沙棘木蠹蛾性引诱剂对非靶标昆虫的诱集作用

梁佳伟，曾雅钗，裴雨晴，汪姗姗，熊绪海，薛琪琪，2，3，祁靖宇，2，4，张 倩，2，门丽娜，2，张志伟，2

（1.山西农业大学 林学院，山西 太谷 030801；2.山西省林业危险性有害生物检验鉴定中心，山西 太谷 030801；3.中国农业大学 植物保护学院，北京 100193；4.西北农林科技大学 林学院，陕西 杨凌 712100）

沙棘木蠹蛾（Eogystia hippophaecolus）属鳞翅目木蠹蛾科线角木蠹蛾属[1-2]，其成虫体长17~19 mm，是近几年在内蒙古、山西、宁夏、辽宁和陕西等地大面积暴发的沙棘毁灭性钻蛀害虫[3]。其主要危害沙棘、山杏以及沙柳等树种，4年完成一代，生活周期较长，发育极不整齐[4]，绝大部分时间在沙棘根部隐蔽生活，主要以幼虫钻蛀为害沙棘的干基部和根部，影响水分和营养物质的输导[5-7]，寄主植株受危害后，根部会充满木屑以及虫粪，致使树势衰弱或死亡[8]。

沙棘（Hippophae rhamnoidesL.）是一种胡颓子科沙棘属的植物，为落叶性灌木，分布于我国河北、内蒙古、山西、陕西、甘肃、青海等地，常见于黄土高原。因其耐旱、抗风沙、可在盐碱地上生存等特性，在防止水土流失以及维持生态平衡等方面具有极其重要的价值[9]。同时沙棘果实中含有大量维生素C，被称为“维生素C之王”，也是世界上含有天然维生素种类最多的经济林树种[10]。作为全球沙棘资源面积最大的沙棘大国，我国人工林面积约占世界沙棘总资源的90%[11-12]。但是近年来，沙棘木蠹蛾的大面积暴发造成沙棘大面积衰退甚至死亡，不但大大降低了沙棘的生态经济价值，同时也对生态环境以及林业生产造成严重影响[6]。因此，开展沙棘木蠹蛾生物学以及防治技术相关研究，已成为当下林业研究热点。宗世祥[13]利用GS-MS 分析和林间活性测定等技术对我国东北地区沙棘木蠹蛾生物生态学进行了较为系统的研究，并进行了性引诱监测的初步研究，发现沙棘木蠹蛾性引诱剂具有专一性强、监测效果良好等优点。

已有学者研究过性引诱剂对非靶标昆虫的影响，利用诱捕器诱捕法发现当使用性引诱剂诱捕器监测和控制靶标昆虫时，可能会对其他非靶标昆虫产生负面影响[14-16]。同时采用性信息素监测法得知这些非靶标昆虫是生态系统的重要组成部分，有其特定的生态功能，其种群减少可能会导致生态失衡，因此可能会产生生态副作用[17]。而利用性信息素诱捕器监测总结出对靶标昆虫相近物种的诱集，还会导致性引诱剂监测和控制效果的失真[18]。但是，有关沙棘木蠹蛾性引诱剂对非靶标昆虫的研究还未见报道。

本试验通过研究沙棘木蠹蛾性引诱剂对非靶标昆虫的引诱作用，以期分析沙棘木蠹蛾性诱剂诱捕非靶标昆虫对其引诱监测效果的影响，根据诱捕的非靶标昆虫，分析非靶标昆虫的物种组成和多样性，旨在为减少非靶标昆虫对性引诱剂的影响奠定基础，为生产新型高效的沙棘木蠹蛾性诱剂及害虫的治理提供多方面的理论依据，为沙棘木蠹蛾的林间综合防控提供技术支撑和指导，从而更好地对沙棘木蠹蛾进行监测和防治。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验样地位于山西省西部、吕梁山脉中段庞泉沟国家级自然保护区（东经111°22′～111°33′，北纬37°45′～37°55′）。该区属于暖温带大陆性季风气候区，由于受地形、海拔等多种因素的影响，相比省内同纬度地区，该区气温偏低，变幅较大，空气湿度偏高，为典型山地气候。植被以温带寒温性针叶次生林为主。调查区内年平均气温为4.3 ℃，1月平均气温为-10.2 ℃，7月平均气温为17.5 ℃。年平均降水量为822.6 mm，年平均蒸发量为1 268 mm，土壤为黄绵土。庞泉沟国家级自然保护区的沙棘平均株高为2.03 m，平均地径为4.2 cm[19]。

