重庆尾巨桉林云斑天牛危害程度及影响因素分析

2016-12-15陈本文陈桂芳马兴权白耀宇

西南林业大学学报 2016年6期

关键词：株率虫口天牛

庞帅陈本文冯磊陈桂芳马兴权白耀宇

(1. 西南大学植物保护学院，重庆北碚 400716；2. 重庆市林业科学研究院，重庆沙坪坝 400036；3. 重庆市九龙坡区农林水利局林业站，重庆九龙坡 400051)

重庆尾巨桉林云斑天牛危害程度及影响因素分析

庞帅1陈本文2冯磊3陈桂芳2马兴权1白耀宇1

(1. 西南大学植物保护学院，重庆北碚 400716；2. 重庆市林业科学研究院，重庆沙坪坝 400036；3. 重庆市九龙坡区农林水利局林业站，重庆九龙坡 400051)

云斑白条天牛是尾巨桉的重要蛀干害虫，严重威胁重庆三峡库区等生态经济区的尾巨桉人工林建设。通过对重庆2个区30块不同尾巨桉人工林地云斑天牛越冬期虫情调查，分析了该虫的发生和危害情况，在此基础上利用因子分析方法研究该虫在各地发生和危害程度产生差异的原因。结果表明：云斑白条天牛对重庆尾巨桉的危害在近2年呈爆发趋势，各地发生和危害程度存在显著差异，受害株率为0～57.6%，平均为19.6%，以轻度和重度危害为主，其中最高的为九龙坡金凤镇的57.6%，虫口密度主要集中在20头/株以下，树干上以1～2 m为主。云斑天牛在各地危害与海拔和树龄存在一定相关性，虫口密度与受害树杆胸径呈显著正相关，海拔与虫口密度无相关性，海拔与受害株率呈显著负相关。因子分析结果显示，造成该虫在各地发生和危害巨大差异现象最主要原因受林地是否靠近公路、人为扰动程度和虫口密度的差异影响，即上述三者组成的第一公因子的总方差贡献率达56%，影响程度大小依次为林地是否靠近公路 > 人为扰动程度 > 虫口密度；对个别林地的危害情况还需结合其他影响因素进行综合分析。

云斑白条天牛；受害株率；影响因素；危害；尾巨桉

近年来，为了加速重庆经济发展，改善三峡库区生态环境需要，速生桉树人工林的大力建设已成为一种趋势。其中尾巨桉 (Eucalyptusurophylla×E.grandis) 等速生桉在重庆桉树林栽植中面积逐渐增大，涉及渝西生态经济区和三峡库区生态区等20多个区县[1-2]。随着尾巨桉等桉树大面积纯林的营造，蛀干害虫的危害在不断加剧[3]，尤其是云斑天牛的入侵和扩散使正在大规模发展的速生桉产业面临严峻挑战[4-6]。

云斑天牛 (Batoceralineolata)，为鞘翅目 (Coleoptera) 天牛科 (Cerambycidae)，又名云斑白条天牛或白条天牛，国内广布，属于我国重要林木蛀干害虫，为害的树种多，是用材林和经济林的主要蛀干害虫；主要以幼虫在树杆木质部钻蛀坑道危害，致使树木衰弱，易遭风折枯死，发生严重时会使成片林木枯死，影响到树木的经济、生态和社会效益[7-9]。研究指出，云斑天牛在长江流域主要以四季杨 (P.canadensis) 等杨树危害为主[10]，也是桉树等树木上的主要蛀干害虫[6,11-14]。由于该虫钻蛀危害，迁移扩散能力较弱，侵入不同地域后会适应当地的小气候，并随着寄主树种的不同其危害特性也可能会有所变化[14]。因此在重庆丘陵山地调查和防控该虫在各地桉树上的危害就显得非常必要。

目前对云斑天牛在重庆各地桉树上的发生和危害情况缺乏比较全面的了解，尤其是近年来随着重庆大面积尾巨桉的种植，有必要进一步开展该虫对尾巨桉的危害情况调查。鉴于此，本研究选取重庆不同尾巨桉林地，调查该虫在各地的危害程度差异及其相关影响因素，以期为有效防控该虫在重庆桉树上的危害提供一定借鉴意义。

