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山西沁水县松墨天牛发生危害规律

高瑞贺 刘佳奇 刘磊 范世明 崔浩 董小姣 刘燕 张志伟

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山西沁水县松墨天牛发生危害规律

    作者简介: 高瑞贺,博士,副教授。主要研究方向:林木有害生物综合治理。电话:13233449069 Email:gaoruihe1989@163.com.
    通讯作者: 张志伟, zhiweizhang2012@163.com
  • 中图分类号: Q958.15;S154.5

The Damage Regularity of Monochamus alternatus in Qinshui County, Shanxi Province

    Corresponding author: ZHANG Zhi-wei, zhiweizhang2012@163.com
  • CLC number: Q958.15;S154.5

  • 摘要: 目的 本研究旨在明确山西省沁水县松墨天牛发生规律及危害特征,为有效防控松墨天牛在山西省内进一步扩散蔓延并阻断松材线虫入侵山西省提供理论科学依据。 方法 于2019— 2022年,采用“动态监测法”连续4 a悬挂松墨天牛诱捕器监测松墨天牛成虫种群发生动态并分析成虫形态特征;结合“总有效积温定律”和气象数据,推算山西省沁水县松墨天牛发生世代数;建立24块标准样地,采用“每木检尺法”调查样地内的乔木树种遭受松墨天牛危害情况,同时选取36株危害致死的白皮松进行立木解剖,以明确松墨天牛在寄主树种白皮松上的发生危害规律。 结果 山西省沁水县松墨天牛雌雄成虫的鞘翅长、触角长、触角长/体长、胫节长、股节长这5个指标在雌雄之间的差异达到显著水平,可使用松墨天牛成虫“触角长/体长”作为松墨天牛性别判定的形态指标;松墨天牛在山西省沁水县约为1年1代,松墨天牛成虫的发生期约为5月下旬至10月上旬,其中始见期为5月下旬,始盛期为6月中旬,羽化高峰期为6月中旬至7月中下旬,盛末期为7月中下旬,终见期为10月上旬;在山西省沁水县,松墨天牛主要危害径级为2.50~17.50 cm白皮松树,其中幼虫主要分布于树干0~1 m (41.54%)处,羽化孔则主要集中于树干1~2 m (28.62%)范围内。 结论 松墨天牛在山西省沁水县发生世代约为1年1代,雌雄成虫形态特征差异显著;成虫发生期约为5月下旬至10月上旬,羽化高峰期主要集中在6月中旬至7月中下旬;松墨天牛在山西省沁水县主要危害白皮松树,幼虫虫口密度和羽化孔数量主要集中在树干0~2 m范围内。
  • 图 1  山西省沁水县松墨天牛雄成虫(左)和雌成虫(右)

    Figure 1.  The adult of male (left) and female (right) of M. alternatus in Qinshui County Shanxi Province

    图 2  山西省沁水县松墨天牛成虫形态特征比较

    Figure 2.  Comparison of morphological characteristics of M. alternatus adults in Qinshui County Shanxi Province

    图 3  山西省沁水县2019-2022年松墨天牛成虫诱捕数量

    Figure 3.  The trapping individuals of M. alternatus adults from 2019 to 2022 in Qinshui county, Shanxi province.

    图 4  山西省沁水县松墨天牛成虫发生历期分析

    Figure 4.  The analysis on the occurrence period of adult beetles of M. alternatus in Qinshui county, Shanxi province.

    图 5  山西省沁水县松墨天牛危害白皮松径级数量分布

    Figure 5.  The distribution of diameter class of P. bungeana damaged by M. alternatus in Qinshui county, Shanxi Province

    图 6  松墨天牛幼虫虫口密度及羽化孔在白皮松树干上的垂直分布模式

    Figure 6.  The vertical distribution pattern of larval population density and the eclosion holes of M.alternatus on the trunk of P. bungeana

    表 1  山西省沁水县松墨天牛发生危害区域林分概况

    Table 1.  The characteristic of forest stands damaged by M. alternatus in Qinshui County Shanxi Province

