黃文學(xué),王佳佳,馮小飛,穆 琴*
(1.習(xí)水縣林業(yè)局,貴州習(xí)水564600;2.西南林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,云南昆明650224)
光肩星天牛 [Anoplophora glabripennis(Motschulsky)],俗稱“水?!被蛘摺盎ㄅ!?,為昆蟲綱(Insecta)鞘翅目(Coleoptera),天??疲–erambycidae)溝脛天牛亞科(Lamiimae)星天牛屬(Anoplophora)[1~3]。光肩星天牛原產(chǎn)于中國(guó)和朝鮮,分布于云南、廣西、遼寧、湖北、甘肅、山西、貴州等 20 多個(gè)?。▍^(qū))[4~5],是中國(guó)重要的林業(yè)蛀干害蟲之一,也是世界許多國(guó)家林木進(jìn)出口檢疫的重要對(duì)象之一,自20世紀(jì)60年代以來(lái)光肩星天牛種群數(shù)量在中國(guó)多個(gè)省份爆發(fā),對(duì)大量的林木造成了嚴(yán)重的損害,特別是著名的“三北”防護(hù)林一期工程,楊樹作為主要樹種幾乎被毀滅殆盡[6]。該昆蟲分布廣,食性雜,幼蟲階段是主要的危害期,能夠啃食柳樹、楊樹、槭樹、梨樹、桑樹等多種闊葉樹種的枝干,在樹干內(nèi)形成蛹道,損壞木質(zhì)部導(dǎo)管,影響樹木水分運(yùn)輸,造成樹勢(shì)減弱甚至死亡,對(duì)多種林木造成了嚴(yán)重危害[7~8]。
習(xí)水縣位于貴州省北部,東連桐梓縣,西接赤水市、南近仁懷市,屬大婁山系和長(zhǎng)江流域。習(xí)水縣資源豐富,森林面積9萬(wàn)hm2,覆蓋率達(dá)54%,木材蓄積量大,是長(zhǎng)江中上游生態(tài)保護(hù)的核心區(qū)域,域內(nèi)西北部有中亞熱帶常綠闊葉林植被5萬(wàn)hm2,是國(guó)家級(jí)重要的自然保護(hù)區(qū)之一[9]。光肩星天牛是習(xí)水縣主要的林業(yè)蛀干害蟲,自發(fā)現(xiàn)以來(lái),已對(duì)該區(qū)域的原生林木和景觀樹木造成了嚴(yán)重的危害。筆者以習(xí)水縣建成區(qū)的綠化樹種為研究對(duì)象,調(diào)查分析了2014-2018年5年間光肩星天牛對(duì)該地區(qū)桂花、欒樹、柳樹等綠化樹種的危害情況以及發(fā)生規(guī)律。同時(shí)通過(guò)查閱相關(guān)資料和開展防治實(shí)驗(yàn),總結(jié)了適合該地區(qū)光肩星天牛的防治方法,為建成區(qū)蟲害發(fā)生的預(yù)測(cè)和防治提供了一定的理論依據(jù)。
1.1.1 卵
光肩星天牛卵為長(zhǎng)橢圓形,長(zhǎng)5~7mm,剛產(chǎn)出來(lái)的卵為乳白色,隨著時(shí)間和環(huán)境溫度的變化,顏色會(huì)發(fā)生一定程度的改變,臨近孵化時(shí)顏色由乳白色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S白色[10~13]。
1.1.2 幼蟲
孵化初期的幼蟲體表為乳白色,隨著取食生長(zhǎng),幼蟲體表顏色由乳白色變?yōu)榈t色,老熟幼蟲為淺黃褐色,體長(zhǎng)50~60mm,長(zhǎng)圓桶形,頭部前端褐色,寬3.5~5.0mm,前胸寬大,其前板后半部色較深,呈現(xiàn)“凸”字紋形[10-13]。
1.1.3 蛹
光肩星天牛的蛹為離蛹(裸蛹),剛孵化出來(lái)時(shí)呈乳白色,長(zhǎng) 25~40mm,寬 8~10mm,隨著生長(zhǎng),顏色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?,蟲體開始縮短變粗。
