（农业昆虫与害虫防治专业论文）入侵红火蚁主要生态学特性及其控制研究.pdf

福建农林大学硕士学位论文 摘要 红火蚁s o l e n o p s i si n v i c t ab u r e n 是一种原产于南美洲巴拉那河流域的危险性害虫，被 列为世界上最危险的1 0 0 种入侵有害生物之一。本研究在福建省的晋江市和厦门市红火 蚁入侵区，调查研究了红火蚁的空间分布、蚁巢结构、婚飞动态以及控制技术，并于晋 江市开展了入侵红火蚁对其它节肢动物群落多样性影响的初步研究，为红火蚁的防控工 作提供科学依据。主要研究结果如下： ( 1 ) 实验开展于入侵区的不同生境，随着红火蚁发生程度的增大，本地蚂蚁群落 及节肢动物群落的种类和数量大大减少；反之，随着红火蚁的消弱，本地节肢动物群落 自行修复，缓慢恢复，逐渐成为优势种，并且种类和数量也慢慢增加。 ( 2 ) 通过挖巢可得知，入侵红火蚁蚁巢主隧道水平距离、垂直距离、蚁丘直径和 蚁丘体积间存在一定的相关性。通过取样法调查研究了活动蚁巢内部蚁群各品级所占比 例，其中，职蚁占总数的9 0 以上，在一个红火蚁蚁巢中，每头蚂蚁占0 0 5 c m 3 蚁巢空 间。 ( 3 ) 入侵红火蚁有翅蚁是否发生婚飞，与土地湿度和气温有很大关系，土地湿度 要求在8 0 以上，气温在2 1 以上时发生婚飞，并集中在一天的上午1 0 点至下午3 点，其 中1 1 点至1 2 点为婚飞高峰期，且发生婚飞的有翅蚁中雌、雄总数几乎相等。 ( 4 ) 通过使用不同类型的两种药剂( 触杀型、毒饵型) ，在野外进行3 种不同的施 用方法。实验结果表明，三种方法对红火蚁防治效果为：二阶段处理法( 9 8 6 ) 诱 集法( 9 7 4 ) 灌巢法( 9 3 0 ) 。 关键词：红火蚁，节肢动物群落，蚁巢，婚飞，防治 福建农林大学硕士学位论文 a b s t r a c t r e di m p o r t e df i r ea n ts o l e n o p s i si n v i c t ab u r e n ，an a t i v es p e c i e so fp a r a n ar i v e ri n s o u t ha m e r i c a , w a sad a n g e r o u sp e s ta n dw a sl i s t e di n1 0 0m o s td a n g e r o u sa l i e ns p e c i e s i n t h i ss t u d y ，t h ej i n j i a n ga n dx i a m e no ff u j i a np r o v i n c e ，w h i c ha r e a st h es o l e n o p s i si n v i c t a b u r e ni n v a d e d ，r e s e a r c ho ft h es p a t i a ld i s t r i b u t i o no fr e di m p o r t e df i r ea n t ，n e s ts t r u c t u r e ， m a r i t a ld y n a m i c s ，a sw e l la sm a r i t a ld y n a m i cf l yc o n t r o lt e c h n o l o g y a n dw eh a sc a r r i e do u t t h ep r e l i m i n a r ys t u d yo ft h ei n v a s i o np r o s p e r o u sa n ti nj i n j i a n gt ot h eo t h e ra r t h r o p o d c o m m u n i t ym u l t i p l i c i t yi n f l u e n c e ，w h i c hp r o v i d e st h es c i e n t i f i cb a s i sf o rt h ep r o s p e r o u sa n t s p r e v e n t i o na n dc o n t r o lw o r k t h em a i nf i n d i n g sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) e x p e r i m e n t sa r ec a r r i e do u ti nd i f f e r e n th a b i t a t si nt h ei n v a s i o na r e a s ，w i t ht h e i n c r e a s i n go ft h er e di m p o r t e df i r ea n t ，t h el o c a la n tc o m m u n i t i e sa n dt h et y p e so fa r t h r o p o d c o m m u n i t ya r es i g n i f i c a n t l yr e d u c e d ；c o n v e r s e l y ，i ft h er e di m p o r t e df i r ea n t sb e c o m e w e a k e n i n g ，t h el o c a la r t h r o p o dc o m m u n i t i e sw i l lb es l o w l yr e c o v e r ya n db e c o m i n gt h e d o m i n a n ts p e c i e sg r a d u a l l y ，a n di t st y p ea n dq u a n t i t ya r ea l s os l o w l yi n c r e a s e d ( 2 ) t h r o u g hd i g g i n gt h en e s t ，w ef i n dt h a tt h ev o l u m eo ft h ea n t h i l lh a sac e r t a i n c o r r e l a t i o nw i t hi t s d i a m e t e ra n dt h ed i s t a n c eo ft h em a i nt u r m e l ( c o n t a i nt h ev e r t i c a ld i s t a n c e a n dt h eh o r i z o n t a ld i s t a n c e ) w ea l s oi n v e s t i g a t e dt h ep r o p o r t i o no ft h ee v e r yg r a d eo ft h ea n t g r o u pb yt h es a m p l i n gm e t h o d ，i nt h er e s u l t s ，w o r ka n t sa c c o u n t e df o ro v e r9 0p e r c e n to ft h e t o t a ln u m b e r ；e a c ha n to c c u p i e d0 0 5c u b i cm e t e r so f s p a c ei na n e s to fa n t s ( 3 ) w h e t h e rt h ew i n g e da n t st on u p t i a lf l i g h to rn o t ，i tm a i n l yd 呷d so nh u m i d i t yo f t h el a n da n dt h et e m p e r a t u r e ，t h el a n dh u m i d i t ym u s tb eo v e r8 0 ，a n dt h et e m p e r a t u r e i s a b o v e21 t h em a r r i a g ef l y i n gi sm a i n l yh a p p e n e df r o m10 ：0 0t o15 ：0 0d u r i n ga d a y , a n d t h et i m ef r o m1 0 ：0 0t o1 2 ：0 0i st h ep e a kt i m e t h en u m b e ro ft h ef e m a l ea n t si sn e a r l ye q u a l t ot h em a l ea n t si nt h en u p t i a lf l y i n g ( 4 ) t h r o u g ht h eu s eo ft w od i f f e r e n tt y p e so fp h a r m a c e u t i c a l ( c o n t a c ta n dp o i s o n o u s b a i t st y p e ) ，w ec a r r i e do u ti nt h ef i e l do fa p p l i c a t i o no ft h r e ed i f f e r e n tm e t h o d s t h e e x p e r i m e n t a lr e s u l t sp r o v e dt h a tt h ec o n t r o le f f e c to ft h e s et h r e em e t h o d sf o rt h ep r e v e n t i o n o ff i r ea n t sw a ss e c o n ds t a g ep r o c e s s i n gm e t h o d ( 9 8 6 ) t r a pm e t h o d ( 9 7 4 ) i r r i g a t i o n n e s t ( 9 3 o ) k e yw o r d s ：s o l o e n p o s i si n v i c t ab u r e n ，a r t h r o p o dc o m m u n i t i e s ，n e s t s ，t h em a r r i a g ef l i e s ， p r e v e n t i o n 独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是本人在指导教师的指导下独立完成的 研究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作了答谢的 地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本研究做出贡献 的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯他人知识产权的行 为，由本人承担应有的责任。 