广西大青山西南桦人工林拟木蠹蛾为害的影响因子1)

庞圣江 唐诚 张培 贾宏炎 曾杰

(中国林业科学研究院热带林业实验中心,凭祥，532600)(中国林业科学研究院热带林业研究所) (中国林业科学研究院热带林业实验中心) (中国林业科学研究院热带林业研究所)



广西大青山西南桦人工林拟木蠹蛾为害的影响因子1)

庞圣江 唐诚 张培 贾宏炎 曾杰

(中国林业科学研究院热带林业实验中心,凭祥，532600)(中国林业科学研究院热带林业研究所) (中国林业科学研究院热带林业实验中心) (中国林业科学研究院热带林业研究所)

以广西大青山西南桦(Betulaalnoides)人工林为研究对象，依据林分类型、立地状况设置53块20 m×30 m的典型样地，调查了其立地和林分特征以及拟木蠹蛾(Arbelaspp.)为害状况，揭示了西南桦人工林拟木蠹蛾为害的关键影响因子。偏相关分析表明：林分类型(r=-0.361，P=0.008)、林下植被盖度(r=-0.330，P=0.016)和高度(r=-0.471，P=0)以及坡位(r=-0.404，P=0.003)与西南桦林分感虫株率相关显著，是影响西南桦林分拟木蠹蛾为害的关键因子。方差分析显示：西南桦纯林和西南桦×红锥(Castanopsishystrix)混交林拟木蠹蛾为害最为严重，其感虫株率分别为49.35%和43.55%，显著高于西南桦×杉木(Cunninghamialanceolata)(17.63%)和西南桦×灰木莲(Manglietiaglauca)混交林(14.04%)；林下植被茂盛的林分内拟木蠹蛾为害程度较轻；下坡林分感虫株率高达68%，显著高于上坡和中坡(20%以下)，可能与下坡林地更靠近虫源有关。

西南桦；拟木蠹蛾；蛀干害虫；林分结构；立地条件

钻蛀类昆虫为害不仅抑制林木生长、降低木材质量，而且严重时亦影响森林健康和稳定性，是当前世界上人工林可持续经营的主要制约因素和关键问题之一[1-2]。国内外学者对林木钻蛀类害虫的发生、为害及其影响因素进行了大量研究。Jactel et al.研究海岸松(Pinuspinaster)人工林松梢螟(Dioryctriasylvestrella)为害时发现林缘比林内受害严重，与阔叶树种混交可有效减轻为害[3]；李孟楼等认为，多树种混交能有效控制蛀干害虫为害，但混交林的抗虫效果与伴生树种的抗虫性及其混交比例有关[4]；姚松等研究影响松墨天牛(Monochamusalternatus)种群数量的林分因子发现，林下植被盖度、坡向显著影响松墨天牛数量，而且林缘和林内亦差异显著[5]。总体而言，目前有关天牛类等害虫研究较多，而对于诸如拟木蠹蛾类(Metarbelidae)等其他钻蛀类害虫的研究却鲜见报道。由于钻蛀类昆虫发生、为害因其生物学特性和生活习性而异，广泛开展其发生、为害以及影响因子研究，有助于通过营林技术措施实现其长期有效防控，是林业发展急需解决的一个重大难题[6]。

拟木蠹蛾(Arbelaspp.)为鳞翅目(Lepidoptera)拟木蠹蛾科的一种钻蛀类害虫，1年1个世代，3月中至下旬为化蛹期，4月上至中旬为羽化期，5月幼龄虫开始为害，取食至12月中旬后逐渐进入越冬期[7]，由于其啃食树皮和木质部而留下伤疤和虫孔，2～3年内均易辨别。目前拟木蠹蛾防治是珍贵树种西南桦(Betulaalnoides)大规模发展正面临的关键难题。拟木蠹蛾对西南桦的为害主要表现为，幼虫从西南桦树干伤口、树皮裂缝和树杈处钻蛀导致受害植株生长势削弱，危害严重时容易发生风折断梢，严重影响木材产量和质量[8]。随着西南桦种植业在云南、广西和广东等省区大规模发展，拟木蠹蛾对西南桦的为害已为林业科技工作者所关注[9]。王春胜等通过修枝试验发现，修枝可显著降低西南桦修枝段的虫孔数，但对林分感虫株率无显著影响[8]。刘有莲等调查发现，西南桦受拟木蠹蛾为害程度随着海拔的升高而下降，在低海拔地段最为严重[10]。然而有关拟木蠹蛾为害的影响因子综合研究尚未见报道。从林分和立地特征等方面探明拟木蠹蛾发生、为害的关键影响因子，对于其有效防控具有重要意义。因此，本研究以广西大青山西南桦人工林为研究对象，开展拟木蠹蛾为害以及林分结构、立地条件等因素的系统调查，揭示拟木蠹蛾为害及其影响的关键因子，为有效控制拟木蠹蛾为害提供科学依据，将促进西南桦种植业的健康、高效发展。