1.1.4 成蟲
光肩星天牛成蟲扁平狀,通體漆黑色且有光澤,覆翅上有醒目的白色斑點(diǎn),腹部及足部有藍(lán)色絨毛覆蓋[10~13]。雄蟲體長(zhǎng) 25~35mm,寬 5~10mm,觸角較長(zhǎng)(6~11節(jié)),約是蟲體長(zhǎng)度的2倍;雌蟲體型比雄蟲略大,體長(zhǎng) 35~45mm,寬 7~12mm,觸角較短,超出體長(zhǎng)3~4節(jié),部分成蟲2只觸角節(jié)數(shù)和長(zhǎng)度對(duì)稱。
光肩星天牛在中國(guó)通常1~2年發(fā)生1代,生活史包括了卵、幼蟲、蛹、成蟲4個(gè)階段。由于生存環(huán)境的差異,導(dǎo)致了該昆蟲生活史多變且復(fù)雜,在不同的危害地區(qū)常常出現(xiàn)世代交替現(xiàn)象。光肩星天牛在貴州省習(xí)水縣1年發(fā)生1代,通過(guò)習(xí)水縣野外觀察以及查閱相關(guān)研究資料,光肩星天牛大多以幼蟲和胚胎幼蟲的形式越冬,少數(shù)以蛹的形式在樹干內(nèi)完成越冬過(guò)程[14~15]。越冬幼蟲第2年3月中旬開始活動(dòng)取食,4-5月幼蟲啃食蛀道作為蛹室,為蛹化過(guò)程做準(zhǔn)備,一般蛹期40~50d。羽化后的成蟲需要在蛹孔內(nèi)停留7d左右,待翅膀進(jìn)一步鈣化發(fā)育,翅膀鈣化后的成蟲一般在6月上旬開始從羽化孔爬出,第1代成蟲7月中旬至8月中旬達(dá)到羽化盛期,10月為終見(jiàn)期。成蟲主要在白天活動(dòng),特別是上午8:00-11:00時(shí)活躍于園林植物間,啃食寄主葉柄、葉片及幼嫩枝條的皮層部位補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)[13]。在習(xí)水園林植物中,紅楓是光肩天牛較為喜歡的園林植物,成蟲啃食紅楓幼嫩樹皮,同時(shí)進(jìn)行交尾,隨后將卵產(chǎn)于其他寄主枝干的產(chǎn)卵槽內(nèi)。光肩星天牛雄蟲壽命7~20d,雌蟲壽命14~40 d,成蟲間會(huì)發(fā)生多次交尾,交尾后大約7d開始產(chǎn)卵。從羽化到產(chǎn)卵經(jīng)歷45~55d,產(chǎn)卵時(shí)間主要集中于 7-8月,卵期為15~20d,孵化的幼蟲在產(chǎn)卵刻槽內(nèi)開始取食樹木,每一代光肩星天牛年生活史如表1和圖 1 所示[16~17]。
表1 習(xí)水縣光肩星天牛年生活史
光肩星天牛在貴州省習(xí)水縣園林植物中的常見(jiàn)的寄主有桂花、欒樹、柳樹、大葉女貞和楊樹,偶爾也在香樟、小葉楨楠中發(fā)現(xiàn)。其中桂花和欒樹是該地區(qū)光肩星天牛主要的寄主,從刻槽產(chǎn)卵到羽化為成蟲,光肩星天牛生活史中3/4的時(shí)間均在桂花和欒樹中度過(guò)。成蟲尤其喜歡啃食紅楓嫩枝樹皮,補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)后轉(zhuǎn)卻移到其他樹種進(jìn)行刻槽產(chǎn)卵。與其他景觀植物相比,紅楓嫩枝中可能含有更多的糖類物質(zhì),能夠?yàn)楣饧缧翘炫3上x提供生存和產(chǎn)卵所需的能量,所以在調(diào)查結(jié)果中出現(xiàn)了光肩星天牛喜歡啃食紅楓嫩枝,而產(chǎn)卵和化蛹則主要在桂花和欒樹中的現(xiàn)象。不同階段的危害如圖3所示。