学位c 论文作者亲笔躲蠡抬日期砂川厉 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学校有 权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在 。年后解密可适用本授权书。 口 不保密，本毒文属于不保密。影 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：蜀，劣自羔垦 日期：加夕7 。歹厉 燃一：循狷 嗽1 “ 福建农林大学硕士学位论文 1 前言 1 1 入侵红火蚁的起源与传播 入侵红火蚁s o l e n o p s i si n v i c t ab u r e n 是一种对农林业生产、人体健康、公共安全、生 态环境都具有严重危害的重大危险性害虫。该虫原产于南美洲巴拉那河流域的巴拉圭、 巴西、阿根廷等国，于2 0 世纪3 0 、4 0 年代，随着南美运载轻量级农产品船只上的压仓沙 土不慎带入，首次侵入到美国的阿拉巴马 n ( b u r e n e ta 1 ，1 9 7 4 ；w o j c i k ，1 9 7 6 ；l o f g r e ne t a 1 ，1 9 8 6 ) 。2 0 0 1 年，红火蚁入侵到大西洋的澳大利亚、新西兰等国家( p a s c o e ，2 0 0 1 ；n a t r a s s & v a n d e r w o u d e ，2 0 0 1 ) 。至此，国外发生的国家和地区包括巴布达岛、安提瓜岛、巴哈 马群岛、马来群岛、波多黎各、土耳其斯和英属维尔京群岛、凯克斯群岛、美国、澳大 利亚( 布里斯班、昆士兰) 、新西兰等地( 曾玲等，2 0 0 5 ) 。自传入美国以后，红火蚁很快 扩散到整个东南部，并引起了诸多讨论。目前红火蚁在美国所占据的面积已达7 0 1 2 9 亿 公顷以上，分布于1 9 个州，仍在持续不断的扩大其分布范围( c a l l c o t t , 1 9 9 6 ；v i n s o r t , 1 9 9 7 ) 。 红火蚁的传播与扩散主要可以分为人为传播和自然扩散2 种方式。远距离传播主要 是通过从入侵红火蚁的分布地或疫区进出口未经消毒的肥料、培养土、草皮和含有土壤 的盆花、种苗，甚至运输工具、农耕机具，以及货柜集装箱等人为传播的。近距离传播 和扩散还可靠婚飞和流水。研究表明，红火蚁的扩散与人类活动是密切相关的，在没有 自然因子控制的情况下，它会以其惊人的繁殖速率肆无忌惮地繁衍扩散，并对生态环境 产生重大的影响，同时，它也会在新的环境条件下发生生活规律和习性的改变( c h a r l e s a 1 ，1 9 9 3 ；m o r r i l l ，1 9 9 7 ；j a m e se ta 1 ，2 0 0 2 ) 。 2 0 0 3 年1 0 月中国台湾有关植物检疫机构发现桃园地区有红火蚁入侵的危害，至 2 0 0 4 年1 2 月发生面积约为7 0 0 0 公顷( 周卫川等，2 0 0 5 ) ，2 0 0 4 年9 月在广东省吴川 局部地区发现红火蚁危害。2 0 0 5 年1 2 月已在广东、福建、广西、湖南、香港、澳门等 地发现多个红火蚁疫点，发生的县级区域超过3 1 个，面积超过2 7 万公顷。关于红火 蚁的入侵途径、传播扩散规律等国外早已开展了相关研究。 据调查，我国福建省内，已有4 个市的局部地区先后发现红火蚁的入侵。2 0 0 5 年1 0 月，最先发现于龙岩市新罗区大池镇、上杭县溪口乡：2 0 0 7 年7 月，在晋江市内坑镇8 个 村庄调查发现；2 0 0 8 年6 月，在厦门市集美区发现入侵；2 0 0 8 年l o 月，在漳州市漳蒲也 检验到红火蚁的踪迹。 福建农林大学硕士学位论文 采用对美国分布拟合的参数，对中国预测的潜在分布区，结果表明：我国南方许多 省市都将是红火蚁的潜在入侵区域，它的分布适生区域主要集中在北纬3 3 4 0 以南地区， 最适宜的分布区是北纬3 2 9 0 以南。即广东、福建、广西、湖南、江西、江苏、重庆、上 海、浙江、台湾、贵州、海南全省，以及河南、陕西、湖北、甘肃、云南和安徽6 省的 南部地区、四川的东南部、山东省的局部( 薛大勇，2 0 0 5 ) 。 1 2 入侵红火蚁的生物学特性与危害性 1 2 1 红火蚁的生物学特性 红火蚁在分类上属膜翅目( h y m e n o p t e m ) 、蚁科( f o r m i c i d a e ) 、家蚊亚科 ( m y r m i c i n a e ) 、火蚁属s o l e n o p s i s 。