栗山天牛在我国东北林区灾害成因分析

栗山天牛是栎树林的毁灭性蛀干害虫,近年来,由于栎树林具有的脆弱性、易感性,栎树林林分抗虫能力低下,栗山天牛灾害呈现加重趋势,其引发的栎树林生物灾害在我国东北地区已上升为重要灾害,给森林生态效益的发挥造成严重影响。因此,栗山天牛的防治是当前林业资源保护的重要任务之一。分析结果表明,栗山天牛灾害形成的内在原因是栗山天牛的K-生态对策。灾害形成的外在原因是承灾体天然次生栎林的脆弱性。同时由于防灾控灾措施不到位致使灾害持续加重。基于此,本文从灾害学的理论出发,对栗山天牛致灾因子的危害性、承灾体的脆弱性、孕灾环境的稳定性进行分析,指出了灾害的成因路径,从而为栗山天牛的灾害防控提供科学依据。

我国东北地区栗山天牛灾害成因分析

栗山天牛Massicus raddei引发的栎树林生物灾害在我国东北地区已由次要灾害上升为重要灾害。成灾原因分析表明,致灾因子栗山天牛的K−生态对策是灾害形成的内在原因,承灾体天然次生栎林的脆弱性是灾害形成的外在原因,防灾控灾措施不到位是致使灾害持续加重的人为因素。

栗山天牛研究进展

栗山天牛Massicus raddei是近年来在我国东北林区危害严重的钻蛀性害虫,主要危害25 a生以上的辽东栎、蒙古栎等栎属树木。文章综述了栗山天牛的分布、寄主、危害、发生与环境的关系及预测预报和防治技术,为其综合治理和后续研究提供参考。最后,阐述了以生物防治为主的栗山天牛综合防治技术。

释放花绒寄甲成虫和卵防治栗山天牛

花绒寄甲（Dastarcus helophoroides）（鞘翅目Coleoptera寄甲科Bothrideridae）是迄今发现的寄生天牛类害虫最主要的寄生性天敌昆虫。经研究,虽然寄生不同天牛种类的花绒寄甲根据形态特征目前认为是同一种,但在生物学特性上表现为很强的寄主专化性,即形成了不同天牛种的花绒寄甲生物型（biotypes）（Weietal.,2009）。因此,在利用其开展天牛生物防治时,必须在自然界找到自然寄生该种天牛的花绒寄甲生物型,才能取得良好的防治效果。

栗山天牛成虫的活动节律

研究了栗山天牛Massicus raddei(Blessig)成虫的日活动节律,结果表明,栗山天牛成虫的取食、交配、产卵、爬行和飞翔等行为的昼夜节律均表现为单峰型。其取食的高峰期是在晚上18时至20时;交配高峰期为17时至22时;产卵和爬行的高峰期均为19时至22时;飞翔的高峰期为19时至21时。提出了昆虫活跃值的概念及其计算方法,并应用该方法评价了栗山天牛成虫的群体活跃值,结果表明,栗山天牛成虫的群体活跃值日变化规律亦为单峰型,而且不同时间的活跃值差异极显著,成虫主要在下午16时至晚上24时活动,高峰期是天黑以后的19时至21时。在高峰时段,栗山天牛雌雄成虫的活跃值差异不显著,但部分行为存在较大差异。不同天气条件下栗山天牛成虫的活跃值差异显著,晴天成虫的活力最强,阴天次之,雨天成虫的活动能力最弱,而且全天没有明显的活动高峰期。温度在22℃～26℃、相对湿度在50%～80%时利于天牛成虫的活动。

栎树林分因子与栗山天牛危害程度的风险分析

研究了13个与栗山天牛危害程度有关的林分因子,并对这些林分因子与栗山天牛危害林地有虫株率进行逐步回归分析,从中筛选出林地坡位、栎树胸径和主林层郁闭度3个关键因子。结果表明:栗山天牛危害林地有虫株率(y)与坡位(x1)和胸径(x6)呈显著正相关关系,与主林层郁闭度(x4)呈显著负相关关系,依此建立多元回归模型:y=0.071 2+0.691 8x1-0.507 4x4+0.561 3x6,经检验,平均差异程度为0.174 2。因此,可用该模型对栗山天牛危害程度进行风险评估。

