神农架林区华山松大小蠹扩散规律研究
洪承昊??曾博 查玉平 华祥 王少明 陈京元
摘要：为摸清神农架林区华山松大小蠹扩散规律。查阅了华山松大小蠹侵害的本底资料，分析了华山松大小蠹的发生趋势，研究了华山松大小蠹危害和海拔、年均高、低温的关系。结果表明：神农架林林区中西部，特别是高海拔地区危险性高，海拔1 822 m以上区域华山松大小蠹发生严重，海拔高度和疫情受害面积呈现正相关，拟合方程为Y=657571 43+374119 05X-30238 1X2，相关系数R2为0927 04，但不显著；年均高、低温和华山松大小蠹危害面积表现出相同的线性关系，年均低温在7～9 ℃，年均高温在16～20 ℃呈现正相关，多项式拟合方程Y=4656 18E9-4626 45E6X+1 149226 85X2，相关系数为0871 89。
关键词：华山松大小蠹；海拔；温度；趋势分析
中图分类号：S76文献标识码：A文章编号：1004-3020（2017）04-0036-06
Study on Dendroctonus armandi Diffusion Regular Pattern in Shennongjia Forestry District
Hong Chenghao（1）Zeng Bo（2） Zha Yuping（1）Hua Xiang（3）Wang Shaoming（2） Chen Jingyuan（1）
（1.Hubei Academy of ForestryWuhan430075；2.Hubei Pest and Disease Prevention StationWuhan430070；
3.Shennongjia Pest and Disease Prevention StationShennongjia442499）
Abstract： Shennongjia is a significant natural enviroment protection area， has plentiful plant resource in this area， Pinus armandii is the main coniferous forest in forest zone. In resent years， P.armandii has been serious destoried by Dendroctonus armandi. Selected the infected area background data in the past few years， analysized the occurrence trend and the relationship of different altitude and average annual temperature with D.armandi，assesment the difussion area. Result shows the status of pest will be a high occurred situation in the central and west part， especially in the high altitude region.It was a serious damage above 1 822 m， and the altitude has a positive correlation with infected area， the fitted equation is Y=657.571 43+374.119 05X-30.238 1X2，R2 is 0.927 04， but nonsignificant. Annual average high and low temperature has the same linear correlation with the damaged area of D.armandi，annual average low and high temperature is 7 ℃ to 9 ℃ and 16 ℃ to 20 ℃， the fitted equation is Y=4.656 18E9-4.626 45E6X+1 149.226 85X2，R2 is 0.871 89.
Key words：Dendroctonus armandi Tsai et Li；altitude；temperature；trend analysis
神農架被誉为“华中屋脊”，地理位置独特，是中国旅游胜地，境内风景怡人，林区内动植物资源丰富[1]。华山松（Pinus armandii）属松科（Pinaceae）松属常绿乔木，中国特有种，主要位于秦岭山地，大巴山脉，为海拔分布最高的松属种[2]。近年来，随着神农架机场、保障安居工程等一批工程的建设实施，林区内植被遭到不同有害生物侵害，华山松作为林区内的主要树种，分布面积广，为有害生物侵染提供了有利条件[3-7]。
华山松大小蠹（Dendroctonus armandi），属鞘翅目（Coleoptera）、小蠹科（Scolytidae）、大小蠹属，是中国特有种[8-10]，分布于湖北、四川、甘肃等地[5，11-12]。在神农架地区，华山松大小蠹在4月底开始羽化成虫，到10月止，主要危害30 a生以上的健康华山松，以幼虫寄生在华山松韧皮部内侧及木质部表层，钻蛀性强，取食华山松韧皮部，进而诱导其他小蠹入侵危害[13-14]，受侵染的华山松最快在60 d内枯死，因此华山松大小蠹严重威胁着神农架林区的华山松生态健康。
