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福建红树林昆虫群落及主要害虫综合治理技术研究

丁珌  
【摘要】: 红树林是海岸湿地十分重要的生态系统,是陆地过渡到海洋的特殊森林,是生长在热带、亚热带海滩的胎生树种,也是我国重点拯救和保护的三大生态系统之一。可惜红树林这一宝贵的资源近年来遭受不合理利用,加上围海造田的大量破坏,红树林分布面积已大量减少;且由于福建省红树林位于我国红树湿地生态系统分布的临界地带,红树林生态比较脆弱,多种虫害在红树林中蔓延和大面积暴发成灾。2000-2006年,作者通过研究分析不同类型红树林的昆虫群落结构特征,明确红树林昆虫群落的优势种,确定危害红树林的主要害虫,对主要害虫的生物学、生态学特性和发生发展规律进行深入研究,同时探索红树生态系统中红树植物个体对主要虫害的化学防御机制;通过了解红树湿地生态系统中红树植物(寄主)—害虫—天敌三者关系,提升湿地生态系统综合抗逆性能,采取有效的措施维护红树湿地系统的生态平衡,控制虫害的暴发,为红树林害虫的综合治理提供理论依据;通过Bt、白僵菌等生物制剂的筛选,选择能有效控制主要害虫蔓延发生的生物制剂,为保护红树林提供科技保障。主要研究结果摘要如下: 红树林昆虫群落结构及其多样性是红树生态系统研究中重要组成部分,本论文通过对福建省漳江口红树林国家级自然保护区(云霄县)和九龙江口省级红树林自然保护区(龙海市)节肢动物群落的系统调查,在漳江口采集并鉴定标本计5133号,其中昆虫纲分属12目、72科、88种,蜘蛛纲13种,蜱螨目2种;九龙江口采集并鉴定标本1175号,分属10目、42科、52种,蜘蛛纲5种,蜱螨目1种。云霄较龙海昆虫类群的目数、科数、物种数多,两群落各目、科、物种的分布特征很接近。从昆虫各目物种的分布特征看,云霄以膜翅目的物种数最多,占该类群总物种数的27.27%,其次是鳞翅目、鞘翅目、同翅目、双翅目,这五个目累计物种数占类群总物种数的84.09%。龙海也以膜翅目物种最多,占该类群总物种数的29.09%,其次是鳞翅目、双翅目、同翅目、鞘翅目,这五个目累计物种数占类群总物种数的88.46%。 对云霄和龙海红树林保护区的昆虫类群进行系统聚类,分成3类,云霄红树林保护区的秋茄+桐花树混交林不同潮位的昆虫类群为第一类;龙海红树林保护区不同林分(白骨壤、秋茄、白骨壤+桐花树)的昆虫类群为第二类;云霄红树林保护区白骨壤纯林不同潮位的昆虫类群为第三类;说明不同红树植物组成的林分类型其昆虫群落不同。昆虫群落的多样性指数比较结果表明,不同类型红树林林分的昆虫群落多样性存在明显差异,昆虫群落丰富度最高者为秋茄+桐花树混交林,其次为秋茄纯林,最低为白骨壤林分。 红树林昆虫群落个体数量的动态规律,不同类型红树林不同潮水位昆虫个体数量变化规律不同。白骨壤纯林低潮位昆虫个体数量随时间变化没有形成明显高峰,即个体数量在一定范围内波动;白骨壤纯林高、中潮位及秋茄+桐花树混交林低潮位的昆虫个体数量时间序列形成两个明显的波峰,即7月中上旬和9月下旬至10月上旬两时段的昆虫个体数量多,以7月份最多:秋茄+桐花树混交林中潮位昆虫个体数量变化趋势以5月份最高,随后降低在一定范围内波动;秋茄+桐花树混交林高潮位在6月下旬和8月中旬昆虫个体数量最多。红树林昆虫群落物种丰富度的动态规律,白骨壤纯林不同潮水位昆虫群落物种丰富度变化规律一致,随时间序列形成具有两个波峰和波谷的曲线趋势,即7月中上旬和9月下旬至10月上旬,该纯林的昆虫物种最丰富;秋茄+桐花树混交林不同潮水位的昆虫群落物种丰富度随时间序列变化趋势不同,低潮位昆虫物种丰富度随着时间推移物种丰富度缓慢增长,至9月下旬群落的昆虫物种达最丰富,其后开始减少;中潮位物种丰富度变化趋势跟白骨壤纯林的变化一致,形成两个明显的高峰期,即7月中下旬和9月下旬至10月上旬;高潮位在8月上旬形成一个波峰,即8月上旬是该林分昆虫物种最丰富的时期。