    样地
    Plots
    海拔
    Altitude/m
    坡度
    Slope/(°)
    郁闭度
    Canopy density
    白皮松密度
    The density of
    P. bungeana/
    (tree∙hm−2)
    侧柏密度
    The density of
    Platycladus orientalis/
    (tree∙hm−2)
    油松密度
    The density of
    P. tabuliformis/
    (tree∙hm−2)
    乔木总密度
    The total density
    of tree/
    (tree∙hm−2)
    11 099230.50422.22466.6744.44933.33
    21 092310.39477.78677.7801 155.56
    31 099220.40377.78844.4488.891 311.11
    41 102190.40622.22577.7801 200.00
    51 111130.50366.67655.5611.111 033.33
    61 078230.50744.44655.5601 400.00
    71 099120.60133.331044.44622.221 800.00
    81 10260.45166.671166.67255.561 588.89
    91 10140.50233.33788.8901 022.22
    101 09890.40477.78544.4401 022.22
    111 08470.40388.89800.0011.111 200.00
    121 08770.67355.56477.78122.22955.56
    131 032190.52277.78844.4401 122.22
    141 025290.50166.67677.780844.44
    151 024180.66133.33611.1166.67811.11
    161 021100.47222.22566.670788.89
    171 104100.45322.22388.8933.33744.44
    181 103120.53388.89677.7822.221 088.89
    191 115130.51388.89711.1122.221 122.22
    201 074110.56322.22800.0022.221 144.44
    211 089140.61311.11855.56111.111 277.78
    221 094100.68411.11655.5633.331 100.00
    231 120120.68366.67788.8955.561 211.11
    241 121120.71411.11833.3344.441 288.89
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    表 2  中国不同地理种群松墨天牛成虫历期比较

    Table 2.  Comparison of adult duration of different geographical populations of M.alternatus in China

    类群
    Groups
    纬度
    Latitude/
    (°)
    经度
    Longitude/
    (°)
    1月
    January
    2月
    February
    3月
    March
    4月
    April
    5月
    May
    6月
    June
    7月
    July
    8月
    August
    9月
    September
    10月
    October
    11月
    November
    12月
    December
    辽宁大连 39.01 121.44
    山东长岛 38.05 120.59
    山西沁水 35.70 112.18
    湖北十堰 33.13 110.42
    江苏江宁 31.90 118.87
    安徽马鞍山 31.69 118.51
    江西浮梁 29.36 117.10
    湖南永定 29.14 110.52
    四川宜宾 28.98 104.72
    江西南城 27.40 116.64
    云南西昌 27.83 102.27
    贵州凯里 26.57 107.98
    江西南康 25.64 114.45
    江西全南 24.64 114.53
    广东云浮 22.54 112.02
    注:表中黄色部分为松墨天牛成虫发生期,红色部分为松墨天牛成虫发生高峰期
      Notes: The yellow part of the table shows the occurrence period of the adult M.alternatus, the red part is the peak occurrence period of the adult M.alternatus
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    表 3  山西省晋城市沁水县松墨天牛发生世代计算

    Table 3.  The generation calculation of M. alternatus in Qinshui county, Shanxi Province

    月份
    Month
    1月
    January
    2月
    February
    3月
    March
    4月
    April
    5月
    May
    6月
    June
    7月
    July
    8月
    August
    9月
    September
    10月
    October
    11月
    November
    12月
    December
    月均温
    Month mean
    temperature/℃
    −21.18.112.517.822.723.42317.910.95.2−0.7
    月天数
    Number of days/d
    3128.431303130313130313031
    理论世代
    Theoretical generation
    1.05
    估计世代
    Estimated generation
    1
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-05-26
  • 录用日期:  2023-06-07
  • 网络出版日期:  2024-01-10
  • 刊出日期:  2024-02-20

山西沁水县松墨天牛发生危害规律

    通讯作者: 张志伟, zhiweizhang2012@163.com
    作者简介: 高瑞贺,博士,副教授。主要研究方向:林木有害生物综合治理。电话:13233449069 Email:gaoruihe1989@163.com
  • 1. 山西农业大学林学院,山西 晋中 030800
  • 2. 山西省林业危险性有害生物检验鉴定中心,山西 晋中 030800
  • 3. 山西省沁水县林业局,山西 沁水 048200

