山楊楔天牛的危害及其研究現狀

唐 樺, 楊忠岐*, 哈米提, 張 燕

(1.中國林業科學研究院森林生態環境與保護研究所/國家林業局森林保護學重點實驗室,北京 100091; 2. 新疆維吾爾自治區額敏縣林業局, 額敏 834600)

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山楊楔天牛的危害及其研究現狀

唐 樺1, 楊忠岐1*, 哈米提2, 張 燕2

(1.中國林業科學研究院森林生態環境與保護研究所/國家林業局森林保護學重點實驗室,北京 100091; 2. 新疆維吾爾自治區額敏縣林業局, 額敏 834600)

山楊楔天牛近年來在新疆塔城地區暴發成災,目前正呈加劇發展之勢。文章綜述了山楊楔天牛的為害情況及其分布、寄主、生活史、生物學特性、天敵和防治技術等方面的研究現狀,以促進對山楊楔天牛更深入的研究。

山楊楔天牛; 生物學; 寄主; 天敵; 防治

山楊楔天牛[Saperdacarcharias(Linnaeus)][異名Anaereacarcharias(L.)，CerambyxcarchariasL.]隸屬于鞘翅目(Coleoptera)天?？?Cerambycidae)溝脛天牛亞科(Lamiinae)楔天牛族(Saperdini)。在我國最早發現于黑龍江、吉林和遼寧省[1-2]。錢范俊等報道，山楊楔天牛在黑龍江省甘南縣甘南林場、綠色林場嚴重為害楊樹人工林，平均被害株率達9.0%～58.5%,嚴重被害的林分,有蟲株率最高達84.7%[3]。劉玉娟報道，內蒙古扎蘭屯市風景林內的害蟲為害嚴重,呈上升趨勢,以山楊楔天牛等3種天牛為害最重,受害主要樹種為柳樹，植株被害率達85%以上,平均蟲口密度達16.56頭/株。有的一株受害樹上同時有幾種天牛危害,使許多柳樹瀕臨死亡,嚴重威脅風景林的景觀[4]。宿秀鳳等報道，山楊楔天牛近年來在新疆塔城地區暴發成災，是塔城市楊樹生產上為害嚴重、防治十分困難的害蟲[5]。原因是，新疆降雨量少，植被豐富度低，其獨特的地理、生態環境決定了在防護林和城市綠化造林樹種的選擇上余地不大，主要以楊、柳、榆等抗旱、耐風沙樹種為主，這些樹種的栽植面積大，種植比較集中；再加上，栽植樹種和栽植方式比較單一，經營管理粗放，天敵的自然控制作用弱，造成了新疆大多數現有以楊樹為主的防護林生態系統脆弱，生物多樣性程度低，生態功能低下，為山楊楔天牛的生存、為害和擴散蔓延創造了良好條件。從目前該害蟲在新疆的發生情況來看，主要發生于塔城地區額敏縣的13 333.3 hm2楊樹人工林中，成災面積2 546.7 hm2(薩爾也木勒牧場、哈拉也門鄉、玉什哈拉蘇鄉、上戶鄉、蒙古鄉、杰勒阿尕什鄉、瑪熱勒蘇鄉分別為200.0、333.3、600.0、666.7、466.7、80.0和200.0 hm2)，受害株率70%，受害楊樹30%左右的植株已死亡[6]，目前正呈加劇之勢發展[7]。山楊楔天牛主要在樹干基部為害，嚴重受害木的木質部常呈蜂窩狀，水分、養分無法正常運輸，最終導致死亡(圖1)。這對楊樹的生長造成極大的危害，對當地防護林建設、農林業生產造成了嚴重威脅。新疆的主要樹種是楊樹，而楊樹在防風固沙、涵養水源、保護生態環境中起著十分重要的作用。為保護楊樹等樹種，新疆已將山楊楔天牛列為補充林業檢疫性有害生物[8]，國外土耳其也將該天牛列入危險性有害生物名單中嚴禁傳入[9-11]。

山楊楔天牛也分布于歐洲許多國家，如意大利、法國、西班牙、荷蘭、比利時、奧地利、匈牙利和羅馬尼亞等[12]。主要為害以生產高品質商品木材為目標而栽培的楊樹林。1996年意大利有8%的楊樹人工林被毀掉，僅購買殺蟲劑進行防治一項就達35萬歐元[13]。

