一种降低食叶害虫危害的混交林营造方法

1.本发明涉及混交造林技术领域，更具体的说是涉及一种降低食叶害虫危害的混交林营造方法。


背景技术：

2.我国是世界上人工林面积最大的国家，人工林不仅具有很高的经济价值，也具有极为重要的生态服务功能，是解决我国“木材安全、生态安全、绿色发展、山区经济”等重大问题的关键所在。然而，近年来，大面积人工林受到食叶害虫的严重危害。不仅造成严重的经济损失，还给森林生态系统结构和功能优化带来严重威胁。长期以来，树种多样性一直被视为食叶害虫危害的关键驱动因素，据此，为提高树种多样性，营造混交林通常被用作提高人工林食叶害虫防治能力，实现害虫可持续管理的关键性操作。
3.但是，实践证明，树种多样性的增加不仅可能降低食叶害虫危害(castagneyrol et al.,2014)，也可能会加重危害(haase et al.,2015；schuldt etal.,2015)，或者对其没有影响(rosado-sanchez et al.,2018)。简单来说，虽然通过营造混交林来降低食叶害虫危害是人们公认的可行方向，但实践中混交林并不一定能够降低危害，有的甚至加重了危害；迄今为止，还没有一种统一、稳定的方法可用来指导人们如何营造混交林，才能有效降低食叶害虫的危害。
4.因此，如何提供一种统一、稳定的降低食叶害虫危害的混交林营造方法是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种降低食叶害虫危害的混交林营造方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种降低食叶害虫危害的混交林营造方法，包括如下步骤：
8.(1)主要造林树种的确定：在当地适生树种中选定主要树种；
9.(2)确定主要树种的主要食叶害虫种类；
10.(3)非寄主伴生树种的选择：
①
：在测试叶片中选定非寄主伴生树种的选择范围；
②
：在步骤
①
范围中选择可以和主要树种形成复层林层结构的伴生树种；
③
：根据非寄主伴生树种对食叶害虫的引诱程度和引诱等级对步骤
②
确定的伴生树种进行排序；
④
：检测主要树种和步骤
③
中排序的非寄主伴生树种的挥发物的主要成分，剔除挥发物显著不同于主要树种的伴生树种，按由低到高等级，选择1-2种树种，确定为非寄主伴生树种；
11.(4)根据实际环境造林：景观尺度上，造林区域和虫害严重区域之间营造非寄主伴生树种的林分隔离带；林分尺度上，选非寄主伴生树种与主要树种混交造林。
12.上述步骤(3)非寄主伴生树种选择的有益效果为：确定合适的非寄主伴生树种，其一，降低远距离的害虫向林分迁移。其二，复层林层可提高寄主与非寄主植物气味的混合程度，进一步干扰害虫的寄主寻找。其三，剔除挥发物显著不同于主要树种的伴生树种，可有
效避免非寄主对害虫毫无干扰的情况。
13.上述步骤(3)中
④
按照由低到高选择1-2种树种，确定为非寄主伴生树种其有益效果为：非寄主伴生树种只有在远距离时才吸引害虫；非寄主的吸引力越强，越能够吸引更多的害虫到附近，当害虫距离寄主和非寄主比较近时，寄主的吸引力远超非寄主，此时害虫会向寄主集中。也就是说，吸引力强的非寄主会帮助寄主吸引更多的害虫到附近，而害虫靠近后，又会被寄主吸引走，从而加重寄主危害。所以选用引诱等级/程度低的非寄主伴生树种。
14.优选地，上述混交林营造方法，还包括步骤(5)：提高灌木层植物多样性，增加林分结构的复杂度。
15.优选地，步骤(1)中主要树种选择1-2种。
16.优选地，步骤(2)中选择主要树种上密度最高的1-2种食叶害虫，通过主要树种的叶片，对食叶害虫进行饲养，如幼虫正常取食无异常，确定其为主要食叶害虫种类；主要食叶害虫为1-2种。