红火蚁适宜温区宽、食性杂、食物范围广、种群数量 大、繁殖率高、竞争力强、自然扩散能力强、速度快( c o k e n d o l p h e re ta 1 ，1 9 9 0 ；m a r k i ne t a 1 ，1 9 7 4 ) 。红火蚁生活于年最低气温为1 2 c 的地区，喜欢筑巢于接近水源、阳光充足的 开阔地带。在气温高于2 l 的时候，觅食活动较频繁；昼间气温超过3 2 时，则倾向于 夜间觅食( p o r t e r 1 9 8 7 ) 。 红火蚁为社会性昆虫，包括有翅的雄蚁、有翅的雌蚁、蚁后和职蚁( 工蚁及兵 蚁) ( p o r t e r & s a v i g n a n o ，1 9 9 0 ) 。职蚁无翅，主要工作是搜寻食物、喂食、照顾幼虫和蚁 后，保卫巢穴、抵抗入侵者，将蚁后搬离危险处。有翅型个体，即繁殖个体，住在蚁巢 内等到交配时机到来，才飞离蚁巢。交配时机通常在下过雨后的清晨到黄昏。雄蚁在交 配过后即死亡，雌蚁则可飞行3 - - 一5 k m 降落地面寻找一适合筑巢的处所，并将翅脱落，开 始挖掘巢穴。蚁后是蚁群存在的中心。蚁后通过控制产卵类型、释放影响工蚁和生殖蚁 的生理及行为的信息素，从而控制整个蚁巢。 红火蚁属完全变态昆虫，其生活史包括卵、幼虫、蛹、成虫4 个阶段。一般体型越 大，发育所需时间越长。个体较小的工蚁( 兵蚁) 的寿命在3 0 6 0 d ；中型个体工蚁( 兵蚁) 的寿命相对小型工蚁( 兵蚁) 来说会长一些，一般为6 0 - - 9 0 d ；而体型较大的工蚁( 兵蚁) 的寿命则在9 0 d 以上，最长可以达至j j l s o d ；红火蚁群体中，蚁后的寿命最长，一般在2 6 a 之间，个别蚁后的寿命还可达至l j 7 a 甚至更长( v i n s o n & g r e e n b e r g ，1 9 8 6 ) 。 1 2 2 红火蚁的危害性 红火蚁具有很强的攻击性。当它攻击人类的时候，可以对人的健康造成严重危害。 儿童、老人和过敏体质者是受红火蚁威胁的“高危人群( 张润志等，2 0 0 4 ) 。红火蚁 主要通过大颚叮咬，尾部的螫针蜇刺人的皮肤，危害人类健康。红火蚁发动攻击时以其 2 福建农林大学硕士学位论文 大颚紧咬皮肤，以尾部的螫针连续蜇刺皮肤7 8 次( t s c h i n k e l ，1 9 9 3 ) ，形成一个环形的刺 痕，之后会继续向前叮咬蜇刺，其刺囊中的毒液通过螫针注入皮肤。毒液中含有的高浓 度毒素( p i p e r a d i n e s ) 会引起剧烈灼痛感，这种灼痛可以持续1 小时左右。接下来的4 d , 时 里，被叮咬蜇刺的红肿处将会出现水疱，几天内变为白色脓疱。脓疱破裂后常会引起二 次感染。叮咬处出现水疱是红火蚁叮咬区别于其他蚂蚁叮咬的重要特征。过敏体质者被 叮咬蜇刺后，还可能会出现脸红、荨麻疹、面部和喉咙发胀、胸部疼痛、恶心、大量出 汗、说话含糊、呼吸衰竭、休克甚至导致死亡( t s c h i n k e l ，1 9 9 3 ) 。 入侵红火蚁不仅攻击人类，还攻击其它动物，尤其是一些土栖动物如蚯蚓和蜘蛛、 昆虫类的小形动物( k i l l i o ne ta 1 ，1 9 9 3 ；f o r y se ta l ，2 0 0 1 ；a l l e ne ta 1 ，1 9 9 5 ，1 9 9 7 a , b ) 。在相 关报道中发现，本土的蝽蟓，受到红火蚁攻击，不n 2 s 就被毒翻。生态学研究表明，入 侵红火蚁具有明显的种群竞争优势，在红火蚁入侵区，其种群密度远远大于其他本土近 缘种，且捕食其它无脊椎动物，降低单位面积内的其它生物的数量和多样性( v i n s o n ，1 9 9 4 ； d r e e s ，1 9 9 4 ；d i c k e n s o n ，1 9 9 5 ) 。红火蚁还捕食蜜蜂。在大雨过后，甚至发生过红火蚁攻 击鱼类的事件。在农区也攻击小牛、小猪等，导致家畜死亡，造成严重危害( l o f g r e ne ta 1 ， 1 9 7 5 ) 。 在美国，红火蚁对农业生产产生了极大的破坏( d r e e se ta l 。，1 9 9 1 ；a d a m se ta 1 ，1 9 8 3 ) 。 据报导，红火蚁蚁巢的土堆使得联合收割机无法正常工作，造成每英亩1 6 8 至1 j 4 9 1 k g 的 大豆无法被正常收获。此外，红火蚁还使得美国玉米、柑橘、豌豆、卷心菜等作物减产， 究其原因在于其破坏了作物的根系，使植物无法正常生长，红火蚁的巢穴还会使得地面 塌陷( b o o c ke ta 1 ，1 9 5 2 ；s t e w a r te ta 1 ，1 9 9 1 ) 。 红火蚁对社会经济的危害是显而易见的。据估计，最早被红火蚁危害的美国建筑和 电器的经济损失每年可达l1 2 0 万美元，仅德克萨斯州的财政损失每年就高达3 亿美元， 因其咬伤导致支付的医疗费用每年约达7 9 0 万美元。美国南部地区受红火蚁危害造成的 经济损失估计高达每年l o 亿美元( v i n s o n ，1 9 9 2 ) 。 