為促進對山楊楔天牛更深入的研究，綜合大量國內外文獻的研究報道并結合我們自己的研究結果對山楊楔天牛的為害情況及其研究現狀綜述如下。

1 山楊楔天牛分布、寄主、生活史及生物學研究進展

1.1 山楊楔天牛的分布與寄主

山楊楔天牛在我國分布于新疆、湖北、貴州[16]、黑龍江、吉林、遼寧、河南、陜西、江蘇、湖南[17]、四川[18]、內蒙古[7]、甘肅[19]、江西[20],在國外分布于愛沙尼亞、法國、匈牙利、意大利、荷蘭、羅馬尼亞、斯洛伐克、西班牙[21]、波蘭[22]、芬蘭[23]、捷克[24]、德國[25]、土耳其[26]、拉脫維亞[27]、前蘇聯[28]、朝鮮、奧地利[29]、比利時[30]、保加利亞[31]、丹麥[32]、挪威[33]、瑞典[34]、瑞士[35]、英國[36]、前南斯拉夫[37]和阿爾巴尼亞[38];為害山楊、白楊、青岡柳、黃華柳、杏、櫟[17]等林木,在新疆主要為害的寄主樹木是山楊(PopulusdavidianaDode)、北京楊(P.×beijingensisW.Y.Hsu)和苦楊(P.laurifoliaLedeb.),樹木受害率高達85%以上[4]。據Selistschenskaja[39]報道,山楊楔天牛在俄羅斯為害歐洲大葉楊(P.candicansAit.)和甜楊(P.suaveolensFisch.);其他國家的受害楊樹還有黑楊(P.nigraLinn.)、 歐洲山楊(P.tremulaLinn.)、中東楊(P.×berolinensisDipp.)、歐美雜交楊(P.deltoidesMarsh×P.nigra)、 銀白楊(P.albaL.)、大齒楊(P.grandidentataMichx.)和小葉楊 (P.simoniiCarr.)[24]。

1.2 山楊楔天牛的生活史及生物學

山楊楔天牛的成蟲具翅,并有較強的飛行力,但由于雄蟲比雌蟲輕,因而比雌蟲的飛行力更強、飛行次數更多,飛行時伴隨著清楚的嗡嗡聲[36]。成蟲白天通常在樹冠上休息,主要在晚上取食葉片、嫩梢和嫩枝補充營養[32];當受到干擾時,成蟲會發出啁啾聲[36]。

雌蟲將卵單產于樹皮上大約 5 mm長的一個垂直切口中,每雌產卵量約為50粒[24,28, 32, 36]。在幼樹上,卵均產于樹干基部。雌蟲任意將卵產于健康的和非健康的楊樹上,而在這兩類楊樹上其卵和初孵幼蟲的成活率大不相同：健康樹由于生長旺盛,天牛產卵時造成的樹皮傷口能快速愈合,從而導致大部分卵和初孵幼蟲死亡(死亡率最高可達80%),有人認為這是該害蟲最重要的自然死亡因子。樹干基部生長的野草可能是雌蟲喜產卵于此的影響因子,因為這些野草為其提供了一個避免天敵干擾的有利環境[42, 46]。

初孵幼蟲取食皮層組織一段時間,約5～8周(因寄主樹木的年齡和樹皮厚度的不同而有差異)后,開始進入木質部為害,先進行水平取食,然后通常會向上或者向下以曲線的方式取食形成蟲道;當約達到樹干中心部位(或深度約4～7 cm的地方)時,開始垂直向上蛀食,形成的蟲道總長度為15～25 cm[32]或更長[36]。老熟幼蟲在蛀道上端蛀食出2～3 cm粗的蛹室并用木屑和糞便塞滿蛀道,同時往蛹室內分泌一種黏液使蛹室內壁光滑呈黑褐色,然后頭部向下開始化蛹,羽化后的成蟲向下把蛀道內糞便與木屑推出排糞孔并鉆出,出孔后便開始補充營養和交配產卵[1]。

山楊楔天牛在氣候較溫暖的地區2年1代,如意大利[32]、法國[40]和德國[27]。 在氣候較冷的地區3年1代, 如前捷克斯洛伐克[24]; 有時在氣候很冷的地區可達4年1代, 如蘇格蘭[36]和俄羅斯[28]。哈米提等報道,該天牛在新疆2年1代,世代重疊現象明顯。以小幼蟲和老熟幼蟲在樹干基部坑道內越冬。翌年4月中旬開始活動為害,一直到10月上旬仍有部分幼蟲取食為害。4月下旬老熟幼蟲開始化蛹,7月上旬仍可見到極少部分蛹。5月中旬成蟲開始羽化,一直到7月下旬在林間均可見到成蟲。卵期在5月下旬到8月中旬之間。幼蟲在受害樹上的蛀蟲孔數量與樹冠的垂直投影面積呈二次曲線關系,在寄主樹木上主要分布于樹干下部0～3 m 的范圍內[4]。

