杜瑞卿张华峰张征田许章华王彩霞
(南阳师范学院，南阳，473061)(厦门市森林病虫害防治技术站)(南阳师范学院)(福州大学)(南阳师范学院)
松材线虫(Bursaphelenchusxylophilus)是引起绿化造林先锋树种松树毁灭性病害——松材线虫病的病因，也是国际贸易货物的检疫对象[1-3]。该病被称为松树的“癌症”，具有扩散蔓延快、传播途径广、根除难度大、致死性极强的特性[4-9]。自1982年在南京市中山陵发现该病以来，疫情一直呈跳跃式扩散蔓延，2001年11月厦门首次发现松材线虫病。
对松材线虫病的防治，采用单一手段，往往效果并不理想，需要采取多种手段同时进行。黄金水等[10]对2001—2010年厦门岛内松材线虫病，采用了疫情监测、清除枯死松树(枝)、山场套袋化学熏蒸、悬挂松墨天牛诱捕器(捕捉器)、设置立式诱木和释放管氏肿腿蜂、白(绿)僵菌等生物防治等持续控制技术，取得了良好的防治效果。但对每种技术手段在综合防控中的作用大小、重要性等未见有关文献报道。本研究将继续对2011—2020年厦门市松材线虫病采用疫情监测和防控技术措施进行持续防控，并对数据进行分析。本研究重点分析各种控制技术措施对防治松材线虫病重要性以及松材线虫病发生的规律性和阶段性，依据灰色系统预测模型GM(1,1)对2021年松材线虫病发生面积进行预测。
厦门市位于福建东南沿海，与台湾隔海相望，是中国东南沿海的一座港口风景城市，地处117°53′～118°27′E，24°25′～24°55′N，属南亚热带季风海洋性气候，雨量充沛，气候温和，雨热同季，干湿季节明显，季风影响频繁，台风季节长，全年几无霜期。年平均气温21 ℃，最高气温38.5 ℃，最低气温1.5 ℃；
年降水量1 100～2 000 mm。厦门岛内有林地面积3 201.6 hm2，占本岛土地总面积24.4%，树种组成以马尾松(Pinusmassoniana)和台湾相思(Acaciaconfusa)为主[10]。
2.1 供试材料
松墨天牛引诱剂和松墨天牛诱捕器，白(绿)僵菌粉均由福建省林业科学研究院提供；
诱木引诱剂由广东省林业科学研究院提供；
噻虫啉从广州新天地化学有限公司购买；
管氏肿腿蜂是从河北省张家口森防站引进，并在福建省林业科学研究院通过松墨天牛幼虫进行复壮和批量繁蜂；
虫线清由广东南海绿宝生化技术研究所提供。
2.2 试验方法
对试验林地定期巡查，采用诱捕器固定监测与诱杀防治、释放管氏肿腿蜂、施放白(绿)僵菌、及时清理枯死松树(枝)、立式诱木设置等生物和营林等技术措施，试验方法具体参见有关文献[10]。试验林分化学防治采用喷施48%水悬浮剂噻虫啉，用药剂量60 g/hm2。
2.3 统计分析方法
2.3.1 判别分析法
根据全市2011—2020年松材线虫病发生面积的变化特点，以及各种控制技术效果变化特点，将其分成不同的周期和阶段进行判别分析，验证松材线虫病发生的阶段性和周期性划分的可靠性；
分析各种控制技术与松材线虫病发生面积的相关性及重要性，对比单个控制技术作用与群体控制技术作用的差异性。
2.3.2灰色系统预测模型GM(1,1)的建立
(1)累加生成数(松材线虫病发生面积依据时间序列逐次累加之和)：
(2)组建数据矩阵(B)：
(3)组建数据矩阵(Xn)：
(4)参数求解：
式中：a,u为预测模型中的参数。
(5)预测模型：
(6)模型精度检验：
3.1 松材线虫病发生的周期性
由表1可知，松材线虫病发生面积与防控技术措施等数据可以看出，其发生变化规律并不明显，但基本呈现先逐渐增大后又逐渐减少的变化趋势，松材线虫病发生面积(X)呈现出一定的周期性。松材线虫病发生面积(X)既受防控措施的影响，也受气候条件的影响，同时还受昆虫自身生长发育种群变化规律的内在影响。从2011年到2015年，松材线虫病发生面积呈现逐渐减少趋势，但2016年突然增大后，又呈现逐渐减少趋势，表现出5年一个周期的变化特点。根据一个周期内松材线虫病发生面积(X)数据变化的幅度(或数据间差异性大小)，可以将其划分成2个类别。