华山松大小蠹虫体小，44～45 mm[15]，活力强。在其繁殖扩散中，因其需要找到新的寄主栖息地来完成生活世代[16-18]，具有一定的飞行能力，在林区高海拔地区风力大，为华山松大小蠹的随风飞行扩散提供了有力条件[19]，因此研究景观尺度上环境条件对华山松大小蠹扩散有现实意义。昆虫行为活动受气候环境影响较大，特别是温度是影响昆虫发育和繁殖的关键因子。温室效应的增强，全球温度逐步升高，研究温度对华山松大小蠹扩散和爆发的影响显得尤为重要。因此本文针对华山松大小蠹，分析历史本底资料基础，在不同海拔定点调查了华山松大小蠹的危害情况，并结合历史同期温度，以期找出华山松大小蠹和海拔、温度的相关联系，为及早治理华山松大小蠹提供理论支持。
1研究地简介
神农架林区位于中国第二第三级阶梯交界处，地处湖北省西部边陲，东接湖北保康，西与重庆市巫山县毗邻，地理位置得天独厚，属大巴山脉东延余脉。林区地处东经 109°56′～110°58′，北纬31°15′～31°75′，林区总面积70 467 hm2。平均海拔1 800 m，最高峰神农顶海拔3 1054 m。神农架属中亚热带向亚热带过渡带，气温偏凉且多雨，年均温度106 ℃，年均降雨量 1 306～1 722 mm，年均日照时数1 8583 h[20]。神农架的气温随海拔每上升100 m，气温降低1 ℃左右，境内不同地点的气温从20 ℃至37 ℃。林区林地占林区面积85%以上，森林年净增长量29 m3[21]。境内生物多样性丰富，各类植物3 700多种，各类动物1 060余种[22-23]。华山松是林区高山林地的优势树种，喜光，适生1 400 m以上，林区分布面积广，树龄30 a以上。
林区首次于上世纪90年代年在神农架自然保护区发现华山松大小蠹，阴峪河6667 hm2华山松林几乎毁灭殆尽，之后开始慢慢扩散，近年来再次爆发。近年来危害面积均在千公顷以上，扩散势头严峻。林区森林资源和矿产资源丰富，是湖北省乃至中国主要的木材基地之一，人工林占到全区森林面积30%左右，海拔1 600 m以上多为针阔混交林和常绿针叶林，华山松分布面积广，为入侵性害虫华山松大小蠹侵害提供了条件。
2数据来源和分析方法
2.1数据来源及处理
本底调查资料来源于全省森林资源二类清查数据，经过重分类，编译，提取等形成松类分布；高程数据选取SRTMDEM 90 m分辨率原始高程数据，来源于中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据镜像网站，经过提取、剪切，重分类计算形成神农架林区的海拔分布图（图1）。
松类分布面积及华山松大小蠹危害数据来源于神农架森林病虫害防治检验检疫总站及保护区林管局，选取被害率作为衡量研究地华山松大小蠹危害情况，即：
被害率=年被害面积÷寄主面积×100%；
根据历史发生情况，神农架林区保护区最先于2008记载危害数据，从2012年开始在其他地区发现危害，因此从全林区分析危害情况数据起止年份为2008年至2015年。观测点温水林场从2012年开始有记载被害情况，因此选取2012年开始分析被害情况与海拔、温度之间的关系。
从危害的绝对值看，自然保护区受害面积是最大的，发病也是最早的，其后依次是红坪林场、温水林场、红花朵林场、木鱼林场和红坪镇，如图2所示。
2.2分析方法
本文基于华山松大小蠹侵害的华山松作为统计对象，用同期受害面积和年被害率表示华山松大小蠹的种群量和扩散趋势，统计华山松大小蠹的危害情况时，以乡镇为单位进行，根据危害情况，将研究区分为危害区、偶发区、安全区和无害区；危害区指自2012年开始往后一直有危害的地区，偶发区是指仅仅在某年或某些年受到侵害，但其他年份无受害，安全区是指没有寄主植物的地区，无害区是指有寄主分布，但截止目前还未受到侵害的区域。
根据图1可知，林区的松类主要分布在1 000 m海拔以上地区，特别是中高海拔1 500 m以上地区。在发生严重区域分析海拔高度和华山松大小蠹的流行關系；在发生危害较为严重的区域，分析林斑海拔高度和华山松大小蠹的关系，分析方法采用多项式线性拟合，以各林场为研究对象，统计观察样点的海拔及各研究华山松大小蠹被害情况；其次在疫情严重的温水林场，根据被害情况，将观察点分为高海拔区（2 500 m以上）、中高海拔（1 800～2 500 m）和中海拔（1 800 m以下），进一步分析具体海拔和华山松大小蠹疫情的关系，海拔分类情况见表1，采用线性多项式拟合，分析平台为Originpro75。
林区自然保护区于2008年开始记载华山松大小蠹的危害，只有于2012年在其他林场（乡镇）发现华山松大小蠹危害，危害逐步加重，2012年后林区华山松分布面积总体保持一致。每年之间被害数据的差异较小，因而选择2008年、2012年和2015年三个关键时间点，采用GIS平台输出结果直观反应华山松大小蠹的侵害情况，能够详细了解华山松大小蠹的扩散规律。
在神农架林区温度差异较大，冬季低温可在零下6 ℃，高温可在30℃以上，且昼夜温差大。由于疫情统计的年份起于2012年，一直到2015年，因此选取同期历史温度，将历史每天高低温进行相加再除以天数，得出年均高低温，具体见表2。以年均最高温和最低温作为因子分析与华山松大小蠹危害面积的百分率之间的关系，采用线性多项式拟合，分析平台为Originpro7.5。
