地面溫濕度對(duì)紅火蟻蟻巢表層內(nèi)工蟻數(shù)量的影響

李 軍，楊召瓊，林妙鳳，李志剛，李麗云，袁宇平，韓詩(shī)疇*，張錦華*

(1.廣東省昆蟲(chóng)研究所，廣東省野生動(dòng)物保護(hù)與利用公共實(shí)驗(yàn)室，廣州 510260;2.廣州市番禺區(qū)氣象局，番禺 511490)

紅火蟻Solenopsis invicta Buren(Red imported fire ant，RIFA)屬膜翅 Hymenoptera、蟻 科Formicidae、家蟻亞科Myrmicinae、火蟻屬Solenopsis(MacKay，1989b)。該蟲(chóng)是一種競(jìng)爭(zhēng)性和適應(yīng)性很強(qiáng)的入侵害蟲(chóng)，不僅取食農(nóng)林植物組織，還捕食土棲動(dòng)物、叮咬家禽家畜，甚至攻擊人類、危害公共衛(wèi)生安全(Allen，2001;曾玲等，2005)。

紅火蟻在我國(guó)作為一種新的入侵害蟲(chóng)(曾玲等，2005)，不像其在原產(chǎn)地可以得到生物因素的制約，因此擴(kuò)散蔓延相對(duì)比較嚴(yán)重。另外，我國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)具有紅火蟻定居和擴(kuò)散危害的良好環(huán)境條件(薛大勇等，2005)。因此，紅火蟻依靠適宜的環(huán)境條件，憑借驚人的繁殖速率和卓越的種群競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)自然擴(kuò)散及人為傳播不斷擴(kuò)大入侵地，其發(fā)生發(fā)展趨勢(shì)必定會(huì)嚴(yán)重威脅我國(guó)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)安全，以至影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

紅火蟻在我國(guó)具有廣泛的適生區(qū)，特別是由于降水、溫度及便利而頻繁的貿(mào)易往來(lái)等因素，南方地區(qū)成了最大的潛在分布區(qū)(薛大勇等，2005)。2004年底廣東首次在吳川發(fā)現(xiàn)紅火蟻分布以來(lái)，深圳、珠海、東莞、惠州、連平、南沙等地已相繼發(fā)現(xiàn)(張潤(rùn)志，2005)，隨著全省普查工作的深入開(kāi)展，在我省紅火蟻的分布區(qū)域的新發(fā)現(xiàn)將會(huì)有所增加，防控紅火蟻的工作也將十分艱巨。本研究通過(guò)對(duì)番禺區(qū)紅火蟻發(fā)生程度的調(diào)查分析，掌握了紅火蟻的危害狀況，為以后的防治工作提供借鑒指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查器具及觀測(cè)儀器設(shè)備

溫濕度定儀(HMI41SET，Vaisala，F(xiàn)inland)、鐵鏟(永康市佳飛工貿(mào)有限公司，永康市)、塑料桶(中山市坦洲鎮(zhèn)漢富塑膠制品廠，中山)、密實(shí)袋(Cleanwrap，韓國(guó))、乙醚(天津市津梅化工有限公司，天津)，鑷子(深圳市福田區(qū)欣奮發(fā)工具儀表行，深圳)，卷尺(廣州白云區(qū)穩(wěn)泰卷尺制品廠，廣州)。

1.2 調(diào)查時(shí)間、地點(diǎn)及方法

本研究于2013年2月-2013年8月選擇晴天在番禺區(qū)東、西、南、北中5個(gè)地理位置不同時(shí)間各取樣300 多個(gè)蟻巢，調(diào)查地生境類型包括公園綠地，公路邊草坪、荒草地等。調(diào)查時(shí)測(cè)量蟻巢大小，記錄地面相對(duì)溫、濕度，并且將所調(diào)查蟻巢挖取10 cm 深度的土樣帶回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行冷凍后對(duì)工蟻數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)時(shí)從樣方中篩選6個(gè)溫度梯度［15.16(＜20 ℃);22.58(20-25 ℃);27.35(25-30 ℃);31.06(30-35 ℃);36.62(35-40 ℃);41.02(40-45 ℃)］條件下所對(duì)應(yīng)的蟻巢各30個(gè)，并分析6個(gè)梯度間紅火蟻工蟻數(shù)量變化與溫、濕度的關(guān)系。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用SPSS13.0 軟件，用單向分析法(Duncan's)對(duì)各樣品間進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，用Pearson Correlation 對(duì)各處理間進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對(duì)紅火蟻蟻巢表層工蟻數(shù)量的影響

