香蕉園內紅火蟻種群時序動態規律研究

周愛明，王 正，曾 玲，陸永躍

(華南農業大學紅火蟻研究中心，廣州 510642)

紅火蟻Solenopsis invicta Buren屬于膜翅目Hymenoptera、蟻科 Formicidae、切葉蟻亞科 Mymicinae、火蟻屬Solenopsis，是一種重大的危險性害蟲(Vision，1997)。對入侵區農業生產、生態系統及人身健康具有重大的影響。紅火蟻通過直接取食植物種子、果實、幼芽、嫩莖和根部，對農作物的產量產生影響，對農業生產帶來危害 (Stewart，1991;Jetter，2002)。紅火蟻自2003年入侵我國臺灣后，在廣東吳川、廣州、深圳、東莞、惠州、廣西北海、南寧、湖南張家界和福建龍巖等地區相繼被發現 (曾玲等，2005;張潤志等，2005)。國外對紅火蟻的研究較早，有關紅火蟻生物學、生態學、種群動態規律等方面的研究已有報道(Markin，1973;Horton，1974;Tschinkel，1992;Porter，1998;Adams，2001)。我國對紅火蟻的研究近幾年才開始，紅火蟻在中國的適生性分布、有效的化學防治方法、入侵對生態造成的威脅以及對生物群落的影響相繼得到了研究 (杜予州等，2007;沈鵬等，2007;楊佳后等，2009;黃可輝，2010;張慶等，2010;席銀寶等，2010;吳碧球等，2010)。然而，在特定環境內研究紅火蟻種群的時序動態規律并不多見。研究紅火蟻種群在華南地區典型生態環境中的動態規律、種群的發展與環境因子的關系，對有效的防控紅火蟻具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地生境情況

試驗在廣東省廣州市華南農業大學 (增城)教學科研基地香蕉園進行。實驗地地理位置為東經113.63°，北緯23.24°，海拔76 m。增城市年平均氣溫21.6℃，年降雨量2278 mm，屬于亞熱帶海洋季風氣候。該園占地8畝，屬新建香蕉園，受外界環境影響較小。香蕉株行距5m，通風透光好。香蕉園長120 m、寬4.5 m。該香蕉園平均分成6個小區。香蕉地雜草覆蓋度在70%左右，各區小氣候，土質等生態環境基本一致。根據調查，該香蕉園的紅火蟻為多蟻后型。

1.2 試驗方法

1.2.1 紅火蟻的年變化動態的調查方法

調查時間為2007年12月到2008年11月。每月中旬調查1次，每個小區內設置誘集點2個，兩個誘集點間隔10 m。采用誘餌法調查紅火蟻工蟻數量。將火腿腸片放入容積為50 mL的透明塑料瓶中，橫放于地表，讓瓶口靠近地面。放置誘餌的時間一般是晴天的10點左右螞蟻活動活躍的時段。每個誘集點按照正方形四個角設置4個誘瓶。放置30 min左右收回，取出其中的螞蟻放入75%酒精中，并標記，帶回實驗室鑒定種類、記錄數量。

1.2.2 紅火蟻的日變化動態的調查方法

調查時間為2008年的1月、4月、7月和10月。試驗在每個月中旬晴朗的天氣進行，從7∶00到19∶00每2 h調查1次，誘集方法同1.2.1，誘瓶放置30 min后取回并收集、記錄誘瓶中工蟻數量。

1.2.3 紅火蟻活動蟻巢數的調查方法

調查時間為2007年11月到2008年10月。選擇每個月中旬的晴朗的上午，記錄每個小區的活動蟻巢數。活動蟻巢判定方法為:若蟻巢受干擾后60 s有3頭以上紅火蟻爬出，則判定為活動蟻巢。在每個記錄過的蟻巢上插上小紅旗進行標記以便下次觀察。

1.2.4 紅火蟻蟻巢體積的測量方法

調查時間為2007年11月到2008年10月。每次調查都在晴朗的上午進行，選取發育良好且未受破壞的活動蟻丘，用直尺測量其大小 (長、寬、高)。每月中旬記錄一次。蟻丘體積的計算方法如下:蟻丘體積 (V)=(2/3)∏a*b*c，式中a為蟻丘長度的一半，b為蟻丘寬度的一半，c為蟻丘的高度 (Porter，1992)。

