4種引誘劑對光肩星天牛的誘捕效果及種群數(shù)量評估1)

馬維超 周艷濤 劉英勝 孟昭軍 張愛軍 嚴(yán)善春

(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040)(國家林業(yè)和草原局森林和草原病蟲害防治總站)(衡水市林果病蟲害防治檢疫站)(東北林業(yè)大學(xué))(美國農(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)又稱亞洲天牛(ALB)，隸屬于鞘翅目(Coleoptera)、天牛科(Cerambycidae)，是中國重要的林木蛀干害蟲，被列入全國林業(yè)危險性有害生物名單[1-2]。在中國，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)的多種闊葉樹種[3-5]，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。光肩星天牛傳入美國后，1996年引起30%以上的樹木死亡，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、美國、加拿大等國實(shí)施進(jìn)口檢疫新標(biāo)準(zhǔn)，為了防止中國出口木質(zhì)包裝攜帶的光肩星天牛傳入其國境，拒絕與中國進(jìn)行進(jìn)出口貿(mào)易，給中國造成近250億美元的經(jīng)濟(jì)損失[2]。

目前，國內(nèi)外都在探索對該蟲的預(yù)測預(yù)報方法及防治措施，對光肩星天牛現(xiàn)有的監(jiān)測技術(shù)仍僅局限于使用望遠(yuǎn)鏡或者攀爬受害木，檢查產(chǎn)卵孔、羽化孔和幼蟲糞便等，盡管這些監(jiān)測技術(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，用來誘捕監(jiān)測光肩星天牛的發(fā)生范圍和趨勢，是國際公認(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信息素后，均能增強(qiáng)其對該蟲的引誘效果。掌握誘捕劑的有效誘捕距離及昆蟲的擴(kuò)散能力，是在對害蟲種群監(jiān)測及其危害防控過程中，制定合理方案和措施的技術(shù)關(guān)鍵。

標(biāo)記-釋放-回捕法又稱標(biāo)記釋放回收法或標(biāo)記釋放再捕法，是指通過將捕捉的生物個體應(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、生物特性和遷飛規(guī)律。擴(kuò)散是昆蟲從一個區(qū)域向另一個區(qū)域分散的過程，是一種有規(guī)律的、定向的活動，也是種群數(shù)量增長后其行為上必然產(chǎn)生的結(jié)果。通常，在昆蟲生態(tài)學(xué)研究中，是以一定時間內(nèi)昆蟲移動的空間范圍或距離來表示其擴(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不同距離處光肩星天牛的誘捕效果，分析其對光肩星天牛的有效誘捕距離，掌握其種群數(shù)量變動規(guī)律，為監(jiān)測光肩星天牛的發(fā)生動態(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個樣地內(nèi)，樣地間距60 km，主要樹種均為旱柳(Salixmatsudana)，樹齡分別為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(福樂閣Dekso-plast 5，啞光，無味，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)分別與雄蟲信息素的組合即分別為Ⅲ、Ⅳ引誘劑[13]，其用量及載體見表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估

從6月26日到8月1日，在滏陽河試驗(yàn)樣地中心位置，測量出半徑分別為40、30、20、10 m的4個同心圓T、A、B和C，由A、B和C構(gòu)成3個環(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。在每個釋放區(qū)的東、東北、北、西北、西、西南、南和東南8個方位上，分別釋放雌、雄天牛各6頭，每個釋放區(qū)內(nèi)釋放的天牛總量為96頭，3個釋放區(qū)共釋放288頭。從釋放后第2天開始，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，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)量及其對應(yīng)的引誘劑種類見表2，釋放雌雄天牛各24頭，共計48頭。按釋放區(qū)C→B→A順序，從正北方位開始順時針向著其他7個方位逐漸釋放，每個方位釋放雌雄天牛各1頭，時間間隔為1 d。在3個釋放區(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，并在更換誘芯時將各誘捕器順時針方向移動一個掛放位置，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；大寫字母A、B和C分別代表不同釋放區(qū)；小寫字母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)量及其對應(yīng)的引誘劑種類

1.5 光肩星天牛種群數(shù)量的評估

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個方位上，共掛設(shè)48個誘捕器(4種誘捕器×2個重復(fù)×6個距離)。從釋放后第2天開始，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估，共輪換7次。

根據(jù)光肩星天牛成蟲在自然情況下壽命及擴(kuò)散力的特性，本研究可以滿足標(biāo)記-釋放-回捕法在建立方程時所需要的假設(shè)條件。根據(jù)Peterson提出的下式[11]，計算試驗(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)計誘捕到的標(biāo)記和未標(biāo)記天牛的數(shù)量，計算標(biāo)記釋放誘捕率、誘捕距離、種群數(shù)量，通過卡方檢驗(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，其中無標(biāo)記的32頭，有標(biāo)記的23頭(見表3)。總回捕率為6.85%(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11頭，占47.83%，雄蟲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)記天牛總量的比例

由表4可知，對于在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沒有誘捕到雌性標(biāo)記天牛。對于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引誘劑沒有誘捕到雌性標(biāo)記天牛。對于在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種引誘劑沒有誘捕到標(biāo)記天牛。

由表3、表4可知，Ⅰ和Ⅱ在3個距離處誘捕到的標(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1 382頭，雌蟲1 112頭(見表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，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]，蟲情監(jiān)測困難。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)測昆蟲種群發(fā)生動態(tài)提供理論依據(jù)。黃照崗等[17]通過測定M-99性誘劑對松墨天牛(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以內(nèi)，20 m以內(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]研究不同引誘劑對光肩星天牛的誘捕效果時發(fā)現(xiàn)，含有雄蟲信息素的引誘劑對雌蟲有最佳誘捕效果，植物源引誘劑與雄蟲信息素混合會降低雄蟲誘捕效果，與本研究結(jié)果一致。這可能是因?yàn)樾巯x信息素在吸引雌蟲前來交配的同時排斥其他雄蟲，降低交配競爭。同時余漢鋆[18]研究發(fā)現(xiàn)，植物源引誘劑對光肩星天牛雄蟲有較好的誘捕效果，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，同時設(shè)置引誘劑Ⅰ、Ⅳ誘捕器，可有效監(jiān)測光肩星天牛2個性別的發(fā)生動態(tài)。

李國宏等[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1 000 m時標(biāo)記成蟲占所有回捕到天牛的17.69%，超過2 000 m的標(biāo)記成蟲占所有回捕到天牛的3.93%。本研究在滏陽河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以內(nèi)，但回捕率相對較高。

害蟲種群密度是監(jiān)測其發(fā)生動態(tài)的重要指征。趙宇翔等[20]通過林間調(diào)查確定云南松林內(nèi)松墨天牛發(fā)生程度最嚴(yán)重林分蟲口密度高達(dá)3 600頭·hm-2。本研究對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，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，在實(shí)踐中可利用標(biāo)記-釋放-回捕法監(jiān)測光肩星天牛發(fā)生程度，以便適時適當(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。