1 3 入侵红火蚁的检疫与防治 2 0 0 4 年红火蚁在我国发现后，引起农业部门的高度重视，在组织专家风险分析的基 础上，农业部根据中华人民共和国进出境动植物检疫法和植物检疫条例的规定， 发布第4 5 3 号公告，将红火蚁定为进境植物检疫性有害生物和全国植物检疫性有害生物， 并要求加以封锁及控制。 福建农林大学硕士学位论文 红火蚁是一种外来有害生物，严格的检疫措施是防止红火蚁入侵及传播的最高效、 经济的方法。红火蚁因生命力强、繁殖快、扩散快的特点，一旦传入，往往很难根除， 需花费大量的人力、物力和财力进行防除。在防治中，与消灭红火蚁同样重要的是控制 红火蚁的迁移扩散。发现红火蚁及时组织人力、物力对其进行根除并且采取严格的检疫 措施，防止疫区的红火蚁被人为带出分布区，是非常重要的。 根据我国专家风险分析结果，结合美国、澳大利亚和我国台湾地区的控制经验，应 禁止疫区内土壤、建筑余泥、垃圾、堆肥外运，同时，须对疫区内容易携带红火蚁蚁巢、 成虫或卵的媒介物体实施检疫，主要包括：草皮、介质、干草、盆栽植物、带有土壤的植 物等( 王福祥等，2 0 0 5 ) 。 由于红火蚁是社会性昆虫，具有群集性，除婚飞阶段外，其活动范围并不广，其自 然传播的途径主要是婚飞，人为传播主要是随同花卉、草皮等植物传带。只要对疫区内 的上述物品进行检疫，控制其人为扩散的任务并不重，对疫区内的经济影响也不会大。 关键是要做好灭杀工作，压低红火蚁密度，防止在婚飞阶段远距离扩散。 对于调运物品的检疫处理，则针对不同物品采取不同的处理方法。发现疫情后，对 出自疫区的交通工具、货柜等采取喷施药剂的方法进行灭蚁消毒才可放行：对苗木、花 卉、盆栽植物采取喷雾、浸液或浇灌化学农药等方法处理；对于介质、草皮、干草和带 土的植物，则一律采取化学药剂处理合格后才可以调运。 美国农业部( u s d a ) 为了防止人类活动造成红火蚁的远距离扩散，于1 9 5 8 年颁布了 严格控制从红火蚁疫区向非疫区转运土壤、草皮、干草、带土植物、盆栽植物、运土设 备的禁令，同时规定了相应的检疫措施。中国农业部也于2 0 0 5 年1 月1 7 日发布第4 5 3 号公 告，对在广东吴川等红火蚁发生疫区加以封锁和控制。化学防治仍是目前防治红火蚁的 主要方法。当前所采用的方法主要有毒饵诱杀、颗粒剂灭杀、药剂浇灌、粉剂灭杀、药 剂熏杀。 因为输入性红火蚁的危害巨大，大规模的灭杀红火蚁活动从未停止过。美国联邦政 府和亚拉巴马州于1 9 3 7 年2 月进行了一次有组织的控制。使用4 8 氰化钙( c a l c i u m c y a n i d e ) 粉剂进行单个蚁丘处理，每个蚁丘用2 8 8 4 9 ，处理面积大约8 0 0 公顷，控制率 超过8 0 ( e d e ne ta 1 ，1 9 4 5 ) ：于1 9 4 8 年，密西西比州用氯丹( c h l o r d a n e ) 粉剂来控制红 火蚁，同时阿拉巴马州、路易斯安娜州也用此药物进行控制；1 9 5 7 年阿肯色州发电厂也 发起一次根除红火蚁计划，在4 8 0 0 公顷土地用飞机喷撒了七氯( h e p t a c h l o r ) 颗粒剂，收 效很好。然而，上述根除活动并未控制红火蚁的传播，1 9 5 3 年美国农业部调查，确定红 4 福建农林大学硕士学位论文 火蚁已经扩展到超过1 9 个州。 近期红火蚁控制的药剂研究主要集中在昆虫生长调节剂( i n s e c tg r o w t hr e g u l a t o r , i g r ) 和几丁质合成抑制剂( c h i t i ns y n t h e s i si n h i b i t o r s ，c s i ) 。例如，8 0 年代中期开始研 究的保幼激素类似物吡丙醚( p y r i p r o x y f e n ，又叫蚊蝇醚、吡啶醇、比普塞芬) 对红火蚁 种群的控制，春季和夏季的处理能够减少红火蚁种群的9 1 - - 9 7 ( b a n k s ，1 9 9 1 ) 。吡 丙醚主要是抑制昆虫胚胎的发育和卵的孵化，导致蚁后不育( g l a n c e y , 1 9 9 0 ) 。吡丙醚 于1 9 9 8 年在美国登记用于红火蚁的远期控制( 任东升，2 0 0 5 ) 。 纵观各国对入侵红火蚁的防治现状，主要还是采取“预防为主，综合防治 的植物 保护方针，并逐步向生态调控的方向发展，最终实现可持续控制。当前所采用的防治手 段主要包括化学防治、植物检疫、物理防治、生物防治等几个方面。值得注意的是，虽 然化学防治中使用高毒的杀虫剂会取得非常良好的效果，但也会对本土动物造成不良影 响，破坏原有的生态平衡，更加大了入侵红火蚁再次猖獗的可能性。通过各种防治手段 科学系统的综合应用，根据入侵地的不同类型制定不同的防治方针，合理结合已有防治 方法，才能削弱红火蚁种群的竞争优势，并恢复本地物种，特别是本地蚂蚁的竞争能力， 降低红火蚁的种群数量，将其控制在一定经济阈值内。从而实现对红火蚁的经济、安全、 有效的持续控制。 1 4 选题意义与研究思路 红火蚁是国际公认的极为重要的检疫危险性有害生物，已经在美国、澳洲、中国台 湾等地造成严重危害，引起了当地居民的恐慌，甚至危及敏感人群生命安全。红火蚁具 有极强的繁殖力、适应性和竞争力，传播速度快、途径多，一旦入侵，种群数量极度膨 胀，短期内便会暴发成灾。