3结果与分析
3.1华山松大小蠹发生现状及趋势
从图2可知，疫区在2008年到2015年发生面积有增大趋势；从整个区域看，国家自然保护区的受害面积是最大的，增长和降低的趋势也是最显著的，其次是红坪林场和温水林场，均超过600 hm2的危害面积，发生趋势也是先增长，到2015年有一个下降，可能和砍伐量有关；红坪镇、红花朵林场和木鱼林场发生危害面积在700 hm2以下，红坪镇和红花朵林场都是2012至2014年增长，2015年下降，木鱼林场是2014年就得到了降低；木鱼镇仅仅在2014年有66.67 hm2的危害。
从历史的发生趋势上看（图3），整体扩散趋势由西向东北方向，且年平均发生面积呈发生增大的趋势，结合神农架地区的数字高程图，在高海拔地区危险性较高，受害的面积有增大的趋势。表明在自然保护区、红坪林场、温水林场、红花朵林场、木鱼林场和红坪镇依旧是华山松大小蠹的高危险区域。特别是林区中西部地区，有大面积华山松分布，因此危险性高，需采取有效隔离和预防措施。
3.2华山松大小蠹与海拔的关系
通过分析研究区不同区域的平均海拔，与不同区域的被害百分率之间的关系，建立华山松大小蠹危害程度和海拔之间的相关性。如图4所示，从研究区几个受害的林场看，随着海拔的升高，被害率逐渐变高，线性拟合曲线显示呈正相关，拟合方程为Y=657571 43+374119 05 X-30238 1 X2，相关系数R2为0927 04。
其次在受害较为严重的温水林场，且观察较为方便的温水林场作为定点，观测点海拔及样点见图3，调查结果详见表2。总体上来看，华山松大小蠹的疫情地区主要集中在海拔较高的地区，发生呈现出危害点逐渐增多的趋势，且2012年到2014年呈现快速增大的趋势。从观测点的危害情况看，海拔在1 756 m以下的区域发生危害少，到1 822 m 开始呈现明显的危害面积扩大的趋势，一直到2 252 m为一个危害严重的区域，到2 550 m处，危害又变得更加严重，因此在区分海拔时，将1 635 m到1 756 m作为中等海拔地区。1 822～2 252 m作为中高海拔带，高于2 550 m为高海拔带。低于1 600 m海拔的区域由于寄主面积分布较少，暂时未发现受害华山松，高海拔（2 500 m以上地区）的寄主面积也较少，所以危害的总面积还是明显小于中高海拔地区。高海拔区域观测点的历年合计发生面积为52713 hm2，中高海拔区域历年发生面积为86486 hm2，中等海拔的区域历年发生危害面积是7107 hm2。其中中高海拔的发生危害面积是最大且最严重的，即海拔在1 800 m以上至2 300 m以下。
3.3华山松大小蠹发生与温度的关系
温度是森林有害生物爆发于流行的关键因子[24]，全球温度的升高是不争的事实，年平均温度对森林病虫害有着显著的影响[25]。华山松大小蠹的流行与扩散受到温度的影响较大，图5所示，年均低温与年被害率的关系呈现负相关，R值为-0527 97，P值为0472 03，随着年均低温的降低，被害率降低；年均高温的结果显示出，随着平均温度的上升，被害率有缓慢增大的趋势，线性拟合结果表示R值为0475 08，P值为0524 92。
4讨论
神农架林区是我国重要的物种资源库，生物基因库，地理位置独特，生物多样性高，尤其神农架林区地处高海拔山区，生态资源的保护尤为重要。华山松大小蠹是近年来危害神农架地区华山松的重要有害生物，传播扩散快，逐年呈现加重的趋势。因此从景观尺度研究华山松大小蠹的流行与扩散对控制其趋势十分紧迫 [26-27]，这也是现阶段控制有害生物的手段之一。
神农架林区各地海拔差异大，昼夜温差大，因此各林场乡镇温度差异大，给防治华山松大小蠹带来许多问题，许多研究表明温度对大小蠹具有显著的影响[28-29]，本文在对历史本底资料分析的基础上，对华山松大小蠹的发生情况和趋势做了研究与预测，除随机因子的影响外，从长粒度的时空格局来看，全球气温呈现逐步升高的趋势，本文研究结果表明华山松大小蠹危害与温度在一定范围内有正相关性，也为及早预防华山松大小蠹提供了科学支持。在高海拔地区更是华山松大小蠹的高风险区，该地区受环境气候影响更大，温度的变化异常显著，更易导致该地区受华山松大小蠹危害。
群落和种群间的寄生和互生是研究的重点和难点，华山松大小蠹疫点区域被害树木均呈现零星的分布，呈现跳跃式的发生情况；因此华山松大小蠹种群選择性寄生或攻击某些华山松具有明显的趋向性，因而华山松受到侵染后个体产生的变化对研究华山松大小蠹的扩散具有一定的现实意义，还需要更多研究加以证明。景观格局和生物种群具有一定的相关性，随着林区一批工程的启动，景观空间格局产生了变化，土地利用类型转换频繁，人为活动强度逐年加大，现阶段对于疫点和疫情的控制依然为砍伐为主，然而砍伐后的处理非常不及时和不恰当，人为造成疫点源的扩散和传播，文中疫情严重区域和高发区域也都在国道两侧，说明人为活动强度对华山松大小蠹等有害生物的影响也开始增多，因此景观时空格局的转化和华山松大小蠹的流行扩散之间的关系还需要进一步深入研究。
参考文献
[1]丛静，尹华群，卢慧，等.神农架保护区典型植被的物种多样性和环境解释[J].林业科学，2013.49（5）：3035.
