香蕉园内红火蚁种群时序动态规律研究

周爱明，王 正，曾 玲，陆永跃

(华南农业大学红火蚁研究中心，广州 510642)

红火蚁Solenopsis invicta Buren属于膜翅目Hymenoptera、蚁科 Formicidae、切叶蚁亚科 Mymicinae、火蚁属Solenopsis，是一种重大的危险性害虫(Vision，1997)。对入侵区农业生产、生态系统及人身健康具有重大的影响。红火蚁通过直接取食植物种子、果实、幼芽、嫩茎和根部，对农作物的产量产生影响，对农业生产带来危害 (Stewart，1991;Jetter，2002)。红火蚁自2003年入侵我国台湾后，在广东吴川、广州、深圳、东莞、惠州、广西北海、南宁、湖南张家界和福建龙岩等地区相继被发现 (曾玲等，2005;张润志等，2005)。国外对红火蚁的研究较早，有关红火蚁生物学、生态学、种群动态规律等方面的研究已有报道(Markin，1973;Horton，1974;Tschinkel，1992;Porter，1998;Adams，2001)。我国对红火蚁的研究近几年才开始，红火蚁在中国的适生性分布、有效的化学防治方法、入侵对生态造成的威胁以及对生物群落的影响相继得到了研究 (杜予州等，2007;沈鹏等，2007;杨佳后等，2009;黄可辉，2010;张庆等，2010;席银宝等，2010;吴碧球等，2010)。然而，在特定环境内研究红火蚁种群的时序动态规律并不多见。研究红火蚁种群在华南地区典型生态环境中的动态规律、种群的发展与环境因子的关系，对有效的防控红火蚁具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 试验地生境情况

试验在广东省广州市华南农业大学 (增城)教学科研基地香蕉园进行。实验地地理位置为东经113.63°，北纬23.24°，海拔76 m。增城市年平均气温21.6℃，年降雨量2278 mm，属于亚热带海洋季风气候。该园占地8亩，属新建香蕉园，受外界环境影响较小。香蕉株行距5m，通风透光好。香蕉园长120 m、宽4.5 m。该香蕉园平均分成6个小区。香蕉地杂草覆盖度在70%左右，各区小气候，土质等生态环境基本一致。根据调查，该香蕉园的红火蚁为多蚁后型。

1.2 试验方法

1.2.1 红火蚁的年变化动态的调查方法

调查时间为2007年12月到2008年11月。每月中旬调查1次，每个小区内设置诱集点2个，两个诱集点间隔10 m。采用诱饵法调查红火蚁工蚁数量。将火腿肠片放入容积为50 mL的透明塑料瓶中，横放于地表，让瓶口靠近地面。放置诱饵的时间一般是晴天的10点左右蚂蚁活动活跃的时段。每个诱集点按照正方形四个角设置4个诱瓶。放置30 min左右收回，取出其中的蚂蚁放入75%酒精中，并标记，带回实验室鉴定种类、记录数量。

1.2.2 红火蚁的日变化动态的调查方法

调查时间为2008年的1月、4月、7月和10月。试验在每个月中旬晴朗的天气进行，从7∶00到19∶00每2 h调查1次，诱集方法同1.2.1，诱瓶放置30 min后取回并收集、记录诱瓶中工蚁数量。

1.2.3 红火蚁活动蚁巢数的调查方法

调查时间为2007年11月到2008年10月。选择每个月中旬的晴朗的上午，记录每个小区的活动蚁巢数。活动蚁巢判定方法为:若蚁巢受干扰后60 s有3头以上红火蚁爬出，则判定为活动蚁巢。在每个记录过的蚁巢上插上小红旗进行标记以便下次观察。

1.2.4 红火蚁蚁巢体积的测量方法

调查时间为2007年11月到2008年10月。每次调查都在晴朗的上午进行，选取发育良好且未受破坏的活动蚁丘，用直尺测量其大小 (长、宽、高)。每月中旬记录一次。蚁丘体积的计算方法如下:蚁丘体积 (V)=(2/3)∏a*b*c，式中a为蚁丘长度的一半，b为蚁丘宽度的一半，c为蚁丘的高度 (Porter，1992)。

