摘要：基于1999-2017年長白山紅松球果螟發(fā)生率和氣象觀測資料，分析長白山紅松球果螺變化特征以及與氣象要素的關(guān)系結(jié)果表明：氣溫、降水、光照、積溫是影響球果懼發(fā)生率的主要氣象因子幼蟲轉(zhuǎn)化為越冬幼蟲時氣溫回升有利于次年球果螟發(fā)生;前冬多降雪有利于越冬幼蟲存活;秋末偏暖、光照時間偏多對次年球果與發(fā)生有正貢獻(xiàn);當(dāng)年5月降水、1月累積積溫、冬季極端低溫對球果螟發(fā)生率預(yù)測有指示意義.

　　關(guān)鍵詞：球果螟;發(fā)生率;氣象因子;長白山

　　Abstract: Based on the incidence rate and meteorological observation data of Dioryctria abietella Schiff in Changbai Mountain from 1999 to 2017, the change characteristics of Dioryctria abietella Schiff and its relationship with meteorological factors were analyzed. The results showed that air temperature, precipitation, light and accumulated temperature were the main meteorological factors affecting the incidence rate of Diorvctria abietella Schiff. When the larva is transformed into over-wintering larva , the rising temperature is beneficial to the incidence of the next year' s Diorvctria abietella Schiff; more snowfall in the first winter is also benefit to the survival of the over-wintering larva; more warm days and light hours at the end of autumn contribute positively to the occurrence of the next year's Dioryetria abietella Schiff; the precipitation in May, accumulated temperature in January and extreme low temperature in winter also indicate the incidence rate of Dioryetria abietella Schiff.

　　Key words: Dioryctria abietella Schiff; incidence rate; meteorological factors; Changbai Mountain

　　長白山紅松闊葉林為地帶性植被類型[13]，是生物多樣性豐富地區(qū)，有著代表溫帶森林的動物區(qū)系.研究表明，低海拔紅松徑向生長主要受生長季降水限制，中海拔和高海拔紅松徑向生長主要受當(dāng)年7月氣溫限制，尤其是低溫的限制作用明顯[1.春季4月是紅松由休眠進(jìn)入生長季的關(guān)鍵時期，氣溫升高有助于地溫升高和林地積雪融化，促進(jìn)紅松根系活動和地上部分萌動，有利于生長[3].紅松與長白山物種豐富度關(guān)系密切，對維持生態(tài)系統(tǒng)群落完整性具有重要意義[6，因此，紅松球果蟲害問題值得關(guān)注.近年來，受全球氣候變化及人工采摘球果的影響17]，長白山地區(qū)紅松球果螟發(fā)生率整體呈上升趨勢，且波動較大，對當(dāng)?shù)厣稚锒鄻有援a(chǎn)生了影響，對許多以紅松種子為食的動物構(gòu)成了威脅.已有關(guān)于長白山地區(qū)球果螟發(fā)生及感染因素的研究，開展了初步的統(tǒng)計工作球果螟蟲害研究在我國起步較早，其破壞紅松球果的研究已經(jīng)比較深入，發(fā)現(xiàn)了球果螟生長與氣象因子的關(guān)系[1，本次研究將分析長白山1999-2017年氣象因子與紅松球果螟發(fā)生率的相關(guān)性，為監(jiān)測和防治森林病蟲害提供科學(xué)依據(jù).

　　1材料和方法

　　1.1 研究區(qū)概況

　　研究區(qū)位于吉林省東南部的長白山國家級自然保護(hù)區(qū)(41023~42036N，126055~ 12908E)，該地氣候?qū)贉貛Т箨懠撅L(fēng)性氣候，冬季長，寒冷干燥;夏季短，溫?zé)岫嘤?春季風(fēng)大干燥，天氣多變;秋季涼爽短暫.

　　1.2樣本采集

　　球果蟲害率調(diào)查地點在長白山寒蔥溝一帶，海拔710-860 m，采樣時間為2000-2017年每年8月.氣象數(shù)據(jù)為1999-2017年長白山二道氣黎站和東崗氣象站的常規(guī)觀測資料，兩個氣象站的海拔分別為7214m和774.0m，歷年氣象因子平均值采用1981-2010年數(shù)據(jù).

