红火蚁觅食活动的气象因子相关性及其等级划分

许益镌，陆永跃，梁广文，曾 玲

华南农业大学红火蚁研究中心，广东 广州510642

红火蚁Solenopsis invicta Buren 因其对农林业生产和人类健康等造成的巨大危害而备受关注(Adams＆ Lofgren，1981、1982;Clemmer ＆ Serfling，1975)。2004年底在我国广东省发现该虫入侵(曾玲等，2005)，之后众多学者从不同的角度，较为系统、深入地研究了该虫的生物学和防治技术(陈焕瑜等，2006;刘杰等，2006;罗礼智等，2006;田伟金等，2007;曾鑫年等，2006);同时开展了关于红火蚁扩散、觅食行为、空间分布和种群变动规律等生态学方面的研究(李宁东等，2006;陆永跃等，2007;许益镌等，2006b、2007)。

红火蚁的觅食活动具有显著的社会规律，易受诸多外界条件和内部因素的制约(Howard ＆Tschinkel，1980、1981;Taylor，1977;Traniello et al.，1984;Wallis，1962)。红火蚁的觅食行为对其种群发展具有重要意义，而觅食活动的强弱又可被用作红火蚁发生程度的评判指标之一(黄俊等，2008)。我国已有一些学者研究了红火蚁对不同食物类型的觅食取向(宋侦东等，2007;许益镌，2006a)，已探明荔枝园等生境内红火蚁的觅食行为过程及工蚁召集动态规律(许益镌等，2007)。但对于其觅食活动的年变动规律尚无报道。本文采用定点监测的方法，观察红火蚁觅食活动的年变动规律，分析红火蚁在华南地区的觅食活动及其与气象因子的关系，以期为该虫的综合治理提供指导，为进一步开展预测预报以及发生程度评价方面的研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本试验中使用的监测饵料为香肠，由河南省漯河双汇集团生产。

1.2 试验生境情况

试验地位于广东省深圳市宝安区。据调查，该区域的红火蚁为多蚁后型。选择4 种华南地区常见的典型生境类型:荔枝园、苗圃、公路边、荒地。

荔枝园:试验时园内杂草已被清理，地面较为光秃，仅覆盖一些枯枝落叶。红火蚁活动蚁巢密度为0.171 个·m－2。

苗圃:主要种植一些苗木及盆栽，地面有较稀疏的植物生长。红火蚁活动蚁巢密度为0.064 个·m－2。

公路边:生长着较密的杂草，主要以茅草为主。活动蚁巢密度为0.224 个·m－2。

荒地:长满杂草，很少被人为干扰。红火蚁活动蚁巢密度为0.188 个·m－2。

1.3 调查方法

于2005年8月至2006年7月每月中下旬调查红火蚁工蚁觅食活动。每个生境的调查面积为500 m2以上，每次调查时设置10 个诱瓶。取饵料1 g 左右，放入50 mL 塑料广口瓶中，开口并倒置于阴凉(非太阳直射)地面上，30 min 后盖好瓶盖，收集红火蚁并计数。

研究中所用的气象资料由广东省气象局提供。

1.4 数据处理

通过DPS 软件分析数据，并用EXCEL 绘图。

2 结果与分析

2.1 典型生境内红火蚁觅食活动的年变化规律

图1显示，在各生境内红火蚁觅食活动年变化趋势大体一致。其基本规律:在华南地区各典型生境中觅食活动常年发生;冬、夏季觅食活动较弱，春、秋季较为活跃;4 ～6月和9 ～11月分别出现2 个觅食高峰。2005年12月～2006年1月是红火蚁觅食活动最弱的阶段，7 ～8月会出现另一个觅食低谷。

不同生境最低觅食工蚁数出现的月份有一定差异。荔枝园、公路边和荒地均出现在1月份，分别为67.3、20.9 和19.4 头·瓶－1，而苗圃出现在12月份，为8.8 头·瓶－1。