1.2.5 蚁群结构的调查方法

调查时间:2008年1月、4月、7月及10月。应用取样器抽取样品调查蚁群结构。每个小区调查1个蚁巢。在晴朗的天气，选取发育良好的且未受破坏的活动蚁丘，迅速取样，放入塑料大桶内，完成后在大桶顶部内缘涂上滑石粉，以防止红火蚁逃出。红火蚁数量采用以下方法进行统计:将取样的土壤粉碎、完全混匀后迅速抽取重约200 g土样装入密封盒中，重复抽取5次。记录各土样中的红火蚁各品级数量。

2 结果与分析

2.1 香蕉园红火蚁年发生动态

由图1可知，香蕉园内红火蚁活动性的波动比较大，12及1月份红火蚁觅食活动较弱，诱集到的工蚁数也较少，能诱集到工蚁数量均不超过100头/诱瓶，2～4月随着气温的回升，诱集的红火蚁数量也逐渐增多。5月份，红火蚁觅食活动达到一个高峰期，每个诱饵能诱到的工蚁数量在350头以上，之后诱到的数量逐渐减少，8～9月份诱集量增加缓慢，9月后诱集量迅速增加，至10月份红火蚁觅食活动达到全年的第二个高峰，每个诱饵诱到的工蚁数量为325.2头。之后诱集量又开始减少。

图1 香蕉园红火蚁年发生动态Fig.1 Aunual dynamic offire ants in banana plantation

2.2 香蕉园红火蚁日发生动态

1月份，红火蚁全天的活动性都较弱，一天的每个时段诱集到的工蚁数量均不超过60头/诱瓶，7∶00～9∶00诱集到的数量最少，为22.2头/诱瓶。4月份，一天的每个时段诱集的工蚁数量均超过200头/诱瓶，13∶00～15∶00诱集的工蚁数量最多，为348.3头/诱瓶，其次为 9:00～11∶00，为312.5头/诱瓶。7月份，7∶00～9∶00诱集到的数量最多，为381.2头/诱瓶，之后诱集的工蚁数量随着气温的升高而减少，13∶00～15∶00诱到的数量最少，之后诱集数量又缓慢回升。10月份，红火蚁有两个觅食高峰时段，在9∶00～11∶00诱集到的数量最多，为317.6头，第二个高峰时段在15∶00～17∶00，诱集到308.4头。如图2所示。

2.3 香蕉园红火蚁活动蚁巢消长动态

由图3可知，11月至次年2月，香蕉园活动蚁巢数量变化缓慢，总体上呈下降的趋势，每个月份蚁巢数都在10个以下，3月份开始，活动蚁巢数开始迅速增加，到6月份活动蚁巢数量达到全年的高峰，为29个。之后开始逐渐减退，至10月份，活动蚁巢数为17个。

图2 香蕉园红火蚁日发生动态Fig.2 Daily dynamic of fire ants in banana plantation

图3 香蕉园红火蚁活动巢数年动态Fig.3 Aunual dynamic of active mounds in banana plantation

2.4 香蕉园红火蚁蚁巢体积消涨动态

由图4可知，从2007年11月至2008年9月份，蚁巢体积一直保持增大的趋势，11月至次年2月蚁巢体积增长缓慢，2月之后蚁巢体积开始增大，特别是从4月份到9月份，蚁巢体积增长很快，最大值为2836.68 cm3，之后蚁巢体积有所减少。

