沙地樟子松天然林火烧迹地过火木病虫害发生规律研究

葛玉祥，孙强，张晓林，宋银平，张立志，田恒

(1.内蒙古红花尔基樟子松林国家级自然保护区管理局，内蒙古 呼伦贝尔 021112；2.河南省邓州市刘集镇农业服务中心，河南 南阳 474171)

火是自然生态系统中重要的干扰因子，地球上大多数森林都经历了不同程度的林火干扰[1,2]。林火能够改变森林的年龄结构、物种组成和外貌；并常常引发病虫害等次生灾害[3]。了解林火后病虫害发生规律，对于科学管理过火林和林火有着重要意义。

火烧对病虫害的作用包括直接影响和间接影响。森林火灾特别是大面积、高强度的火烧直接或间接杀死大量昆虫天敌，如各种食虫鸟、食虫蜘蛛、寄生和捕食昆虫、病原微生物等[3]，森林火灾后，烧伤林木生长衰退，为大量发生病虫害造成有利环境；因而，火灾后1～2年内各种蛀干害虫猖獗发生[4]。间接影响主要是通过改变树种组成和森林结构影响病虫害的发生。火烧改变了森林结构和树种组成，为病虫害的发生提供了有利条件[3]。国外关于林火对森林病虫害影响研究多集于林火对甲虫类的影响上，而国内有关林火对森林病虫害影响的研究相对薄弱，仅有少量文献进行过报道。例如，刘篆芳等[5]对落叶松八齿小蠹在落叶松火烧木上的垂直分布进行了研究，并建立了胸高处虫口密度与平均虫口密度的回归模型。胡海清和郭福涛[4]对黑龙江省的大兴安岭、黑河、伊春、牡丹江等林区近5年的火灾过火林地进行森林虫害调查分析。李坚等[6]对塔河林区火烧原木虫害进行了调查，并依据病虫害的种类及其生物学特性开展了一系列的现场防治试验研究。陈宏伟等[7]采用空间直观景观模型LANDIS，模拟了虫害和林火在300年内的交互作用。

沙地樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)天然分布于大兴安岭西麓的呼伦贝尔沙地，具有耐寒、耐旱、耐贫瘠、适生沙地和速生等优良特性。由于樟子松其枝、叶和木材中均含有大量树脂，是易燃树种，且其林冠密集，容易发生林冠火。因此，频繁的林火成为樟子松林的主要干扰因子[8]。2006年5月16日，由于雷击火造成内蒙古红花尔基樟子松林国家级自然保护区14个林班过火，过火总面积为3545.7 hm2，占保护区总面积的18.2%[9]。火灾区内有不同程度的林木烧伤和林木死亡，这为我们研究林火对病虫害影响提供了条件。本文对内蒙古红花尔基樟子松林国家级自然保护区“516”林火发生1年后樟子松火烧迹地不同火烧程度过火木病虫害发生情况进行了调查，以期明确林火后病虫害发生规律，为过火林的清理和林火管理提供科学依据。

1 研究区概况

研究区位于红花尔基樟子松林国家级自然保护区内，该区位于内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗境内，地理位置47°36′—48°35′ N和118°58′—120°32′ E，海拔在700～1 100 m，主要地貌类型为垄状、波状起伏的沙地。该区属于中温带大陆性季风气候，地处半湿润、半干旱地区。受蒙古高压影响，热量从东向西传递，雨量递减，气候干燥寒冷，风大雨少，昼夜温差大，夏季短促炎热。年平均温度-1.5 ℃，≥10 ℃的年积温为2 000 ℃，年降水量344 mm，降水季节分配不均，主要集中于7—8月，年蒸发量为1 174 mm，干燥度为1.33。本区风向以南、西南及西风为主，西北风次之，年均风速在3.8 ms-1。该区有植物74科，302属，682种，其中木本植物49种。在固定、半固定沙地里，沙地植被主要以樟子松、黄柳(Salixgordejevii)、胡枝子(Lespedezabicolor)、白榆(Ulmuspumila)、山荆子(Malusbaccata)、稠李(Padusasiatica)等[10]。

2 研究方法

2007年5月(火灾发生后约1年)，在红花尔基樟子松林国家级自然保护区内选择3个典型调查样点，分别为都日占顶、五七年工地和巴林工地。在每个调查样点，依据不同火烧程度，将过火林分为极重度火烧、重度火烧、中度火烧和轻度火烧；具体划分标准参考张立志等[11]。在每个调查样点，在不同火烧程度林分内，各设置3～4块20 m20 m的标准地，共计40块标准地。在每块标准地内选择典型火烧木1株作为样木，调查病虫害种类、虫态、寄生率、虫口密度。

3 结果与分析

3.1 病虫害种类

火烧迹地是蛀干害虫的发源地。由于樟子松林过火后释放出特殊的气体，致使蛀干害虫大量繁殖。三个调查样地病虫害的虫态主要是幼虫；病虫害主要种类有：云杉大黑天牛(Monochamusurussovi)、云杉小黑天牛(Monochamussutor)、灰长角天牛(Acanthocinusaedilis)和小蠹虫(Scolytidae)等。