17.优选地，步骤(2)中通过主要树种的叶片，对食叶害虫进行单头饲养，饲养时间为24h，饲养温度为24℃，湿度为55％。
18.优选地，步骤
①
的选定标准为：只采用测试树种叶片和主要树种叶片进行试验，主要食叶害虫幼虫只吃主要树种叶片，不吃测试树种叶片，并且采用测试树种叶片饲养幼虫无法成活，以该标准确定非寄主伴生树种的选择范围。
19.优选地，步骤
②
复层林层结构为：林层树高差别大于20％；下层林树种的耐阴性应高于上层林；成林后能够稳定存活，生长表现良好。
20.上述操作的有益效果为：形成一定的高度差，能够增强树冠间的空气湍流强度，提高寄主与非寄主气味混合程度，有效干扰害虫的寄主寻找。
21.优选地，步骤
③
引诱程度通过如下方法确定：使用风洞进行检测，在风洞上风向分别放置不同伴生树种的新鲜叶片作为单一气味源，在下风向释放主要食叶害虫的已交配雌成虫，观察并记录雌成虫5min内的嗅觉反应，计算雌成虫起飞寻找气味源的比例，明确各树种气味对食叶害虫的引诱程度。
22.优选地，步骤
③
引诱等级通过如下方法确定：将不同伴生树种的新鲜叶片作为气味源，置于y型嗅觉仪的两臂，将食叶害虫雌成虫单头接到y型嗅觉仪出气口端部，观察5min内经过y型叉口进入某一臂或者没有选择未进入任何一臂的情况，每测试5头交换1次气味源位置，气味源每两两之间测试30头，分别比较不同树种气味源两两之间的差异，确定不同树种气味对食叶害虫的引诱等级。
23.上述操作的有益效果为：两种植物在单独检测时，他们对一种害虫的引诱程度可能相同；但当两种植物放在一起检测时(如y型管)，害虫可能表现出偏好等级。引诱等级相同时，引诱程度也可能有差异，因此通过引诱程度和引诱等级双重方法使非寄主伴生树种的选择更加准确。
24.优选地，步骤
④
中挥发物显著不同的标准为：非寄主伴生树种与主要树种叶片挥发物中含量最高的前5种成分，如果没有重叠，则视为显著不同。
25.优选地，步骤(4)景观尺度上，林分隔离带的宽度为30-50米；林分尺度上，选择主要树种与1-2种非寄主伴生树种混交造林，混交方式为株间混交，主要树种和非寄主伴生树种混交比例为2:1或1:1。
26.优选的，步骤(5)通过保留林分内密度最高的3-5种灌木层植物，来提高灌木层植物多样性，增加林分结构的复杂度。
27.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
28.(1)食叶害虫的危害不仅造成严重的经济损失，还给森林生态系统结构和功能优化带来严重威胁。此处提供了一种统一、稳定的方法，可用来指导人们营造混交林，通过调节树种组合、树种比例、林层结构及林下植被等要素来有效降低食叶害虫的危害。不仅能够提高人工林的经济价值，也能使其充分发挥生态服务功能。可有效推进我国“木材安全、生态安全、绿色发展、山区经济”等重大问题的向好发展。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
30.图1附图为本发明景观尺度和林分尺度示意图；
31.图2附图为本发明主要树种与伴生树种株间混交示意图。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.实施例1
34.(1)根据当地条件，选定适生的主要造林树种。
35.(2)确定主要树种的主要食叶害虫种类：选择树上密度最高的1-2种幼虫为主要食叶害虫。再通过无选择饲养实验确认主要食叶害虫对寄主树种的接受性，即在饲养盒中放入主要树种的叶片，对主要食叶害虫进行单头饲养24小时，温度24℃，湿度55％，30个重复，如幼虫正常取食无异常，则可确认其为主要食叶害虫种类。
36.(3)根据主要食叶害虫种类，在当地适生的其它树种中，选定非寄主伴生树种：
①