白蜡吉丁肿腿蜂对栗山天牛低龄幼虫的寄生作用

栗山天牛Massicus raddei(Blessig)是我国东北危害栎树的重要害虫。在对其进行生物防治研究中,通过功能反应实验方法探讨了利用寄生蜂白蜡吉丁肿腿蜂Sclerodermus pupariae Yang et Yao对栗山天牛低龄幼虫的寄生作用。结果表明:白蜡吉丁肿腿蜂在取食寄主补充营养的过程中,对栗山天牛1～2龄小幼虫的致死作用随着寄主密度的增加而显著提高,功能反应符合HollingⅡ型方程,平均每日最大致死量为0.53头。寄生作用功能反应符合HollingⅠ型方程,寻找时间21d内的寄主密度阈限为4头。当该肿腿蜂密度固定为1头时,对栗山天牛致死作用和寄生作用的寻找效率均随寄主密度的上升而降低。当寄主密度固定不变时,随着寄生蜂密度的增加寄主的死亡数量线性升高,被寄生的寄主数量也上升,但该肿腿蜂对栗山天牛低龄幼虫致死作用和寄生作用的寻找效应均显著下降,表明白蜡吉丁肿腿蜂是防治栗山天牛低龄幼虫的良好天敌。研究结果对于合理评价白蜡吉丁肿腿蜂在生产上的控害能力和制定寄生蜂的林间释放应用技术规程提供了依据。

专用黑光灯对栗山天牛的诱杀技术研究

栗山天牛Massicus raddei(Blessig)是我国东北林区发生面积最大的林业害虫,造成了严重的经济和生态损失。为探索诱杀栗山天牛的有效技术措施,本研究利用自主研发的专用黑光灯对栗山天牛成虫进行了诱杀技术试验研究。结果表明,将黑光灯设置在山脊是诱集栗山天牛的最佳位置;20:00～22:00是引诱的最佳时间;以天牛成虫羽化前期和末期的雄虫略多,而盛期雌虫略多,但差异不显著。诱集到的雌虫的怀卵量前期和盛期平均30粒/头,和处女雌虫无明显差异,表明诱集到的雌虫为卵刚成熟而未产出的发育阶段的成虫,而在羽化末期诱到的雌虫怀卵量不足10粒/头。和普通手电相比,该专用黑光灯的诱集数量是其2.03倍。晴天诱到的成虫数量远多于阴天。用专用黑光灯诱杀栗山天牛成虫效果显著,将在降低该害虫后代的种群数量上发挥重要作用。

白蜡吉丁肿腿蜂过冷却点和其防治栗山天牛幼龄幼虫研究

白蜡吉丁肿腿蜂Sclerodermus pupariae Yang et Yao（膜翅目Hymenoptera：肿腿蜂科Bethylidae）是防治栗山天牛Massicus raddei Blessig幼龄幼虫的优秀天敌。为了明确白蜡吉丁肿腿蜂防治栗山天牛幼虫的最佳虫期和放蜂比例，我们首先在室内研究了不同放蜂比例对栗山天牛幼龄幼虫的防治效果，然后研究了林间白蜡吉丁肿腿蜂对栗山天牛幼虫的寄生效果，并测定了该肿腿蜂的过冷却点。结果表明，释放白蜡吉丁肿腿蜂防治栗山天牛最佳虫期为栗山天牛1～2龄幼虫期，其寄生率和致死率均较高。在栗山天牛为害较重的林区，释放白蜡吉丁肿腿蜂防治栗山天牛的最佳虫蜂比为1：3，其寄生率最高，而且白蜡吉丁肿腿蜂雌蜂在补充营养过程中会直接致死较多幼虫，其产生的子代数量也最多，有利于白蜡吉丁肿腿蜂在林间建立稳定的种群。在栗山天牛为害程度较轻的林区，按虫蜂比1：1释放即可。经测定，白蜡吉丁肿腿蜂林间种群的成虫过冷却点平均为-26.2℃，表明白蜡吉丁肿腿蜂能够在东北林区栗山天牛发生林分安全越冬。

