的概率为90％(Schluter，1984)。

1.3.2种间对联结性χ²检验

根据2×2列联表的χ²统计量，确定被测成对物种间的联结性(王伯荪和彭少麟，1985)，计算公式如下：

由于取样的非连续性，一般用Yates的连续性校正公式计算χ²值(张金屯，2004)：

上述公式中，n为样地总数，a为昆嵛山腮扁叶蜂与另一昆虫物种均出现的样地数，b、c分别为仅有1个物种出现的样地数，d为两物种均未出现的样地数，当ad>bc时，两物种为正联结，当ad<b时，两物种为负联结。当χ²<3.841(P>0.05)时，认为两物种相互独立分布，当χ²>6.635(P<0.01)时，认为两物种间联结性极显著，当3.841<χ²<6.635(0.01<P<0.05)时，认为物种对间联结性显著。

1.3.3物种共同出现百分率I_PC％、联结系数I_AC、Ochiai关联度指数I_OI的计算

各计算公式如下：

若ad>bc，

若bc>ad，且d>a，

若bc>ad，且a>d，

由公式可知，I_PC％的值域是，该值越接近1，说明该物种对的正联结越紧密；I_OI的值域为亦为[0，1]，在两物种无关联时值为0，当两物种处于最大关联时此值为1；I_AC是用来说明种间联结程度的相关系数，其值域为[-1，1]，其值越接近1，表明物种正联结性越强，越接近-1，表明物种负联结性越强，其值为0，说明物种间完全独立。上述所有公式中字母a、b、c、d所代表的意义均相同。

1.3.4点相关系数IP、Cramer指数I_CI以及Dice指数I_DI的计算

点相关系数是采用变化幅度由+1通过0而到-1的有中心指数来表示种间联结程度(王伯荪和彭少麟，1985)，其计算公式为：

Cramer指数即为点相关系数的平方，公式如下：

Dice指数值域为[0，1]，与Cramer相同，越趋近于1，表明该物种对生物正联结性越强(付方林等，2007)。其公式为：

2、实验结果

2.1昆虫种类间总体关联性测度

将所调查的50块样地中所有出现的76种昆虫种群，再加上昆嵛山腮扁叶蜂种群，根据50×77二元数据矩阵，计算出物种间联结性指数VR＝1.193>1，说明昆嵛山腮扁叶蜂与林内的76种昆虫种类总体上呈正相关。

2.2昆嵛山腮扁叶蜂与林内昆虫的物种联结性

将昆嵛山腮扁叶蜂与50样地上所收集和调查到的昆虫种类总计76个物种对的联结性进行计算和分析，依照前文所述正负联结判断方法以及χ²临界值，逐个判定各昆虫种类与昆嵛山腮扁叶蜂联结性和联结强度，如下表1。表1中只列出了与昆嵛山腮扁叶蜂种间联结性显著与极显著的昆虫种类。

全部的76个物种对中，有40对为极显著性或显著性联结，占总对数的52.63％；其中与昆嵛山腮扁叶蜂为极显著和显著正向联结关系的昆虫种类有25种，负向联结关系的为15种。昆嵛山腮扁叶蜂与林内昆虫松褐天牛、赤梗天牛、松瘤象、马尾松角颈象、横坑切梢小蠹、纵坑切梢小蠹、大鳖土蝽、青革土蝽、中华婪步甲、点蜂缘蝽为极显著正向联结关系。与毁木弓背蚁、玉米毛蚁、盲蛛、达球螋、黑土猎蝽、黄足猎蝽，褐菱猎蝽、环足健猎蝽、中华盗虻为极显著负向联结关系；褐边绿刺蛾与昆嵛山腮扁叶蜂物种联结性也为显著性负联结，但考虑到褐边绿刺蛾属于危害阔叶树的食叶害虫，故不将其列入作为调控昆嵛山腮扁叶蜂的昆虫种类。

表1昆嵛山腮扁叶蜂与林内昆虫间的联结指数和χ²检验统计

注：表中仅列出与昆嵛山腮扁叶蜂物种联结性为正相(或负相)极显著(**)和显著(*)关系的昆虫种类。