1 研究地概况

研究地位于广西凭祥市中国林业科学研究院热带林业实验中心(21°58′～22°19′N，106°40′～106°59′E)。该地属于南亚热带季风气候，年均气温21.0 ℃，年均降雨量约1 400 mm，主要集中在4—10月。该地位于广西大青山林区，是我国最先开展西南桦人工种植的地区。

2 研究方法

2.1 样地设置

2015年4—5月，根据西南桦林分类型、立地状况以及拟木蠹蛾为害情况，典型设置53个20 m×30 m样地，其中西南桦纯林9个，西南桦×红锥(Castanopsishystrix)17个，西南桦×马尾松(Pinusmassoniana)6个，西南桦×杉木(Cunninghamialanceolata)15个，西南桦×灰木莲(Manglietiaglauca)6个。对样地内乔木层树种进行每木检尺，记录树种种类、胸径和树高；依据拟木蠹蛾为害后留下的树皮伤疤和虫孔调查统计每个样地内感虫株率；于每个样地内沿对角线的两个角和中心位置设置3个5 m×5 m的样方，调查样方内下层植被盖度和高度等。详细调查、记录每个样地的林分类型、林龄、主林层郁闭度、海拔、坡位、坡向和坡度等。

2.2 数据分析

运用SPSS 13.0软件对数据进行偏相关分析、方差分析和LSD多重比较。由于林分类型、坡位和坡向为定性因子，为了分析方便，对这些因子进行等级数量化处理。林分类型，依据其为害程度从高到低依次将西南桦纯林，西南桦与红锥、马尾松、杉木和灰木莲的混交林赋值1～5；坡向，阴坡、半阴坡半阳坡、阳坡分别记为1、2、3；坡位，下坡、中坡和上坡分别记为1、2、3。其中，林分类型3.1(1～5)，林龄15.5 a(8～20 a)，林分密度652株·hm-2(217～1 383株·hm-2)，平均胸径14.5 cm(8.8～24.8 cm)，平均树高10.3 m(6.9～19.6 m)，主林层郁闭度0.8(0.6～0.9)，林下植被盖度56.6%(12.5%～100.0%)，林下植被平均高度76.1 cm(20.3～152.5 cm)，坡位2.0(1～3)，坡向1.9(1～3)，坡度29.3°(9°～42°)，海拔456.4 m(190～670 m)，感虫株率30.2%(0～97.3%)。各影响因子后的数据为均值(变化范围)。

为了更清晰地揭示关键因子对西南桦拟木蠹蛾为害的影响，将其进行等级划分，并做比较分析。林下植被盖度划分为4个等级：A.≤25%；B.>25%和≤50%；C.>50%和≤75%；D.>75%：林下植被平均高度亦划分为4个等级：A.≤40 cm；B.>40 cm和≤80 cm；C.>80 cm和≤120 cm；D.>120 cm。

3 结果与分析

自20世纪70年代末以来，广西大青山林区在各种立地大规模营建西南桦人工林，且种植模式多样，主要包括西南桦纯林以及西南桦×马尾松、西南桦×杉木、西南桦×灰木莲和西南桦×红锥等混交林。在经营实践中发现，该地西南桦林分几乎全部遭受拟木蠹蛾为害，但为害程度差异明显。

3.1 拟木蠹蛾为害的关键影响因子筛选

偏相关分析表明(表1)，林分感虫株率与林分类型、林下植被盖度和平均高度以及坡位呈极显著相关(P<0.01)或显著相关(P<0.05)，其相关系数分别为-0.361、-0.330、-0.471和-0.404，说明这4个因子是影响西南桦拟木蠹蛾为害的关键因子。

3.2 拟木蠹蛾为害关键影响因子分析

3.2.1 林分类型

5种西南桦林分中，西南桦纯林和西南桦×红锥混交林拟木蠹蛾为害较为严重，感虫株率分别49.35%±9.27%和43.55%±7.98%；其次为西南桦×马尾松混交林，其感虫株率为25.24%±6.13%；而西南桦×杉木和西南桦×灰木莲混交林的感虫率较低，分别为17.63%±6.65%和14.04%±7.51%。方差分析显示，5种林分类型间林分感虫株率差异显著(F=3.35，P=0.016 4)，西南桦纯林、西南桦×红锥混交林的感虫株率显著高于西南桦×杉木、西南桦×灰木莲混交林，而西南桦×马尾松则与这4种林分差异均不显著(P>0.05)。