1.2.5 蟻群結構的調查方法

調查時間:2008年1月、4月、7月及10月。應用取樣器抽取樣品調查蟻群結構。每個小區調查1個蟻巢。在晴朗的天氣，選取發育良好的且未受破壞的活動蟻丘，迅速取樣，放入塑料大桶內，完成后在大桶頂部內緣涂上滑石粉，以防止紅火蟻逃出。紅火蟻數量采用以下方法進行統計:將取樣的土壤粉碎、完全混勻后迅速抽取重約200 g土樣裝入密封盒中，重復抽取5次。記錄各土樣中的紅火蟻各品級數量。

2 結果與分析

2.1 香蕉園紅火蟻年發生動態

由圖1可知，香蕉園內紅火蟻活動性的波動比較大，12及1月份紅火蟻覓食活動較弱，誘集到的工蟻數也較少，能誘集到工蟻數量均不超過100頭/誘瓶，2～4月隨著氣溫的回升，誘集的紅火蟻數量也逐漸增多。5月份，紅火蟻覓食活動達到一個高峰期，每個誘餌能誘到的工蟻數量在350頭以上，之后誘到的數量逐漸減少，8～9月份誘集量增加緩慢，9月后誘集量迅速增加，至10月份紅火蟻覓食活動達到全年的第二個高峰，每個誘餌誘到的工蟻數量為325.2頭。之后誘集量又開始減少。

圖1 香蕉園紅火蟻年發生動態Fig.1 Aunual dynamic offire ants in banana plantation

2.2 香蕉園紅火蟻日發生動態

1月份，紅火蟻全天的活動性都較弱，一天的每個時段誘集到的工蟻數量均不超過60頭/誘瓶，7∶00～9∶00誘集到的數量最少，為22.2頭/誘瓶。4月份，一天的每個時段誘集的工蟻數量均超過200頭/誘瓶，13∶00～15∶00誘集的工蟻數量最多，為348.3頭/誘瓶，其次為 9:00～11∶00，為312.5頭/誘瓶。7月份，7∶00～9∶00誘集到的數量最多，為381.2頭/誘瓶，之后誘集的工蟻數量隨著氣溫的升高而減少，13∶00～15∶00誘到的數量最少，之后誘集數量又緩慢回升。10月份，紅火蟻有兩個覓食高峰時段，在9∶00～11∶00誘集到的數量最多，為317.6頭，第二個高峰時段在15∶00～17∶00，誘集到308.4頭。如圖2所示。

2.3 香蕉園紅火蟻活動蟻巢消長動態

由圖3可知，11月至次年2月，香蕉園活動蟻巢數量變化緩慢，總體上呈下降的趨勢，每個月份蟻巢數都在10個以下，3月份開始，活動蟻巢數開始迅速增加，到6月份活動蟻巢數量達到全年的高峰，為29個。之后開始逐漸減退，至10月份，活動蟻巢數為17個。

圖2 香蕉園紅火蟻日發生動態Fig.2 Daily dynamic of fire ants in banana plantation

圖3 香蕉園紅火蟻活動巢數年動態Fig.3 Aunual dynamic of active mounds in banana plantation

2.4 香蕉園紅火蟻蟻巢體積消漲動態

由圖4可知，從2007年11月至2008年9月份，蟻巢體積一直保持增大的趨勢，11月至次年2月蟻巢體積增長緩慢，2月之后蟻巢體積開始增大，特別是從4月份到9月份，蟻巢體積增長很快，最大值為2836.68 cm3，之后蟻巢體積有所減少。