本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)番禺區(qū)不同地理位置的紅火蟻蟻巢進(jìn)行調(diào)查，分別記錄不同點(diǎn)不同溫、濕度下紅火蟻蟻巢表層工蟻數(shù)量，從而統(tǒng)計(jì)分析不同環(huán)境條件對(duì)紅火蟻蟻巢表層工蟻數(shù)量變動(dòng)的影響。由圖1 可知，6個(gè)不同溫度梯度紅火蟻工蟻數(shù)量變化不同，在30 ℃以前，工蟻數(shù)量隨著溫度的增加而增加，30 ℃以后便逐漸降低，并且＜20 ℃，35-40 ℃及40-45 ℃溫度梯度的紅火蟻工蟻數(shù)量與20-25 ℃，25-30 ℃及30-35 ℃溫度梯度的工蟻數(shù)量在P＜0.05 水平上差異顯著。

圖1 不同溫度范圍紅火蟻工蟻總體數(shù)量變化Fig.1 The quantity of worker ants from surface of nests under different temperature range

2.2 不同濕度對(duì)紅火蟻蟻巢表層工蟻數(shù)量的影響

為了探明不同地面相對(duì)濕度對(duì)紅火蟻工蟻數(shù)量變化動(dòng)態(tài)的影響，本研究又將6個(gè)溫度梯度的工蟻數(shù)量在不同地面相對(duì)濕度35%(30%-40%)，44%(40%-50%)，54%(50%-60%)，65(60%-70%)，73(70%-80%)，83%(80%-90%)下進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

由圖2 可知，分別在6個(gè)溫度梯度范圍內(nèi)，各種相對(duì)濕度下工蟻的數(shù)量變化基本沒(méi)有固定的規(guī)律，經(jīng)相關(guān)性分析可知，(表1)除了＜20 ℃溫度范圍，其他溫度范圍工蟻數(shù)量與地面相對(duì)濕度均沒(méi)有相關(guān)性，說(shuō)明一定的地面溫度下，工蟻數(shù)量的變化與地面的相對(duì)濕度的相關(guān)性并不是很大。就單個(gè)溫度范圍來(lái)看，在20-25 ℃和30-35 ℃，地面相對(duì)濕度較大的蟻巢工蟻數(shù)量相對(duì)較多。但是在溫度較為適宜的25-30 ℃，濕度大小對(duì)工蟻數(shù)量的影響不明顯。

圖2 不同地面相對(duì)濕度對(duì)紅火蟻工蟻的數(shù)量的影響Fig.2 Effects of humidity on quantity of worker ants from surface layer of nest

表1 各溫度范圍內(nèi)紅火蟻蟻巢表層工蟻數(shù)量與濕度的相關(guān)性Table 1 The correlation between ground relative humidity and the change in quantity of worker ants from surface layer of ant nest under different temperature range

3 結(jié)論與討論

環(huán)境因子與昆蟲(chóng)的發(fā)生發(fā)展及危害狀況有著密切的關(guān)系，其中溫、濕度可以直接影響昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育、生存及繁殖，從而造成有害生物不同的發(fā)生期、發(fā)生量和危害程度。因此在研究分析害蟲(chóng)危害狀況時(shí)，溫度和濕度是兩個(gè)非常重要的指標(biāo)，同時(shí)，兩者的綜合作用對(duì)害蟲(chóng)的種群數(shù)量變動(dòng)影響也比較大。紅火蟻對(duì)溫、濕度相對(duì)比較敏感(Cokendolpher and Francke，1985;Porter and Tschinkel，1987，1993;Cokendolpher and Phillips，1990;Tschinkel，2005)。Allen(2001)認(rèn)為紅火蟻工蟻的最適覓食溫度為22-36 ℃，當(dāng)溫度高于10 ℃時(shí)，工蟻便開(kāi)始覓食，低于7 ℃，高于45 ℃工蟻停止外出覓食;當(dāng)土壤(5 cm)溫度低于5 ℃，高于49 ℃工蟻停止外出覓食。Pinson(1980)發(fā)現(xiàn)紅火蟻隨日常溫度變化在蟻巢里作上下移動(dòng)，遇到寒冷會(huì)進(jìn)入蟻巢深處(Morrill et al.，1978)。