栗山天牛触角感受器超微结构观察

作为探讨栗山天牛成虫的寄主选择、配偶定位等行为机制的一部分,利用扫描电镜对栗山天牛触角的形态、感受器的类型及分布特点等进行观察。结果表明:栗山天牛触角上有锥形感受器7个亚型、刺形感受器4个亚型、毛形感受器2个亚型、齿形感受器2个亚型、芽形感受器1个亚型、钟形感受器1个亚型;锥形感受器Ⅳ、刺形感受器Ⅳ为雌虫特有的感受器,锥形感受器Ⅴ、锥形感受器Ⅵ、锥形感受器Ⅶ、毛形感受器Ⅰ和钟形感受器为雄虫特有的感受器;触角感受器数量上雌虫多于雄虫,雌虫触角腹面感受器数量略多于背面,但都差异不显著。栗山天牛雌雄成虫触角上感受器的数量、类型和分布等的差异表明,雌雄虫可能对环境中的物理、化学信息的反应存在一定差异。

栗山天牛天敌花绒寄甲在栎林中的种群保持机制

花绒寄甲(Dastarcus helophoroides)(鞘翅目:寄甲科Bothrideridae)是寄生栗山天牛(Massicus raddei)中老龄幼虫和蛹的重要天敌,但其寄主栗山天牛世代周期长(3年1代)、发育比较整齐,不利于寄生性天敌种群数量的稳定。为了解利用花绒寄甲防治栗山天牛后,其种群能否在栎树林间长期保持较高的种群数量,达到持续控制栗山天牛的防治效果,调查研究了花绒寄甲在栎树林间的转主寄主和种群保持机制。结果表明,在东北辽东栎树干和树枝上除了栗山天牛外,还有其他8种天牛危害:双簇天牛(Moechotypa diphysis)、四点象天牛(Mesosa myops)、中华薄翅锯天牛(Megopis sinica)、锯天牛(Prionus insularis)、双带粒翅天牛(Lamiomimus gottschei)、八字绿虎天牛(Chlorophorus tohokensis)、日本绿虎天牛(C.japonicus)和拟蜡天牛(Stenygrinum quadrinotatum)。其中以栗山天牛、双簇天牛、四点象天牛和拟蜡天牛数量较多,而花绒寄甲在辽东栎树干上的垂直分布与栗山天牛、双簇天牛和四点象天牛的垂直分布重叠较多。室内研究表明,花绒寄甲对四点象天牛老熟幼虫的寄生率达到26.67%,对蛹的寄生率达到了43.33%;对双簇天牛老熟幼虫的寄生率达到20.00%,对蛹的寄生率为6.67%。对双簇天牛和四点象天牛在林间的生活史调查和研究发现,花绒寄甲可寄生的这两种天牛的中老龄幼虫和蛹,在花绒寄甲不适宜寄生的栗山天牛幼龄幼虫期大量存在,表明双簇天牛和四点象天牛是花绒寄甲在栎树林中的主要转主寄主。由于这些转主寄主的存在,花绒寄甲在不利于其寄生的栗山天牛卵期、幼龄幼虫期可转移寄生这些寄主,从而在栗山天牛危害的栎树林间保持了较高的种群数量,达到对栗山天牛长期而有效的持续控制效果。

栗山天牛幼虫和蛹在辽东栎树干上的分布规律

通过解剖受害辽东栎,结合林间调查,研究栗山天牛幼虫和蛹在栎树树干上的分布规律。结果表明:受害后表现为全部枯梢症状的栎树,栗山天牛幼虫主要分布在树干4m以下,蛹主要分布在1～4m;部分出现枯梢症状的栎树,栗山天牛幼虫主要分布在树干6m以下,蛹主要分布在3～7m。天牛数量与树皮厚度和树干直径均呈正相关关系。调查发现,当辽东栎树皮厚度大于0.47cm、树干直径大于9.02cm时,开始出现栗山天牛危害。在林间,栗山天牛低龄幼虫主要分布在树干阳面的韧皮部中,而蛹主要分布在木质部,越靠近树干中心分布越多。产卵当年和翌年6月前幼虫主要在韧皮部取食危害。从翌年6月开始,天牛幼虫逐渐蛀入木质部为害,7—8月为蛀入木质部的高峰期,9月绝大多数幼虫蛀入木质部取食,直至化蛹。树干2m以下的幼虫排粪孔数与树木胸径成正相关,而与最高活枝高度成负相关关系。当最高活枝高度在4～7m时,幼虫数量最多。