[2]兰国玉，雷瑞德，安锋，等.秦岭中段华山松群落动态初步研究[J].西北林学院学报，2005，20（3） 4852.
[3]文仕知，宋良友，喻勋林.神农架华山松群落特征研究[J].中南林业科技大学学报，2010，30（4）：9196.
[4]李明阳，巨云为，吴文浩，等.气候变化情景下外来森林病虫害潜在生境动态分析以美国南方松大小蠹为例[J]. 北京林业大学学报，2009.31（4）：6469.
[5]张子一，查玉平，王少明，等.神农架林区华山松大小蠹生物学特性研究[J].中国森林病虫，2015.34（6）：14.
[6]蔡邦华.中国小蠹和蛀干性害虫及其分布特性[J]. 陕西林业科技，1980 （1）：13.
[7]李宽胜.华山松小蠹及其主要虫种——大凝脂小蠹生活习性的初步观察.森林害虫初步研究报告[M].北京：科学出版社，1959：2941.
[8]Byers J A. Host tree chemistry affecting colonization in bark beetles. In R.T. Card and W.J. Bell （eds）[M].Chemical Ecology of Insects. Chapman and Hall， New York， 1995： 154213.
[9]陈辉，袁锋.秦岭华山松大小蠹生态系统与综合治理[M].北京： 中国林业出版社，2000：70.
[10]李成德，李孟楼，黄大庄，等. 森林昆虫学[M].北京：中国林业出版社， 2003：100101.
[11]杨茂生.秦岭森林分类与主伐更新[M].陕西：陕西科学技术出版社， 1994：134-136.
[12]周嘉熹. 西北地区常见小蠹虫为害状[J]. 昆虫知识，1983，37 （3） ： 134 136.
[13]陈辉，唐明，叶红谋，等. 秦岭华山松小蠹生态位研究[J]. 林业科学， 1999， 35（4）：4044.
[14]蒲小娟，陈辉.华山松大小蠹危害与寄主华山松营养物质和抗性成分的关系[J].西北农林科技大学学报（自然科学版）， 2007， 35（3）： 106110.
[15]蔡邦华，萧刚柔.中国森林昆虫[M]. 北京： 中国林业出版社，1980，427 431.
[16]Foesse E， Solbreck Ch. Migration in the bark beetle Ips typographus L.： duration， timing and height of flight[J]. Z. ang. Entomol. 1985，100：4757.
[17]Atkins M D. The effect of rearing temperature on the size and fat content of the Douglasfir beetle[J].Can. Entomol. 1967， 99：181187.
[18]Kinn D N， Perry T J， Guinn F H， Strom B L， Woodring J. Energy reserves of individual southern pine beetles （Coleoptera：Scolytidae） as determined by a modified phosphovanillin spectrophotometric metho[J]d. J. Entomol. Sci. 1994， 29（1）： 152163.
[19] 殷慧芬，黄复生，李兆麟. 中国经济昆虫志（第二十九册，鞘翅目，小蠹科） [M]. 北京： 科学出版社，1984：97.
[20]张谧，熊高明，陈志刚，等.神农架米心水青冈曼青冈群落的地形异质性及其生态影响[J].生态学报，2004，24（12）：26862692。
[21]神农架林区统计局.神农架林区国民经济和社会发展统计公报[EB/OL]. 20150914. http：//www.snj.gov.cn/gov/info/1070/1247.htm
[22]朱兆泉，宋朝枢. 神农架自然保护区科学考察集[M].北京：中国林业出版社，1999：201.
[23]陈瑜，马春森.气候变暖对昆虫影响研究进展.生态学报[J]，2010，30（8）：21592172.
[24]GRAHAMA. The current status of the legume fossil record in the Caribbean region[C]PPHERENDEENP S，DILCHER DL.Advances in legume systematics，Part 4 [M].The fossil records. London： Kew Publishing，1992：161167.
[25]邓刚. 气象因子的变化对黑龙江省森林病虫害影响的研究[D].东北林业大学.2012.
[26]洪承昊，罗刚，刘全芳，等.宜都市马尾松林分布格局及松材线虫潜在风险分析[J].林业科技开发，2014，28（4）：2629。
[27]柏龙，田呈明，洪承昊，等.湖北宜昌松林景观格局对松材线虫流行及扩散的影响[J]. 生态学报，2015，35（24）：81078116.
[28]叶辉.光照、温度对纵坑切梢小蠹起飞行为的影响[J]. 昆虫知识，2000， 37（6）： 342344.
[29]Weber B C. The biology of the ambrosia beetle Xylcxsandrus germanus （Coleoptera： Scolytidae） and its effects on black walnut[J]. Carbondale： Ph D Dissertation， Southern Illinois Univ， l982.
