松墨天牛成虫发生期预测

2013-08-29周书永浙江省临海市森林病虫防治检疫站临海317000陈绘画浙江省仙居县林业局徐卫民浙江省仙居县大战乡林业站徐志宏浙江农林大学

东北林业大学学报 2013年7期

周书永(浙江省临海市森林病虫防治检疫站，临海，317000)陈绘画(浙江省仙居县林业局)徐卫民(浙江省仙居县大战乡林业站)徐志宏(浙江农林大学)

松墨天牛(Monochamus alternatus Hope)主要危害松类，其幼虫的大量侵入可以引起松树死亡，并且该虫还是我国松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)病最主要的传播媒介。自日本于20世纪80年代发现松墨天牛成虫的引诱物质后［1］，我国学者也发现了一些引诱物质［2－8］。松墨天牛一生的大部分时间都在寄主体内，只有成虫阶段离开寄主，啃咬松树嫩枝皮以补充营养，是控制松墨天牛种群数量的有利时期和虫态。松墨天牛成虫在林间出现时间长达3—5月［3－10］，因而掌握和准确预测松墨天牛成虫各发生期的发生时间对控制松墨天牛种群数量有着重要的意义。期距法就是根据当地积累的历年虫情观测资料，寻找当地该虫自然种群各虫态或各世代之间的生长历期［11］417，陈绘画等曾用期距法预测了浙江省仙居县3个试验点2011年的正常松林内松墨天牛成虫各发生期的发生时间［12］;陈顺立等曾用神经网络预测松墨天牛的发生量［13］，但有关感病马尾松林中松墨天牛成虫各发生期的发生时间尚未见报道。为此，笔者于2007—2012年和2006—2012年利用松树蛀干类害虫引诱剂(原名M－99引诱剂)分别在浙江省临海市和浙江省仙居县3个试验点的松林内监测松墨天牛成虫种群动态，应用期距法分析每个试验点内松墨天牛成虫的发生期，为准确预测和综合控制林间松墨天牛成虫种群提供技术支撑。

1 试验地概况

仙居县位于浙江省东南部，地处28°28'14″～28°59'48″N、120°17'16″～120°55'51″E，东西长为63.6 km、南北宽为57.6 km，县域总面积2 003.5 km2，其中松林面积6.32×104hm2，以马尾松(Pinus massoniana Lamb.)纯林为主，各试验点的概况和悬挂的诱捕器数量见表1。临海市地处浙江东南部，位于28°40'37″～29°04'15″N、120°49'41″～121°42'25″E，东西长为85 km，南北宽为44 km，全市总面积2 208.5 km2，其中松林面积为5.9×104hm2，以马尾松纯林为主，是松材线虫病疫区，3个试验点的概况及悬挂的诱捕器数量详见表1。

2 材料与方法

2.1 试验材料

蛀干类害虫引诱剂(原名M－99引诱剂)由浙江省林业有害生物防治检疫局和中国林业科学研究院亚热带林业研究所研制、宁波中化化学品有限公司生产(2010年后由浙江黄岩鼎正化工有限公司生产)，规格为300 mL装，以及与引诱剂配套的小型松褐天牛折叠式诱捕器(杭州博弈科技开发有限公司生产)。

表1 各试验点的概况及悬挂的诱捕器数量(仙居2006—2012年、临海2007—2012年)

2.2 林间松墨天牛成虫种群的监测

仙居县的试验时间为2006—2012年的4月至10月、临海市的为2007—2012年4月至10月，选择仙居县官路镇、横溪镇、白塔镇和临海市江南街道、沿江镇及大田街道的马尾松人工林和天然林，将诱捕器架设在离地面约2 m高处，各诱捕器的间隔距离在80 m以上、距离林缘至少40 m。将引诱剂瓶口的包装材料(直径3 cm)打0.5 cm直径小孔3个。每隔3～4周更换1次引诱剂，收虫的间隔时间为2～7 d，于室内进行分类、计数。将上述6个试验点2006—2011年(仙居县)、2007—2011年(临海市)的林间松墨天牛成虫诱捕数据进行发生期分析，2012年的诱捕数据用以发生期预测效果的检验。

