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文章信息
- 陈学武, 何开伟, 陈国全, 纪岷, 杜维, 冉江洪, 郭聪
- CHEN Xuewu, HE Kaiwei, CHEN Guoquan, JI Min, DU Wei, RAN Jianghong, GUO Cong
- 赤腹松鼠防治指标研究
- A Study on Economic Threshold of Cryptomeria fortunei Damaged by Callosciurus erythraeus
- 四川动物, 2015, 34(1): 88-92
- Sichuan Journal of Zoology, 2015, 34(1): 88-92
- 10.3969/j.issn.1000-7083.2015.01.015
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文章历史
- 收稿日期:2014-05-12
- 接受日期:2014-09-15
2. 洪雅县林场, 四川洪雅 620364;
3. 洪雅县林业局, 四川洪雅 620360;
4. 四川省森林病虫防治检疫总站, 成都 610081
2. The Forest Farm of Hongya County, Hongya, Sichuan Province 620364, China;
3. The Forest Bureau of Hongya County, Hongya, Sichuan Province 620360, China;
4. Sichuan Station of Forest Disease and Pest Control and Quarantine, Chengdu 610081, China
赤腹松鼠Callosciurus erythraeus又称红腹松鼠,属啮齿目Rodentia松鼠科Sciuridae丽松鼠属Callosciurus,主要分布在热带和亚热带森林。该物种为树栖型动物,较少下地活动。赤腹松鼠以植物的坚果、浆果为食,亦食植物种子、嫩叶、树皮等。赤腹松鼠啃食树皮影响树木的水分和营养运输,从而对树木生长发育造成影响,严重时甚至造成林木死亡。近年来,赤腹松鼠对林木的危害已成为洪雅县第一大森林生物灾害(林强等,1999;蔡红霞等,2001)。
对赤腹松鼠的生态学及危害已有许多研究,主要集中在生态学、行为学特征、危害空间特征和危害机理等方面(蔡红霞等,2001;冉江洪等,2005;董岚等,2009;江剑平等,2009;温知新等,2010;任娟等,2010;焦迎迎等,2012;孔令雪等,2011;原宝东,2011)。虽然目前已有关于鼠类防治指标的报道,如王勇等(1997)、刘少英等(1992,1998)、付文斌等(2000)、董百赟和张三亮(2004)等,但是对于赤腹松鼠防治指标的研究和应用国内外尚未见报道。为了有效防治赤腹松鼠的危害,减少防治的盲目性,提高防治的效益,制定一个合理的防治指标是赤腹松鼠综合防治的基础和关键。为此,我们在四川省洪雅县对赤腹松鼠防治指标进行了研究,为赤腹松鼠的防治提供参考。1 研究区域概况
研究区域位于四川省眉山市洪雅县。洪雅县森林资源丰富,现有林业用地面积132 295.63 hm2,活立木总蓄积13 780 496 m3,森林覆盖率为65.8%。其中,人工柳杉林有26 442.3 hm2,各个年龄段柳杉均有分布。调查地点包括洪雅县林场玉屏山工区和柳江镇、东岳镇、槽鱼滩镇、中山镇、将军乡、汉王乡6个乡镇种植的柳杉Cryptomeria fortunei Hooibrenk ex Otto et Diet林,海拔范围介于700~1300 m。2 研究方法2.1 危害等级划分
根据赤腹松鼠啃食柳杉树皮斑块的最大宽度确定危害等级(表 1)。对于相邻的2个啃食斑块,以2个斑块的最大边缘宽度计算其危害等级。其他情况只以其中最大的斑块来计算其危害等级。
危害等级 Damage grade | 危害标准 Damage criterion |