自2月份开始，红火蚁的觅食活动随气温回升渐趋活跃，但增长幅度因生境而异。荔枝园内，红火蚁觅食活动在5月份达到高峰，诱集量达520 头·瓶－1;公路边，其觅食活动在3月份达到一个高峰，诱集量达151 头·瓶－1;而在苗圃内，2月份就出现一个高峰，数量为213.3 头·瓶－1，经过3、4月急剧下降后5月份重新达到高峰，诱集量为281.1头·瓶－1;荒地则在3月份达到觅食活动高峰，工蚁诱集量为266.1 头·瓶－1。在各个生境中，9 ～11月会出现另一个觅食高峰:荔枝园出现在10月份，工蚁诱集量为271.9 头·瓶－1;公路边出现在11月份，觅食工蚁数达306.4 头·瓶－1;苗圃出现在10月份，工蚁诱集量为257.7 头·瓶－1;荒地则在9月份提前出现觅食高峰，工蚁诱集量为315.6 头·瓶－1。

2.2 各气象因子与红火蚁成虫种群变动的相关性

将觅食工蚁数Y 与9 种气象因子(X)，即降水量(X1)、月平均风速(X2)、月平均气温(X3)、月平均气压(X4)、月平均相对湿度(X5)、日照时数(X6)、月最低气温(X7)、月最高气温(X8)、月最小相对湿度(X9)进行相关性分析。结果表明，红火蚁觅食工蚁数与降水量、月平均气温、月最低气温、月最高气温、月最小相对湿度呈正相关，而与月平均气压呈负相关，且各相关性均达显著水平(表1)。由此说明红火蚁觅食活动与这些因子的变化有着密切关系。此外，红火蚁的觅食活动与月平均风速呈负相关，与月平均相对湿度、日照时数呈正相关，但相关性不显著，说明这3 个气象因子对红火蚁觅食活动的影响较小。

图1 4 种生境内红火蚁工蚁觅食活动年变化规律Fig.1 Variation in foraging activities of S.invicta over a year in four habitats

表1 红火蚁觅食活动与气象因子的相关性Table 1 Correlation coefficients between foraging activity of the workers and the climate variables

2.3 主要气象因子对红火蚁觅食活动影响的逐步回归分析

各种气象因子之间存在必然联系，考虑到多因素对红火蚁觅食活动的影响，以红火蚁觅食工蚁数Y 为因变量，以气象因子为自变量Xi，就主要气象因子对红火蚁觅食活动的影响进行了逐步回归分析。得到回归方程:

Y=－448.212820 +35.00530622X3－1.3549397048X6－13.317033664X7

上述方程式，F=50.0880，显著性概率p=0.0000，多元相关系数R =0.97440。这表明月平均气温(X3)、日照时数(X6)、月最低气温(X7)综合影响红火蚁觅食活动的变化。

经偏相关分析，红火蚁觅食工蚁数与月平均气温(X3)呈正相关(t =5.93328，p =0.00022)，其偏相关系数为0.90268;而与日照时数(X6)和月最低气温(X7)呈负相关(t=4.38547，p=0.00176;t=3.45328，p = 0.00724)，偏 相 关 系 数 分 别 为－0.84038 和－0.77363，均达到显著水平。

2.4 影响红火蚁觅食活动的主要气象因子的通径分析

根据平均气温(X3)、日照时数(X6)、月最低气温(X7)各相关系数的组成效应，将所选各气象因子(Xi)与觅食工蚁数量(Y)的相关系数剖分为直接作用和通过其他因子(Xj)的间接影响2 个部分进行通径分析。由表2可知，月平均气温(X3)对红火蚁觅食工蚁数量变动的直接作用最大，其余依次为月最低气温(X7)和日照时数(X6)。其中，月平均气温(X3)对红火蚁觅食活动的直接作用大于通过其他因子的间接作用;而日照时数(X6)和月最低气温(X7)的间接作用大于其直接作用。由此表明，月平均气温(X3)可以作为直接影响红火蚁觅食活动的重要参数。

表2 影响红火蚁觅食活动主要气象因子的相关与通径分析Table 2 Correlation coefficients and path analysis between the foraging of S.invicta and main climatic factors