在紅火蟻各蟲(chóng)態(tài)蟲(chóng)中，工蟻對(duì)生態(tài)環(huán)境造成直接損失最大，因此，本研究通過(guò)對(duì)在不同溫、濕度下工蟻發(fā)生數(shù)量的統(tǒng)計(jì)分析，探明紅火蟻對(duì)該地區(qū)的危害程度。由圖1，圖2 可知，番禺區(qū)紅火蟻工蟻數(shù)量變動(dòng)受地面溫度影響較大，20-35 ℃的地面溫度范圍都比較適宜于紅火蟻的生存，因此工蟻數(shù)量較大。根據(jù)研究結(jié)果可知，紅火蟻的工蟻數(shù)量在25-30 ℃的地面溫度范圍里最大，因此該溫度范圍為紅火蟻的最適溫區(qū)。經(jīng)過(guò)地面相對(duì)濕度影響分析顯示，地面相對(duì)濕度對(duì)紅火蟻工蟻數(shù)量的影響相比地面溫度較小。研究發(fā)現(xiàn)，在不適宜的地面溫度范圍，地面相對(duì)濕度對(duì)工蟻數(shù)量變動(dòng)有一定的影響，但是在溫度適宜的范圍，濕度對(duì)工蟻數(shù)量變化的影響比較微弱。本研究由于是在野外實(shí)地采集樣本，進(jìn)行分析，受環(huán)境條件限制，并沒(méi)有采到各個(gè)濕度梯度的蟻巢，有些溫度范圍沒(méi)有相應(yīng)濕度梯度的樣本，比如，在35-40 ℃和40-45 ℃的溫度區(qū)間均未采集到地面相對(duì)濕度60%-70%和70%-80%的蟻巢。從而使得分析受到一定的局限。另外，紅火蟻蟻巢還受大氣溫濕度，土壤溫濕度，以及降水等多種氣象因素影響，因此本研究還需與其他研究相結(jié)合，從而進(jìn)一步掌握在不同環(huán)境條件下紅火蟻種群數(shù)量變化動(dòng)態(tài)。

References)

Allen CR，F(xiàn)orys EA，Rice KG，et al.Effects of fire ants on hatching turtles and prevalence of fire ants on sea turtle nesting beaches in Florida［J］.Florida Entomol.，2001，84:250-253.

Allen CR，F(xiàn)orys EA，Rice KG，et al.Effects of fire ants(Hymenoptera:Formicidae)on hatching turtles and prevalence of fire ants on sea turtle nesting beaches in Florida［J］.Florida Entomol.，2001，84(2):250-253.

Cokendolpher JC，F(xiàn)rancke OF.Temperature preferences of four species of fire ants(Hymenoptera:Formicidae:Solenopsis)［J］.Psyche，1985，92:91-101.

Cokendolpher JC，Phillips Jr.Critical thermal limits and locomotor activity of the red imported fire ant，Solenopsis invicta(Hymenoptera:Formicidae)［J］.Environ.Entomol.，1990，19(4):878-881.

MacKay WP，Vinson SB.A guide to species identification of New World ants(Hymenoptera:Formicidae)［J］.Sociobiology，1989，16:3-47.

Morrill WL，Martin PB，Sheppard DC.Overwinter survival of the red imported fire ant;effects of various habitats and food supply［J］.Environ.Entomol.，1978，7:262-264.

Pinson CK.The temperature regime in the Solenopsis invicta mound and its effect on behavior［D］.M.S.thesis，Texas Tech University，Lubbock，TX.1980.

Porter SD，Tschinkel WR.Foraging in Solenopsis invicta(Hymenoptera:Formicidae):effects of weather and season.Environ.Entomol.，1987，16:802-808.

Tschinkel WR.Nest architecture of the Florida harvester ant，Pogonomyrmex badius［J］.J.Insect Sci.，2005，5:10.

Xue DY，Li HM，Han HX，et al.A prediction of potential distribution area of Solenopsis invictain China［J］.Chinese Bulletin of Entomology，2005，42(1):57-60［薛大勇，李紅梅，韓紅香，等.紅火蟻在中國(guó)的分布區(qū)預(yù)測(cè)［J］.昆蟲(chóng)知識(shí)，2005，42(1):57-60］

Zeng L，Lu YY，He XF，et al.Identification of red imported fire ant Solenopsis invicta to invade mainland China and infestation in Wuchuan，Guangdong［J］.Chinese Bulletin of Entomology，2005，42(2):144-148.［曾玲，陸永躍，何曉芳，等.入侵中國(guó)大陸的紅火蟻的鑒定及發(fā)生為害調(diào)查［J］.昆蟲(chóng)知識(shí)，2005，42(2):144-148］

Zhang RZ，Ren L，Liu N.An introduction and strict precautions against red imported fire ant，Solenopsis invicta，for its potential invasion to the mainland of China［J］.Chinese Bulletin of Entomology，2005，42(1):6-10［張潤(rùn)志，任立，劉寧.嚴(yán)防危險(xiǎn)性害蟲(chóng)紅火蟻入侵［J］.昆蟲(chóng)知識(shí)，2005，42(1):6-10.］