沙地樟子松天然林火燒跡地過火木病蟲害發(fā)生規(guī)律研究

葛玉祥，孫強(qiáng)，張曉林，宋銀平，張立志，田恒

(1.內(nèi)蒙古紅花爾基樟子松林國家級自然保護(hù)區(qū)管理局，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021112；2.河南省鄧州市劉集鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，河南 南陽 474171)

火是自然生態(tài)系統(tǒng)中重要的干擾因子，地球上大多數(shù)森林都經(jīng)歷了不同程度的林火干擾[1,2]。林火能夠改變森林的年齡結(jié)構(gòu)、物種組成和外貌；并常常引發(fā)病蟲害等次生災(zāi)害[3]。了解林火后病蟲害發(fā)生規(guī)律，對于科學(xué)管理過火林和林火有著重要意義。

火燒對病蟲害的作用包括直接影響和間接影響。森林火災(zāi)特別是大面積、高強(qiáng)度的火燒直接或間接殺死大量昆蟲天敵，如各種食蟲鳥、食蟲蜘蛛、寄生和捕食昆蟲、病原微生物等[3]，森林火災(zāi)后，燒傷林木生長衰退，為大量發(fā)生病蟲害造成有利環(huán)境；因而，火災(zāi)后1～2年內(nèi)各種蛀干害蟲猖獗發(fā)生[4]。間接影響主要是通過改變樹種組成和森林結(jié)構(gòu)影響病蟲害的發(fā)生?；馃淖兞松纸Y(jié)構(gòu)和樹種組成，為病蟲害的發(fā)生提供了有利條件[3]。國外關(guān)于林火對森林病蟲害影響研究多集于林火對甲蟲類的影響上，而國內(nèi)有關(guān)林火對森林病蟲害影響的研究相對薄弱，僅有少量文獻(xiàn)進(jìn)行過報(bào)道。例如，劉篆芳等[5]對落葉松八齒小蠹在落葉松火燒木上的垂直分布進(jìn)行了研究，并建立了胸高處蟲口密度與平均蟲口密度的回歸模型。胡海清和郭福濤[4]對黑龍江省的大興安嶺、黑河、伊春、牡丹江等林區(qū)近5年的火災(zāi)過火林地進(jìn)行森林蟲害調(diào)查分析。李堅(jiān)等[6]對塔河林區(qū)火燒原木蟲害進(jìn)行了調(diào)查，并依據(jù)病蟲害的種類及其生物學(xué)特性開展了一系列的現(xiàn)場防治試驗(yàn)研究。陳宏偉等[7]采用空間直觀景觀模型LANDIS，模擬了蟲害和林火在300年內(nèi)的交互作用。

沙地樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)天然分布于大興安嶺西麓的呼倫貝爾沙地，具有耐寒、耐旱、耐貧瘠、適生沙地和速生等優(yōu)良特性。由于樟子松其枝、葉和木材中均含有大量樹脂，是易燃樹種，且其林冠密集，容易發(fā)生林冠火。因此，頻繁的林火成為樟子松林的主要干擾因子[8]。2006年5月16日，由于雷擊火造成內(nèi)蒙古紅花爾基樟子松林國家級自然保護(hù)區(qū)14個林班過火，過火總面積為3545.7 hm2，占保護(hù)區(qū)總面積的18.2%[9]?；馂?zāi)區(qū)內(nèi)有不同程度的林木燒傷和林木死亡，這為我們研究林火對病蟲害影響提供了條件。本文對內(nèi)蒙古紅花爾基樟子松林國家級自然保護(hù)區(qū)“516”林火發(fā)生1年后樟子松火燒跡地不同火燒程度過火木病蟲害發(fā)生情況進(jìn)行了調(diào)查，以期明確林火后病蟲害發(fā)生規(guī)律，為過火林的清理和林火管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于紅花爾基樟子松林國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，該區(qū)位于內(nèi)蒙古呼倫貝爾市鄂溫克旗境內(nèi)，地理位置47°36′—48°35′ N和118°58′—120°32′ E，海拔在700～1 100 m，主要地貌類型為壟狀、波狀起伏的沙地。該區(qū)屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，地處半濕潤、半干旱地區(qū)。受蒙古高壓影響，熱量從東向西傳遞，雨量遞減，氣候干燥寒冷，風(fēng)大雨少，晝夜溫差大，夏季短促炎熱。年平均溫度-1.5 ℃，≥10 ℃的年積溫為2 000 ℃，年降水量344 mm，降水季節(jié)分配不均，主要集中于7—8月，年蒸發(fā)量為1 174 mm，干燥度為1.33。本區(qū)風(fēng)向以南、西南及西風(fēng)為主，西北風(fēng)次之，年均風(fēng)速在3.8 ms-1。該區(qū)有植物74科，302屬，682種，其中木本植物49種。在固定、半固定沙地里，沙地植被主要以樟子松、黃柳(Salixgordejevii)、胡枝子(Lespedezabicolor)、白榆(Ulmuspumila)、山荊子(Malusbaccata)、稠李(Padusasiatica)等[10]。