1 研究地点概况

为了较为充分地了解云斑天牛在重庆桉树上的危害情况，调查点代表了九龙坡区 (106°15′～106°33′ E, 29°15′～29°34′ N) 和璧山区 (106°02′～106°20′ E，29°17′～29°53′ N) 主要的桉树栽植区。桉树品种主要为尾巨桉。两地均属于亚热带季风湿润气候，雨量丰富，四季分明，夏热冬暖。其中，九龙坡区地处川东平行峡谷区，年均气温18.3 ℃，年均降雨量在1 250 mm，年均日照1 233.7 h，无霜期336 d；璧山区地处川西峡谷地带，丘陵山地约占该区总面积的50%，年均气温17.9 ℃，年均降雨量1 047 mm，年均日照1 296.3 h，无霜期337 d。

2 材料与方法

2.1 调查方法

根据九龙坡区和璧山区尾巨桉的主要栽植现状以及前期踏查了解的该树受云斑天牛危害的情况，选择了30个调查地点 (标准地)。生态林主要是丘陵山地 (退耕还林地) 上的水土保持桉树纯林和水源涵养尾巨桉纯林，每个标准地面积约0.2 hm2。景观林主要是公路两边起绿化功能的桉树纯林，涉及城镇公路景观林、乡村公路景观林和高速公路景观林，调查距离 (标准地) 一般为500～1 000 m。应用整片抽样法进行调查。如果标准地受害株数在30株以上，选择30株受害树检查云斑天牛的排粪孔和羽化孔数量；如果受害株数在30株以下，全部记录受害树上该虫的排粪孔和羽化孔数量。一般在每个镇抽样1～2株桉树，解剖后记录其中的天牛虫态和数量。排粪孔数代表该虫的虫口数，羽化孔数代表前一代该虫的危害虫口数。调查时间主要集中在2015年11月13日至12月31日该虫危害的越冬季节；另外，在2016年4月2日补充调查1次。

按LY/T 2108—2013 《云斑天牛防治技术规程》[15]中的发生 (危害) 程度划分标准进行云斑天牛的危害程度分级，受害 (有虫) 株率 (%) 1～10为轻度危害，11～20为中度，21以上为重度。成灾标准[15]是受害株率20%以上或树木死亡株率10%以上。

分析各地云斑天牛发生和危害程度差异的影响因素时，标准地距离公路和房屋 (居民生活区) 100 m作为划分是否靠近公路和房屋的依据；通过实地踏查和走访调查，利用标准地周围交通工具和人畜活动频率作为评判人为扰动程度的依据，分为重度、中度、轻度3个级别，并通过赋值法进行影响因素的因子分析。

2.2 数据分析

云斑天牛在不同调查地点间危害株率的差异性t检验，在桉树上的虫口密度和受害株率与树杆胸径和海拔间的相关性分析以及影响其在各地爆发危害的因子分析，均利用SPSS 19.0软件进行统计分析与处理。

3 结果与分析

3.1 云斑天牛在桉树上发生与危害的基本情况分析

由表1可知，云斑天牛在重庆主要以幼虫和成虫越冬；不同调查点云斑天牛的受害株率为0～57.6%，平均为19.6%，其中最高为九龙坡金凤镇的57.6%，璧山健龙镇白果村、九龙坡含谷镇及铜罐驿镇铜罐驿村3个调查点均无危害，有虫株率为0；发生程度以轻度和重度为主；根据受害株率分析，重度发生均达到了成灾标准。另外，通过调查发现，桉树上的天牛羽化孔很少，说明这2个区县桉树上的云斑天牛主要是2014—2015年传播到当地并侵入危害的。

表1 云斑天牛调查地点 (标准地) 基本情况统计

通过分析所有调查点云斑天牛的危害数据，发现30个调查点天牛受害株率存在显著性差异，平均值为16.7，标准误为3.4，N=30，变异系数为4.9，P=0.00。在受害树中，虫口密度主要集中在20头/株以下；天牛对树木的选择以生长较粗的树木为主；排粪孔主要集中在1～2 m间 (表2和图1)。

表2 受害株率与虫口密度、树杆胸径和排粪孔高度的关系

图1 云斑天牛虫口密度与树杆胸径 (左) 和受害株率与海拔 (右) 的散点图

Fig.1 The scatter plot of the population density ofB.lincolataand tree diameter at breast height (left),and plant damage rate and altitude (right)

进一步分析云斑天牛虫口密度和受害株率与树杆胸径和海拔间的相关性时 (图1和表3)，发现该虫的虫口密度与受害树杆胸径呈显著正相关，海拔与虫口密度无相关性，海拔与受害株率呈显著负相关。

