章古台地区松沫蝉耗水量研究

宋鸽

(辽宁省沙地治理与利用研究所，辽宁 阜新 123000)

松沫蝉(AphrophoraflauipesUhler)是同翅目沫蝉科昆虫的一种，在辽宁章古台地区，若虫以吸取嫩枝汁液的方式危害樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)、油松(Pinustabuliformis)、赤松(Pinusdensiflora)等针叶树，造成树势衰弱，直至嫩枝枯死。根据有关研究成果，松沫蝉对松枯梢病(Sphaeropsissapinea)的发生与危害有明显的促进作用。松沫蝉若虫期的“沫期”为松枯梢病的孢子萌发创造了便利的条件，取食产生的伤口为病菌的侵入提供了便捷的途径，造成树木的死亡[1，2]。

目前对松沫蝉的研究仅停留在其与松枯梢病的关系上，对其耗水量的研究没有完整计算方法和数据支撑，本文针对这一空白进行了深入研究，通过松沫蝉泡沫表面蒸发量及滴落水滴耗水量两部分的试验，估算松沫蝉额外消耗水分的量。

1 试验地概况

试验在科尔沁沙地南部的章古台地区进行，地理坐标为42°43′—42°51′ N，121°53′—122°22′ E，属温带大陆性季风气候区。主要气候特点是干旱多风，年降水量500 mm左右，且多集中于6—8月，年蒸发量约为降水量的3倍，空气相对湿度60.4%。年均气温5.1～6.1 ℃，无霜期154 d。年均风速3.0～3.7 m·s-1。土壤类型以风沙土为主，主要树种为樟子松、油松、赤松等。

2 试验方法与分析

提取松沫蝉泡沫，分析其成分发现：泡沫主要成分为水分，占总质量的99.9%，pH值为7.57[3]。故在统计时将松沫蝉泡沫视为纯水。根据林地内调查结果，发现松沫蝉泡沫近似成球体，根据椭球体公式可以计算泡沫的体积、表面积[4]及质量；同时发现松沫蝉泡沫会在其下部凝结出水珠滴落，通过连续观测发现，每个水珠体积可取近似值50 mm3，累计其全天滴落量可测得松沫蝉泡沫滴落耗水量。测量50个松沫蝉泡沫各时段的体积与表面积，计算其蒸发量，再加上滴落耗水量，从而得到松沫蝉整个生活周期内的耗水量。

2.1 松沫蝉泡沫体积与表面积计算

图1 椭球体示意图

椭球体体积公式

椭球体表面积公式

质量公式m=ρV

式中：a、b、c代表椭球体三个轴的半径( mm)；V代表体积(mm3)；S代表表面积(mm2)；m代表质量(mg)；ρ为水的密度，取1 mg·mm-3。

2.2 松沫蝉泡沫蒸发量估算

松沫蝉在5月下旬若虫开始活动吐沫，7月下旬至8月上旬大量羽化。因此，我们将观测期设置为2016年6月1日至7月31日，连续观测61 d。将松沫蝉椭球体表面蒸发量按水面蒸发量估算，使用小型蒸发桶测量每天的蒸发速度，平均蒸发速率记作μ。得到1只松沫蝉若虫1 d耗水公式为：

2.3 松沫蝉泡沫滴落水量估算

3 结果与分析

通过连续61 d的观测，发现松沫蝉泡沫的大小平均值变化较小，但随着松沫蝉若虫的生长，泡沫存在“分堆”现象。这是由于在松沫蝉若虫1～2龄时，部分泡沫里有多只若虫，在3～4龄时若虫出走造成的。同时也有若虫死亡的现象，所以泡沫的总数保持在50±7个区间内。

图2 松沫蝉泡沫表面积

根据每日测得蒸发速率，可以计算出松沫蝉泡沫日蒸发量，如图3所示。观测期内μ=1.43。

图3 松沫蝉泡沫蒸发耗水

在滴落试验中，观测期内共有22 d降雨，故观测天数为39 d，松沫蝉滴落耗水平均每日为609.94 mg。

按章古台地区樟子松纯林单株虫口密度1 181头(2015年飞防调查数据)计算，单株樟子松在生长季内因松沫蝉危害损失74.82 kg的水分。

4 结论与讨论

27年生樟子松单株年蒸腾耗水量为1 445～2 247 kg[5]，松沫蝉消耗的水分量约占全年蒸腾耗水量的3.3%～5.2%；樟子松在章古台地区的生长期约为157 d，松沫蝉危害天数约占46.4%；且全部为樟子松生长旺盛的季节。因此松沫蝉危害严重影响樟子松的生长。

松沫蝉会诱发松枯梢病已经被大多数学者认可，但松沫蝉耗水量与枯梢病的关系研究还属空白，笔者推测松沫蝉耗水量小于一定程度时，不会造成樟子松水分胁迫和树势衰弱，感染松枯梢病的概率会减少。由于2017年年初的大旱，致使章古台地区松沫蝉销声匿迹，无从继续研究。但2017—2019年章古台地区樟子松枯梢病感病指数小于10%，从侧面印证了笔者的推测。