世界上很多国家十分重视对它的检疫和控制研究，亚太地区 植物保护组织将其列为全球最危险和最具危害性的有害生物之一。目前，这种极为危险 的害虫早已突破检疫封锁防线，在中国大陆成功登陆，直接对我国构成多方面的巨大威 胁。 红火蚁入侵我国大陆后，已在局部地区发生危害，并对我国国民经济发展与人们正 常生产生活以及生物多样性产生着较大的危害和威胁。因此，如何有效控制和减轻红火 蚁的发生危害，摆在我们面前的将是一项十分艰巨和紧迫的任务。红火蚁自2 0 0 4 年首次 在广东吴川发现以后，由于缺乏有效天敌因子的制约，种群数量与种群密度在短时间内 迅速增长，以致暴发成灾。在2 0 0 4 年9 月前，我国关于红火蚁的研究几乎是空白。 福建农林大学硕士学位论文 自2 0 0 4 年9 月曾玲等( 2 0 0 5 b ) 首次发现红火蚁入侵大陆以来，我国各级政府和有关部 门高度重视此疫情，并迅速采取了有力措施，控制疫情。目前，红火蚁只在我国局部地 区危害，但其适生范围较广，并具有较强的抗逆性、适应性和破坏性，必须通过检疫、 监测等措施加强对红火蚁的监管，防止其扩散与危害( 郑华等，2 0 0 5 ) 。关于红火蚁的生 物学、生态学、调查、成灾机理、监测方法以及对农业、生态环境、安全、健康、经济 等危害、预防和控制技术等，我国均还未开展系统的研究。目前，主要是参考国外的有 关资料，很多问题有待于解决。我国南方气候温和、湿润且多雨，生态系统具有明显的 独特性，红火蚁生存的生态环境条件明显不同于原产地巴拉圭、巴西、阿根廷及入侵地 美国等。在华南地区，红火蚁种群是如何起源、扩散以及定殖的，各种环境因子对红火 蚁种群发生、扩散以及定殖的影响如何? 红火蚁对入侵地生态系统的影响等，有待于进 一步继续研究。 在检疫与防治技术方面，国外已形成了一套较为完善的检疫处理技术；但红火蚁一 旦入侵到新的地区，防治和根除难度相当大。目前主要采取二阶段处理法( t w o s t e p ) ， 取得了显著效果，但该技术只能压低红火蚁的种群数量，减轻危害和经济损失，在生物 防治方面，主要是从南美洲的原生地引入小芽苞真菌、寄生蚤蝇作为火蚁的生物防治主 要手段，但要应用于实际仍需进行大量的工作。 因此，开展红火蚁种群发生动态规律、扩散定殖、对生态系统的影响等研究，为红 火蚁的风险评估、入侵扩散预警、检疫、监测预报、铲除疫情提供科学依据，是非常必 要和迫切的。本文针对入侵红火蚁的主要生态学进行系统研究，主要包括对本地蚂蚁以 及其它节肢动物群落多样性的影响、有翅蚁婚飞动态、蚁巢结构和对红火蚁的控制与防 治技术，为红火蚁的调查取样、预防、控制、防治等提供有效科学依据，为福建省乃至 我国扑灭重大入侵生物红火蚁疫情提供重要有力的技术支撑，并为国内外重大入侵危险 性害虫的预防与控制提供重要参考。 6 福建农林大学硕士学位论文 2 入侵红火蚁对入侵地蚂蚁及其它节肢动物群落多样性影响 国外有关红火蚁入侵导致本地蚂蚁的车富度和多样性降低以及对其它节肢动物群 落多样性影响已有报道( a l i e ne ta 1 ，2 0 0 4 ；m a c k ，1 9 9 8 ) 。我国相关的工作近2 年才开始， 通过现场调查、c l i m e x 和g a r p 生态位模型法预测等手段( 张润志等，2 0 0 5 ：董慧等， 2 0 0 5 ) ，指出红火蚁是入侵危害性较强的昆虫类群之一，在我国属于中等危险的有害生 物，红火蚁的入侵会造成农业经济损失、生态环境严重破坏、威胁公共安全等等口。 红火蚁具有明显的种群竞争优势，在入侵地短时间内迅速发展并成为优势种群。在 红火蚁发生危害地区，其它生物的生存受到极大威胁。红火蚁的入侵导致生态系统内生 物和非生物因子的变化，这些变化将改变生态系统内的整个动物区系结构，对生态系统 产生毁灭性的影响从而带来一系列的生态问题( j o n e se ta 1 ，1 9 9 4 ) ，对生物多样性产生严 重的影响( w o j c i ke ta 1 ，2 0 0 1 ) 。 本章节，通过2 0 0 7 年9 月至2 0 0 8 年1 1 月长达一年多的实地调查，确定福建省晋 江市红火蚁入侵区的生物多样性、其社会结构和红火蚁对入侵地节肢动物群落的破坏影 响，并详细分析了在不同生境条件下，红火蚁逐渐消弱过程中，本地蚂蚁及其它节肢动 物群落的恢复情况。 2 1 材料与方法 2 1 1 试验地自然概况 试验地选在福建省晋江市( 福建省东南部沿海) 内坑镇，红火蚁发生区的古山村、 黎山村，北纬2 4 。2 47 ，东经1 1 8 。3 3 ，选择4 种生境1 6 个样地作为研究对象，生境分别 是草地、田地、林地和灌木丛，即每种红火蚁发生区内的生境选3 个样地，另外临近的 非红火蚁发生区上方村和下村，4 种生境再各选1 个样地作为参照区。本镇红火蚁发源地 为坑尾村中部的几家塑料加工厂，截止2 0 0 8 年底已扩散到周边1 2 个行政村，总面积达 3 8 6 k m 2 。各样地自然概括以及发生情况等见表2 1 1 和表2 1 2 。 红火蚁不同发生程度等级，采用诱饵诱集法监测到的红火蚁数量进行划分，可以分 为以下五级： 第一级：无危害区，诱饵均未诱集到红火蚁。 第二级：初期危害区，平均每诱饵所诱集到的红火蚁数为0 - 5 0 头。 