全 文 ：白僵菌超低容量油剂林间应用对生物多样性的影响*
黄金水1* * 汤陈生1 徐耀昌2 吴寿德3 何学友1 施园金3
( 1 福建省林业科学研究院,福州 350012; 2漳州市森林植物检疫站,漳州 363000; 3 福建省云霄县林业局, 云霄 363300)
摘要 2001~ 2003 年在福建省云霄县进行了白僵菌超低容量油剂林间防治马尾松毛虫后对生物多样
性的影响研究(包括使用前后的物种丰富度 S、个体数 N、多样性指数 H! 、均匀度指数 R 和优势度指数D
等) .结果表明, 未防治区和白僵菌油剂防治区的物种数分别为 473 种和 392 种,而化学防治区的物种数只
有 266 种;白僵菌油剂防治区天敌和害虫个体数与未防治区的比例相近,分别为 0 1049∀1 和 0 1051∀1,明
显高于化学防治区( 0 0558∀1) ;化学防治和白僵菌油剂防治均降低了物种的丰富度和多样性,同时也增强
了物种的优势度, 但化学防治区与未防区的差异显著, 白僵菌油剂防治区与未防区的差异不显著, 尤其对
天敌和非目标昆虫无显著影响.
关键词 白僵菌油剂 超低容量 生物多样性
文章编号 1001- 9332( 2004) 12- 2321- 04 中图分类号 S476 12 文献标识码 A
Effects of ultra low volume Beauveria bassiana oil formulation on biological diversity. HUANG Jinshui1 ,
TANG Chensheng 1, XU Yaochang 2, WU Shoude3 , HE Xueyou1 and SHI Yuanjin3 ( 1Fuj ian Forestr y A cademy ,
Fuzhou 350012, China; 2The For estry Bur eau of Zhangz hou City , Zhangzhou 363000, China ; 3 The For estry
Bureau of Yunx iao County , Yunx iao 363300, China) . Chin. J . A pp l . Ecol. , 2004, 15( 12) : 2321~ 2324.
In 2001~ 2003, an ultra low volume ( ULV ) Beauveria bassiana ( Bb) o il formulation was used to prevent a
gainst Dendrolimus punctatus , and its effect on biological diversity ( species richness, indiv idual number, species
diversity index and evenness index, and dominant index ) was investigated. The results show ed that there w ere
473, 392 and 266 species in noncontrol, Bb control and chemical control areas, respectively . The individual num
ber ratio of natural enemies to pest in Bb control area ( 01049∀1) w as close to that in noncontrol ar ea ( 01051
∀1) , but much higher than that in chemical control area ( 0 0558∀1) . In Bb and chemical control areas, the
species r ichness and diversity decreased, but dominant index incr eased. There existed significant difference be
tween chemical control and noncontrol areas, but no significant difference was found betw een Bb control and
noncontrol ar eas. ULV Bb had no obv ious effect on the natur al enemies and nontarg et insects.
Key words Beauver ia bassiana oil formulat ion, U ltra low vo lume, Biological diversity .
* 国家# 十五∃科技攻关项目( 2001BA509B1102)、福建省自然科学基
金项目( B0220002)和国家林业局南方山地用材林培育实验室资助
项目.
* * 通讯联系人.
2004- 01- 15收稿, 2004- 03- 29接受.
1 引 言
球孢白僵菌( Beauver ia bassiana)是一种广泛应
用于森林害虫防治的生物杀虫剂[ 9~ 11] .福建省用其
防治马尾松毛虫( Dendrolimus punctatus )的面积占
森林病虫害防治总面积的 70%以上. 白僵菌粉剂已
被林业生产部门大面积推广应用[ 3, 21] . 由于常规生
产上采用的白僵菌菌粉体积大,运输、贮藏及用菌量
大,效果不稳定, P rior 等[ 15]首次提出了将昆虫病原
真菌的分生孢子悬浮于油中增强其致病力并用于蝗
虫防治,安徽农业大学等在#八五∃期间开始了白僵
菌油剂的研制和应用研究[ 1, 4, 6~ 8, 18~ 20] , 并取得了
一定的成果,但未见有关白僵菌油剂在林间使用后
对生物多样性影响的报道. 森林有害生物的持续控
制意味着森林生态系统持久的稳定性, 须通过有利
于保护生物多样性的措施来实现[ 2, 16, 17] . 为此,
2001~ 2003年在福建省云霄县对喷洒白僵菌超低
容量油剂后的马尾松林生物多样性进行了调查研
究.