2 山楊楔天牛的天敵研究進展

山楊楔天牛卵期的寄生性天敵有天牛艾姬小蜂(EuderuscaudatusThomson)[32, 41-42];幼蟲期的寄生性天敵有銹瘦角姬蜂[Ischnocerusrusticus(Geoffroy)][43]、楊兜姬蜂[Dolichomituspopulneus(Ratzeberg)]、收獲兜姬蜂(D.messormessorGravenhorst)[21]和鑿姬蜂(XoridescomutusRatzeburg)[44];捕食性天敵有大斑啄木鳥(DendrocoposmajorL.)[42, 45-49]、小斑啄木鳥(D.minorL.)[21]、白背啄木鳥(D.leucotosBechstein)[50]、綠啄木鳥(PicusviridisL.)[51]; 幼蟲期的致病微生物有白僵菌[Beauveriabassiana(Bals.-Criv.) Vuill.][32]和敗血假單胞菌(PseudomonassepticaBergey)[42]。其中,天牛艾姬小蜂和大斑啄木鳥在控制山楊楔天牛種群密度中可能起著最重要的作用[32,42]。在意大利,天牛艾姬小蜂對山楊楔天牛卵的寄生率為2.3%～27%[32,41];在捷克,rot報道其平均寄生率為6.5%[42]。大斑啄木鳥對山楊楔天牛越冬幼蟲的啄食率為 6.5%～26%[42,45-46];其啄食率與楊樹人工林的林齡成正相關,而在林緣啄食更強;其啄食率也與害蟲種群密度成正相關。哈米提等報道了4種寄生性天敵昆蟲對山楊楔天牛的室內寄生效果和利用白蠟吉丁腫腿蜂防治山楊楔天牛的林間試驗結果。室內試驗結果表明：這4種天敵均有一定的寄生效果(寄生率最高為46.33%,最低為19.27%),其寄生效果按從大到小的排列順序是：花絨寄甲[光肩星天牛生物型Dastarcushelophoroides(Fairmaire)]>白蠟吉丁腫腿蜂(SclerodermuspupariaeYangetYao)>蘋小吉丁腫腿蜂(Sclerodermussp.1)=落葉松吉丁腫腿蜂(Sclerodermussp.2)。林間試驗結果表明：白蠟吉丁腫腿蜂對該天牛的平均寄生率為16.68%,最高為27.59%。由于花絨寄甲只寄生天牛中老齡幼蟲和蛹,而腫腿蜂只寄生天牛1～3齡小幼蟲,因此花絨寄甲和白蠟吉丁腫腿蜂可分別作為生物防治山楊楔天牛中老齡幼蟲和幼齡幼蟲的首選天敵昆蟲,可利用這兩種天敵互補開展生物防治[52-53]。

3 樹種抗蟲性、山楊楔天牛人工飼養及導致山楊楔天牛死亡的影響因子研究

這些方面的研究報道很少。關于樹種抗蟲性的研究僅Varga報道了楊樹深栽法對山楊楔天牛及食葉害蟲和真菌性病害有抗性[54];Arru等進行了意大利楊樹無性系‘I-214’和‘I-488’對山楊楔天?？瓜x性的研究[55]。在山楊楔天牛人工飼養方面,僅Strojny報道了波蘭利用楊樹嫩枝皮飼養山楊楔天牛成蟲的研究[56]。關于山楊楔天牛死亡的影響因子研究,僅rot進行了報道：在卵和初孵幼蟲期死亡率最高(主要原因是由于寄主樹木生長迅速,在天牛產卵傷口處愈合而使其窒息而死),在非健康樹上卵和初孵幼蟲的死亡率分別為35%和34%(健康樹約為56%和61%);還有6.5%卵和5.5%幼蟲分別被天牛艾姬小蜂和銹瘦角姬蜂寄生,13%的幼蟲被敗血假單胞菌寄生;在沿河森林約有10%幼蟲被大斑啄木鳥所啄食[42]。