3.2 病虫害数量

2007年5月实地调查结果表明，蛀干害虫对极重度火烧木、重度火烧木危害最为严重。极重度火烧木蛀干害虫的寄生率达100%，重度火烧木蛀干害虫的寄生率在20%以上(表1)。方差分析结果表明，极重度火烧木的寄生率显著高于重度、中度和轻度火烧木(图1a)。极重度火烧木蛀干害虫的种群密度最大，最高虫口密度达99头株-1，最低虫口密度为19头株-1，平均虫口密度为39.2头株-1；重度火烧木蛀干害虫虫口密度介于0～12头株-1间，平均密度为4.9头株-1。方差分析结果表明，极重度火烧木的虫口密度显著高于重度、中度和轻度火烧木(图1b)。

表1 2007年5月火烧迹地不同火烧强度过火木蛀干害虫调查表

由于蛀干害虫的繁殖和活动，致使过火木树干千疮百孔，树皮脱落。过火1年后，已有20%的极重度和重度火烧木发生蓝变和开裂。这主要是由于2006年夏秋两季降雨量充沛，木材腐朽菌已经侵入，并出现子实体。

图1 不同火烧程度害虫寄生率和虫口密度统计图

4 讨论与结论

研究结果表明，红花尔基樟子松天然林火过火木虫害种类主要为天牛和小蠹虫。这与邵景文等[12]、胡海清和郭福涛[4]研究结果一致，即森林过火后主要蛀干害虫为天牛和小蠹类。这主要与其自身的生物学特性和周围环境条件有关；大部分小蠢类都是韧皮部害虫，云杉大黑天牛、云杉小黑天牛、长角灰天牛等也是以韧皮部为食；林火引起的损伤影响树木生理和降低树木抵抗力而导致树木容易受到天牛和小蠹类的侵袭[3]。

另外，随着火烧程度的增加，蛀干害虫的寄生率和虫口密度显著增加。这与邵景文等[12]、胡海清和郭福涛[4]等研究结果一致。这主要是因为随着火烧强度的增强，林内枯立木、衰弱木和濒死木的数量也随之增多，为蛀干害虫提供了更多的侵入、栖居和繁殖场所，同时林内天敌数量的剧减及食源的增加，都为害虫的大面积爆发提供了有利环境[4]。

过火木的成片死亡为病虫害特别是蛀干害虫提供了适宜的栖息和繁殖环境，使得蛀干害虫数量急剧增加，对轻度火烧木、中度火烧木和周围未被火烧的林木构成潜在威胁。因此，有必要对过火木进行分类清理、区别对待。对于极重度和重度过火林木应尽快进行清理，避免影响健康林木；对于轻度和重度过火木进行适当保护，促进其自然恢复。同时，利用中低强度火烧可用来清理下木，改善林分卫生状况，既减少了樟子松林的火灾的风险，又可降低森林病虫害发生的风险。

参考文献：

[1] 邓湘雯,孙刚,文定元.林火对森林演替动态的影响及其应用[J].中南林学院学报,2004,24(1):51-55

[2] 龚固堂,刘淑琼.林火干扰与森林群落动态研究综述[J].四川林业科技,2007,28(4):20-25

[3] 崔巍,田晓瑞.林火与病虫害的相互作用[J].世界林业研究,2010,23(5):34-38

[4] 胡海清,郭福涛.林火对森林虫害发生影响的研究[J].林业科学,2006,42(12):77-82

[5] 刘篆芳,张庆贺,初冬,等.影响大兴安岭火烧迹地干部害虫发生的生态因子[J].北京林业大学学报,1991,13(3):69-73

[6] 李坚,陆文达,邵景文,等.塔河林区火烧原木虫害与治理的研究[J].东北林业大学学报,1988,16(6):26-33

[7] 陈宏伟,胡远满,常禹,等.大兴安岭呼中林区虫害与火干扰交互作用的长期模拟[J].应用生态学报,2011,22(3):585-592

[8] 赵兴梁,李万英.樟子松[M].北京:农业出版社,1963

[9] 秦建明,李志民,杨珩.内蒙古红花尔基樟子松林国家级自然保护区“5.16”森林火灾损失综合评估[J].内蒙古林业调查设计,2007,30(6):57-59

[10] 朱教君,曾德慧,康宏樟,等.沙地樟子松人工林衰退机制[M].北京:中国林业出版社,2005:4-5

[11] 张立志，孙亚娟，宋银平，等.不同强度林火干扰对红花尔基樟子松天然林更新的影响[J].防护林科技,2015(5):16-19

[12] 邵景文,郑元瑞,张旭东,等.大兴安岭东部火烧迹地蛀干害虫发生规律初报[J].东北林业大学学报,1989,17(4):35-39