摘要:  目的 本研究旨在明确山西省沁水县松墨天牛发生规律及危害特征,为有效防控松墨天牛在山西省内进一步扩散蔓延并阻断松材线虫入侵山西省提供理论科学依据。 方法 于2019— 2022年,采用“动态监测法”连续4 a悬挂松墨天牛诱捕器监测松墨天牛成虫种群发生动态并分析成虫形态特征;结合“总有效积温定律”和气象数据,推算山西省沁水县松墨天牛发生世代数;建立24块标准样地,采用“每木检尺法”调查样地内的乔木树种遭受松墨天牛危害情况,同时选取36株危害致死的白皮松进行立木解剖,以明确松墨天牛在寄主树种白皮松上的发生危害规律。 结果 山西省沁水县松墨天牛雌雄成虫的鞘翅长、触角长、触角长/体长、胫节长、股节长这5个指标在雌雄之间的差异达到显著水平,可使用松墨天牛成虫“触角长/体长”作为松墨天牛性别判定的形态指标;松墨天牛在山西省沁水县约为1年1代,松墨天牛成虫的发生期约为5月下旬至10月上旬,其中始见期为5月下旬,始盛期为6月中旬,羽化高峰期为6月中旬至7月中下旬,盛末期为7月中下旬,终见期为10月上旬;在山西省沁水县,松墨天牛主要危害径级为2.50~17.50 cm白皮松树,其中幼虫主要分布于树干0~1 m (41.54%)处,羽化孔则主要集中于树干1~2 m (28.62%)范围内。 结论 松墨天牛在山西省沁水县发生世代约为1年1代,雌雄成虫形态特征差异显著;成虫发生期约为5月下旬至10月上旬,羽化高峰期主要集中在6月中旬至7月中下旬;松墨天牛在山西省沁水县主要危害白皮松树,幼虫虫口密度和羽化孔数量主要集中在树干0~2 m范围内。

English Abstract

  • 在我国,松墨天牛(Monochamus alternatus Hope)是马尾松(Pinus massoniana Lamb.)、黑松(P. thunbergia Parl.)、赤松(P. densiflora Siebold & Zucc.)、华山松(P. armand Franchi)等松科植物蛀干害虫[1-2],同时也是国际重大森林检疫性有害生物松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)在东南亚地区最主要的媒介昆虫[3-6],该虫在松材线虫扩散和侵染过程中起着携带、传播和协助病原侵入寄主植物的关键性作用[7-12]。当前,松材线虫病疫情防控工作已然成为我国林业有害生物防控中的重大科技难题,而对松材线虫主要媒介昆虫松墨天牛的有效防治是除治松材线虫病最关键的环节之一[9,11-15]。早在2003年松墨天牛就已被列入“全国林业危险性有害生物名单”。

    松墨天牛在我国主要分布于热带、亚热带以及温带的19个省(自治区、直辖市),历史认为分布的北界是河北省和山东省,虽然推测在山西省可能有松墨天牛分布,但从未曾发现有松墨天牛野外种群[16-18]。然而,山西省于2018年首次发现松材线虫病重要媒介昆虫——松墨天牛野外种群,当年晋城市沁水县有4 888株白皮松(P. bungeana Zucc.ex Endl)遭受松墨天牛危害致死,且虫口密度大、寄主植物死亡率高[19]。与此同时,随着松墨天牛在山西省成功定殖,松材线虫全面入侵山西省也成为了可能,严重威胁着山西省及我国北方地区松树资源的生态安全。山西省林草局已把松墨天牛列入“山西省补充林业检疫性有害生物”名单。

    截止到2023年3月,山西省松墨天牛发生危害区域仍集中在晋城市沁水县内,尚未出现向省内其它区域传播扩散态势。鉴于此,本研究拟深入明确松墨天牛在山西省的危害特征及发生规律,采用松墨天牛诱捕器动态监测、危害木解剖和数据预测模型等方法,旨在:1)分析山西省松墨天牛成虫的形态特征;2)明晰山西省松墨天牛成虫发生历期;3)计算山西省松墨天牛发生世代数;4)明确松墨天牛在寄主树种白皮松上的发生危害特征。本研究结果可为有效防控松墨天牛在山西省内进一步扩散蔓延并阻断松材线虫对山西省的入侵提供理论科学依据。