表1 拟木蠹蛾为害与调查因子的偏相关性分析

3.2.2 林下植被盖度

随着林下植被盖度的增加，西南桦林分感虫株率呈现先升高后降低的趋势。林下植被盖度介于25%～50%时，西南桦林分拟木蠹蛾为害最重，其感虫株率为48.27%±3.63%；林下植被盖度在75%以上时，拟木蠹蛾为害程度最轻，感虫株率仅为15.78%±12.99%；林下植被盖度在25%以下或为50%～75%时，感虫株率居中，分别为29.86%±4.40%和18.41%±5.79%。方差分析显示，4个盖度水平间西南桦林分感虫株率差异极显著(F=5.45，P=0.002 6)，林下植被盖度介于25%～50%的林分感虫株率显著高于其他3个盖度水平林分，而后三者间差异不显著。

3.2.3 林下植被平均高度

随着林下植被平均高度的增加，西南桦林分感虫株率大致呈先下降后稳定的趋势。4个高度水平间林分感虫株率差异极显著(F=3.75，P=0.016 7)，林下植被高度小于40 cm的林分感虫株率为55.39%±9.97%，显著高于40～80 cm、80～129 cm以及大于120 cm 3个高度水平林分，后三者的感虫株率分别为26.06%±5.16%、28.01%±5.44%和19.74%±3.15%，其差异不显著。换言之，林下植被高度大于40 cm时，林分感虫株率无显著变化。

3.2.4 坡位

随着坡位的升高，西南桦林分拟木蠹蛾为害程度呈递减趋势。3个坡位间林分感虫株率差异极显著(F=4.09，P=0.022 3)，下坡林分感虫株率为68.04%±21.01%，显著高于中坡(31.59%±3.95%)和上坡(17.99%±5.73%)，而中坡和上坡间差异不显著。下坡的林分感虫株率高达68%，而上坡则低于20%。

4 结论与讨论

本研究结果显示，西南桦林分感虫株率与林分类型、林下植被盖度和平均高度以及坡位等因子呈显著相关(P<0.05)。西南桦纯林的拟木蠹蛾为害最为严重，而西南桦与杉木或灰木莲混交能有效减轻拟木蠹蛾的为害，这与马尾松×木荷(Schimasuperba)混交显著减少马尾松松梢螟(Dioryctriasplendidella)为害[11]以及毛白杨(Populustomentosa)×刺槐(Robiniapseudoacacia)混交能有效控制光肩星天牛(Anoplophoraglabripennis)为害[4]是一致的，这可能与混交林内天敌昆虫数量多于纯林有关[12]；然而本研究中亦发现，西南桦与红锥混交并未显著减轻拟木蠹蛾对西南桦林分的为害。换言之，西南桦×红锥混交林的抗虫效果不明显。究其原因：其一，调查发现，杉木和灰木莲未见拟木蠹蛾为害，而红锥遭受拟木蠹蛾为害，因此，红锥未能像杉木、灰木莲一样对拟木蠹蛾起到阻隔作用；其二，红锥×西南桦混交林内，红锥受害程度远较西南桦轻，即与红锥相比，拟木蠹蛾更喜欢取食西南桦。这些因子的综合作用导致西南桦纯林与西南桦×红锥混交林拟木蠹蛾为害程度差异不显著。在木麻黄(Casuarinaspp.)与相思(Acaciaspp.)混交林内，由于木麻黄和相思同为拟木蠹蛾的寄主植物，混交林的受害程度甚至较木麻黄纯林更严重[7]。本研究还发现，尽管马尾松亦未见拟木蠹蛾为害，但是西南桦与马尾松混交林内西南桦拟木蠹蛾为害处于中等水平，与其他类型林分差异不显著，其原因颇为复杂，尚待进一步研究。