2 研究地区与研究方法
2 1 研究地区概况
试验地设在福建省漳州市云霄县陈岱镇岱北村的赤岭
山( 117%17&E, 23%50&N) . 该地属南亚热带海洋性季风气候,
年均气温 21 7 ∋ 、日照时数 1 7717 h、降水量2 4259 mm、
相对湿度 80%、蒸发量 1 2872 mm, 无霜日.该林分为 12 年
生的马尾松林, 林分面积 300 hm2, 郁闭度 0 8 左右, 平均树
高 30 m( 2 5~ 50 m) ,马尾松毛虫有虫株率 100% , 株虫口
密度 30 头以上.试验地平均坡度 18%, 坡向向南, (类地, 土
壤为红壤. 林地植被主要有相思树( Abrus p r ecator ius )、芒萁
骨( Dicranop ter is linear is)、桃金娘( Rhodomyr tus tomentosa )、
应 用 生 态 学 报 2004年 12 月 第 15 卷 第 12 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Dec. 2004, 15( 12)∀2321~ 2324
拔葜( Smilax china)和杂草等.
22 研究方法
221 样地设置 设 3 种类型的试验地: 1)超低容量喷洒白
僵菌油剂(简称白僵菌防治区) :油剂来源于自行配制及安徽
农业大学李农昌教授提供; 2)喷洒吡虫啉等几种化学药剂
(简称化学防治区) ; 3)未防治区. 在各试验地内选取 20 m )
20 m 立地条件和林分因子相似的样地两块.喷洒油剂、化学
农药后,每年在春、秋、冬季分别调查样地内的植食性昆虫、
捕食性昆虫、寄生性昆虫和蜘蛛( A rachnida)的种类, 鉴定到
科或种,标本保存. 调查分为两个部分进行:乔木层每样地随
机抽样 30 株松树,调查物种的种类及个体数;灌木草本层在
样地内以双对角线法设置 1 m 宽样带,统计植物上的物种和
个体数,再十字形横穿样地, 并随机扫网 50 次,记录网捕种
类和个体数.
222 分析方法 选择物种丰富度 ( S )、物种数量 ( N i)、相
对丰盛度( P i )、生物多样性指数( H ! )、均匀度( R) 和优势度
( D ) 等群落参数分析其结构和影响[ 5, 12~ 14] .
P i = N i/ N , i = 1, 2, 3∗S
式中, S 为物种数(功能集团数 ) , N i 为第 i 物种 (功能集团
数) 的个体数量, N 为类群总体数量.
ShannonWiemer 指数 H ! = - + P i log P i
P i 为第 i 物种或功能集团的相对丰盛度.
R = H ! / lo g S
D = ( S - 1) N max / ( N - N max)
3 结果与分析
31 物种组成及其结构
对采取不同防治措施的 6块样地的调查(表 1)
结果表明, 3种不同处理的样地物种的个体数和优
势物种有所差异, 白僵菌防治区和未防治区的天敌
个体数明显多于化学防治区.未防治区和白僵菌防
治区的物种数分别为 473种和 392种, 而化学防治
区的物种数只有 266种, 未防治区的主要物种为枯
叶蛾科的马尾松毛虫, 白僵菌防治区的主要物种为
蚁类、蜂类等天敌,而化学防治的林分以植食性害虫
为主,如蝗虫( Acridoidea )、叶蝉( Cicadell idae )等. 3
种防治区天敌种数与害虫种数的比例差异不大; 白
僵菌防治区天敌个体数与害虫个体数和未防治区的
比例相近,分别为 01049∀1和 01051∀1, 明显高于
化学防治区的 00558∀1, 表明白僵菌超低容量油剂
林间使用对天敌的影响不大.