：将测试叶片中和主要树种叶片，同时放入饲养盒中，幼虫仅吃主要树种叶片，不吃测试树种叶片，且使用测试树种叶片对幼虫进行无选择饲养实验，幼虫无法存活，进而选定非寄主伴生树种的选择范围；
②
：在步骤
①
范围中选择可以与主要树种林层树高差别大于20％，且下层林树种的耐阴性应高于上层林；成林后能够稳定存活，生长表现良好的树种；
③
：根据非寄主伴生树种对食叶害虫的引诱程度和引诱等级对步骤
②
确定的树种进行排序；
④
：检测主要树种和步骤
③
中排序的非寄主伴生树种的挥发物的主要成分，剔除非寄主伴生树种与主要树种叶片挥发物中含量最高的前5种成分，没有重叠的非寄主伴生树种，然后将树种按由低到高等级，优先选择引诱程度和等级低的树种，如果此树种造林难度大或成本较高，则再选用高一级的树种，以此为标准选择1-2种树种，确定为非寄主伴生树种；
37.引诱程度检测：使用2m
×
0.6m
×
0.6m的风洞进行检测，设置风速0.25m/s，温度24
℃，湿度55％，在风洞中上风向分别放置不同伴生树种的新鲜叶片作为单一气味源，在下风向释放主要食叶害虫的已交配雌成虫，检测食叶害虫雌成虫对不同树种的趋向行为，观察并记录雌成虫5min内的嗅觉反应，计算雌成虫起飞寻找气味源的比例，明确各树种气味对食叶害虫的引诱程度。
38.引诱等级检测：使用y型嗅觉仪测试雌成虫对不同树种气味的嗅觉反应，将不同伴生树种的新鲜叶片作为气味源，置于y型嗅觉仪的两臂，y型管两臂风速设置为0.15m/s，将食叶害虫雌成虫单头接到嗅觉仪出气口端部，观察其行为(5min内经过y型叉口进入某一臂或者没有选择未进入任何一臂)。每测试5头交换1次气味源位置，气味源每两两之间测试30头，分别比较不同树种气味源两两之间的差异，确定不同树种气味对食叶害虫的引诱等级并由低到高进行排序。
39.挥发物成分检测：使用气相色谱/质谱联用仪(如5977b-7890b,agilent technologies,usa)，采用顶空固相微萃取-气质联用法(hs-spme-gc-ms)检测不同树种叶片挥发物主要成分。如果非寄主伴生树种叶片的挥发物成分与寄主树种的挥发物成分显著不同，即含量最高的前5种主要成分不重叠，则不能将此树种作为伴生树种。
40.(4)根据实际环境进行造林
41.在河南地区，步骤(1)确定的主要树种为栓皮栎(quercus variabilisbl.)，步骤(3)确定的非寄主伴生树种为侧柏。
42.景观尺度上，在造林区域和虫害严重区域中间营造非寄主树种的林分隔离带，隔离带宽度为30-50米；林分尺度上，选用侧柏作为非寄主伴生树种与栓皮栎混交造林，景观尺度和林分尺度示意图如图1附图所示；采用株间混交，栓皮栎和侧柏的比例为1:1,如图2附图(右)所示。
43.(5)后期管理过程中，适当保留灌木层：通过保留林分内密度最高的3-5种灌木层植物，来提高灌木层植物多样性，增加林分结构的复杂度。
44.实施例2
45.在河南地区，步骤(1)确定的主要树种为栓皮栎(quercus variabilisbl.)，步骤(3)确定的非寄主伴生树种为油松；采用株间混交，栓皮栎和油松的比例为1:1。
46.其余步骤同实施例1。
47.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
48.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种降低食叶害虫危害的混交林营造方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)主要树种的确定：在当地适生树种中选定主要树种；(2)确定主要树种的主要食叶害虫种类；(3)非寄主伴生树种的选择：
①
：选定非寄主伴生树种的选择范围；
②
：在步骤
①
范围中选择可以和主要树种形成复层林层结构的伴生树种；
③
：根据非寄主伴生树种对食叶害虫的引诱程度和引诱等级对步骤