    • 在晋城市沁水县大尖山林场松墨天牛危害区域内,建立24块30 m × 30 m的调查样地(表1),采用“每木检尺法”对样地内的乔木树种(DBH ≥ 2.5 cm)进行测量,同时调查树木是否遭受松墨天牛危害,并统计危害木上松墨天牛产卵刻槽数、幼虫虫口密度及羽化孔数量。

      表 1  山西省沁水县松墨天牛发生危害区域林分概况

      Table 1.  The characteristic of forest stands damaged by M. alternatus in Qinshui County Shanxi Province

      样地
      Plots
      海拔
      Altitude/m
      坡度
      Slope/(°)
      郁闭度
      Canopy density
      白皮松密度
      The density of
      P. bungeana/
      (tree∙hm−2)
      侧柏密度
      The density of
      Platycladus orientalis/
      (tree∙hm−2)
      油松密度
      The density of
      P. tabuliformis/
      (tree∙hm−2)
      乔木总密度
      The total density
      of tree/
      (tree∙hm−2)
      11 099230.50422.22466.6744.44933.33
      21 092310.39477.78677.7801 155.56
      31 099220.40377.78844.4488.891 311.11
      41 102190.40622.22577.7801 200.00
      51 111130.50366.67655.5611.111 033.33
      61 078230.50744.44655.5601 400.00
      71 099120.60133.331044.44622.221 800.00
      81 10260.45166.671166.67255.561 588.89
      91 10140.50233.33788.8901 022.22
      101 09890.40477.78544.4401 022.22
      111 08470.40388.89800.0011.111 200.00
      121 08770.67355.56477.78122.22955.56
      131 032190.52277.78844.4401 122.22
      141 025290.50166.67677.780844.44
      151 024180.66133.33611.1166.67811.11
      161 021100.47222.22566.670788.89
      171 104100.45322.22388.8933.33744.44
      181 103120.53388.89677.7822.221 088.89
      191 115130.51388.89711.1122.221 122.22
      201 074110.56322.22800.0022.221 144.44
      211 089140.61311.11855.56111.111 277.78
      221 094100.68411.11655.5633.331 100.00
      231 120120.68366.67788.8955.561 211.11
      241 121120.71411.11833.3344.441 288.89
    • 将收集到的松墨天牛成虫带回实验室内,分别测定雌雄成虫虫体的体长、头宽、体宽、前胸背板宽、鞘翅长、触角长和上颚长。

    • 于2019—2022年3月中旬至10月下旬,在松墨天牛发生危害区域累计悬挂24个松墨天牛诱捕器和植物源引诱剂(中捷四方生物科技股份有限公司),进行为期4 a的松墨天牛成虫种群动态监测实验。监测期间,松墨天牛诱芯每隔30 d更换一次,每隔7 d记录诱捕器内诱集到的松墨天牛成虫数量,并将收集的虫体带回实验室内进行鉴定。

      此外,通过查阅相关文献,分析山西省沁水县松墨天牛成虫发生历期与辽宁[20],山东[21]、湖北[22]、江苏[23]、安徽[24]、湖南[25-26]、四川[27]、贵州[28]、江西[29]、广东[30]、云南[31]等地松墨天牛成虫发生历期差异情况。

    • 本研究根据“总有效积温定律”(公式1)[32],来计算松墨天牛发育速率(1 / D)和温度(T)之间的线性关系(公式2),将公式2简化后得到公式3,通过计算系数a、b值来最终可估计松墨天牛各虫态的总发育起点温度(LT)和总有效积温(K)。此外,根据已报道的松墨天牛不同虫态发育历期[33],可计算出松墨天牛从卵到蛹阶段的总发育历期和总发育速率,构建发育速率与温度之间的线性关系,进而计算出松墨天牛总发育起点温度(LT)和总有效积温(K),再结合沁水县的气象资料推算出松墨天牛在该地区的世代数(公式4)。

      $ {D}({T}-{LT})={K} $

      (1)

      $ 1 / {D}=-{LT} / {K} + {T} / {K} $

      (2)