光肩星天牛對(duì)林木的危害主要集中于羽化前的幼蟲階段,卵孵化后的幼蟲便開始啃食寄主的韌皮部,隨著幼蟲的生長(zhǎng)和蟲齡的增加,危害逐步由寄主韌皮部向木質(zhì)部擴(kuò)散,取食形成的不規(guī)則蛀道在木質(zhì)部不同程度的延伸,損壞林木的營(yíng)養(yǎng)輸送組織,影響樹木長(zhǎng)勢(shì)、甚至造成樹木死亡,死亡林木由于蛀孔的影響,降低了木材使用的質(zhì)量。此外,由于光肩星天牛的蛀孔取食,影響了林木本身的機(jī)械強(qiáng)度,特別是路邊的景觀樹種,增加了風(fēng)雨天氣時(shí)枝干折斷的概率,砸傷過(guò)往人群及損壞樹下交通工具,威脅人們的出行安全。羽化成蟲主要危害幼嫩枝條樹皮和樹葉,另外由于成蟲在環(huán)境中存活時(shí)間的影響,不會(huì)對(duì)寄主造成致命的傷害[18]。
本次研究調(diào)查了習(xí)水縣建成區(qū)2014-2018年光肩星天牛對(duì)本地綠化樹種的危害情況。每年9-10月,在該區(qū)域隨機(jī)選取直徑5~15cm的綠化樹300棵,樹種包括了柳樹、桂花、欒樹、大葉女貞、楊樹和紅楓,每個(gè)樹種50棵,分別觀察記錄每棵樹干上產(chǎn)卵刻槽情況,羽化孔個(gè)數(shù),樹木死亡情況。近5年的危害調(diào)查情況如圖4所示。
從圖4發(fā)生趨勢(shì)可知,2014年受到光肩星天牛危害的樹木共有43株,其中死亡4株;2015年受危害株數(shù)為61株,死亡5株;2016年危害株數(shù)為92株,死亡8株;2017年危害株數(shù)為101株,死亡11株;2018年光肩星天牛在習(xí)水縣建成區(qū)綠化樹種上暴發(fā),危害景觀林木數(shù)量達(dá)到163株,死亡17株。近5年,光肩星天牛對(duì)習(xí)水縣建成區(qū)園林綠化林木的危害呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì),2014-2018年危害樹木達(dá)到460株,截止調(diào)查結(jié)束時(shí)已經(jīng)造成45株樹木死亡。光肩星天牛在建成區(qū)主要對(duì)桂花、欒樹、柳樹、大葉女貞和楊樹造成危害,特別是柳樹、楊樹和桂花樹,其中受危害的桂花樹已經(jīng)大量出現(xiàn)樹勢(shì)減弱,死亡率正逐年升高。紅楓受到的危害相對(duì)較小,主要危害來(lái)源于光肩星天牛成蟲對(duì)幼嫩枝條樹皮和嫩葉的啃食,產(chǎn)卵刻槽和羽化孔在紅楓樹干上均相對(duì)較少。此外,觀察發(fā)現(xiàn),天氣的變化會(huì)影響光肩星天牛的產(chǎn)卵習(xí)慣,成蟲大多在連續(xù)晴朗的天氣進(jìn)行產(chǎn)卵活動(dòng),多雨天氣成蟲產(chǎn)卵行為降低。
為了進(jìn)一步研究成蟲在林間的傳播和擴(kuò)散情況,以新羽化孔明顯的寄主樹木為調(diào)查區(qū)域的中心,向四周開展同心圓區(qū)域的調(diào)查,即距離為50~400m的圓形綠化林區(qū),觀察和記錄發(fā)現(xiàn)光肩星天牛成蟲和產(chǎn)卵刻槽的區(qū)域和距離。本次調(diào)查在建成區(qū)選取3塊不同的觀察樣地,進(jìn)行室外觀察記錄,成蟲羽化后離開寄主的擴(kuò)散距離大,在50~200m。成蟲和產(chǎn)卵刻槽的密度 50~100m 區(qū)域大于 100~200m 的區(qū)域,200~400m區(qū)域的林間幾乎未發(fā)現(xiàn)成蟲。傳播距離的調(diào)查結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明了光肩星天牛成蟲雖然能飛行,但是一般不進(jìn)行遠(yuǎn)距離的飛行,主要選擇較近的寄主進(jìn)行危害和繁殖,該情況與欒海洋[12]、李青[13]、趙瑞良[16]等研究結(jié)果相對(duì)應(yīng)。光肩星天牛成蟲體型較其他鞘翅目昆蟲體型大,長(zhǎng)距離飛行需要消耗更多的能量,采取“臨近”危害的方式進(jìn)行擴(kuò)散,有利于成蟲降低營(yíng)養(yǎng)消耗,節(jié)約體能,提高產(chǎn)卵繁殖的效率。