3.2 判别分析
3.2.1 周期性分类判别分析
由表2可知，对厦门市2011—2020年松材线虫病发生及防控面积与其发生的周期性进行判别分析，表明判别类别结果与分类完全一致，各类别正确判别结果100%，说明分类的正确性。
表1 厦门市2011—2020年松材线虫病发生及防控面积与其发生的周期性
表2 厦门市2011—2020年松材线虫病发生及防控面积分类
由图1可知，类别1、类别2、类别3相互间距离较远，界限清楚。类别3和类别4距离较近，但没有交错现象，各自成为一类。
图1 厦门市2011—2020年松材线虫病防控及发生面积判别分析
由表3可知，前三个判别函数100%包含了原信息量，没有信息损失，判别结果可信度很高。
表3 判别函数特征值(信息量)
3.2.2 不同防控措施作用效果判别分析
由表4可知，X，A5，A6，A2在各类别间有显著性，而A1、A3、A4没有显著性，说明A1、A3、A4的变化与X的变化不具有同步性，也表明喷施噻虫啉化学防治、清理枯死松树、设置立式诱木对松材线虫病发生面积变化影响可能有一定的滞后性。
表4 组均值的均等性的检验
由表5可知，对A1、A2、A3、A4、A5、A6分别与X进行相关分析，相关系数都较小，无显著性，也说明单一防控技术手段、诱捕松墨天牛数量等单个因素对X的影响不显著，但判别分析表明，5个防控技术及诱捕松墨天牛数量等6个因素的综合作用是显著的，与X的变化阶段性一致(类别一致)。5个防控技术及诱捕松墨天牛数量等6个因素对松材线虫病发生面积影响的重要性依次为：A5、A1、A2、A3、A6、A4。
3.3 灰色系统预测模型GM(1,1)分析
依据公式对表1中的X进行计算，结果见表6。
2021年预测值267.96 hm2，虽比2020年220.51 hm2有所扩大，但符合第3个5年周期起始年的特征，同时比第一个5年周期起始年2011年592.13 hm2、第二个5年周期起始年2016年352.93 hm2显著减少，说明松林防治改造起到了显著作用。
表5 Fisher的线性判别式分类函数系数
表6 灰色系统预测模型GM(1,1)分析
通过对厦门市2011—2020年松材线虫病防控技术措施及发生面积数据进行的分析，厦门市松材线虫病发生面积(X)呈现出一定周期性和阶段性，2011—2015年为第一周期，2016—2020年为第二个周期，每个周期内变化幅度有分为2个阶段，第二周期内变化幅度收窄；
单一的松材线虫病防控技术措施与松材线虫病发生面积(X)无显著相关性，但各防控技术措施及诱捕松墨天牛数量因素的综合作用对松材线虫病发生面积(X)有显著影响，其作用重要性依次为：挂设诱捕器数量(A5)、喷施噻虫啉化学防治面积(A1)、管氏肿腿蜂或白绿僵菌生物防治面积(A2)、清理枯死松树数量(A3)、诱捕松墨天牛数量(A6)、设置立式诱木数量(A4)。对松材线虫病发生面积(X)灰色系统预测模型GM(1,1)建模很理想，有显著性。对2021年松材线虫病发生面积(X)的预测值符合第三个5年周期起始年的特征；
对于多因素因果关系的分析，采用判别分析，能取得较为理想的结果，能够揭示松材线虫病防控技术措施的内在相互关系及其影响的重要性；
灰色系统预测模型GM(1,1)分析揭示了森林病虫害发生数量(或面积)随时间发生的规律性和有效预测，在松材线虫病防控防治实际工作中具有推广应用价值。
化学防治是松材线虫病传播媒介昆虫防治的常用手段，在防治松墨天牛的实践中广为应用[12-13]。在松墨天牛成虫活动期，采用树冠喷雾或飞机喷洒农药，均可杀灭松墨天牛。本试验中噻虫啉等药物防治，虽有一定的效果，但是在本研究中的作用不是最好的防治方法。药物防治对人体健康和环境污染有一定的影响，防治成本也较大，不是最佳选择，可作为辅助性防治手段。大面积喷洒化学杀虫剂受雨季和松墨天牛羽化期因素限制(一是厦门地区雨季为4—9月份，且多集中7—9月，此时也是松墨天牛成虫活动期，降雨会影响防治效果；