表 1 不同防治区的物种和结构
Table 1 Species and structure of different control area
防治措施
Cont rol
m easure
目
Order
科
Family
% 种
Species
% 个体数
Individual
number ( ind)
% 天敌种数/害虫种数
NES/ PSS
天敌个体数/害虫个体数
NEI/ PSI
A , 5 1351 9 1233 77 1964 03036∀1 01049∀1
− 2 541 3 411 20 510
( 7 1892 18 2466 59 1505
. 5 1351 12 1644 130 3316
/ 4 1081 6 822 13 332
0 5 1351 11 1507 19 485
1 4 1081 4 548 20 5102 3 811 5 685 33 842
3 2 541 5 685 21 536
合计 Total 37 100 73 100 392 100
B , 5 1316 10 1266 66 1395 03167∀1 01051∀1
− 2 526 3 380 15 317
( 8 2105 21 2658 162 3425
. 5 1316 13 1646 127 2685
/ 4 1053 6 759 13 275
0 5 1316 11 1392 17 359
1 4 1053 5 633 19 4022 3 789 5 633 31 655
3 2 526 5 633 23 486
合计 38 100 79 100 473 100
C , 4 1212 6 909 68 2556 02941∀1 00558∀1
− 2 606 3 455 14 526
( 5 1515 15 2273 25 940
. 5 1515 12 1818 31 1165
/ 4 1212 5 758 40 1504
0 4 1212 11 1667 21 789
1 4 1212 4 606 31 11652 3 909 5 758 26 978
3 2 606 5 758 10 376
合计 Total 33 100 66 100 266 100
A: 白僵菌超低容量油剂防治Ulv spraying of oil formulation of Bb; B) 未防治 No cont rol; C) 化学防治 Chemical control.下同T he sam e below . , .
直翅目 Orthoptera; − .螳螂目 Mantodae; ( .鳞翅目 Lepidoptera; ..膜翅目Hymenoptera; / .鞘翅目 Coleoptera; 0 .同翅目H omoptera; 1 .
半翅目 Hemiptera; 2 .双翅目 Diptera; 3 .蜘蛛类 Araneae.
2322 应 用 生 态 学 报 15卷
32 生物多样性
由表 2可知, 白僵菌油剂防治区和未防治区的
物种丰富度、个体数、多样性和均匀度 4个指标为未
防治区> 白僵菌油剂防治区> 化学农药防治区, 均
高于化学防治区;而优势度却比化学防治区低.这是
因为化学防治的选择性差, 林内物种的丰富度和个
体数显著减少, 个别物种由于产生抗药性,造成再增
猖獗,形成优势种并保留下来,所以显得更集中; 而
白僵菌油剂防治区的林内物种的丰富度和个体数也
比未防治区的减少, 但差异不显著.
表 2 不同防治区的生物多样性
Table 2 Eological diversi ty in di fferent control area
防治措施
Control
measure
丰富度
Species
richness
S
个体数
Individual
number
( ind. )
多样性指数
Species
diversity index
H!