（責任编辑：夏剑萍）
摘要：为摸清神农架林区华山松大小蠹扩散规律。查阅了华山松大小蠹侵害的本底资料，分析了华山松大小蠹的发生趋势，研究了华山松大小蠹危害和海拔、年均高、低温的关系。结果表明：神农架林林区中西部，特别是高海拔地区危险性高，海拔1 822 m以上区域华山松大小蠹发生严重，海拔高度和疫情受害面积呈现正相关，拟合方程为Y=657571 43+374119 05X-30238 1X2，相关系数R2为0927 04，但不显著；年均高、低温和华山松大小蠹危害面积表现出相同的线性关系，年均低温在7～9 ℃，年均高温在16～20 ℃呈现正相关，多项式拟合方程Y=4656 18E9-4626 45E6X+1 149226 85X2，相关系数为0871 89。
关键词：华山松大小蠹；海拔；温度；趋势分析
中图分类号：S76文献标识码：A文章编号：1004-3020（2017）04-0036-06
Study on Dendroctonus armandi Diffusion Regular Pattern in Shennongjia Forestry District
Hong Chenghao（1）Zeng Bo（2） Zha Yuping（1）Hua Xiang（3）Wang Shaoming（2） Chen Jingyuan（1）
（1.Hubei Academy of ForestryWuhan430075；2.Hubei Pest and Disease Prevention StationWuhan430070；
3.Shennongjia Pest and Disease Prevention StationShennongjia442499）
Abstract： Shennongjia is a significant natural enviroment protection area， has plentiful plant resource in this area， Pinus armandii is the main coniferous forest in forest zone. In resent years， P.armandii has been serious destoried by Dendroctonus armandi. Selected the infected area background data in the past few years， analysized the occurrence trend and the relationship of different altitude and average annual temperature with D.armandi，assesment the difussion area. Result shows the status of pest will be a high occurred situation in the central and west part， especially in the high altitude region.It was a serious damage above 1 822 m， and the altitude has a positive correlation with infected area， the fitted equation is Y=657.571 43+374.119 05X-30.238 1X2，R2 is 0.927 04， but nonsignificant. Annual average high and low temperature has the same linear correlation with the damaged area of D.armandi，annual average low and high temperature is 7 ℃ to 9 ℃ and 16 ℃ to 20 ℃， the fitted equation is Y=4.656 18E9-4.626 45E6X+1 149.226 85X2，R2 is 0.871 89.
Key words：Dendroctonus armandi Tsai et Li；altitude；temperature；trend analysis
神農架被誉为“华中屋脊”，地理位置独特，是中国旅游胜地，境内风景怡人，林区内动植物资源丰富[1]。华山松（Pinus armandii）属松科（Pinaceae）松属常绿乔木，中国特有种，主要位于秦岭山地，大巴山脉，为海拔分布最高的松属种[2]。近年来，随着神农架机场、保障安居工程等一批工程的建设实施，林区内植被遭到不同有害生物侵害，华山松作为林区内的主要树种，分布面积广，为有害生物侵染提供了有利条件[3-7]。
华山松大小蠹（Dendroctonus armandi），属鞘翅目（Coleoptera）、小蠹科（Scolytidae）、大小蠹属，是中国特有种[8-10]，分布于湖北、四川、甘肃等地[5，11-12]。在神农架地区，华山松大小蠹在4月底开始羽化成虫，到10月止，主要危害30 a生以上的健康华山松，以幼虫寄生在华山松韧皮部内侧及木质部表层，钻蛀性强，取食华山松韧皮部，进而诱导其他小蠹入侵危害[13-14]，受侵染的华山松最快在60 d内枯死，因此华山松大小蠹严重威胁着神农架林区的华山松生态健康。