光肩星天牛產(chǎn)卵量大,幼蟲大部分時(shí)間都在寄主韌皮部和木質(zhì)部之間活動(dòng),且蛀孔較長(zhǎng),普通藥劑的表面噴灑難以對(duì)幼蟲及蛹造成觸殺作用,劇毒殺蟲劑雖然能夠提高殺滅效果,但同時(shí)也帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題和食品安全問(wèn)題。所以研究該蛀干害蟲的生活史和生活習(xí)性,結(jié)合習(xí)水縣當(dāng)?shù)叵x害發(fā)生的具體情況,選取恰當(dāng)?shù)姆乐螘r(shí)段和防治方法是開展有效防治的前提。
光肩星天牛成蟲體型較大,容易識(shí)別,羽化高峰期(7-8月),于成蟲最活躍的時(shí)段(上午 8:00-11:00時(shí))集中人力在危害嚴(yán)重的區(qū)域開展人工捕捉成蟲,同時(shí)利用刮刀刮除或搗毀刻槽中的蟲卵,減少成蟲的蟲口密度和產(chǎn)卵數(shù)量,降低下一代的幼蟲數(shù)量。此外,對(duì)已經(jīng)受到蛀干危害的景觀林木進(jìn)行枝干修除或砍伐處理,將砍伐修剪的含有幼蟲的枝干和樹木進(jìn)行集中焚燒處理,減少幼蟲對(duì)其他健康林木的再次危害。
由于光肩星天牛幼蟲長(zhǎng)期在寄主樹干內(nèi)部活動(dòng),所以羽化前期針對(duì)該害蟲的傳統(tǒng)防治方法主要采取蟲孔注藥法和樹干注射法,羽化后期主要采用噴霧法對(duì)危害地區(qū)進(jìn)行大面積噴霧觸殺。氧化樂(lè)果、毒死蜱、吡蟲啉、甲胺磷等殺蟲農(nóng)藥均能對(duì)光肩星天牛成蟲和幼蟲進(jìn)行殺除,經(jīng)過(guò)在習(xí)水縣野外用藥實(shí)驗(yàn),采用國(guó)光秀劍套餐和防蛀液劑處理后,對(duì)光肩星天牛成蟲和幼蟲均有較好的防治效果。蟲孔和樹干注射法雖然能夠?qū)涓蓛?nèi)的幼蟲進(jìn)行有的放矢的殺除,但是操作比較耗時(shí),人工成本較高。此外,針對(duì)羽化成蟲的噴灑,在殺死光肩星天牛成蟲的同時(shí)有可能將其他蟲子一起殺死,影響林間鳥類的取食生存,以及其他昆蟲的種群多樣性。目前,利用引誘劑對(duì)天牛進(jìn)行引誘,再集中處死是一種綠色、高效、環(huán)保的防治方法,有待于進(jìn)一步推廣和普及,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學(xué)防治方法,減少化學(xué)藥劑對(duì)環(huán)境的影響。
在該區(qū)域進(jìn)行綠化規(guī)劃時(shí),考慮建立多種景觀樹種的混交栽種模式,避免單一樹種的栽種,特別是光肩星天牛喜歡侵染的桂花和欒樹,避免該樹種的成片集中栽培,盡量在綠化區(qū)域種植多種適合生長(zhǎng)的綠化樹種,并進(jìn)行喬木和灌木的合理搭配。利用光肩星天牛成蟲喜歡啃食紅楓幼嫩枝條的特性,在景觀林間進(jìn)行“誘餌樹”的種植,以紅楓或糖槭作為誘餌,吸引成蟲集中于誘餌樹木,便于開展集中捕殺,減輕對(duì)其他林木的危害,并及時(shí)清除受害嚴(yán)重的餌樹,進(jìn)行樹種的替換。