      $ 1 / {D}={aT} + {b} $

      (3)

      $ {N =}\sum {{N}}_{{i}}\text{(}{{T}}_{{i}\text{}}{- LT) / K} $

      (4)

      式中,D为昆虫平均发育历期,T为温度,LT为发育起点温度,K为有效积温,a、b为参数,N为世代数,Nii月的天数,Tii月的月平均温度。

    • 于2022年6—7月和2023年3月,在调查样地内随机选取36株因松墨天牛致死的寄主树种,将其从树干基部锯倒后,从危害木的基部向端部截成长度为40 cm长的木段,按照顺序进行编号。首先,记录每节木段上松墨天牛的羽化孔的数量和相对高度;继而,利用液压劈木机解剖各木段,并用斧头将木段劈开成2 cm的薄片,记录松墨天牛幼虫的数量和相对高度;最后,将收集的幼虫装入打孔的5 mL离心管中,带回实验室内采用形态鉴定和分子鉴定的方法确定其为松墨天牛幼虫。

    • 本研究获得的相关调查数据使用Microsoft office 2020软件进行整理,采用SPSS 22.0软件完成松墨天牛雌、雄成虫形态指标进行单变量方差分析(ANOVA)和Fisher最小显著差异检验(LSD),文中相关作图使用Origin 2022 和Graph Pad 6.0软件完成。

    • 分析山西省沁水县松墨天牛成虫形态特征可知(图1),雌雄成虫的头宽、体宽、前胸背板宽、体长及上颚长度均差异不显著,但成虫的鞘翅长、触角长、触角长/体长、胫节长、股节长这5个指标在雌雄之间的差异达到显著水平(图2)。此外,松墨天牛雌、雄成虫触角长和体长比值的差异达到极显著水平,二者数值变化范围分别为1.10~1.55 和1.89~4.11,且二者之间没有重叠的数据,因此可使用松墨天牛成虫“触角长/体长”这一形态指标作为松墨天牛性别判定的指标。

      图  1  山西省沁水县松墨天牛雄成虫(左)和雌成虫(右)

      Figure 1.  The adult of male (left) and female (right) of M. alternatus in Qinshui County Shanxi Province

      图  2  山西省沁水县松墨天牛成虫形态特征比较

      Figure 2.  Comparison of morphological characteristics of M. alternatus adults in Qinshui County Shanxi Province

    • 据2019—2022年松墨天牛成虫诱捕数量可知,近4年山西省沁水县松墨天牛成虫虫口密度呈现先上升后下降的变化趋势(图3),其中2019年全年共诱集松墨天牛成虫1 309头,2020年诱捕松墨天牛成虫数量急剧上升至6 621头,较2019年增加了4倍,随后两年松墨天牛成虫诱捕数量开始逐步下降,到2022年全年只诱集到907头松墨天牛成虫。进一步分析松墨天牛成虫发生历期可知,山西省沁水县松墨天牛种群成虫的发生期约为5月下旬至10月上旬,其中始见期为5月下旬,始盛期为6月中旬,羽化高峰期为6月中旬至7月中下旬,盛末期为7月中下旬,终见期为10月上旬(图4)。

      图  3  山西省沁水县2019-2022年松墨天牛成虫诱捕数量

      Figure 3.  The trapping individuals of M. alternatus adults from 2019 to 2022 in Qinshui county, Shanxi province.

      图  4  山西省沁水县松墨天牛成虫发生历期分析

      Figure 4.  The analysis on the occurrence period of adult beetles of M. alternatus in Qinshui county, Shanxi province.

      分析我国不同地理种群松墨天牛成虫发生历期可知(表2),我国各地松墨天牛种群的发生期和发生高峰期随着纬度的变化而产生较大的差异。整体而言,随着纬度的增加,各地的松墨天牛种群始见期逐渐推迟,发生高峰期也随之推迟,发生期时长却有所缩短。广东云浮地区,全年可见松墨天牛成虫;江西全南、南康和云南西昌始见期较早,在3月下旬到4月中旬;山西沁水松墨天牛种群的始见期较晚,在5月末至6月初,其余地区均在4月下旬到5月中旬;同时,松墨天牛种群羽化高峰期随纬度增加逐渐后推,广东云浮的羽化高峰期最早,在4月上旬;云南西昌和山东长岛地区最晚,在7月上旬;部分地区出现两个羽化高峰期,如江西南康、全南和广东云浮等地区。