红树林昆虫群落生物多样性和均优多指数的时间序列一致;秋茄+桐花树混交林的昆虫群落不同潮位多样性指数的变化趋势是一致的,均在2~4之间变动,高低潮位在7月底和10月中旬形成两个波峰,即多样性指数H最大,接近4;中潮位高峰期前移20天;白骨壤纯林的昆虫群落多样性指数变化形式多样,说明该昆虫群落受外界的影响大,共同特点是8月底多样性指数最低,原因是调查当年8月中旬遭受台风袭击,台风伴随的强风暴雨,造成昆虫种类、密度和数量的大幅度下降。混交林昆虫群落的稳定性高于纯林,均匀性趋势与多样性指数呈正相关,潮汐和风暴是决定红树林昆虫群落结构水平的重要因素。 云霄红树林昆虫群落的主要优势物种有膜翅目的蚁科(Formicidae)、茧蜂科(Braconidae)和肿腿蜂科(Bethylidae),鳞翅目的毛颚小卷蛾(Lasiognatha cellifera)、海榄雌瘤斑螟(Ptyomaxia sp.)(种名待定)和丽绿刺蛾(Latoia lepida Cramer),同翅目的飞虱科(Delphacidae)、盾蚧科(Diaspididae),双翅目的蚤蝇科(Phoridae)和水蝇科(Ephydridae)等种类。由于不同昆虫的生活习性及不同红树植物的生理生化特性,导致不同红树林分的优势昆虫种类也不相同。除了飞虱在各种红树植物上均有栖息和为害外,多数优势种在不同红树植物上的栖息和危害,对寄主植物具有高度选择性。如:有种蚂蚁只在桐花树和秋茄的树冠层上筑巢栖息,并与盾蚧生活一起;毛颚小卷蛾取食桐花树;丽绿刺蛾仅危害高潮位的秋茄和桐花树;海榄雌瘤斑螟仅取食危害白骨壤。 由于红树林具有区域性分布的特征,即不同地区红树林的主要建群植物种类不同,不同类型红树林的昆虫群落结构特征各不相同,对于分布于中国北界(福建)红树林的主要害虫研究尚为空白。需要在对红树林的昆虫群落结构及其多样性分析的基础上,对严重危害红树林的主要害虫开展研究,探究其生物学与生态学特性。于是,2000-2006年,在漳江口国家级红树林自然保护区开展了有关红树林主要害虫的相关研究。 毛颚小卷蛾是危害红树林桐花树的主要食叶害虫之一,属中国新记录种。该小卷蛾在福建漳州地区一年发生7代。在桐花树叶片上结茧化蛹越冬,翌年5月下旬,桐花树盛花期,越冬蛹开始羽化,成虫羽化1~2d后交配产卵,卵散产在嫩叶背面。初孵幼虫即吐丝粘连2~3片顶芽附近的嫩叶,并潜入其中取食叶肉;幼虫老熟后,用丝将叶缘粘包成饺子形,并在其中结茧化蛹。林间分布规律显示,该虫主要在最前沿入海口低潮位桐花树上发生危害,平均为害率为50.27%,最高可达92%;中潮位桐花树平均被害率为17.97%,最高为70.83%;靠近岸边高潮位桐花树上分布较少,平均被害率为2.00%,最高为12%。毛颚小卷蛾不同世代的幼虫在林间属于聚集分布。这与树木的抗性和害虫习性有关,最前沿入海口的桐花树生长矮小、抗性较差,毛颚小卷蛾幼虫能忍受较长时间的海水浸泡,因此在最前沿入海口的桐花树受害严重。 海榄雌瘤斑螟是危害红树林白骨壤的主要害虫之一。多年来,福建云霄漳江口国家级和龙海省级红树林自然保护区发生极其严重,严重时受害率达100%,林分顶端枯黄,似火烧状。该虫在福建省云霄一年发生6代,以初孵幼虫钻蛀到白骨壤的枝条顶芽或叶腋间的腋芽里越冬,翌年5月初越冬幼虫开始活动。