栗山天牛幼虫天敌白蜡吉丁肿腿蜂的转主寄主研究

在利用白蜡吉丁肿腿蜂Sclerodermus pupariae防治世代周期长、发育整齐的害虫栗山天牛Massicus raddei中,我们发现该天敌只在寄主1-3龄幼虫时具有良好的寄生效果,而对3龄以上的中老龄幼虫基本不寄生。为了了解释放白蜡吉丁肿腿蜂后其种群能否在栎树林间延续下去,达到持续控制靶标害虫的效果,我们调查了其在栎树林间的转主寄主。结果表明:白蜡吉丁肿腿蜂除了寄生栗山天牛外,还能寄生双簇天牛Moechotypa diphysis、四点象天牛Mesosamyops和栎块斑吉丁Lamprodila virgata幼虫。白蜡吉丁肿腿蜂寄生不同转主寄主幼虫的成功率差异显著,对栎块斑吉丁和双簇天牛幼虫的寄生率最高,分别为76.67%和73.33%。寄生上述4种寄主时,其雌蜂在不同寄主上的产卵前期、产卵量及第2代雌蜂出蜂量、出蜂率、体长和寿命等差异不显著,只有幼虫期和蛹期历期及第2代雌蜂有翅率和雌雄性比略有差异。室内模拟林间寄生试验表明,白蜡吉丁肿腿蜂对双簇天牛和四点象天牛幼虫的寄生率较高。对双簇天牛和四点象天牛野外生活史研究发现,这2种天牛幼虫在白蜡吉丁肿腿蜂不适宜寄生的栗山天牛中老龄幼虫期、蛹期和成虫期均大量存在,表明双簇天牛和四点象天牛是白蜡吉丁肿腿蜂在栎树林中的主要转主寄主。本研究说明,在利用白蜡吉丁肿腿蜂生物防治栗山天牛中,白蜡吉丁肿腿蜂在林间寄生栗山天牛的1-3龄幼虫后,可转移寄生双簇天牛等转主寄主,以延续其种群,待下一代栗山天牛幼龄幼虫出现时再转移寄生栗山天牛,达到持续控制栗山天牛的防治效果。

栗山天牛幼虫龄数和龄期的测定

栗山天牛Massicus raddei(Blessig)是危害我国东北柞树天然林的重要蛀干害虫,长期营隐蔽性生活,3年发生1代,防治困难。幼虫的龄数和龄期测定是害虫预测预报以及制订其科学治理策略的重要依据。本研究于2008-2011年通过林间定期解剖受害树进行取样,在辽宁省宽甸县采集不同发育阶段的栗山天牛幼虫,分别测量幼虫上颚长、主单眼间距、前胸背板宽、中胸气门长和体长等5项形态指标,利用频次分析的统计方法,测定了栗山天牛幼虫的龄数。结果表明:栗山天牛幼虫有6龄,雌雄性幼虫龄数相同。上颚长、主单眼间距和前胸背板宽3项指标均可用于分龄,中胸气门长和体长变异较大,不宜用作幼虫龄数划分。利用种群众数龄期法计算1-6龄幼虫的平均龄期分别为9.25,266.85,48.09,51.29,260.33和385.71d,幼虫期共1021.52d。在我国东北地区,自然条件下栗山天牛世代发生非常整齐而且高度同步,完成1代发育需跨越4个年份,幼虫经历3次越冬,第1年以2-3龄幼虫越冬,第2年主要以4-5龄幼虫越冬,第3年全部以末龄幼虫越冬。研究结果进一步明确了栗山天牛幼虫期的生物学特性,为生产上合理防治该害虫提供了参考依据。

利用花绒寄甲控制栗山天牛林间试验效果

采用林间释放花绒寄甲卵卡(每卡有卵80～900粒)的方法对栗山天牛进行防治,每个天牛排孔处挂1个卵卡,约两个月后,通过检查幼虫排粪孔判断花绒寄甲对该天牛幼虫的寄生数及天牛幼虫的存活数量。结果表明,释放区虫口减退率88.60%(对照54.19%)。

栗山天牛成虫补充营养方式及所取食的寄主树液中的主要化学成分

栗山天牛（Massicus raddei）属鞘翅目（Coleoptera）天牛科（Cerambycidae）山天牛属（Massicus）（陈世骧,1959）,是近年来在我国东北林区造成严重危害的蛀干害虫,主要危害辽东栎（Quercus liaotungensis）和蒙古栎（Q.mongolica）等天然林树种。自20世纪90年代开始在东北栎树天然林中暴发以来,对我国东北林区的生态环境建设造成了巨大损害。受害树干内天牛坑道密布,轻者生长衰弱,重者风折、死亡（孙永平,2001;侯义等,2000）。