1.2 试验材料

沙棘木蠹蛾性信息素诱芯以及诱捕器购自北京中捷四方生物科技股份有限公司。诱芯的缓释载体为橡胶塞。诱捕器由中空遮雨盖、火锅式连接件、集虫桶、诱芯放置器组成，按照使用说明书组装悬挂，悬挂高度为1.5 m，在沙棘木蠹蛾成虫扬飞前悬挂，诱捕器重复使用。

1.3 试验设计

采用随机抽样法，以庞泉沟沙棘林为试验地，于2019年5月底分别随机选取坡地和平地，各设置3块样地，每块样地的面积为120 m×120 m。

根据咨询当地的居民以及查阅文献资料判断风向，以确定悬挂诱捕器的最佳方位。悬挂诱捕器时以样地的对角线为准，距离林缘间隔30 m，每隔50 m悬挂一个诱捕器，每块样地悬挂3个诱捕器。诱捕器于5月30日第1次悬挂，因沙棘木蠹蛾诱芯有持效期，所以分3个时间点，分别为2019年8月21日、2019年9月8日、2019年11月23日收回，定期将所有诱捕器及诱捕的昆虫全部带回实验室整理，参考《北京林业昆虫图谱（I）》[20]等资料进行鉴定。统计每个诱捕器中沙棘木蠹蛾以及其他非靶标昆虫的数量，将统计的昆虫分别按目和物种进行整理。

1.4 数据分析

统计每块样地中的沙棘木蠹蛾以及其他非靶标昆虫的数量，将林间试验获得的原始数据进行整理并汇总到Microsoft Excel 2016 软件，使用Past 4.04 软件对数据进行多样性处理，利用SPSS 16.0软件进行ONE-WAY ANOVA，再用LSD 法多重比较（0.05 显著性差异水平）不同样地非靶标昆虫数量的差异，采用Microsoft Excel 2016软件进行绘图，探讨非靶标昆虫多样性对沙棘木蠹蛾的性诱剂监测技术的影响。

多样性指数可以表示物种多样性的程度，是进行物种多样性分析的重要指标。根据本研究的实际情况，选取了4 项指标对物种多样性进行分析，分别为物种丰富度（Margalef）指数、物种均匀度（Pielou）指数、香农威纳（Shannon Wiener）多样性指数，辛普森（Simpson）优势度指数。其中，香农威纳多样性指数（H）是用来描述某一生境内物种多样性的指数，表示该生境内群落的复杂程度，值越大代表该生境所含的多样性信息量越大。物种均匀度（E）是指某一群落内全部物种在数量上的分布情况，用来表示群落内生物种分布的均匀程度，一个地区的全部物种分配状况一致，则表明物种均匀度高；反之则表明物种均匀度低。物种丰富度（S）是指群落中物种数量的大小，物种数目越多，则表示丰富度越高。辛普森（D）优势度指数是指群落内物种的优势程度，指数值越大，群落稳定性越高[21]。计算公式如下[22-23]。

式中，Ni表示第N个样方中物种数目，N表示个体总数。

2 结果与分析

2.1 庞泉沟沙棘林被诱捕昆虫组成

2.1.1 诱集到的昆虫种类 本研究共诱集到昆虫4 619 头，隶属5 目15 种。主要类群有鞘翅目Coleoptera，双翅目Diptera，膜翅目Hymenoptera，鳞翅目Lepidoptera，半翅目Hemiptera，其中，鞘翅目昆虫占所有诱捕昆虫种类的40.00%和个体数量的22.23%（表1）。从物种数上看，鞘翅目所占比例最大，为40.00%，其次是双翅目和膜翅目，均占20.00%，半翅目所占比例最少，仅为6.67%；从个体数上看，双翅目占比最多，为75.13%，其次为鞘翅目，占比为22.23%。主要类群中占比较高的物种分别是：鞘翅目昆虫的梨光叶甲（Smaragdina semiaurantiaca）、鳞翅目昆虫的沙棘木蠹蛾（Eogystia hippophaecolus）和衣蛾（Tineola bisselliella）以及双翅目昆虫的丝光绿蝇（Lucilia sericata）。其中，梨光叶甲成、幼虫为害沙棘以及梨树的叶片[24]，是重要的食叶害虫；沙棘木蠹蛾幼虫蛀食沙棘的主干和根部[4]，是重要的蛀干害虫；衣蛾幼虫主要取食林下的枯枝落叶以及毛皮羽毛等的角蛋白[25]，对枯枝落叶的分解具有一定意义；丝光绿蝇幼、成虫主要取食动物尸体，对植物传粉有一定的意义[26]。因庞泉沟国家级自然保护区沙棘林受沙棘木蠹蛾危害较轻，生态环境相对稳定，所以在整体诱捕到的昆虫中沙棘木蠹蛾数量较少，仅有24只。诱捕的昆虫中，膜翅目的西方蜜蜂（Apis mellifera）以及双翅目的黑带食蚜蝇（Episyr⁃phus balteatus）、丝光绿蝇（Lucilia sericata）和大头金蝇（Chrysomya megacephala）是重要的访花昆虫[26]，对于维护区域植物多样性具有重要作用。