华山松大小蠹虫体小，44～45 mm[15]，活力强。在其繁殖扩散中，因其需要找到新的寄主栖息地来完成生活世代[16-18]，具有一定的飞行能力，在林区高海拔地区风力大，为华山松大小蠹的随风飞行扩散提供了有力条件[19]，因此研究景观尺度上环境条件对华山松大小蠹扩散有现实意义。昆虫行为活动受气候环境影响较大，特别是温度是影响昆虫发育和繁殖的关键因子。温室效应的增强，全球温度逐步升高，研究温度对华山松大小蠹扩散和爆发的影响显得尤为重要。因此本文针对华山松大小蠹，分析历史本底资料基础，在不同海拔定点调查了华山松大小蠹的危害情况，并结合历史同期温度，以期找出华山松大小蠹和海拔、温度的相关联系，为及早治理华山松大小蠹提供理论支持。
1研究地简介
神农架林区位于中国第二第三级阶梯交界处，地处湖北省西部边陲，东接湖北保康，西与重庆市巫山县毗邻，地理位置得天独厚，属大巴山脉东延余脉。林区地处东经 109°56′～110°58′，北纬31°15′～31°75′，林区总面积70 467 hm2。平均海拔1 800 m，最高峰神农顶海拔3 1054 m。神农架属中亚热带向亚热带过渡带，气温偏凉且多雨，年均温度106 ℃，年均降雨量 1 306～1 722 mm，年均日照时数1 8583 h[20]。神农架的气温随海拔每上升100 m，气温降低1 ℃左右，境内不同地点的气温从20 ℃至37 ℃。林区林地占林区面积85%以上，森林年净增长量29 m3[21]。境内生物多样性丰富，各类植物3 700多种，各类动物1 060余种[22-23]。华山松是林区高山林地的优势树种，喜光，适生1 400 m以上，林区分布面积广，树龄30 a以上。
林区首次于上世纪90年代年在神农架自然保护区发现华山松大小蠹，阴峪河6667 hm2华山松林几乎毁灭殆尽，之后开始慢慢扩散，近年来再次爆发。近年来危害面积均在千公顷以上，扩散势头严峻。林区森林资源和矿产资源丰富，是湖北省乃至中国主要的木材基地之一，人工林占到全区森林面积30%左右，海拔1 600 m以上多为针阔混交林和常绿针叶林，华山松分布面积广，为入侵性害虫华山松大小蠹侵害提供了条件。
2数据来源和分析方法
2.1数据来源及处理
本底调查资料来源于全省森林资源二类清查数据，经过重分类，编译，提取等形成松类分布；高程数据选取SRTMDEM 90 m分辨率原始高程数据，来源于中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据镜像网站，经过提取、剪切，重分类计算形成神农架林区的海拔分布图（图1）。
松类分布面积及华山松大小蠹危害数据来源于神农架森林病虫害防治检验检疫总站及保护区林管局，选取被害率作为衡量研究地华山松大小蠹危害情况，即：
被害率=年被害面积÷寄主面积×100%；
根据历史发生情况，神农架林区保护区最先于2008记载危害数据，从2012年开始在其他地区发现危害，因此从全林区分析危害情况数据起止年份为2008年至2015年。观测点温水林场从2012年开始有记载被害情况，因此选取2012年开始分析被害情况与海拔、温度之间的关系。
从危害的绝对值看，自然保护区受害面积是最大的，发病也是最早的，其后依次是红坪林场、温水林场、红花朵林场、木鱼林场和红坪镇，如图2所示。
2.2分析方法
本文基于华山松大小蠹侵害的华山松作为统计对象，用同期受害面积和年被害率表示华山松大小蠹的种群量和扩散趋势，统计华山松大小蠹的危害情况时，以乡镇为单位进行，根据危害情况，将研究区分为危害区、偶发区、安全区和无害区；危害区指自2012年开始往后一直有危害的地区，偶发区是指仅仅在某年或某些年受到侵害，但其他年份无受害，安全区是指没有寄主植物的地区，无害区是指有寄主分布，但截止目前还未受到侵害的区域。
根据图1可知，林区的松类主要分布在1 000 m海拔以上地区，特别是中高海拔1 500 m以上地区。在发生严重区域分析海拔高度和华山松大小蠹的流行關系；在发生危害较为严重的区域，分析林斑海拔高度和华山松大小蠹的关系，分析方法采用多项式线性拟合，以各林场为研究对象，统计观察样点的海拔及各研究华山松大小蠹被害情况；其次在疫情严重的温水林场，根据被害情况，将观察点分为高海拔区（2 500 m以上）、中高海拔（1 800～2 500 m）和中海拔（1 800 m以下），进一步分析具体海拔和华山松大小蠹疫情的关系，海拔分类情况见表1，采用线性多项式拟合，分析平台为Originpro75。
林区自然保护区于2008年开始记载华山松大小蠹的危害，只有于2012年在其他林场（乡镇）发现华山松大小蠹危害，危害逐步加重，2012年后林区华山松分布面积总体保持一致。每年之间被害数据的差异较小，因而选择2008年、2012年和2015年三个关键时间点，采用GIS平台输出结果直观反应华山松大小蠹的侵害情况，能够详细了解华山松大小蠹的扩散规律。
在神农架林区温度差异较大，冬季低温可在零下6 ℃，高温可在30℃以上，且昼夜温差大。由于疫情统计的年份起于2012年，一直到2015年，因此选取同期历史温度，将历史每天高低温进行相加再除以天数，得出年均高低温，具体见表2。以年均最高温和最低温作为因子分析与华山松大小蠹危害面积的百分率之间的关系，采用线性多项式拟合，分析平台为Originpro7.5。