每一世代卵期6~7d,幼虫期14~18d,蛹期5~6d,成虫期3~5d,11月进入越冬状态。海榄雌瘤斑螟卵和幼虫种群林间呈聚集分布,其聚集成份是个体群;λ<2表明,种群聚集的原因有待研究。 丽绿刺蛾是为害红树植物秋茄和桐花树的主要食叶害虫之一,林间虫口数量分布从高潮位向低潮位呈逐渐减少的趋势,高潮位的平均被害率为46.3%,低潮位平均被害率为13.8%。该虫在福建省红树林分布区一年发生2代,以老熟幼虫在茧内越冬,越冬代成虫在5月上旬至6月中旬羽化交配、产卵。第一代发生于5~8月,第二代发生于7月至次年5月。经室内海水浸泡试验表明,丽绿刺蛾浸泡在海水中4h仍有较高的存活率,达99.86%;一般潮汐淹没红树林高潮位极少超过4h,从而说明潮汐海水对丽绿刺蛾的浸泡不影响其生长发育及存活等,该虫对海水浸泡具有较强的抗逆性,因此丽绿刺蛾在高潮位的红树林上大发生。红树林分布区潮水位不同,被海水淹没的时间也有长短差异,丽绿刺蛾的这种抗逆性变化是林间虫口数量从高潮位到中低潮位减少的主要原因。 红树林主要害虫都具有一定的寄主专化性,即不同昆虫种类危害不同的寄主植物,且不同红树植物虫害发生程度差异显著,危害红树林的主要昆虫为鳞翅目、同翅目,为叶部害虫。通过选择几种有代表性的红树植物分析叶片的次生性物质(丹宁)、营养成分(糖、碳、氮、蛋白质、脂肪、氨基酸)等化学物质含量,初步探讨了红树植物的化学抗性机制。 丹宁是干扰昆虫对食物利用的化学物质,可影响昆虫对食物的消化和利用,而阻碍它们的生长发育,降低它们的繁殖力。分析了红树植物叶片丹宁总含量,显见木榄的丹宁平均含量最高,为33.49%,桐花树、秋茄和白骨壤等丹宁平均含量分别为25.26%、25.28%和25.35%,明显低于木榄。分析结果与林间调查的结果吻合,说明在红树林中木榄通过提升丹宁含量来干扰昆虫对寄主植物的利用,而其它三种丹宁含量低的红树植物不同程度地遭受不同种类害虫的危害,也说明木榄抗虫性最强。白骨壤丹宁含量的季节变化规律是8月>7月>4月>11月,危害白骨壤的海榄雌瘤斑螟4和11月没活动,此时白骨壤的丹宁含量均比较低,7和8月丹宁含量升高,说明红树植物为了自卫,即为了能减少害虫的危害,被动提高丹宁含量,从而干挠昆虫取食。 分析了四种红树植物叶片的水分、糖、氮、碳、脂肪、蛋白质和氨基酸等营养物质含量,寄主植物的碳氮比的排列顺序是木榄>秋茄>桐花树>白骨壤,木榄的碳氮比最高,蛋白质和氨基酸等含量低,糖含量较高,不利于昆虫的生长发育,因而抗虫性最强;白骨壤分析结果与木榄正相反,说明白骨壤是本红树林区域中昆虫最为适宜取食的树种,即抗虫性最差。从糖、氨基酸等营养物质含量变化分析均体现,红树植物在受到害虫进攻时,不能象动物一样自卫,但植物也不是完全处于被动地位,植物能降低植物体的营养价值,使本身的可食性恶化,从而影响害虫的生长发育,减少害虫对植物的危害,使自己得以生存发展。 从造林树种选择、造林滩涂地选择、天敌保护、生物防治措施等方面,探讨针对红树林主要害虫的综合控制技术,选择能有效控制主要害虫蔓延发生的生物制剂,为可持续地保护红树湿地资源提供科技支撑。采用苏云金杆菌、白僵菌对海榄雌瘤斑螟进行室内侵染力测定结果显示,在适宜条件下苏云金杆菌效果很理想,白僵菌侵染效果较差,需进一步分离提纯螟蛾白僵菌菌株。林间采用生物防治和化学农药防治螟蛾对比试验,结果应用蔬丹、菜农2号等苏云金杆菌类生物制剂的防治效果可达98.1%和92.78%,虽然化学农药杀虫威的防治效果也可达94.74%,但从环境保护角度考虑,应该首先选择苏云金杆菌等生物防治措施。


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