      表 2  中国不同地理种群松墨天牛成虫历期比较

      Table 2.  Comparison of adult duration of different geographical populations of M.alternatus in China

      类群
      Groups
      纬度
      Latitude/
      (°)
      经度
      Longitude/
      (°)
      1月
      January
      2月
      February
      3月
      March
      4月
      April
      5月
      May
      6月
      June
      7月
      July
      8月
      August
      9月
      September
      10月
      October
      11月
      November
      12月
      December
      辽宁大连 39.01 121.44
      山东长岛 38.05 120.59
      山西沁水 35.70 112.18
      湖北十堰 33.13 110.42
      江苏江宁 31.90 118.87
      安徽马鞍山 31.69 118.51
      江西浮梁 29.36 117.10
      湖南永定 29.14 110.52
      四川宜宾 28.98 104.72
      江西南城 27.40 116.64
      云南西昌 27.83 102.27
      贵州凯里 26.57 107.98
      江西南康 25.64 114.45
      江西全南 24.64 114.53
      广东云浮 22.54 112.02
      注:表中黄色部分为松墨天牛成虫发生期,红色部分为松墨天牛成虫发生高峰期
        Notes: The yellow part of the table shows the occurrence period of the adult M.alternatus, the red part is the peak occurrence period of the adult M.alternatus
    • 本研究得到松墨天牛发育速率(1/ D)和温度(T)之间的线性关系,即1/D = 0.11 × 10−2 T−0.14 × 10−1。此外,松墨天牛各虫态的总发育起点温度(LT)为12.73 ℃,其从卵到成虫完成1代所需要的有效积温(K)为1 200 ℃,计算得到山西省松墨天牛理论世代约为1年1.05代(表3)。

      表 3  山西省晋城市沁水县松墨天牛发生世代计算

      Table 3.  The generation calculation of M. alternatus in Qinshui county, Shanxi Province

      月份
      Month
      1月
      January
      2月
      February
      3月
      March
      4月
      April
      5月
      May
      6月
      June
      7月
      July
      8月
      August
      9月
      September
      10月
      October
      11月
      November
      12月
      December
      月均温
      Month mean
      temperature/℃
      −21.18.112.517.822.723.42317.910.95.2−0.7
      月天数
      Number of days/d
      3128.431303130313130313031
      理论世代
      Theoretical generation
      1.05
      估计世代
      Estimated generation
      1
    • 本研究在24块标准地中共调查了1 540株侧柏、764株白皮松和141株油松,其中在196株白皮松树上发现松墨天牛危害状,松墨天牛危害率约为25.65%。分析白皮松树的径级发现(图5),在2.50~27.50 cm径级内均有遭受松墨天牛危害的白皮松树,其危害比例范围在9.52%~32.10% 之间;其中,遭受松墨天牛危害较为严重的径级为2.50~17.50 cm,在径级大于27.51 cm的白皮松树上没有发现有松墨天牛的危害。

      图  5  山西省沁水县松墨天牛危害白皮松径级数量分布

      Figure 5.  The distribution of diameter class of P. bungeana damaged by M. alternatus in Qinshui county, Shanxi Province

      分析松墨天牛的幼虫虫口密度及羽化孔的数量随寄主植物树干高度的变化可知(图6),松墨天牛幼虫主要集中于白皮松树干高度0~3 m范围内,占调查总数的85.69%,其中0~1 m范围内比例均为最大,为41.54%,当寄主植物树高超过4 m时幼虫虫口密度相对较少,仅占调查总数的5.06%。松墨天牛羽化孔则主要分布在白皮松树干高度的0~4 m范围内,在此范围内羽化孔数量分布相对较为均匀,其中1~2 m范围内比例最大,为28.62%,在树高超过5 m的木段上没有发现松墨天牛羽化孔。

      图  6  松墨天牛幼虫虫口密度及羽化孔在白皮松树干上的垂直分布模式

      Figure 6.  The vertical distribution pattern of larval population density and the eclosion holes of M.alternatus on the trunk of P. bungeana