3结果与分析
3.1华山松大小蠹发生现状及趋势
从图2可知，疫区在2008年到2015年发生面积有增大趋势；从整个区域看，国家自然保护区的受害面积是最大的，增长和降低的趋势也是最显著的，其次是红坪林场和温水林场，均超过600 hm2的危害面积，发生趋势也是先增长，到2015年有一个下降，可能和砍伐量有关；红坪镇、红花朵林场和木鱼林场发生危害面积在700 hm2以下，红坪镇和红花朵林场都是2012至2014年增长，2015年下降，木鱼林场是2014年就得到了降低；木鱼镇仅仅在2014年有66.67 hm2的危害。
从历史的发生趋势上看（图3），整体扩散趋势由西向东北方向，且年平均发生面积呈发生增大的趋势，结合神农架地区的数字高程图，在高海拔地区危险性较高，受害的面积有增大的趋势。表明在自然保护区、红坪林场、温水林场、红花朵林场、木鱼林场和红坪镇依旧是华山松大小蠹的高危险区域。特别是林区中西部地区，有大面积华山松分布，因此危险性高，需采取有效隔离和预防措施。
3.2华山松大小蠹与海拔的关系
通过分析研究区不同区域的平均海拔，与不同区域的被害百分率之间的关系，建立华山松大小蠹危害程度和海拔之间的相关性。如图4所示，从研究区几个受害的林场看，随着海拔的升高，被害率逐渐变高，线性拟合曲线显示呈正相关，拟合方程为Y=657571 43+374119 05 X-30238 1 X2，相关系数R2为0927 04。
其次在受害较为严重的温水林场，且观察较为方便的温水林场作为定点，观测点海拔及样点见图3，调查结果详见表2。总体上来看，华山松大小蠹的疫情地区主要集中在海拔较高的地区，发生呈现出危害点逐渐增多的趋势，且2012年到2014年呈现快速增大的趋势。从观测点的危害情况看，海拔在1 756 m以下的区域发生危害少，到1 822 m 开始呈现明显的危害面积扩大的趋势，一直到2 252 m为一个危害严重的区域，到2 550 m处，危害又变得更加严重，因此在区分海拔时，将1 635 m到1 756 m作为中等海拔地区。1 822～2 252 m作为中高海拔带，高于2 550 m为高海拔带。低于1 600 m海拔的区域由于寄主面积分布较少，暂时未发现受害华山松，高海拔（2 500 m以上地区）的寄主面积也较少，所以危害的总面积还是明显小于中高海拔地区。高海拔区域观测点的历年合计发生面积为52713 hm2，中高海拔区域历年发生面积为86486 hm2，中等海拔的区域历年发生危害面积是7107 hm2。其中中高海拔的发生危害面积是最大且最严重的，即海拔在1 800 m以上至2 300 m以下。
3.3华山松大小蠹发生与温度的关系
温度是森林有害生物爆发于流行的关键因子[24]，全球温度的升高是不争的事实，年平均温度对森林病虫害有着显著的影响[25]。华山松大小蠹的流行与扩散受到温度的影响较大，图5所示，年均低温与年被害率的关系呈现负相关，R值为-0527 97，P值为0472 03，随着年均低温的降低，被害率降低；年均高温的结果显示出，随着平均温度的上升，被害率有缓慢增大的趋势，线性拟合结果表示R值为0475 08，P值为0524 92。
4讨论
神农架林区是我国重要的物种资源库，生物基因库，地理位置独特，生物多样性高，尤其神农架林区地处高海拔山区，生态资源的保护尤为重要。华山松大小蠹是近年来危害神农架地区华山松的重要有害生物，传播扩散快，逐年呈现加重的趋势。因此从景观尺度研究华山松大小蠹的流行与扩散对控制其趋势十分紧迫 [26-27]，这也是现阶段控制有害生物的手段之一。
神农架林区各地海拔差异大，昼夜温差大，因此各林场乡镇温度差异大，给防治华山松大小蠹带来许多问题，许多研究表明温度对大小蠹具有显著的影响[28-29]，本文在对历史本底资料分析的基础上，对华山松大小蠹的发生情况和趋势做了研究与预测，除随机因子的影响外，从长粒度的时空格局来看，全球气温呈现逐步升高的趋势，本文研究结果表明华山松大小蠹危害与温度在一定范围内有正相关性，也为及早预防华山松大小蠹提供了科学支持。在高海拔地区更是华山松大小蠹的高风险区，该地区受环境气候影响更大，温度的变化异常显著，更易导致该地区受华山松大小蠹危害。
群落和种群间的寄生和互生是研究的重点和难点，华山松大小蠹疫点区域被害树木均呈现零星的分布，呈现跳跃式的发生情况；因此华山松大小蠹种群選择性寄生或攻击某些华山松具有明显的趋向性，因而华山松受到侵染后个体产生的变化对研究华山松大小蠹的扩散具有一定的现实意义，还需要更多研究加以证明。景观格局和生物种群具有一定的相关性，随着林区一批工程的启动，景观空间格局产生了变化，土地利用类型转换频繁，人为活动强度逐年加大，现阶段对于疫点和疫情的控制依然为砍伐为主，然而砍伐后的处理非常不及时和不恰当，人为造成疫点源的扩散和传播，文中疫情严重区域和高发区域也都在国道两侧，说明人为活动强度对华山松大小蠹等有害生物的影响也开始增多，因此景观时空格局的转化和华山松大小蠹的流行扩散之间的关系还需要进一步深入研究。
参考文献
[1]丛静，尹华群，卢慧，等.神农架保护区典型植被的物种多样性和环境解释[J].林业科学，2013.49（5）：3035.