诱捕栗山天牛成虫的食物源引诱剂研究

为探索诱杀栗山天牛Massicus raddei(Blessig)成虫的新技术,本文研究了糖醋酒液对栗山天牛成虫的引诱效果。结果表明:糖醋酒液对栗山天牛成虫有较强的引诱作用,天牛羽化期内共诱捕到成虫6427头,平均每个引诱点引诱到107头,是林间寄主树单株虫口密度的5.15倍。诱捕到的雌雄成虫数量基本一致,且诱捕到的雌虫怀卵量只比处女虫略低,表明诱捕到的雌虫尚未产卵或者产卵较少。糖醋酒液引诱剂最佳配比为糖∶醋∶乙醇∶蒸馏水=30∶20∶10∶100,最佳引诱时间是19∶00-21∶00。添加了菊酯类杀虫剂的引诱剂对栗山天牛成虫的引诱效果明显下降,且成虫对该引诱剂的取食时间明显缩短,取食该引诱剂的成虫80%在2 h内即死亡,24 h后死亡率达100%。

白蜡吉丁肿腿蜂学习行为的研究

肿腿蜂是防治林木蛀干害虫的重要天敌。为了解肿腿蜂搜索寄主的行为机制,研究了白蜡吉丁肿腿蜂Sclerodermus pupariae Yang et Yao搜索和寄生我国重大林木蛀干害虫——栗山天牛Massicus raddei(Blessig)幼虫过程中的学习行为。结果表明,白蜡吉丁肿腿蜂的记忆效应随着搜索次数的增加而增加。用寄主虫粪和木屑混合物预处理后,白蜡吉丁肿腿蜂搜索到寄主的时间缩短。不同学习经历的白蜡吉丁肿腿蜂对与寄主栗山天牛相关的气味源物质嗅觉测定结果表明,白蜡吉丁肿腿蜂经历栗山天牛幼虫虫粪和蛀屑环境后明显倾向于选择栗山天牛虫粪和木屑混合物,而经历栗山天牛幼虫或辽东栎树皮环境的肿腿蜂对相应的气味选择偏好性不显著。研究结果表明,多寄主型寄生蜂白蜡吉丁肿腿蜂具有较强的联系性学习能力有利于用来防治多种非原始寄主害虫,能够明显提高其对新寄主的寄生作用。

三种仿生不育剂对栗山天牛成虫的不育效应

为筛选出防治栗山天牛Massicus raddei(Blessig)成虫的不育剂,本研究利用灭幼脲Ⅲ号、除虫脲和杀铃脲3种仿生制剂分别稀释500倍、1000倍、1500倍、2000倍、3000倍和4000倍等6种浓度进行处理,对其成虫进行了不育性试验。结果表明,这3种不育剂不同处理在雌雄虫寿命、产卵量和产卵期、子代卵的孵化历期的差异均不显著,但经不育剂处理过的雌虫后期产卵量要明显小于对照;不同处理间子代卵的孵化率差异显著,特别是3种药剂500倍液处理后的孵化率分别为19.07%、23.74%和26.3%,远低于对照组的90.21%。三种不育剂1500倍以上的稀释浓度对卵的孵化均有明显的抑制作用,孵化抑制率与浓度之间呈正相关关系,其毒力方程均达到了极显著水平,其中灭幼脲Ⅲ号比其它两种不育剂效果更好。

单波长太阳能灯诱杀栗山天牛

为探索无公害防治栗山天牛Massicus raddei方法,采用303~580 nm中18个单波长太阳能灯于19:30-23:30,分4个时段,在林间开展诱杀研究,筛选诱杀栗山天牛的最佳波长、最适时间、诱杀容器的颜色,比较不同时段诱杀栗山天牛的雌雄性比和对非靶标昆虫的诱杀作用。结果表明:330 nm太阳能灯诱杀栗山天牛的总量(126.7头)和雄虫量(105.3头)最大,340 nm太阳能灯对雌虫的诱杀量(32.7头)最大;20:30-22:30时段诱杀数量最多;诱杀到的栗山天牛在4个时段雌雄性比逐渐增加,整体比为0.37∶1;红色容器的诱杀量最大。330 nm诱虫灯可作为诱杀栗山天牛雄虫的最佳灯具,340 nm灯可作为诱杀栗山天牛雌虫的最佳灯具。