　　1.3 數(shù)據(jù)分析

　　分析紅松球果螟年度發(fā)生率與氣象因子關(guān)系分析當(dāng)年蟲害發(fā)生率與當(dāng)年1-8月氣象因子的相關(guān)性，并與前一年9-12月氣象因子進(jìn)行落后交叉相關(guān)分析·計算公式：R=CORREL(array 1，array2)，其中：數(shù)組arrayl代表氣象因子;數(shù)組array2代表球果螟年度發(fā)生率.氣溫采用兩個氣象站月平均值，降水量、光照時間為兩站月平均總值，大風(fēng)日數(shù)為春季(3-5月)日平均風(fēng)力在6級(10.8 m/s)以上或陣風(fēng)達(dá)7級以上的日數(shù)，冬季極端低溫日數(shù)指前一年12月至當(dāng)年2月日最低氣溫s-32℃的日數(shù)氣象資料經(jīng)過距平處理，降水量采用距平百分率

　　1.4球果螟生活史及感染率劃分

　　減楠[1的研究表明，吉林省現(xiàn)有5種梢斑蜈分布，分別為冷杉梢斑蜈(Dioryctria abietella(Densis et Schiffermuller))、赤松梢斑蜈(Dioryatria sylycstrella(Ratzeburg))、松小梢斑蜈(Dioryctria pryeri Regonot)、微紅梢斑蜈(Dioryctria rubella Hampson)和許茨云杉梢斑蜈(Dioryctria schuetzeella Fuchs)，其中前4種為害紅松，參照吉林省東部山區(qū)球果螺生活史[8]可知：長白山球果螺生活史以老熟幼蟲過冬，越冬幼蟲翌年4月下旬開始活動，直至6月下旬仍有越冬幼蟲活動.5月下旬越冬幼蟲陸續(xù)老熟開始化蛹(具體化蛹日期根據(jù)氣溫回升情況判定)，6月中旬發(fā)現(xiàn)卵，成蟲開始羽化，6月下旬為化蛹末期·幼蟲于7月上旬開始孵化此時也為羽化盛期，后交尾產(chǎn)卵，7月下旬為產(chǎn)卵盛期，8月中、下旬為產(chǎn)卵末期，8月下旬為羽化末期，羽化期約兩個月左右.9月中旬開始進(jìn)入越冬期，直至9月下旬幼蟲全部離開球果，進(jìn)入樹梢越冬.

　　本文定義球果眞發(fā)生率為k.級別劃分：ks10%，微度;10%，50%，重度.

　　2 研究結(jié)果

　　長白山球果螟發(fā)生率與氣象因子的相關(guān)性見表1.由表1可知：前一年12月降水量、11月降水量和當(dāng)年5月降水量與當(dāng)年球果螟發(fā)生率相關(guān)性好;前一年9月氣溫與球果螟發(fā)生率正相關(guān)，前一年11月和12月日照時間與球果螺發(fā)生率負(fù)相關(guān)，球果螺發(fā)生率與前一年冬季極端低溫日數(shù)和低溫強(qiáng)度明顯相關(guān)，1月累積積溫距平對球果螟發(fā)生率有指示意義.

　　2.1 降水量與紅松球果螟發(fā)生率的關(guān)系

　　1999-2017年18 a通過0.05顯著性檢驗的臨界值為0.46.計算球果螟發(fā)生率與氣黎因子的相關(guān)系數(shù)可知：與降水量距平百分率相關(guān)明顯的氣象因子有前一年12月降水量(R=0.52，P=0.032<0.05)、前一年11月降水量(R=0.46，P=0.042<0.05)和當(dāng)年5月降水量(R=0.53，P=0.009 5<0.01)，見圖1.作為保護(hù)屏障，降水可以提高越冬幼蟲的存活率.由圖1可見：前一年12月和當(dāng)年5月降水特別多，球果螟發(fā)生率較高(2005年).5月降水量也與球果螺發(fā)生率正相關(guān)，此時長白山球果螟越冬幼蟲陸續(xù)外出活動，降水多，植被含水量高，有利于球果螟進(jìn)入樹梢鉆食為害.

　　2.2 前一年9月氣溫與紅松球果螟發(fā)生率的關(guān)系

　　由表1可知：前一年9月氣溫與球果螺發(fā)生率正相關(guān)(R-0.46，P=0.042<0.05)，說明球果螺幼蟲進(jìn)入冬眠時對氣溫有要求，9月氣溫高有利于幼蟲進(jìn)入紅松枝干冬眠.9月氣溫距平變化趨勢對球果螟發(fā)生率較上一年增減也有較好的指示意義.同時，9月氣溫高的年份，其降水量也呈略多趨勢，前一年9月溫度距平與球果螺發(fā)生率關(guān)系見圖1.

　　長白山紅松球果螺4月下旬開始活動，并于5月下旬陸續(xù)化蛹，故5月上旬和中旬是紅松球果螺越冬幼蟲外出活動的旺盛時期，但5月整體溫度變化與球果螺發(fā)生率呈負(fù)相關(guān)(R=-0.33)，差異不顯著.球果觀發(fā)生率高值年(2005年和2016年)4-5月溫度變化見圖3.由圖3可知：球果螟發(fā)生率高的年份4月回暖(日平均氣溫較歷年同期偏高6℃)偏早，或回暖晚但回暖明顯(連續(xù)5d日平均氣溫偏高4℃以上);球果螺低發(fā)生率年(如2010年)，4月回暖晚，整體溫度偏低，且5月回暖快且溫度偏高.再結(jié)合降水看，在化蛹過程中，5月前期溫度越低、降水越多越有利于球果螺幼蟲外出活動.5月長白山區(qū)多東北冷渦、低空切變活動，有利于持續(xù)降水發(fā)生，5月末也正是越冬幼蟲轉(zhuǎn)化為蛹的時期，故階段性高、低溫也是預(yù)測球果螟發(fā)生率的著眼點.