0 | 未被危害,正常生长 |
1 | 危害宽度占周长1/4以下 |
2 | 危害宽度占周长1/4~1/2 |
3 | 危害宽度占周长1/2~3/4 |
4 | 危害宽度占周长3/4以上 |
2013年4月—2014年3月,对10~15年生柳杉林(树龄通过树木生长锥测量,型号C0500)的单株材积损失进行了调查,根据不同危害等级(表 1)测量和记录被害木和对照株(健康木)的胸径。对照株为在受害株周围相同龄林的健康木。2.3 不同年龄柳杉林危害调查
2014年3月,在洪雅县6个不同乡镇采用样线法调查柳杉林地危害情况,每个样地面积大于1 hm2,各样地距离至少相隔100 m,同一地点的样地数不大于2个,在样地内通过走“Z”字形调查150株样株(相邻2株的距离大于2 m)记录危害株数(新危害和旧危害)和危害等级(新危害和旧危害的危害等级)。2.4 防治指标的确定
当需要进行防治以控制危害不超出经济损失水平(EIL)的材积损失程度或危害指数即为防治指标(ET)。经济损害水平为林木因危害造成的经济损害与所需防治费用相等时的材积损失率。
经济允许材积损失率模型为:L(%)=CF/DPE×100%,C为防治成本,F为经济系数,D为单位面积期望年材积产量,P为价格,E为防治效果。2.5 数据处理
通过危害木和对照木测量的胸径(D)代入四川地区柳杉一元材积表V=0.000 085 9×D2.68805(卢昌泰等,1994)计算各危害等级单株材积损失量和损失率。
危害指数=∑(各危害级株数×危害等级)/(调查株数×危害最高等级)×100%,样地价值损失率=∑(各危害级株数×各级对应的单株价值损失量)/(调查株数×正常木价值)×100%。
将计算出的各危害等级的材积损失率用Excel进行回归拟合,求直线回归方程Y=a+bX(X为危害等级)和测定系数R2。
所有数据通过Excel和SPSS 21.0进行处理。各变量在描述时用Mean±SE表示。3 实验结果3.1 不同龄林柳杉单株材积损失
共调查了2438株柳杉,其中危害木1219株,对应健康木(危害等级=0)1219株。各年龄段各级危害调查株数、材积损失量、损失率结果见表 2。根据调查,树龄在5年以下基本没有危害,其主要被害树龄段在5~15年之间(蔡红霞等,2001);幼林危害率很低,到间伐时被害木大多会被除去,不需要进行防治;而成林危害部位集中在树梢,已接近主伐时间(20~25年),且对树木的生长影响没有中幼林时大,因此确定防治年限为10~15年。据此,我们只计算10~15年年龄段的危害与材积损失率关系以及该年龄段防治指标。由计算得到单株材积损失量,再根据林场提供的按径级的市场价格和各年龄段的平均胸径得到10~12年生柳杉价格为600元/m3,13~15年生柳杉价格700元/m3(1级和2级危害忽略对木材材质的影响,3级危害对材质价格损失0.25,4级危害对材质价格损失0.35),结合损失量和材质影响,计算出不同年龄段柳杉价值损失。
根据各样地危害株数和危害等级,带入危害指数公式和样地价值材积损失率进行计算,并用Excel进行回归拟合,建立旧危害与样地价值积损失率关系。3.3 经济允许损害水平
经济允许损失率模型为:L=CF/DPE×100%,C包括材料、毒饵、人工等。按最小10 hm2面积集中防治为例计算,塑料喉管(PVC管)和铁丝材料费约为1.5元/个,每个PVC管投放毒饵0.05 kg,按照毒饵价格计算得2.5元/个。则1 hm2内防治成本为:放置毒饵站6个,材料费9元,饵料费用3次投放共需约22.5元,前期调查、材料准备、放置毒饵站、放置毒饵、观察饵料访问取食、补投饵料等人工费用120元,合计1 hm2防治费用151.5元。
事实上,林业生产中在得失相等情况下进行防治是弊大于利,实际制定防治经济阈值时应保证防治效益大于受害损失量。林业生产一般在较为偏远的山区,根据洪雅县林场经营目标和策略,生态效益以及该地区能够承受的经济损失情况;样方实际测量危害由于客观因素,如天气,危害的斑块的愈合导致偏低;而测量的损失量是累计损失会导致损失量偏大等因素等,因此我们以防治收益是防治成本的4倍为宜。