7 福建农林大学硕士学位论文 第三级：轻度危害区，平均每诱饵所诱集到的红火蚁数为5 0 5 0 头。 第四级：中度危害区，平均每诱饵所诱集到的红火蚁数为5 0 卜2 0 0 头。 第五级：严重危害区，平均每诱饵所诱集到的红火蚁数为2 0 0 头以上。 表2 1 1 试验地生境概况 表2 1 2 各样地与发源地距离、发生情况、发生级别和样地面积 2 1 2 试验时间 采集调查时间分为春、夏和秋三个季节，春季是2 0 0 8 年4 月2 5 日到5 月7 日，夏季是 福建农林大学硕士学位论文 2 0 0 8 年7 月2 0 日到7 月2 7 日，秋季是2 0 0 8 年9 月2 5 日到1 0 月3 日。 2 1 3 试验材料及方法 采用陷阱法，陷阱制作是采用口径为6 6 c m ，高8 3 c m 的一次性塑料杯，在高 6 3 - 7 3 c m 周围剪宽为1 o c m ，长为3 0 c m 的4 个长方形孔洞( 用以节肢动物爬入) ，在高 5 0 c m 处穿一细线，细线中央穿有1 5 c m x1 5 c m 的午餐肉块，杯中盛1 4 的3 乙醛液( 防 止蚂蚁逃逸) ，用保鲜膜将杯口封住( 防止杂物落入杯中) 。 根据陈艺欣( 2 0 0 7 ) 陷阱法监测技术及样方设置的比较研究得出的最佳样方设置方 法和抽样量，再结合实际调查生境的具体条件适当调整，每个生境各样地的样方设置1 0 个。 2 1 4 标本鉴定 陷阱放置4 8 h 后取出，采回的样本立即带回室内，去除杂物，将蚂蚁和其它节肢动 物分开，用7 5 的乙醇保存，然后在体视显微镜下进行鉴定和计数物种。以传统形态分 类学方法对蚂蚁标本逐一分类鉴定( 吴坚和王常禄，1 9 9 5 ；唐觉等，1 9 9 5 ) ，对于其它 节肢动物考虑到鉴定到属、种的难度较大，因此仅鉴定到科，蜘蛛和弹尾虫鉴定到目。 标本鉴定主要参考书有中国蚂蚁、中国经济昆虫志第四十七册、福建昆虫 志( 六) 、昆虫分类检索和昆虫分类等。 2 1 5 数据分析方法 选择物种丰富度s 、物种数量n i 、s i m p s o n 优势集中性指数c 、s h a n n o n - w i e n e r 多样 性指数h7 、p i e l o u 均匀度指数等，计算式参见昆虫数学生态学( 丁岩钦，1 9 9 4 ) 和 d p s 数据处理系统( 唐启义，2 0 0 0 ) 。 ( 1 ) b e r g e r - p a r k e r 优势度指数( d ) d ：n t l t l a x 式2 1 式中：r 嗽为优势种的个体数；为群落全部物种的个体数。 根据物种优势指数( d ) 的计算结果对物种的多度进行划分，本文采用以下标准： d o 1 时为优势种，用d o ( d o m i n a n t ) 表示；0 0 5 d 0 1 时为丰盛种，用a ( a b u n d a n t ) 表示：0 0 1 d o 0 5 时为常见种，f ( f r e q u e n t ) 表示：d 0 0 1 时为偶见种或稀有种， 用r ( r a r e ) 表示( 刘雨芳，2 0 0 0 ) 。 9 福建农林大学硕士学位论文 ( 2 ) s i m p s o n 的优势度集中性指数( c ) 。喜一i n i ( n i - 1 ) 式2 2 式中：s 为物种数；n i 为第i 个物种个体；n 为群落全部物种的总体个数。d p s ( 2 0 0 0 ) 系统采s i m p s o n 多样性指数计算。 ( 3 ) s h a n n o n w i e n e r 多样性指数( h 。) 日一酗h ( p i ) 式2 3 式中：s 为物种数，p i 为第i 个物种个体数( n i ) 占群落全部物种的总体个数( n ) 的比例。 ( 4 ) p i c l o u 的均匀性指数( ) ，：旦：旦 hm 强 i n s 式2 4 式中：日。为s h a n n o n - w i e n e r 信息指数；h 一= l n s 为日的最大值。从式2 3 和式2 4 可以 看出，均匀性指数是多样性指数的函数，两者的单调性一致。 试验数据均在e x c e l ( 2 0 0 3 ) 和d p s 数据处理系统( 唐启义，2 0 0 0 ) 上完成。 2 2 结果与分析 2 2 1 不同生境条件下入侵红火蚁对本地蚂蚁群落多样性影响 据2 0 0 8 年三个季度对红火蚁入侵地和非入侵地4 种生境1 6 样地蚂蚁群落结构的调 查，总共捕获蚂蚁标本2 0 1 4 8 2 只，隶属于5 亚科1 7 属2 7 种。其中入侵地捕获蚂蚁标 本1 3 2 9 0 5 只，隶属于4 亚科1 5 属2 4 种，其中捕获红火蚁6 6 0 0 9 只，占入侵地蚂蚁总 数的4 9 7 ：非入侵地共捕获蚂蚁6 8 5 7 7 只，隶属于5 亚科1 5 属2 4 种。各个群落的结 构组成、各指数见附表和表2 2 1 1 2 2 1 4 。 2 2 1 1 草地生境 2 0 0 8 年三个季度对红火蚁入侵地和非入侵地草地生境的调查，共捕获蚂蚁标本 7 4 3 0 7 只，隶属于4 亚科1 2 属1 6 种。