　　2.3 日照時間與球果螟發(fā)生率的關(guān)系

　　由落后交叉相關(guān)分析可知：前一年11月和12月的日照時間與球果螟發(fā)生率負(fù)相關(guān)，其中11月系數(shù)為-0.48，12月為-0.46，均通過了0.05信度檢驗，此時日照時間越短越有利于球果螺越冬幼蟲生存.

　　2.4 極端低溫與球果螟發(fā)生率的關(guān)系

　　由圖4a可知，前一年冬季(前一年12月至當(dāng)年2月)日最低氣溫<-32 ℃的時間波動較大.其中，1999-2001年顯著上升，之后明顯下降再上升，2001年達(dá)到峰值(20 d)，2000年是次峰值(18 d)，2004年為10d，都集中在1月份，通過相關(guān)性分析可知：極端低溫日數(shù)多年感染率最低，相關(guān)系數(shù)高達(dá)-0.78(P 01)，日最低氣溫<-32℃可能接近越冬幼蟲死亡的臨界溫度，2000年和2001年極端低溫持續(xù)時間和極端低溫強(qiáng)度達(dá)到近30a極值，該年球果螟發(fā)生率也是最低的(不足2%).由此可見，前一年冬季極端低溫日數(shù)越多、溫度越低預(yù)示著存活的越冬幼蟲越少，其對當(dāng)年發(fā)生率低的貢獻(xiàn)最大.

　　圖4b可知：春季大風(fēng)日數(shù)與球果螟發(fā)生率沒有顯著關(guān)系，但通過實地考察發(fā)現(xiàn)，長白山地區(qū)球果螟發(fā)生率具有明顯的空間分布特征，后期可以重點分析二道站和東崗站風(fēng)向與觀測樣本地風(fēng)向的變化規(guī)律，詳細(xì)分析風(fēng)向?qū)η蚬l(fā)生率空間分布的影響.

　　2.5積溫對球果螟發(fā)生率的影響

　　與極端低溫日數(shù)不同，累積積溫表明某一時期內(nèi)累積氣溫變化情況，兩者對農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)估和病蟲害發(fā)生率預(yù)測10-11有一定的指示意義.由相關(guān)分析可知，1月累積積溫與球果螟發(fā)生率呈正相關(guān)(R=0.30)，差異不顯著·借助1981-2017年1月累積積溫距平值分析積溫對球果螟發(fā)生率的影響，結(jié)果見圖5.由圖5可知：近37a長白山二道站1月累積積溫距平呈上升趨勢，增長率為3.1℃/a.其中，有兩個低谷期，分別為1981年和2000年;21世紀(jì)以來，連續(xù)2a積溫距平為負(fù)值的分別為2000-2001年和2011-2012年，但只有2000年和2001年累積積溫特別低，而這兩年球果螺發(fā)生率不足2%，故1月累積積溫較歷年同期明顯偏低也可作為球果螟發(fā)生率較低的一個判據(jù).

　　3結(jié)論與討論

　　本文研究表明：氣溫、降水、光照、冬季極端低溫和累計積溫是影響長白山地區(qū)球果螟發(fā)生率的主要氣象因子幼蟲轉(zhuǎn)化為越冬幼蟲時氣溫回升有利于次年球果螟發(fā)生;前冬多降雪有利于越冬幼蟲存活;秋末偏暖、日照時間偏多對次年球果螟發(fā)生有正貢獻(xiàn);當(dāng)年5月降水、1月累積積溫、冬季極端低溫對球果螟發(fā)生率預(yù)測有指示意義.由于紅松球果螟生長史極不規(guī)律，同時，采集的球果螟發(fā)生率數(shù)據(jù)單一，未實地考察球果螟發(fā)育各個階段對氣象因子的響應(yīng)，因此，未構(gòu)建紅松球果螟發(fā)生率預(yù)測模型.本次研究也發(fā)現(xiàn)，6-8月氣象因子與球果螟發(fā)生率的相關(guān)系數(shù)不高.今后將進(jìn)一步開展球果螟生長發(fā)育各個階段是否存在致死高溫，夏季階段性高、低溫對球果螺繁殖的影響研究.

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文章名稱： 長白山紅松球果螟發(fā)生與氣象要素的相關(guān)性

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