10~12年生柳杉年平均材积产量,按照黄道存(1991)中年生长量计算得到0.018 24 m3,13~15年生柳杉年平均材积产量为0.024 76 m3。
P为林场提供的各径材的销售实时价格。
E按照PVC管防治的一般效果为85%。
柳杉从幼苗生长至成林需要进行2次间伐。根据林分状况、立地条件、交通运输、劳力及小径材的销路等综合考虑,可能间伐时间有差异。现定第1次间伐时间为9年,第2次为12年,将树龄分为10~12年,13~15年来计算单位面积材积。各年龄段危害经济允许损失率见表 4。
赤腹松鼠种群密度的调查比较困难且工作量大,对基层工作人员来说,以种群密度作为防治的指标操作难度较大,因此推荐以危害指数作为防治指标。由于研究时间的限制,不能长期定点观测危害与材积损失之间的精确关系,只能建立旧危害指数与样地材积损失率的关系(表 3)。由于旧危害的痕迹长期存在,我们不能以旧危害指数作为防治指标,只能以新危害指数作为防治指标。假设我们不进行防治,新造成的危害在2年以后造成的材积损失可能与旧危害所造成的损失相当(假设造成旧危害的平均时间为2年),据此,可将新危害指数作为防治指标(表 5)。
防治指标的研究最早始于病虫害的研究,其主要过程为首先清楚病虫害危害特征,然后根据危害特征,设计不同虫口密度梯度,比较其危害造成产量损失率,计算虫口密度或病株率与产量损失量之间的关系,根据防治成本,制定出关于虫口密度或病株率的指标,如郑永利等(2006)、Ragsdale等(2007)、王华弟等(2007)、王继藏(2009)等的报道。而赤腹松鼠由于其种群密度调查难度较大,这方面的报道很少,只有徐玮等(2005)根据赤腹松鼠危害树皮留下的齿印,对赤腹松鼠的数量进行估计,但此方法局限性太大,我们很难研究其密度与危害损失的关系。赤腹松鼠种群密度的调查比较困难且工作量大,对基层工作人员来说,以种群密度作为防治的指标操作难度较大。林业病虫害研究中,对于难以统计虫口密度的,可以根据其危害造成林木的病情指数或危害指数等建立病情指数或危害指数与损失率之间的关系,如李双成等(2001)、李耀民等(2002)的报道。
由于研究时间的限制,不能长期定点观测危害与材积损失之间的精确关系,只能建立旧危害指数与材积损失的关系。假设我们不进行防治,新造成的危害在2年以后造成的材积损失可能与旧危害所造成的损失相当(假设造成旧危害的平均时间为2年)。在实际的应用生产运用中,危害调查应在危害即将到达高峰期的3、4月(尹三军等,2010),在调查样地中走“Z”字型,随机调查150株,记录旧危害株、新危害株率和危害程度,计算出新危害指数,如果新危害指数大于防治指标,我们就要对其进行防治了。
通过将各年龄段柳杉林防治指标分别带入危害指数的关系式计算得到各年龄段柳杉林各级允许危害株率:10~12年生柳杉1级9.68%,2级4.84%,3级3.23%,4级2.42%;13~15年生柳杉1级11.68%,2级5.84,3级3.89%,4级2.92%。 即各等级新危害株率超过上述允许株率就要进行防治。
根据样方调查中记录的新危害和旧危害,计算得到10~12年新危害各级所占调查总危害的比例为0.46、0.33、0.15、0.05,13~15年新危害各等级比例为0.45、0.29、0.20、0.05,将各等级危害损失量带入经济允许损失水平,可计算在经济允许损失率下的其总体新危害率:10~12年生为5.18%,13~15年生为9.54%。即各年龄段柳杉林样地内总体新危害率超过上述临界值时就需要防治。
2013年3月我们抽样调查的3个工区的中林样地,其平均新危害指数为6.78,平均危害株率为13%,大于中林(10~15年)的防治指标,应该进行防治。由于林场进行间伐时间为9年和12年,考虑柳杉林地的郁闭度和间伐时间,我们建议在柳杉生长到10年和13年进行防治。防治具体的时间定在危害即将到达高峰期且食物相对缺乏的1—3月进行。