2.1.2 不同类型样地被诱捕昆虫组成 平地和坡地所捕获的物种数和个体数均有不同。平地所获物种数为13 种，占所获物种数的86.67%。坡地所获的物种数为10 种，占所获物种数的66.67%。其中，平地捕获的昆虫中鞘翅目在数量上占绝对优势，占比为38.46%，其次依次分别是双翅目、膜翅目、鳞翅目、半翅目。坡地捕获的昆虫中占比最大的也是鞘翅目，占比为50%（表2）。平地捕获的个体数为3 116 头，占总个体数的67.07%，其中，双翅目在数量上占较大优势，占比为81.32%，其次依次分别是鞘翅目、膜翅目、鳞翅目、半翅目，所占比例分别为16.82%、1.25%、0.58%、0.03%；坡地捕获的个体数为1 530 头，占总个体数的32.93%，在数量上双翅目占比同样最大，为62.94%，其次依次分别是鞘翅目32.88%、膜翅目3.73%、鳞翅目0.46（表3）。

表2 平地和坡地的被捕昆虫物种数Tab.2 Number of captured insect species on flat land and sloping land

表3 平地和坡地的被诱捕昆虫个体数Tab.3 Individual number of captured insects on flat land and sloping land

2.2 被诱捕的非靶标昆虫多样性分析

2.2.1 空间动态的多样性分析 性引诱剂诱捕到的非靶标昆虫目级水平多样性指数差异分析显示（图1），坡地的丰富度指数、均匀度指数、香农威纳指数和辛普森指数与平地的各项指数无显著性差异（0.05差异显著性水平），在沙棘林坡地使用沙棘木蠹蛾性引诱剂诱捕到不同目的非靶标昆虫分布较为均匀。

性引诱剂诱捕到的非靶标昆虫种级水平多样性指数差异分析显示（图2），坡地的丰富度指数、均匀度指数、香农威纳指数和辛普森指数均与平地无显著性差异（P＞0.05），与目级水平多样性指数结果相似。

2.2.2 时间动态的多样性分析 就平地而言，8、9、11月所诱捕的昆虫目级数分别为5、2、1个，物种数分别为11、4、1 种，个体数分别为2 946、132、8 头，随着调查时间的推移，不同数量均呈下降趋势，8月最高，11月最低（表4）。均匀度指数总体呈上升趋势，而丰富度指数、香农威纳指数、辛普森指数总体呈下降趋势，甚至在11月份为0，由此可见，气温变化对沙棘木蠹蛾性引诱剂诱捕到非靶标昆虫的数量影响很大。就坡地而言，8—9月所诱捕的昆虫目数、种数、个体数均呈下降趋势，9—11 月趋于稳定甚至略有上升。丰富度指数、香农威纳指数、辛普森指数、均匀度指数总体呈先上升后下降趋势（表4），并且通过差异性显著分析显示，性引诱剂诱捕到的非靶标昆虫从地形来看平地和坡地8、9 月的均匀度指数、香农威纳指数和辛普森指数以及丰富度指数均无显著性差异，但与11 月相比有显著性差异（P＜0.05）。

表4 不同时期不同样地诱捕的非靶标昆虫多样性指数Tab.4 Diversity indexes of non target insects trapped in different periods and investigation sites

根据调查时间可知，8月所捕获昆虫的目数、种数、个体数均为最高（表5）。9—11月变化不大，这主要是与气温的变化有关。8—11月，丰富度指数、香农威纳指数、辛普森指数均呈下降趋势，只有均匀度指数呈上升趋势。8 月的丰富度指数、香农威纳指数、辛普森指数均最高，11月均最低；而均匀度指数，8月最低，11月最高，进行差异性显著分析后得知，性引诱剂诱捕到的非靶标昆虫8 月与9 月、8月与11月的均匀度指数、香农威纳指数和辛普森指数以及丰富度指数有显著性差异（P＜0.05），而9月与11月相比无显著性差异。

表5 不同时期诱捕的非靶标昆虫多样性指数Tab.5 Diversity Indexes of non-target insects trapped in different periods

3 结论与讨论

生物多样性对人类社会的生存和发展有重大影响，是人类得以生存的前提。而昆虫是地球上最繁盛的类群，其作为生物圈中的分解者，在生态系统中扮演着不可或缺的角色，是生态系统正常运转的基础[27-28]。本研究选取庞泉沟自然保护区沙棘林为研究样地，利用沙棘木蠹蛾性引诱剂，调查研究诱捕到的非靶标昆虫多样性，旨在为沙棘木蠹蛾的科学防控提供科学依据及理论基础。