均匀度
Evenness
index
R
优势度
Dominant
index
D
A 73 392 3 9618 0 6021 0 0534
B 79 473 4 4593 0 6325 0 0471
C 66 266 3 1582 0 4162 0 1957
33 功能集团特征及多样性
由表 3可见, 白僵菌防治和化学防治均降低了
各功能集团的丰富度和多样性, 同时也增强了集团
的优势度,只是白僵菌防治的影响相对较低. 对于植
食性集团, 白僵菌油剂防治区和未防区的个体数分
别为 197和 225, 而化学防治区只有 163, 化学防治
明显降低了集团的个体数; 化学防治区多样性指数
和均匀度也比未防治区和白僵菌防治区的低; 化学
防治区优势度为 03247,反而比未防治区( 02859)
和白僵菌油剂防治区( 02801)的大,所以长期频繁
地使用化学药剂,可能导致优势害虫产生明显的抗
药性以及害虫的再增猖獗,使害虫的数量上升,但白
表 3 不同防治区的功能集团结构及多样性
Table 3 Structure and diversity of the functional group in di fferent con
trol area
防治措施
Control
measure
功能集团
Functional
group
丰富度
Species
richness
S
个体数
Individual
number
( ind. )
多样性指数
Species
diversity index
H !
均匀度
Evenness
Index
R
优势度
Dominant
Index
D
A HI 39 197 43491 08013 0 2801
PD 6 123 29619 06251 0 3546
PR 11 51 28163 07134 0 1544
SP 5 21 31032 07257 0 1051
OT 12 40 29141 07105 0 1014
B HI 44 225 47873 08278 0 2859
PD 7 120 33252 07154 0 1524
PR 11 60 30541 07352 0 1367
SP 5 23 33050 07320 0 0653
OT 12 45 29304 07224 0 1491
C HI 30 163 36816 06866 0 3247
PD 6 37 19872 05874 0 4952
PR 11 24 23412 06571 0 2054
SP 5 10 25724 06357 0 0848
OT 11 32 26157 06851 0 1275
HI:植食性 Phytophages; PD: 捕食性 Predators; PR: 寄生性 Para
sitoids; SP: 蜘蛛类; OT: 其它 Others.
僵菌防治的影响不大. 对于捕食性集团,白僵菌防治
和化学防治均降低了集团的多样性和均匀度,增强
了集团的优势度, 但白僵菌防治的影响小,白僵菌防
治区个体数的功能团个体数( 123)略大于未防治区
( 120) , 说明白僵菌防治具有增加集团个体数量的潜
在趋势. 这是由于植食性集团优势种群的再猖獗而
使少数优势害虫专性天敌的数量上升. 而寄生性集
团和蜘蛛类均表现出白僵菌防治和化学防治降低了
功能集团的丰富度和多样性,增强了集团的优势度,
但白僵菌防治的影响相对较低.
4 讨 论
3年连续的定点试验研究结果表明,白僵菌超
低容量油剂林间使用对非目标昆虫无显著影响. 化
学防治促进了林间害虫多样化, 且优势度上升, 减少
了该类群的多样性和均匀度,大幅度地减少天敌在
类群中的比重,削弱了林间天敌的自然控害效能.虽
然白僵菌超低容量油剂的使用不同程度地降低了植
食性集团的丰富度和多样性,但对捕食性集团、寄生
性集团和蜘蛛类的影响较小,具有潜在地增加某些
专性天敌数量的趋势.
由于林间的物种受自然因素的干扰较大,加之
人为因素,调查结果会有一定的波动性,但基本上代
表了林间物种的实体. 林间使用白僵菌超低容量油
剂,使白僵菌与林间天敌得以互补,从而控制松毛虫
虫口;也使林间的各种昆虫作为寄主来维护和充实
林间复杂的食物链, 以提高林分的生物多样性和森
林生态系统的稳定性. 白僵菌还可在林分的各层次
中不同程度地延续流行, 达到持续控制马尾松毛虫
等森林有害生物的效果.
致谢 承蒙中国林业科学研究院陈昌洁研究员和安徽农业
大学李农昌教授指导.
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Chinese)
作者简介 黄金水, 男, 1955 年生,教授级高级工程师,硕士
生导师, 主要从事森林病虫害综合管理研究,发表论文 90 余
篇. T el: 059187914046; Email: zjhjs@ pub6. fz. fj. cn
2324 应 用 生 态 学 报 15卷