林下植被亦显著影响西南桦林分拟木蠹蛾为害状况。林下植被盖度为25%～50%的西南桦林分遭受拟木蠹蛾为害最为严重；盖度小于25%以及大于50%的林分，其感虫株率差异不显著，而显著低于盖度为25%～50%的林分。林下植被越高，西南桦林分感虫株率则越低。本研究结果与姚松等对于马尾松松斑天牛(Monochamusalternatus)为害的研究基本一致，他们认为林下植被越茂盛，马尾松纯林或者混交林遭受松斑天牛为害程度越轻[5]。也有学者认为，林下植被盖度和高度越大，湿地松萧氏茎象(Hylobitelusxiaoi)为害则越严重[13-14]，这与本研究的结果不同，可能与2种钻蛀类害虫的生物学特性和生活习性差异有关。松萧氏茎象是一种不耐高温、喜阴湿的昆虫，而拟木蠹蛾则是喜好植被稀少、林内阳光充足的林分。有关西南桦林下植被与拟木蠹蛾为害的作用机制尚待从害虫的生物学特性、生活习性以及林内小气候等方面开展深入研究。

本研究还发现，拟木蠹蛾为害较为严重的林地大多分布在下坡，而上坡为害较轻。以往对其他树种的研究发现，下坡或者沟谷沙棘(Hippophaerhamnoides)植株的沙棘木蠹蛾(Holcocerushippophaecolus)虫口密度明显高于上坡[15]，与本研究结论相似。究其原因，可能与虫源有关。广西大青山林区下坡的大多数西南桦人工林靠近台湾相思(Acaciaconfusa)防火林带以及附近种植柑桔(Citrusreticulata)、荔枝(Litchichinensis)和油茶(Camelliaoleifera)等经济作物，这些都是拟木蠹蛾的寄主植物[7]，因此，下坡比中、上坡的西南桦遭受拟木蠹蛾为害的几率更大。

综上所述，营建西南桦人工林时应慎重考虑立地、林分结构等因素，通过立地选择、合理混交、适当抚育等营林技术措施，可以避免拟木蠹蛾的严重危害。其一，林地选择和规划上，宜开展造林地周边拟木蠹蛾寄主植物调查，尽量选择虫源较少的林地造林；或者在更大尺度上规划造林地，避免西南桦造林区域内种植拟木蠹蛾寄主植物。其二，营建西南桦人工林宜采用混交模式，选择非拟木蠹蛾寄主树种进行混交，减少西南桦的比例，使伴生树种发挥对拟木蠹蛾的阻隔作用，限制害虫扩散和为害，从而降低拟木蠹蛾的种群密度。其三，幼林抚育方面，西南桦植株高过灌草层后，减少良性杂灌的抚育，保持林下植被茂盛生长，改善林分环境和提高林分异质性，从而减轻西南桦拟木蠹蛾为害。

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Attack Factors ofArbelaspp. inBetulaalnoidesPlantations at Mountain Daqingshan, Guangxi//

Pang Shengjiang; Tang Cheng; Zhang Pei, Jia Hongyan

(Experimental Center of Tropical Forestry, CAF, Pingxiang 536000, P. R. China)(Research Institute of Tropical Forestry, CAF)(Experimental Center of Tropical Forestry, CAF); Zeng Jie(Research Institute of Tropical Forestry, CAF)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(11)：85-88.

Fifty-three plots of 20 m×30 m were set up according to stand type and site condition ofBetulaalnoidesin Mountain Daqingshan, Guangxi, and stand structure and site properties were investigated as well as attack ofArbelaspp. to reveal status of attack by the pest and the key influencing factors. Partial correlation analysis showed that stand type (r=-0.361,P=0.008), cover (r=-0.330,P=0.016) and height (r=-0.471,P=0) of understory vegetation, and slope position (r=-0.404,P=0.003) were significantly correlated with the ratio of pest-damaged individuals, these were key factors influencing attack ofArbelaspp. inB.alnoidesplantations. By the variance analysis, the pure plantations and mixed ones withCastanopsishystrixwere attacked the most heavily with the ratios of damaged individuals of 49.35% and 43.55%, respectively, obviously higher than those in mixed plantations withCunninghamialanceolata(17.63%) orManglietiaglauca(14.04%). The plantations with thicker understory vegetation were damaged more slightly. The pest attack on lower slopes was high up to 68%, remarkably higher than that on upper and middle slopes, which was perhaps due to the fact that plantations on lower slope were closer to source of the pest.

Betulaalnoides;Arbelaspp.; Trunk borer; Forest structure; Site condition

1)国家“十二五”科技支撑专题(2012BAD21B0102)；中国林业科学研究院热带林业实验中心主任基金项目(RL2015-02)。

庞圣江，男，1986年7月生，中国林业科学研究院热带林业实验中心，工程师。E-mail:pangshengjiang@126.com。

曾杰，中国林业科学研究院热带林业研究所，研究员。E-mail:zengjie69@163.com。

2016年4月28日。

S763.42

责任编辑：程 红。