图4 香蕉园红火蚁蚁巢体积的变化Fig.4 Aunual dynamic of mound volume in banana plantation

2.5 香蕉园红火蚁蚁群结构动态

2.5.1 各品级红火蚁数量动态

由图5可知，随着季节的变化，红火蚁蚁群中各品级数量也随之变化。在200克土样中，1月份蚁群中小型工蚁数量最少，4月份达到最大值，为1557头。7月份和10月份分别为805头和1081头。大型工蚁、工蚁蛹和工蚁幼虫与小型工蚁表现出相同的变化趋势，都是1月份最少，不同的是工蚁蛹最大值出现在10月，而小型工蚁、工蚁幼虫和大型工蚁最大值出现在4月。在4个月份调查到的蚁后、有翅雌蚁、有翅雄蚁、有翅蚁蛹和有翅蚁幼虫数量都较少。7月份在200克土样中调查到有翅雌蚁和有翅蚁蛹都只有5.67头、有翅蚁幼虫8.33头。4月份调查到了1头蚁后，其余月份均没有调查到。总体上红火蚁工蚁数量在春、秋季较大，而在冬季数量最少。其它品级也有类似的变化规律。

图5 香蕉园红火蚁蚁群季节动态Fig.5 Seasonal dynamic about composition of fire ant in banana plantation

2.5.2 各品级红火蚁所占蚁群比例

由图6可知，在1月、4月、7月和10月，都是小型工蚁占蚁群的比例最大，分别为69.13%、53.27%、63.82%和45.73%。其次为工蚁幼虫，分别为17.48%、26.11%、23.86%和18.0%。工蚁蛹所占比例分别为11.79%、18.54%、9.67%和34.95%。其它品级占蚁群比例较小。工蚁蛹在10月占蚁群比例最大，而工蚁幼虫在4月占蚁群比例最大。从1月至4月，调查到的小型工蚁数量增多了，但其占蚁群的比例却减少了，从7月至10月也有类似的变化。

图6 各品级所占蚁群比例动态Fig.6 Seasonal percent dynamic of all types fire ants in banana plantation

3 结论与讨论

红火蚁种群的时序动态规律是红火蚁研究中的基础内容之一，国外已给予了很多关注。当红火蚁入侵到新的区域之后，其种群动态规律及与环境间的关系应该首先得到研究。本文研究了红火蚁入侵香蕉园后其种群的年动态、日动态、蚁巢数量和体积的消张规律以及蚁群结构的季节性动态。研究结果表明，香蕉园红火蚁工蚁数量全年的波动都较大，香蕉园内红火蚁觅食活动有两个高峰，分别出现在5月和10月。红火蚁在一天之中随温度的升高，觅食活动增强，但在某个时段温度太高，不利于其出巢觅食。在春秋季节的9∶00～11∶00 和 13∶00 ～15∶00、冬季的 13∶00 ～15∶00及夏季的 7∶00 ～9∶00 和 17∶00 ～19∶00，这些时段较适宜其觅食。有研究表明地表温度是红火蚁活动与觅食的重要限制因子。土壤温度过高对蚂蚁的觅食活动有着负面的影响。地下2cm处的温度是判断红火蚁觅食活动程度的标准。红火蚁工蚁在10～42℃之间都会有觅食活动，但当蚁道内的温度介于21～36℃之间时，觅食活动最活跃(Porter and Tschinkel，1987)。本研究也证实在香蕉园内红火蚁觅食活动随温度变化而产生季节性波动。冬季觅食活动最弱，春季随温度回升觅食活动加强，而夏季正午温度较高，抑制了其觅食行为，早晚活动较强。秋季的10月份温度较适宜其觅食，为全年觅食活动的盛期。香蕉园内活动蚁巢数最大值出现在6月，之后开始逐渐减少。调查中发现，4至6月份降雨频繁，这段时间香蕉园内新增的蚁巢较多，有些旧蚁巢周围出现了新的蚁巢。有研究也证实持续性降雨可促进蚁巢迁移、分巢以及蚁巢数量的迅速增加 (赵瑾等，2009)。蚁巢体积从4月份开始迅速增大，这可能与4月至9月份降雨量有关。在调查中发现，每次降雨之后，蚁巢基部面积和蚁巢高度都有增加，特别是蚁巢高度增长显著。对蚁群结构的季节性动态研究表明，红火蚁各品级数量随季节波动较大，春秋季节数量较大，冬季蚁群数量明显减少。从比例上也可看出小型工蚁、工蚁幼虫和工蚁蛹在每个季节所占比例都较大，而其它品级所占比例较小。

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