    • 2018年,山西省首次发现松材线虫病重要媒介昆虫松墨天牛的野外种群,使松材线虫全面入侵山西省及我国北方地区成为可能。本研究首次对山西省沁水县松墨天牛种群的发生规律及危害特征进行调查。松墨天牛在我国主要分布于热带、亚热带以及温带地区[1,2,16],其在山西省沁水县主要危害的寄主植物为白皮松树。此外,山西省沁水县松墨天牛成虫的鞘翅长、触角长、触角长/体长、胫节长、股节长这5个指标在雌雄之间的差异达到显著水平,且可使用松墨天牛成虫“触角长/体长”这一形态指标作为松墨天牛性别判定的指标,即二者比值在1.10~1.55 范围内时为雌虫,在1.89~4.11 范围内时则为雄虫。同时,受地理因素影响,同种昆虫的形态特征在不同地区具有一定的变异特征[34-35],如海拔、温度等环境因子均会显著影响松墨天牛成虫的形态特征[36]。本研究中,山西省沁水县松墨天牛种群成虫体长体宽分别为22.13 (± 2.66)mm 和 7.06 (± 0.91)mm,均略大于重庆地区松墨天牛成虫[35],但略小于贵州黔南地区松墨天牛种群[37]

      相关研究表明,地理纬度的差异会显著影响松墨天牛成虫种群动态规律[38]。例如,松墨天牛成虫在广东云浮地区全年发生[30],江西全南和云南西昌地区始见期为3月底[29,31],江西南城、南康地区、贵州凯里和四川宜宾地区始见期为4月[27-29],而山西沁水和辽宁大连地区最晚,始见期均在5月下旬[20]。此外,本研究发现,山西省沁水县松墨天牛一年仅有1个羽化高峰期,集中在6月中旬左右。通过比较不同地理种群松墨天牛发生历期可知,成虫羽化高峰期也随纬度增加而呈现逐渐推迟的变化趋势,如:广东云浮地区为4月上旬[30],江西南康和全南地区为5月上旬[29],且上述三个地区均有两个羽化高峰期;云南西昌和山东长岛地区最迟,在7月上旬[21,31]。造成此种差异最可能的原因可能是由于不同地区温度、湿度、海拔等环境因素的差异所导致的[38-39]。作为典型的变温动物,大多数昆虫对外界环境温度的变化非常敏感[40-41],温度和降水等气象因子则会显著影响松墨天牛的生长发育和分布扩散[42]

      昆虫不同阶段的发育历期均受到环境温度的影响[43],相关研究运用有效积温定律已经对直纹稻弄蝶(Parnara guttata[44]和草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda[45]的发生世代进行了推算、预测。同时,重新推算了亚洲玉米螟的发生世代后发现,当前气候变化的影响下该虫已经逐渐从1年2代向1年3代转变[46]。本研究通过计算得到山西省沁水县松墨天牛种群的发生世代为1年1代,这为山西省科学防治松墨天牛,防止其进一步扩散提供了依据。

      若明确重大蛀干害虫在寄主植物上的分布规律及危害特征,可为其防治提供重要理论依据[13,47]。相关研究亦已表明,对于天牛这类危害隐蔽的蛀干害虫,它们的侵入孔和羽化孔均是集中在寄主植物树干的中下部分[48-53]。本研究结果和上述观点基本一致,松墨天牛在山西省沁水县主要危害径级为2.50~17.50 cm白皮松树,其中幼虫主要分布于树干0~1 m处,羽化孔则主要集中于树干1~2 m范围内。

    • 本研究对山西省松墨天牛发生危害区域调查,初步明确了松墨天牛在山西省发生世代约为1年1代,雌雄成虫形态特征差异显著,且可使用松墨天牛成虫“触角长/体长”作为山西省沁水县松墨天牛性别判定的形态指标;成虫发生期约为5月下旬至10月上旬,羽化高峰期主要集中在6月中旬至7月中下旬;松墨天牛在山西省主要危害白皮松树,幼虫虫口密度和羽化孔数量主要集中在树干0~2 m范围内。

参考文献 (53)

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