表3 云斑天牛虫口密度和受害树杆胸径，海拔和虫口密度、受害株率的相关性分析

3.2 影响不同桉树林地云斑天牛发生和危害因素的因子分析

综合上述调查结果，结合不同调查地点环境条件和人为扰动情况等后，选取了6个主要环境因素作为分析上述调查点桉树天牛危害差异的变量，分别是各地总的虫口密度 (x1/虫口密度)、标准地是否靠近公路 (x2/靠近公路)、标准地是否靠近房屋 (x3/靠近房屋)、标准地周围人类活动频率 (x4/人为扰动程度评价)、标准地周围其他寄主植物 (x5/其他寄主植物) 和标准地林缘虫口密度 (x6/林缘虫口密度)。对原有变量进行了相关分析，6个变量间的相关系数矩阵见表4。

表4 不同调查地点影响桉树云斑天牛危害的初始变量相关矩阵

由表4上半部初始变量相关系数矩阵来看，多个影响因素间的相关系数较大，且其下半部对应的概率部分，除了带 “*” 标注的以外，绝大多数值均小于0.05，说明影响因素间的相关性具有显著性，表明对这些变量进行因子分析的必要性。KMO和Bartlett 的球形检验中，KMO取样足够度为0.76，可判定利用这些因素进行因子分析效果尚可；Bartlett的检验概率小于0.01，认为各影响因子间存在显著相关性，可进行因子分析。因子分析时因子变量的方差贡献率 (初始特征值) 是衡量因子重要程度的指标，而从表5提取的3个公因子可解释的总方差为82%，表明选取3个成分 (公因子) 分析是恰当的。其中，第1个公因子最为重要，其特征值描述了原有变量总方差6个中的56.39%。

表5 因子分析提取的公因子可解释的总方差

表6是采用方差最大化正交旋转后的因子载荷矩阵。旋转后的成分矩阵反应了各影响因子载荷绝对值与所提取的3个成分间的相关关系。从表中可看到第1成分更能代表x2(靠近公路)、x4(人为扰动程度评价) 和x1(虫口密度) 这3个因子的影响并与它们正相关。第2成分代表x5(周围其他寄主植物) 和x6(林缘虫口密度) 这2个因子的影响并与它们正相关。第3成分代表x3(靠近房屋) 因子的影响并与其正相关。因此，把第1成分可以解释为影响各地天牛危害程度差异的最直接因素，把第2成分解释为天牛在各地发生危害差异的关键因素，把第3成分解释为加剧天牛在各地发生危害的重要原因。由于总方差的56%的贡献率来自第1成分，所以可以认为影响各个调查点桉树林云斑天牛爆发危害的最主要特征因素按程度大小依次是：林地是否靠近公路 > 人为扰动程度 ﹥ 虫口密度。

表6 方差极大法对因子载荷矩阵旋转后的结果a

提取方法：主成分，旋转法具有Kaiser标准化的正交旋转法；a为旋转在6次迭代后收敛。

4 结论与讨论

本研究表明，云斑天牛是重庆桉树上的重要蛀干害虫，在2015年重庆尾巨桉上的危害呈现爆发的趋势，近半调查点上的尾巨桉树林为重度危害，应该引起足够的重视，并尽快采取有效的防控措施以防该虫的进一步扩散和加剧危害。尤其在该虫目前无有效措施控制其危害时[16]，积极改进其寄主植物检疫的方法、减少人为传播途径和不断加强绿色生态防控措施就显得非常迫切[6,17-19]。

通过调查，云斑天牛在重庆桉树上主要以老龄幼虫和成虫越冬；危害部位主要集中在1～2 m间，喜选择较粗的树杆产卵和侵入。这些研究结果为进一步调查该虫在重庆丘陵山地的发生和危害提供了基础参考依据。本研究主要通过排粪孔来调查该虫的虫口密度，结合实际解剖情况分析后认为这种方法是科学的。这进一步验证了一些研究通过间接指标如排粪孔和羽化孔等来调查该虫种群数量的可靠性[14,18]。由于重庆特殊的气候条件和丘陵山地，根据有害株率和虫口密度分析，云斑天牛的发生与危害以靠近公路的景观林和生态林受害最重，其次是村庄四旁绿化林，距离公路和居民区较远的林分受害最轻；林缘受害高于林内；山脚受害高于山顶。这些发生特点与平原地区该虫在桉树上的发生有一定的差异[6]。尽管云斑天牛的虫口密度与受害树杆胸径的相关性以及海拔与受害株率的相关性均具有统计学意义 (P< 0.05)，但它们的相关系数较小，说明在实践中的参考意义不大。究其原因，可能与标准地桉树栽植的时间多数接近 (5～10 a)，树龄相近使得树干胸径变化小有关。研究也指出该虫对杨树的危害以5～15年生的为主[20]。