二是松墨天牛羽化时间不一致，前后延续时间长，喷药时机难把握)效果不佳，但可以在重要生态区位松林和古松名松的保护中加大施药频次或采取树干打孔注药的方法，往往会取得较为理想的防治效果。
管氏肿腿蜂或白绿僵菌等生物防治措施在本研究中防控作用显著。黄金水等[10]的研究结果也表明采用虫生真菌或寄生性天敌昆虫防治松墨天牛效果可达20%以上。生物防治法可以减少化学农药对人体健康危害和环境污染，维持森林生态平衡，将害虫的危害水平控制在经济允许的阈值范围内，同时防治成本低，值得推广应用。目前松墨天牛常用的生物防治方法有：一是利用白僵菌(Beauveriabassiaua)、绿僵菌(Metarhiziumanisopliae)等虫生真菌来防治天牛成虫或幼虫[14-15]；
二是寄生性天敌昆虫寄生于天牛幼虫，主要是管氏肿腿蜂(Sclerodermaguaui)[16]和花绒寄甲(Dastarcushelophoroides)等[17-19]，这两类天敌昆虫具有较强的搜索和攻击能力，是林木天牛害虫有效的寄生性天敌[20]，其中：管氏肿腿蜂对松墨天牛幼虫的林间校正寄生率可达31%～81%[20-21]，花绒寄甲寄生率可达25%～90%[22-23]。
2011—2020年共清理枯死松树(A3)3 268 930株，虽然在数量上客观，但清理枯死松树对下一年或短期内减少松材线虫病发生面积影响不显著，作用不明显，具有滞后性。根据厦门市特殊的地理位置等实际情况，马尾松为优势树种和南方重要的造林树种，采取皆伐松树的除治方法将给厦门市带来不可估量的社会、生态及经济损失[10]。松材线虫病靠媒介昆虫松墨天牛自然扩散传播，其扩散距离和范围有限，而人为调运染疫松木或材料进行长距离、大范围的扩散是松材线虫病在全国范围内扩散蔓延的主要原因。当前各地采取皆伐松树方式进行松林改造，但如疫木无法做到安全除害处理到位、检疫监管无死角，就无法遏制松材线虫病疫情继续扩散蔓延的态势，大砍伐往往还带来了病害的大传播[24]。因此，不建议采用此措施，只作为辅助性防治手段。
挂设诱捕器诱杀松墨天牛成虫在本研究中防控作用最为显著，2011—2020年厦门市挂设了26 263套诱捕器，捕获松墨天牛2 954 868头，对松材线虫病防治效果显著。诱捕器作用在于：一是疫情监测，实时监测林间天牛成虫种群数量动态变化和天牛携带线虫情况；
二是集中灭虫，引诱松墨天牛成虫进行诱杀，从而降低林间天牛种群数量。
设置立式诱木(A4)也有一定的效果，2011—2020年共设置了26 002处，每处式诱木按照诱杀10头以上松墨天牛计算，可达到26万头以上。利用松墨天牛产卵时趋向松衰弱木和濒死树行为，设置引诱木集中杀灭天牛，可有效减少松林天牛种群数量，在防治实践中应广为应用[24]。
松材线虫病综合防控技术并不是将各种技术措施简单、机械的叠加应用，而是要结合当地实际，分清主次，有机结合，加以应用。运用判别分析和灰色系统预测模型GM(1,1)分析方法，对近10 a厦门市松材线虫病防控效果进行分析比较，掌握各种技术措施在疫情综合防控中发挥的作用，摸索出以挂设诱捕器(A5)、施放管氏肿腿蜂或白绿僵菌粉炮生物防治(A2)、设置立式诱木(A4)等技术措施为主的，以喷洒噻虫啉药物防治(A1)、清理枯死松树(A3)等技术措施为辅，建立一套行之有效的、适合厦门市松材线虫病持续控制的综合模式。同时，试验也表明了松材线虫病是可防可治的，对其它地方的病虫害防控也有重要的参考价值。
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