通过对庞泉沟自然保护区利用沙棘木蠹蛾性引诱剂诱捕到的非靶标昆虫进行调查，初步统计出本次共诱集到昆虫5目15种4 619只。以昆虫目来看，沙棘木蠹蛾的性引诱剂诱捕到的非靶标昆虫中双翅目和鞘翅目最多，半翅目最少；以昆虫种来看，诱捕到的非靶标昆虫中梨光叶甲最多，同时是鞘翅目的优势种；淡翅切叶蜂（Xanthosaurus remota）、多毛实蝽（Antherainia varicomis）、衣蛾的数量较少。

在不同的时期，昆虫的丰富度指数、均匀度指数、香农威纳指数、辛普森指数会随着环境的不同而发生相应的改变，这与DOUGLAS 等[29]在2004 年报道的相关理论相同。通过分析诱集的非靶标昆虫的空间动态发现，坡地诱捕到的非靶标昆虫数量整体少于平地。坡地诱捕的非靶标昆虫的香农威纳指数、均匀度指数、丰富度指数、辛普森指数与平地相似。温度、水分、光照等环境因子是植物生存的基础[30]，而植物生产力的增加会使得昆虫栖息空间以及食物资源增加，相应昆虫多样性也高[31-32]。一方面平地地形平坦，受太阳光照均匀，温度适宜；另一方面平地周边植被类型丰富，凋落物相应较多，而凋落物的覆盖对保持水土有重要的意义[33]，而坡地的水分营养物质等会随着坡度向下流失[30]，因此相较于坡地，平地的温度和湿度都有利于昆虫的生存，所以平地诱捕到的非靶标昆虫数量较坡地多，而香农威纳指数和均匀度指数坡地与平地相似，坡度会通过影响太阳到地面的辐射量，进而改变光照和热量影响昆虫的活动[34]。由于坡地有相应的坡度，太阳到地面的辐射量会增加，光照和热量会相应增加，并且其受干扰程度低，所以坡地昆虫物种间相遇率比较大[35]。

本研究分析得知，8 月和9 月平地诱捕到的昆虫数量整体大于坡地，而11 月昆虫的数量平地却小于坡地。首先可能是由于11月气温整体偏低，但是坡地由于地形特殊，可以储存一部分热量，并且其温度降低的速度较平地也慢[36]，因此，平地11 月的气温比坡地稍低，不适宜昆虫生存。其次由于坡地地形复杂，受人为干扰影响小；而平地除了人为干扰以外，也受山区动物的干扰。最后这与昆虫本身的生活习性可能有关，随着温度和湿度等气候因子的改变，昆虫的种类和数量也会随之发生变化。

研究昆虫多样性不但可以了解生物群落结构，同时还可以预测害虫暴发期进而防治害虫[37]。性引诱剂诱捕到的沙棘木蠹蛾本身也会使得非靶标昆虫数量增多，因为其自身释放的特定物质会诱引寄蝇、寄生蜂以及蚂蚁等昆虫，温雅静[38]、景乐民等[39]、陈志银等[40]报道的相关研究也发现了此种现象。这些非靶标昆虫会对诱捕效果以及沙棘木蠹蛾的防治产生一定影响。沙棘木蠹蛾性引诱剂对非靶标昆虫的影响比较复杂，因地域以及时间的不同而存在一定的差异，并且进行本试验时，由于庞泉沟自然保护区沙棘林受沙棘木蠹蛾危害较轻，所以诱捕到的沙棘木蠹蛾数量较少。

调查时期和地形会影响沙棘木蠹蛾性引诱剂诱捕的非靶标昆虫数量，平地及8月份诱捕到非靶标昆虫的类群和数量均为最多。性引诱剂会引诱到一定的双翅目、鞘翅目、膜翅目、鳞翅目和半翅目的非靶标昆虫，但这些非靶标昆虫与沙棘木蠹蛾在形态上差异非常明显，非靶标昆虫的存在不会影响性引诱剂对沙棘木蠹蛾的检测效果，研究结果为沙棘木蠹蛾的林间综合防控提供了技术支撑和指导，为减少非靶标昆虫对性引诱剂的影响奠定了基础。

建议利用沙棘木蠹蛾的性诱剂监测技术诱捕沙棘木蠹蛾时，可以将诱捕器设在坡地，或者设在平地林内深处。严格按照相关步骤使用诱捕器并按时收集诱捕器内的昆虫，以此来更好地利用沙棘木蠹蛾性诱剂防治沙棘木蠹蛾。