4 山楊楔天牛的防治技術研究

有關山楊楔天牛的防治技術,宿秀鳳等[3]與景和琴[57]曾報道山楊楔天牛的綜合防治技術,所用方法包括：加強檢疫,及時伐除枯死或瀕臨死亡的林木并立刻處理,保護和招引益鳥,加強撫育管理、提高林分抗蟲性,人工捕捉成蟲,樹干基部涂白,用棉簽蘸取80%敵敵畏原液塞蟲孔并用泥封口,在成蟲羽化盛期噴灑40%氧化樂果與敵敵畏1∶1混合液800～1 000倍液,在樹干基部30 cm以下與樹干成45度角鉆8 cm的深孔1～5個、然后將40%氧化樂果100倍液注入孔內并封口。Allegro報道,意大利利用殺蟲劑在干基部噴霧、涂抹或注射藥劑防治成蟲,利用聚四氟乙烯薄膜在樹干基部纏繞形成阻礙成蟲產卵的障礙,均取得了較好的防效[13,58]。Barani等進行了幾種擬除蟲菊酯殺蟲劑、有機磷微膠囊殺蟲劑和2種線蟲對山楊楔天牛幼蟲的防治篩選試驗,得出混合使用甲基毒死蜱和α-氯氰菊酯以及使用Nemagard H線蟲注孔,可取得理想防效[59]。Lapietra進行了殘殺威與敵敵畏混合液噴霧防治山楊楔天牛幼蟲林間試驗[60]。黃競芳報道,山楊楔天牛及楊干象是歐洲大陸各國最嚴重的蛀干害蟲,楊樹人工林90%左右的損失是這類害蟲造成的。意大利針對兩種為害最嚴重的蛀干害蟲,進行了大規模的農藥篩選工作,從農藥品種、劑量、劑型到施用方法進行了系統試驗[61]。Lieutier等報道,歐洲相關國家對山楊楔天牛的防治方法主要是營林措施(主要通過樹種選擇、森林環境治理來進行),噴灑化學殺蟲劑防治成蟲的方法在歐洲許多國家已很少使用[21]。

5 展望

國內外主要報道了山楊楔天牛的分布、形態特征、生活史、生物學特性、樹種抗蟲性、人工防治、化學防治、生物防治、綜合防治技術,其中的防治方法雖然有一定效果但費工耗時,難以在大面積防治中推廣應用;且其中有些方法對生態環境影響很大,不宜廣泛使用。如何探索研究出可大面積應用又不會破壞生態環境的方法,是今后亟待解決的問題。而通過將山楊楔天牛放入植物-有害生物-天敵-環境這個整體中來研究即進行生態控制[62]是解決這一問題的良方,而利用天敵昆蟲開展生物防治是生態控制中首選的主要措施,因為,天敵昆蟲能夠自己尋找并發現在樹干內隱蔽性為害的山楊楔天牛,進入其坑道寄生和消滅天牛;實踐證明,這是防治蛀干害蟲的有效技術[63]。

生態控制不是一概地對有害生物進行殺滅,而是遵循生態系統原則、協調性原則、生態平衡原則、生態位原則、環境保護原則、協同進化原則、林副產品安全原則、生態系統穩定性原則、生態系統的高功能原則、森林生態系統生物災害的可持續控制原則,將有害生物防治與其他森林培育措施融為一體,將有害生物防治貫穿于森林培育的各個環節,組裝成切實可行的生態工程技術體系,對森林生態系統及其寄主-有害生物-天敵關系進行合理的調節和控制,變對抗為利用,變控制為調節,化害為利,以充分發揮系統內各種生物資源的有益功能。所以,生態控制能夠保證林分的健康發展,能從根本上治理有害生物,并能平衡生態系統中各個組分的組成和結構,控制效果好、持續期長,防治成本相對較低,經濟效益高,控制范圍大,負效應小,因生態系統組成、結構的變化導致的新問題也較少。由于森林有害生物的生態控制與森林有害生物綜合管理相比具有以上多項優點,因而是未來森林有害生物控制的主要方向,具有廣闊的前景[62]。

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(責任編輯：田 喆)

Damage ofSaperdacarchariasand its current research status

Tang Hua1, Yang Zhongqi1, Hamiti2, Zhang Yan2

(1.Research Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry, Key Laboratory of Forest Protection of State Forestry Administration, Beijing 100091, China; 2. Forest Bureau of Emin County, Xinjiang Uygur Autonomous Region, Emin 834600, China)

Saperdacarcharias(Coleoptera: Cerambycidae) is a disaster pest in Tacheng Prefecture, Xinjiang recently, and the impact of the disaster pest is increasing in recent years. To promote the deep study on the pest control, the paper summarized the damage, current research status about its distribution, host trees, life cycle, bionomics, natural enemies, and control technology, etc.

Saperdacarcharias; bionomics; host; natural enemy; control

2014-04-17

2014-05-30

新疆維吾爾自治區少數民族科技骨干人才特殊培養科研專項資金項目(201123106)

S 763.38

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.03.002

* 通信作者 E-mail:yangzhqi@126.com