其中，入侵地捕获蚂蚁标本4 2 7 7 1 只，隶属于4 亚科1 2 属1 4 种，共捕获红火蚁2 6 8 9 3 只，占入侵地捕获蚂蚁总量的6 2 9 ：非入侵地 共捕蚂蚁标本3 1 5 3 6 只，隶属于4 亚科1 2 属1 5 种。各个群落的结构组成、各指数见附 l o 福建农林大学硕士学位论文 表和表2 2 1 1 。 表2 2 1 1 草地生境蚂蚁群落的结构特征( 福建晋江，2 0 0 8 ) 注：对照区为非红火蚁入侵区。 上方草地对照区为非红火蚁入侵区，并且没有红火蚁入侵的历史。由表2 2 1 1 可 知，在2 0 0 8 年春季，上方草地对照区物种数为8 比较丰富，且与同季度的入侵区相比 个体数量最多，个体数为3 9 6 0 ，分布较集中，蚂蚁群落的优势度较高，物种优势种类 明显，多样性指数较高，最优势种群为体型较小的中华小家蚁，占个体总数的6 8 5 ； 其它3 个样地物种数较少，且红火蚁均占据着绝对优势，成为唯一的优势种，其中黎山 样地1 最为突出，在采集的蚂蚁物种中红火蚁占了1 0 0 。在夏季蚂蚁物种里，上方村 对照区和古山样地3 物种较为丰富，都为8 种，在上方村对照区中黑头酸臭蚁以5 4 7 的优势成为优势种，古山样地3 中江华弓背蚁以4 3 1 的优势成为优势种；由于当地对 红火蚁的防治，在夏季古山样地3 中没有采集到红火蚁，在其它两个样地中红火蚁依然 占据着绝对优势，尤其在黎山草地2 中，红火蚁以9 9 8 的绝对优势占据蚂蚁物种的主 导地位。在秋季蚂蚁物种里，随着红火蚁的渐渐消弱，其它蚂蚁物种开始占据优势地位， 其中黎山样地1 和样地2 虽然均采集到红火蚁，但个体数量已经大有减少，在数量统计 中，中华小家蚁分别以6 9 2 和6 8 2 成为优势物种；古山样地3 蚂蚁物种数较多，但 个体数量较少，中华小家蚁以8 0 o 的绝对优势成为唯一的优势种。 2 2 1 2 田地生境 2 0 0 8 年三个季度对红火蚁入侵地和非入侵地田地生境的调查，共捕获蚂蚁标本 福建农林大学硕士学位论文 4 9 2 3 4 只，隶属于5 亚科1 5 属1 7 种。其中。入侵地捕获蚂蚁标本3 9 5 6 7 只，隶属于4 亚科1 4 属1 5 种，共捕获红火蚁1 9 9 5 2 只，占入侵地捕获蚂蚁总量的5 0 4 ；非入侵地 共捕获蚂蚁标本9 6 6 7 只，隶属于5 亚科1 4 属1 5 种。各个群落的结构组成、各指数见 附表和表2 2 1 2 。 表2 2 1 2 田地生境蚂蚁群落的结构特征( 福建晋江，2 0 0 8 ) 注：对照区为非红火蚁入侵区。 上方田地由表2 2 1 2 可知，在2 0 0 8 年春、夏、秋三个季度，上方田地对照区物种 数分别为9 、9 、8 ，都比较丰富，虽然与同季度的入侵区相比个体数量不是最多，但分 布较集中，蚂蚁群落的优势度较高，物种优势种类明显，多样性指数较高，最优势种群 为体型较小的中华小家蚁和黑头酸臭蚁；入侵区3 个样地里，黎山样地l 最为显著，其 它蚂蚁物种相对比较稀少，红火蚁以9 9 9 、9 9 1 、5 6 2 均占据着绝对优势，成为唯 一的优势种，在其它两个样地里，红火蚁已经渐渐消退，中华小家蚁成为优势种。 2 2 1 3 林地生境 2 0 0 8 年三个季度对红火蚁入侵地和非入侵地林地生境的调查，共捕获蚂蚁标本 3 7 7 1 6 只，隶属于4 亚科1 3 属1 6 种。其中，入侵地捕获蚂蚁标本1 7 8 6 9 只，隶属于4 亚科1 2 属1 3 种，共捕获红火蚁3 7 7 9 只，占入侵地捕获蚂蚁总量的2 1 1 ；非入侵地 共捕获蚂蚁标本1 9 8 4 7 只，隶属于4 亚科1 4 属1 5 种。各个群落的结构组成、各指数见 附表和表2 2 1 3 。 1 2 福建农林大学硕士学位论文 表2 2 1 3 林地生境蚂蚁群落的结构特征( 福建晋江，2 0 0 8 ) 注：对照区为非红火蚁入侵区。 与以上两个生境相比，林地生境捕获的蚂蚁数量较少，在入侵区红火蚁所占比例也 少。在春、秋季节的下村对照区中，物种数量较少，仅为3 、4 种，且数量不多，但夏 季较为丰富，1 2 种物种，个体数为1 8 0 8 9 ；在入侵区中，红火蚁仍然占据着较多优势， 且发生区内物种较少，在对照区夏季物种数为1 2 ，而入侵区3 样地分别为2 、4 、7 ；在 秋季里，随着红火蚁的消退，本地蚂蚁物种开始增加，中华小家蚁和亮红大头蚁成为了 优势种。 2 2 1 4 灌木丛生境 2 0 0 8 年三个季度对红火蚁入侵地和非入侵地灌木丛生境的调查，共捕获蚂蚁标本 4 0 2 2 5 只，隶属于4 亚科1 4 属1 9 种。其中，入侵地捕获蚂蚁标本3 2 6 9 8 只，隶属于4 亚科1 4 属1 6 种，共捕获红火蚁1 7 9 0 2 只，占入侵地捕获蚂蚁标本总量的4 4 5 ；非入 侵地共捕获蚂蚁标本7 5 2 7 只，隶属于4 亚科1 4 属1 9 种。各个群落的结构组成、各指 数见附表和表2 2 1 4 。 1 3 福建农林大学硕士学位论文 注：对照区为非红火蚁入侵区 在灌木丛生境蚂蚁群落，上方对照区的优势种为中华小家蚁和聚纹双刺猛蚁。在红 火蚁入侵区，春季里3 样地，红火蚁以绝对优势占据着主导地位，其它蚂蚁物种稀少， 物种数极低；在夏季，物种有所上升，在样地2 、3 中，中华小家蚁和亮红