因子分析的结果表明影响各个调查点桉树林云斑天牛发生和危害差异的最主要特征因素是林地是否靠近公路、人为扰动程度以及虫口密度；其次是林地周围的植被 (林木种类及其组成) 和林缘虫口密度；而林地靠近人的居住场所能加剧该虫的扩散和危害。其中林地是否靠近公路是最为关键的影响因素，这也与该虫主要通过人为交通工具传播扩散特征相吻合。标准地距离公路和房屋 (居民生活区) 的划分距离为100 m，依据是该虫一次性平均扩散距离为63 m[21]。通过实地考察和调查走访，设定了标准地周围公路交通工具和人畜活动的频率作为评判人为扰动程度(重度、中度、轻度)的主要依据，其与公路因素一起构成了天牛扩散传播的最根本原因；在实践中可通过制定科学的植物检疫方法降低该因素对天牛扩散危害的影响。总之，上述因子分析结果比较客观地反应了各地云斑天牛发生程度差异的原因。尽管如此，结合各地桉树天牛实际发生情况，必须将上述几个因素结合起来分析才能对该地天牛的危害情况得出科学的结论，尤其是标准地周围的寄主植物是影响该虫传播和危害的关键因素[17,22]。例如九龙坡含谷建新村为景观公路工程林，靠近公路，四周处于城镇改造环境，人为扰动程度比较大，按理说桉树天牛的危害应该较大，但实际无危害，这可能与该片公路林周围没有其它寄主植物有关，使得该片桉树林处于孤岛状，阻隔了该虫的传入；也可能是因为人为传播的随机性导致的。此外，在具体分析该虫传播和危害时还应充分考虑重庆气候条件和丘陵山地特征等因素[23]。本研究利用统计学方法给出了可供参考的结果，以利于实践中采取有效的综合治理手段防治该虫的扩散危害。

致谢：西南大学2013级和2014级园林专业以及2013级林学专业部分同学参与调查，在此一并致以衷心感谢！

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(责任编辑张坤)

The Difference of Damage Degree ofBatoceralineolatain DifferentEucalyptusurophylla×E.grandisPlantations in Chongqing and Its Influencing Factors Research Using Factor Analysis

Pang Shuai1, Chen Benwen2, Feng Lei3, Chen Guifang2, Ma Xingquan1, Bai Yaoyu1

(1. College of Plant Protection, Southwest University, Beibei Chongqing 400716, China;2. Chongqing Academy of Forestry, Shapingba Chongqing 400036, China;3. Water Conservancy Bureau of Agriculture and Forestry in Jiulongpo District, Jiulongpo Chongqing 400051, China)

Batoceralineolata, an important stem-borer on eucalyptus, affects seriously the development of fast-growing eucalyptus plantations in the Three-Gorges-Reservoir-Area of Chongqing. In this paper, field investigations were conducted during overwintering period at 30 plantations ofEucalyptusurophylla×E.grandisin 2 districts of Chongqing, China, to assess the situations of occurrence and damage of the stem-borer. Furthermore, based on these findings, factor analysis was applied to the analysis of influencing factors of difference in the damage degree caused by the stem-borer among these eucalyptus forestlands. The results showed that the damage ofB.lineolatato the eucalyptus had increasing trend of the outbreak in the last two years, and significant differences in damage degree among these eucalyptus forestlands, and damage rates was 0-57.6% with an average of 19.6, which belongs to light or serious damage degree in most forestlands. The highest damage rate was 57.6% in Jinfeng town of Jiulongpo district. The insect density was mainly below 20 insects/plant and the trunk was mainly 1-2 m. The damage ofB.lineolatahas a certain correlations with the altitude and tree-ages, and the insect density was significantly positive correlated with diameter of damaged trunks, and altitude has no correlation with insect density and was significantly negative correlated with damged rate of the trunks. The factor analysis showed that the first factor accounted for 56% of the total variance, which means highway, artificial disturbance degree and insect density were the characteristic elements in influencing the pest occurrence in different forestlands. The sequence of influencing factors was highway > artificial disturbance degree > insect density. Moreover, for a special case in damaged forest, it is necessary to consider other influencing factors to give out a reasonable explanation in the damage degree of the pest in eucalyptus forestlands.

Batoceralineolata, damage rates, influencing factor, damage,Eucalyptusurophylla×E.grandis