圖4 香蕉園紅火蟻蟻巢體積的變化Fig.4 Aunual dynamic of mound volume in banana plantation

2.5 香蕉園紅火蟻蟻群結構動態

2.5.1 各品級紅火蟻數量動態

由圖5可知，隨著季節的變化，紅火蟻蟻群中各品級數量也隨之變化。在200克土樣中，1月份蟻群中小型工蟻數量最少，4月份達到最大值，為1557頭。7月份和10月份分別為805頭和1081頭。大型工蟻、工蟻蛹和工蟻幼蟲與小型工蟻表現出相同的變化趨勢，都是1月份最少，不同的是工蟻蛹最大值出現在10月，而小型工蟻、工蟻幼蟲和大型工蟻最大值出現在4月。在4個月份調查到的蟻后、有翅雌蟻、有翅雄蟻、有翅蟻蛹和有翅蟻幼蟲數量都較少。7月份在200克土樣中調查到有翅雌蟻和有翅蟻蛹都只有5.67頭、有翅蟻幼蟲8.33頭。4月份調查到了1頭蟻后，其余月份均沒有調查到。總體上紅火蟻工蟻數量在春、秋季較大，而在冬季數量最少。其它品級也有類似的變化規律。

圖5 香蕉園紅火蟻蟻群季節動態Fig.5 Seasonal dynamic about composition of fire ant in banana plantation

2.5.2 各品級紅火蟻所占蟻群比例

由圖6可知，在1月、4月、7月和10月，都是小型工蟻占蟻群的比例最大，分別為69.13%、53.27%、63.82%和45.73%。其次為工蟻幼蟲，分別為17.48%、26.11%、23.86%和18.0%。工蟻蛹所占比例分別為11.79%、18.54%、9.67%和34.95%。其它品級占蟻群比例較小。工蟻蛹在10月占蟻群比例最大，而工蟻幼蟲在4月占蟻群比例最大。從1月至4月，調查到的小型工蟻數量增多了，但其占蟻群的比例卻減少了，從7月至10月也有類似的變化。

圖6 各品級所占蟻群比例動態Fig.6 Seasonal percent dynamic of all types fire ants in banana plantation

3 結論與討論

紅火蟻種群的時序動態規律是紅火蟻研究中的基礎內容之一，國外已給予了很多關注。當紅火蟻入侵到新的區域之后，其種群動態規律及與環境間的關系應該首先得到研究。本文研究了紅火蟻入侵香蕉園后其種群的年動態、日動態、蟻巢數量和體積的消張規律以及蟻群結構的季節性動態。研究結果表明，香蕉園紅火蟻工蟻數量全年的波動都較大，香蕉園內紅火蟻覓食活動有兩個高峰，分別出現在5月和10月。紅火蟻在一天之中隨溫度的升高，覓食活動增強，但在某個時段溫度太高，不利于其出巢覓食。在春秋季節的9∶00～11∶00 和 13∶00 ～15∶00、冬季的 13∶00 ～15∶00及夏季的 7∶00 ～9∶00 和 17∶00 ～19∶00，這些時段較適宜其覓食。有研究表明地表溫度是紅火蟻活動與覓食的重要限制因子。土壤溫度過高對螞蟻的覓食活動有著負面的影響。地下2cm處的溫度是判斷紅火蟻覓食活動程度的標準。紅火蟻工蟻在10～42℃之間都會有覓食活動，但當蟻道內的溫度介于21～36℃之間時，覓食活動最活躍(Porter and Tschinkel，1987)。本研究也證實在香蕉園內紅火蟻覓食活動隨溫度變化而產生季節性波動。冬季覓食活動最弱，春季隨溫度回升覓食活動加強，而夏季正午溫度較高，抑制了其覓食行為，早晚活動較強。秋季的10月份溫度較適宜其覓食，為全年覓食活動的盛期。香蕉園內活動蟻巢數最大值出現在6月，之后開始逐漸減少。調查中發現，4至6月份降雨頻繁，這段時間香蕉園內新增的蟻巢較多，有些舊蟻巢周圍出現了新的蟻巢。有研究也證實持續性降雨可促進蟻巢遷移、分巢以及蟻巢數量的迅速增加 (趙瑾等，2009)。蟻巢體積從4月份開始迅速增大，這可能與4月至9月份降雨量有關。在調查中發現，每次降雨之后，蟻巢基部面積和蟻巢高度都有增加，特別是蟻巢高度增長顯著。對蟻群結構的季節性動態研究表明，紅火蟻各品級數量隨季節波動較大，春秋季節數量較大，冬季蟻群數量明顯減少。從比例上也可看出小型工蟻、工蟻幼蟲和工蟻蛹在每個季節所占比例都較大，而其它品級所占比例較小。

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