发生期的划分标准:种群中个别个体第1次出现的日期为始见期;根据正态分布曲线的特点，将种群中虫态发育的日累计虫数占总虫数16%、50%、84%时对应的日期作为始盛期、高峰期、盛末期［11］417;种群中的全部个体进入该虫态的日期则为末期(用插值法减少2～7d收虫间隔的日期误差)。松墨天牛成虫发生期的预测公式为［14］，式中:F为预测虫态的出现日期;Hi为起始虫态的调查日期;Xi为理论期距值;Sx为理论期距值对应的标准误差。文中的计算在MATLAB(R2009a)上完成。

2.3 一元线性插值

插值是指在样本点的基础上求出不在样本点上的其他点处的函数值。已知在自变量xi(i=1，2，…，N)处的函数值为yi(i=1，2，…，N)，则由样本点(xi，yi)、(xi+1，yi+1)可得一维线性函数:

从而由(2)式可得点xs(xi＜xs＜xi+1(s=1，2，…，M))处的函数值为ys(s=1，2，…，M)［15］。

3 结果与分析

3.1 林间松墨天牛成虫发生期分析

对6个试验点每年林间松墨天牛监测值进行一维线性插值，得到每天松墨天牛的理论监测值，然后根据发生期的划分标准划分林间成虫的理论始盛期、高峰期、盛末期(见表2)。从表2可知，不管同一试验点还是不同试验点，不同年份松墨天牛成虫的林间发生期都不同，且松墨天牛成虫在林间活动天数也不同。应用期距法计算松墨天牛成虫林间发生期的期距值及其平均数的标准差(见表3)。从表3的松墨天牛成虫林间各发生期理论期距值与标准差看，同一期距值间最高相差16.2 d(仙居县官路镇与白塔镇的始见期—始盛期期距差)、最低为9.5 d(仙居县官路镇与横溪镇的高峰期—盛末期期距差);期距值间的最大标准差为16.33 d、最小为2.04 d。经各组内试验次数不等的单因素方差分析表明，仙居县官路镇与临海市江南街道2试验点的始盛期—高峰期间期距值差异显著，其余各试验点间同一历期内的期距值无显著差异［16］。

表2 各试验点林间松墨天牛成虫理论发生期(2012年为实际观测值)

续(表2)

表3 各试验点林间松墨天牛成虫理论期距值及其标准差 d

3.2 松墨天牛成虫林间发生期的预测效果检验

由2012年松墨天牛成虫的林间始见期即可预测该地成虫发生期的始盛期、高峰期、盛末期和末期，例如已知临海市沿江镇试验点2012年松墨天牛成虫的林间始见期为5月9日，预测始盛期出现时间。查理论期距值表，得临海市沿江镇试验点始见期—始盛期的期距值为21.8 d、标准差为4.58 d，代入(1)式即可预测2012年沿江镇试验点松墨天牛成虫的林间始盛期为5月27日至6月5日，实际观测值为5月31日。其他各试验点林间发生期的预报效果检验详见表4。从表4可以看出，应用期距法预测2012年松墨天牛成虫林间发生期，除官路镇试验点的各发生期和江南街道的高峰期预测不准确外，其他各发生期均预测准确。临海市3个试验点的预测成功率为91.67%、仙居县3个试验点的预测成功率为66.67%，6个试验点的预测成功率为79.17%。