2 研究方法

2007年5月(火災(zāi)發(fā)生后約1年)，在紅花爾基樟子松林國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)選擇3個典型調(diào)查樣點(diǎn)，分別為都日占頂、五七年工地和巴林工地。在每個調(diào)查樣點(diǎn)，依據(jù)不同火燒程度，將過火林分為極重度火燒、重度火燒、中度火燒和輕度火燒；具體劃分標(biāo)準(zhǔn)參考張立志等[11]。在每個調(diào)查樣點(diǎn)，在不同火燒程度林分內(nèi)，各設(shè)置3～4塊20 m20 m的標(biāo)準(zhǔn)地，共計(jì)40塊標(biāo)準(zhǔn)地。在每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)選擇典型火燒木1株作為樣木，調(diào)查病蟲害種類、蟲態(tài)、寄生率、蟲口密度。

3 結(jié)果與分析

3.1 病蟲害種類

火燒跡地是蛀干害蟲的發(fā)源地。由于樟子松林過火后釋放出特殊的氣體，致使蛀干害蟲大量繁殖。三個調(diào)查樣地病蟲害的蟲態(tài)主要是幼蟲；病蟲害主要種類有：云杉大黑天牛(Monochamusurussovi)、云杉小黑天牛(Monochamussutor)、灰長角天牛(Acanthocinusaedilis)和小蠹蟲(Scolytidae)等。

3.2 病蟲害數(shù)量

2007年5月實(shí)地調(diào)查結(jié)果表明，蛀干害蟲對極重度火燒木、重度火燒木危害最為嚴(yán)重。極重度火燒木蛀干害蟲的寄生率達(dá)100%，重度火燒木蛀干害蟲的寄生率在20%以上(表1)。方差分析結(jié)果表明，極重度火燒木的寄生率顯著高于重度、中度和輕度火燒木(圖1a)。極重度火燒木蛀干害蟲的種群密度最大，最高蟲口密度達(dá)99頭株-1，最低蟲口密度為19頭株-1，平均蟲口密度為39.2頭株-1；重度火燒木蛀干害蟲蟲口密度介于0～12頭株-1間，平均密度為4.9頭株-1。方差分析結(jié)果表明，極重度火燒木的蟲口密度顯著高于重度、中度和輕度火燒木(圖1b)。

表1 2007年5月火燒跡地不同火燒強(qiáng)度過火木蛀干害蟲調(diào)查表

由于蛀干害蟲的繁殖和活動，致使過火木樹干千瘡百孔，樹皮脫落。過火1年后，已有20%的極重度和重度火燒木發(fā)生藍(lán)變和開裂。這主要是由于2006年夏秋兩季降雨量充沛，木材腐朽菌已經(jīng)侵入，并出現(xiàn)子實(shí)體。

圖1 不同火燒程度害蟲寄生率和蟲口密度統(tǒng)計(jì)圖

4 討論與結(jié)論

研究結(jié)果表明，紅花爾基樟子松天然林火過火木蟲害種類主要為天牛和小蠹蟲。這與邵景文等[12]、胡海清和郭福濤[4]研究結(jié)果一致，即森林過火后主要蛀干害蟲為天牛和小蠹類。這主要與其自身的生物學(xué)特性和周圍環(huán)境條件有關(guān)；大部分小蠢類都是韌皮部害蟲，云杉大黑天牛、云杉小黑天牛、長角灰天牛等也是以韌皮部為食；林火引起的損傷影響樹木生理和降低樹木抵抗力而導(dǎo)致樹木容易受到天牛和小蠹類的侵襲[3]。

另外，隨著火燒程度的增加，蛀干害蟲的寄生率和蟲口密度顯著增加。這與邵景文等[12]、胡海清和郭福濤[4]等研究結(jié)果一致。這主要是因?yàn)殡S著火燒強(qiáng)度的增強(qiáng)，林內(nèi)枯立木、衰弱木和瀕死木的數(shù)量也隨之增多，為蛀干害蟲提供了更多的侵入、棲居和繁殖場所，同時林內(nèi)天敵數(shù)量的劇減及食源的增加，都為害蟲的大面積爆發(fā)提供了有利環(huán)境[4]。

過火木的成片死亡為病蟲害特別是蛀干害蟲提供了適宜的棲息和繁殖環(huán)境，使得蛀干害蟲數(shù)量急劇增加，對輕度火燒木、中度火燒木和周圍未被火燒的林木構(gòu)成潛在威脅。因此，有必要對過火木進(jìn)行分類清理、區(qū)別對待。對于極重度和重度過火林木應(yīng)盡快進(jìn)行清理，避免影響健康林木；對于輕度和重度過火木進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)，促進(jìn)其自然恢復(fù)。同時，利用中低強(qiáng)度火燒可用來清理下木，改善林分衛(wèi)生狀況，既減少了樟子松林的火災(zāi)的風(fēng)險，又可降低森林病蟲害發(fā)生的風(fēng)險。

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