2.5 荔枝园内红火蚁觅食活动等级与气象因子临界点估算

建立觅食工蚁数Y 与月平均气温二次曲线方程:

Y=－936.1036 +81.9344 X3－1.2740 X32(R =0.8933，p=0.00075)

根据上述方程求Y 的最大值，采用等距法将红火蚁觅食活动划分为5 个等级(表3)，并与发生程度建立对应，再通过各Y 值对方程进行求导算出各级别对应的温度理论临界值(表3，图2)。其中，Y最大值对应的温度为32.16 ℃，比全年月最高平均温度高1.76 ℃，曲线右半部的理论临界值无现实意义。因此，红火蚁在荔枝园中觅食活动的5 个级别所对应的月平均温度实际临界值分别为:TⅠ＜16.68 ℃，16.68 ℃≤TⅡ＜18.74 ℃，18.74 ℃≤TⅢ＜20.84 ℃，20.84 ℃≤TⅣ＜24.37 ℃，24.37≤TⅤ＜39.94(表3)。

表3 荔枝园内红火蚁觅食活动等级划分与相应的温度临界值Table 3 Critical temperatures of different foraging activities of S.invicta workers

建立觅食工蚁数与日照时数的关系:Y=－90.764+133.567X6－10.189X62。依据表3，以不同觅食活动级别的工蚁数对方程进行求导得到对应的日照时数临界值:SⅠ＜1.40 h·d－1，1.40 h·d－1≤SⅡ＜2.18 h·d－1，2.18 h·d－1≤SⅢ＜3.00 h·d－1，3.00 h·d－1≤SⅣ＜4.50 h·d－1，SⅤ＞4.50 h·d－1(图3)。

图2 红火蚁觅食活动与月平均气温的关系Fig.2 Relationship between foraging activity and mean monthly temperature

图3 红火蚁觅食工蚁数与日照时数的关系Fig.3 Relationship between foraging activity and monthly sunlight hours

建立觅食工蚁数与月最低气温的关系:Y =10.6251 +15.4815X7(R =0.8339，p =0.00075)。依据表3，以不同觅食活动级别的工蚁数对方程进行求导得到对应的月最低气温临界值:TⅠ＜4.22 ℃，4.22 ℃≤TⅡ＜9.13 ℃，9.13 ℃≤TⅢ＜13.40 ℃，13.40 ℃≤TⅣ＜18.95 ℃，TⅤ＞18.95 ℃(图4)。

图4 红火蚁觅食工蚁数与月最低气温的关系Fig.4 Relationship between foraging activity and mean monthly minimum temperature

3 结论与讨论

本研究表明，红火蚁在华南地区典型生境内觅食活动呈现较强的规律性变化，即12 ～1月觅食活动最弱，3 ～6月会出现一个觅食活动高峰，9 ～11月出现另一个高峰，7、8月份可能受高温的影响觅食活动有一定程度的减弱现象。觅食活动规律与蚁群数量的年变动规律(另篇发表)存在较强的相关性，同时又极易受气象因子的影响。相关分析结果表明，红火蚁觅食工蚁数与降水量、月平均气温、月最低气温、月最高气温、月最小相对湿度呈正相关，而与月平均气压呈负相关，且各相关性均达显著水平。逐步回归分析表明，月平均气温、日照时数、月最低气温综合影响红火蚁觅食活动的变化。进一步研究表明，月平均气温可以作为直接影响红火蚁觅食活动的重要参数。

本文对荔枝园红火蚁全年觅食活动进行分级，并求出5 个级别所对应的月平均气温、日照时数和月最低气温实际临界值。但由于试验地点以及红火蚁发生程度等条件的限制，该分级标准仅在一定程度上代表了深圳市荔枝园生境中的评价标准，其他地方应根据具体的气象条件并结合红火蚁的发生为害程度进行评价才更具现实意义。本研究主要在方法上探讨了红火蚁发生程度的分级标准，如果能开展更详细的调查，将有助于制定准确的以气象因子为指标的红火蚁发生程度分级标准。

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