②
确定的伴生树种进行排序；
④
：检测主要树种和步骤
③
中排序的非寄主伴生树种的挥发物的主要成分，剔除挥发物显著不同于主要树种的伴生树种，按由低到高等级，选择1-2种树种，确定为非寄主伴生树种；(4)根据实际环境造林：景观尺度上，造林区域和虫害严重区域之间营造非寄主伴生树种的林分隔离带；林分尺度上，选非寄主伴生树种与主要树种混交造林。2.根据权利要求1所述的混交林营造方法，其特征在于，还包括步骤(5)提高灌木层植物多样性，增加林分结构的复杂度。3.根据权利要求1或2任一所述的混交林营造方法，其特征在于，步骤(1)中主要树种选择1-2种。4.根据权利要求2所述的混交林营造方法，其特征在于，步骤(2)中选择主要树种上密度最高的1-2种食叶害虫，通过主要树种的叶片，对食叶害虫进行饲养，如幼虫正常取食无异常，确定其为主要食叶害虫种类；主要食叶害虫为1-2种。5.根据权利要求1或2任一所述的混交林营造方法，其特征在于，步骤
①
的选定标准为：采用测试树种叶片和主要树种叶片进行试验，主要食叶害虫幼虫只吃主要树种叶片，不吃测试树种叶片，并且采用测试树种叶片饲养幼虫无法成活，以该标准确定非寄主伴生树种的选择范围。6.根据权利要求5所述的混交林营造方法，其特征在于，步骤
②
复层林层结构为：林层树高差别大于20％；下层林树种的耐阴性应高于上层林；成林后能够稳定存活，生长表现良好。7.根据权利要求1或2任一所述的混交林营造方法，其特征在于，步骤
③
引诱程度通过如下方法确定：使用风洞进行检测，在风洞上风向分别放置不同伴生树种的新鲜叶片作为单一气味源，在下风向释放主要食叶害虫的已交配雌成虫，观察并记录雌成虫5min内的嗅觉反应，计算雌成虫起飞寻找气味源的比例，明确各树种气味对食叶害虫的引诱程度。8.根据权利要求1或2任一所述的混交林营造方法，其特征在于，步骤
③
引诱等级通过如下方法确定：将不同伴生树种的新鲜叶片作为气味源，置于y型嗅觉仪的两臂，将食叶害虫雌成虫单头接到y型嗅觉仪出气口端部，观察5min内经过y型叉口进入某一臂或者没有选择未进入任何一臂的情况，每测试5头交换1次气味源位置，气味源每两两之间测试30头，分别比较不同树种气味源两两之间的差异，确定不同树种气味对食叶害虫的引诱等级。9.根据权利要求1或2任一所述的混交林营造方法，其特征在于，步骤
④
中挥发物显著不同的标准为：非寄主伴生树种与主要树种叶片挥发物中含量最高的前5种成分，如果没有重叠，则视为显著不同。10.根据权利要求1或2任一所述的混交林营造方法，其特征在于，步骤(4)景观尺度上，林分隔离带的宽度为30-50米；林分尺度上，选择主要树种与1-2种非寄主伴生树种混交造林，混交方式为株间混交，主要树种和非寄主伴生树种混交比例为2:1或1:1。

技术总结
本发明公开了一种降低食叶害虫危害的混交林营造方法。属于混交造林技术领域。包括如下步骤：(1)主要树种的确定；(2)主要食叶害虫的确定；(3)非寄主伴生树种的选择，采用双向选择实验选择非寄主树种，并确保该树种可以和主要树种形成复层林层结构，然后根据对食叶害虫的引诱程度和引诱等级确定非寄主伴生树种，剔除挥发物显著不同于主要树种的伴生树种，最终选择1-2种树种确定为非寄主伴生树种；(4)根据实际环境造林。本发明对非寄主伴生树种进行了精细化选择，确定非寄主伴生树种的确定方法，并确定适宜了栽种方式和比例，有效降低食叶害虫的危害，为食叶害虫的防治提供了技术支持。为食叶害虫的防治提供了技术支持。为食叶害虫的防治提供了技术支持。


技术研发人员：邵新亮 张琴 刘玉辉 冯志培 赵佳宝 程珂 于东立 郭韶鑫
受保护的技术使用者：周口师范学院
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/8/13