[2]兰国玉，雷瑞德，安锋，等.秦岭中段华山松群落动态初步研究[J].西北林学院学报，2005，20（3） 4852.
[3]文仕知，宋良友，喻勋林.神农架华山松群落特征研究[J].中南林业科技大学学报，2010，30（4）：9196.
[4]李明阳，巨云为，吴文浩，等.气候变化情景下外来森林病虫害潜在生境动态分析以美国南方松大小蠹为例[J]. 北京林业大学学报，2009.31（4）：6469.
[5]张子一，查玉平，王少明，等.神农架林区华山松大小蠹生物学特性研究[J].中国森林病虫，2015.34（6）：14.
[6]蔡邦华.中国小蠹和蛀干性害虫及其分布特性[J]. 陕西林业科技，1980 （1）：13.
[7]李宽胜.华山松小蠹及其主要虫种——大凝脂小蠹生活习性的初步观察.森林害虫初步研究报告[M].北京：科学出版社，1959：2941.
[8]Byers J A. Host tree chemistry affecting colonization in bark beetles. In R.T. Card and W.J. Bell （eds）[M].Chemical Ecology of Insects. Chapman and Hall， New York， 1995： 154213.
[9]陈辉，袁锋.秦岭华山松大小蠹生态系统与综合治理[M].北京： 中国林业出版社，2000：70.
[10]李成德，李孟楼，黄大庄，等. 森林昆虫学[M].北京：中国林业出版社， 2003：100101.
[11]杨茂生.秦岭森林分类与主伐更新[M].陕西：陕西科学技术出版社， 1994：134-136.
[12]周嘉熹. 西北地区常见小蠹虫为害状[J]. 昆虫知识，1983，37 （3） ： 134 136.
[13]陈辉，唐明，叶红谋，等. 秦岭华山松小蠹生态位研究[J]. 林业科学， 1999， 35（4）：4044.
[14]蒲小娟，陈辉.华山松大小蠹危害与寄主华山松营养物质和抗性成分的关系[J].西北农林科技大学学报（自然科学版）， 2007， 35（3）： 106110.
[15]蔡邦华，萧刚柔.中国森林昆虫[M]. 北京： 中国林业出版社，1980，427 431.
[16]Foesse E， Solbreck Ch. Migration in the bark beetle Ips typographus L.： duration， timing and height of flight[J]. Z. ang. Entomol. 1985，100：4757.
[17]Atkins M D. The effect of rearing temperature on the size and fat content of the Douglasfir beetle[J].Can. Entomol. 1967， 99：181187.
[18]Kinn D N， Perry T J， Guinn F H， Strom B L， Woodring J. Energy reserves of individual southern pine beetles （Coleoptera：Scolytidae） as determined by a modified phosphovanillin spectrophotometric metho[J]d. J. Entomol. Sci. 1994， 29（1）： 152163.
[19] 殷慧芬，黄复生，李兆麟. 中国经济昆虫志（第二十九册，鞘翅目，小蠹科） [M]. 北京： 科学出版社，1984：97.
[20]张谧，熊高明，陈志刚，等.神农架米心水青冈曼青冈群落的地形异质性及其生态影响[J].生态学报，2004，24（12）：26862692。
[21]神农架林区统计局.神农架林区国民经济和社会发展统计公报[EB/OL]. 20150914. http：//www.snj.gov.cn/gov/info/1070/1247.htm
[22]朱兆泉，宋朝枢. 神农架自然保护区科学考察集[M].北京：中国林业出版社，1999：201.
[23]陈瑜，马春森.气候变暖对昆虫影响研究进展.生态学报[J]，2010，30（8）：21592172.
[24]GRAHAMA. The current status of the legume fossil record in the Caribbean region[C]PPHERENDEENP S，DILCHER DL.Advances in legume systematics，Part 4 [M].The fossil records. London： Kew Publishing，1992：161167.
[25]邓刚. 气象因子的变化对黑龙江省森林病虫害影响的研究[D].东北林业大学.2012.
[26]洪承昊，罗刚，刘全芳，等.宜都市马尾松林分布格局及松材线虫潜在风险分析[J].林业科技开发，2014，28（4）：2629。
[27]柏龙，田呈明，洪承昊，等.湖北宜昌松林景观格局对松材线虫流行及扩散的影响[J]. 生态学报，2015，35（24）：81078116.
[28]叶辉.光照、温度对纵坑切梢小蠹起飞行为的影响[J]. 昆虫知识，2000， 37（6）： 342344.
[29]Weber B C. The biology of the ambrosia beetle Xylcxsandrus germanus （Coleoptera： Scolytidae） and its effects on black walnut[J]. Carbondale： Ph D Dissertation， Southern Illinois Univ， l982.
（責任编辑：夏剑萍）