损失率与旧危害指数之间建立了损失率模型,在此损失率模型的基础上,建立的洪雅县赤腹松鼠危害的经济危害允许水平和防治指标的数学模型,可以根据实际情况指导生长实践。但是模型中涉及到防治费用、防治效果、价格、单位面积材积等众多因素,因此经济危害允许水平和防治指标是动态模型,它随着柳杉生长、价格、管理水平、防治手段、防治效果以及当地气候等众多因子的变化而变化。本次研究所制定的防治指标是以洪雅县目前的经济允许水平为基础确定的,而不同时期、不同区域的经济允许水平是不同的,实际应用还应根据所用药剂、防治方法、防治效果、材积生长和价格等情况加以适当调整。
树龄 Age 危害等级 Damage grade 株数 Sample size 单株材积 损失量 Volume loss/m3 损失率 Rate of loss/% 单株价值 损失 Value loss 危害等级(X)与材积损失率(Y)关系 Regression equation between damage grade(X) and rate of volume loss(Y) 10 0 189 — — — Y=0.114X+0.155(R2=0.936) 1 69 0.0316±0.0183 30.23±14.98 18.94 2 50 0.0350±0.0184 35.39±15.14 21.02 3 50 0.0449±0.0193 46.29±14.76 34.91 4 20 0.0681±0.0258 64.80±11.07 79.46 11 0 204 — — — Y=0.121X+0.165(R2=0.936) 1 64 0.0338±0.0241 32.38±16.44 20.29 2 61 0.0407±0.0293 36.38±19.15 24.39 3 54 0.0547±0.0321 50.34±18.92 39.71 4 25 0.0835±0.0 413 68.14±10.99 81.41 12 0 197 — — — Y=0.115X+0.155(R2=0.936) 1 58 0.0261±0.0227 22.28±12.26 18.18 2 63 0.0655±0.0940 34.11±15.57 45.85 3 50 0.0805±0.0742 48.21±18.61 65.84 4 26 0.1082±0.0644 54.28±20.17 109.11 13 0 201 — — — Y=0.09X+0.187(R2=0.998) 1 60 0.0387±0.0259 28.14±16.20 27.09 2 66 0.0541±0.0370 36.15±17.36 31.59 3 51 0.0739±0.0450 45.70±18.48 63.51 4 24 0.0866±0.0955 55.03±16.57 131.26 14 0 251 — — — Y=0.088X+0.131(R2=0.951) 1 79 0.0350 ±0.0204 23.58±13.99 26.25 2 71 0.0410±0.0268 29.70±15.15 30.75 3 65 0.0645±0.0462 36.27±16.84 64.76 4 36 0.1130±0.0817 50.66±16.27 114.41 15 0 177 — — — Y=0.095X+0.175(R2=0.963) 1 53 0.04953±0.0460 27.86±16.34 37.15 2 54 0.0741±0.0616 33.83±16.22 55.58 3 51 0.1450±0.1049 48.91±15.03 122.18 4 19 0.1911±0.1038 53.64±17.17 265.78 树龄 密度/ 株/亩 柳杉年 生长量/m3 价格/ 元/m3* 经济允许 损失率/% 10~12 180 0.01824 600 2.411 13~15 100 0.02476 700 2.742 注:*价格为林场提供的销售实时价格。
Note:*The price is the real-time sales price.
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