利用期距法预测松墨天牛成虫林间发生期时，还应注意当年同期湿度、温度等气象因子的变化趋势，如果该年气温高于常年则用预报的下限值、低于常年可用预报的上限值。

4 结论与讨论

除成虫外，松墨天牛的卵、幼虫、蛹均在马尾松树干内活动，给该虫的发生期预测带来较大困难。利用松墨天牛成虫生活在寄主体外的特点，以引诱方式进行成虫发生期预报较为适宜。通过6～7 a在6个试验点悬挂诱捕器监测松墨天牛成虫林间动态，根据前5～6 a监测的松墨天牛成虫林间发生期用期距法预测2012年的发生期，预测结果较为满意。用期距法预测松墨天牛成虫林间发生期简单易行，同时利用历年林间观测资料制作的期距值表具有较高的精度，适合基层测报人员掌握使用，直接为控制松墨天牛成虫林间种群提供依据。

表4 各试验点2012年预测结果的检验

预测害虫的发生期是科学防控害虫的关键环节，特别是对于松墨天牛这类钻蛀性害虫的防治上，做好发生期的预测显得尤为重要。近年来，对松墨天牛成虫的防治除采用引诱剂、饵木等诱杀外，还用噻虫啉防治松墨天牛成虫，噻虫啉防治松墨天牛成虫的林间持效期为28～70 d［17－19］。因此，准确地预测松墨天牛成虫林间发生期，可以大大降低林间松墨天牛密度。

分别将浙江省临海市和仙居县3个试验点的所有观测数据作为样本，建立临海市或仙居县林间松墨天牛成虫的期距值，然后分别预测两地2012年松墨天牛发生期的发生时间，除官路镇试验点的各发生期和沿江镇的末期预测不准确外，其他各发生期均预测准确，临海市3个试验点的预测成功率为91.67%、仙居县3个试验点的预测成功率为66.67%，6个试验点的预测成功率为79.17%。与各试验点独立建模相比，临海市、仙居县两地的预测成功率及总成功率均相等;仙居县预测失败的地点及历期不变，临海市预测失败的地点及历期从江南街道的高峰期变为沿江镇的末期，这是由于将3个试验点综合在一起后增加了江南街道的始盛期—高峰期的历期而减少了沿江镇的盛末期—末期间的历期。

积累“历年数据”是应用期距法预测害虫发生期的前提，这是应用期距法预测害虫发生期的主要缺点;害虫各虫态在林间发生数量的消长规律符合正态分布则是发生期预测的理论基础，若害虫各虫态数量的消长规律不符合正态分布就会影响到发生期的计算或预测结果，如仙居县官路镇试验点2012年8月14日—8月28日21 d内诱集到的松墨天牛数量占全年诱集量的66%，而松墨天牛种群的林间活动天数为112 d、末期为9月11日，导致该试验点全年各发生期的预测都不准确。松墨天牛成虫林间羽化除受自身的生物学特性影响外，还受各种外部环境因子的影响，是众多生态因子综合作用的结果。短期的松墨天牛成虫发生期资料难以准确地反映林间松墨天牛成虫发生期的变化，随着观测资料的积累及对预测结果的验证，进一步提高期距法预测松墨天牛成虫林间发生期的精度，更好地服务于生产。

浙江省临海市东接东海，受海洋性气候的影响比仙居县大。浙江省仙居县地处亚热带季风气候区，历年平均气温17.2℃，极端最高气温40.7℃、极端最低气温－9.9℃，年平均降雨量1 376.8 mm，年蒸发量1 260.8 mm，年日照时数1 932.6 h。临海市属中亚热带季风气候，全年平均气温17.1℃，全年积温5 370℃，无霜期241 d，平均蒸发量1 231.4 mm。有研究表明，温度、湿度及光照对松墨天牛幼虫的生长发育有影响［20－22］。仙居县官路镇试验点地处自西向东流的永安溪边马尾松防护林内，四周离山都较远，其余5个试验点均位于山地阳坡，试验地的地形差异引起温度、湿度等生态因子的变化，从而造成仙居县和临海市试验点间期距值的差异。林间期距值与生态因子间的关系有待进一步的研究。

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