摘要:自1998年開始,在占地12.75公頃的路易斯安那州新奧爾良市路易斯阿姆斯特郎公園內,采用標記-重新捕獲的的技術,對所有發現的臺灣地下白蟻(等翅目:鼻白蟻科、臺灣乳白蟻)巢群進行了定位與描述。這是第 一次在劃定區域內嘗試描述如此大規模地下白蟻群體的特征。結果表明,通過對13個臺灣乳白蟻巢群的研究,臺灣乳白蟻的平均工蟻體重(2.96—4.54mg)、覓食領域大小(83—1634m2)和木材消耗量(0.6—5.2g木材/監測站/天)。另外,在整個公園內發現了6個黃胸散白蟻的巢群。公園中785棵樹中有251棵被臺灣乳白蟻侵害,侵害率為32%。每個白蟻群的覓食領域在4年內會保持相對穩定,但存在季節性活動的差異,監測站顯示夏季會擴大而冬季會縮小。
關鍵詞:臺灣乳白蟻 黃胸散白蟻 標記-重新捕獲
在近幾十年來,除監控站以外,標記-重新捕獲程序被廣泛用于描述地下白蟻的巢群特征的研究,被研究的白蟻種類有黃胸散白蟻 (Esenther 1980, Grace et al.1989, Su et al. 1993)、R. hesperus Banks(Haagsma and Rust 1995)、Heterotermes aureus(Snyder) (Jones1990)、和臺灣乳白蟻(Lai 1977, Su and Scheffrahn 1988)。能通過使用這種程序研究的重要群體特征包括覓食領域大小、平均工蟻體重、木材的消耗速率及估算覓食工蟻數量。也許,建立監測站和釋放染色白蟻的一個最重要的結果是可以測定指定白蟻群體的覓食領域,尤其是在確定一個地下白蟻巢群是一群共用蟻道的群體時(Su 2001,Su and Scheffrahn 1998)。一旦確定白蟻巢群,那么就能準確評估所選定的殺白蟻劑或餌劑系統的有效性。當進行白蟻防治處理時,蟻群的覓食領域及木材的消耗速度在一定程度上會受到影響,這種現象在監測站中是很顯而易見的,與處理情況相一致。
1998年5月起,在新奧爾良市路易斯阿姆斯特朗公園內,采用多種標記-重新捕獲的技術,對所有發現的臺灣乳白蟻巢群進行了定位、識別和描述,以便進一步對白蟻生活習性和處理進行研究。阿姆斯特朗公園是一個占地面積為12.75公頃的人工城市公園,位于新奧爾良法國區的西北部。公園里主要有四個部分組成,包括Morris FX Jeff 市委禮堂 ,表演藝術的 Mahalia Jackson 劇場,新奧爾良城市污水 及供水局抽水站 和,綜合型大會堂。公園內臺灣乳白蟻危害時間已較長,有文件顯示1973年劇場內的一個舞臺曾發現白蟻活動痕跡(Scott and Scott 1996)。舞臺最初來自Camp Leroy Johnson,,是二戰以后將臺灣乳白蟻從亞洲引入新奧爾良市的幾個軍事基地之一 (La Fage 1987)。
此外,公園內還有3個大的停車場,一個人工湖及車道、人行道、草地和樹木等(圖1)。試驗點完全被城市街道限制。對于這個區域的初步真實情況的調查顯示,該區域內樹木上臺灣乳白蟻廣泛存在。除了Perseverance Hall,公園內其他所有的建筑都是鋼筋水泥結構,只有少量的木結構,樹木及另外一些非結構上的纖維材料就是白蟻群體的主要食物來源。調查的初步目標是(1)確定有多少樹木遭受臺灣乳白蟻的危害;(2)確定目前有多少臺灣乳白蟻群體;(3)描述每個群體的覓食領域;(4)通過木材消耗速度,快速確定每個白蟻群的覓食活動。
樹木的檢查。1998年的4月至5月,公園中的任意一棵樹出現活體臺灣乳白蟻的活動跡象都會被嚴密監測。然后,確定樹的種類和位置。從1998年到2001年8月,每兩個月都會對公園內的所有的樹木進行白蟻活動檢查。
標記-重新捕獲研究。1998年4月,1500多個松木樁(Pinus sp., 1.7 x 3.7 x 32.1cm)埋入草坪、樹蔭地及綠地,貫穿整個公園,大約每隔一米就有一個木樁,以此來尋找任何地下白蟻活動的痕跡。另外,木樁沿水平地面集中安置在有嚴重蟻患的樹木根部附近,這些木樁每個月都會檢查一次,調查白蟻出現的情況。一旦發現木樁上有白蟻活動的跡象,就會用Su和scheffrahh(1986)所闡述說地下監測站替代木樁。每個監測站包括一個體積為3.78升帶一個翻蓋的塑料桶,埋入土里約30cm,底部割去3cm。然后,把36根(-3.5 by-13 cm by -2 mm)或18根(--8 by一13 cm by --3 mm)云杉木稱重后綁在一起放入每個監測站中,并將木樁內的白蟻放入。每個監測站都埋入土壤中,這樣可以阻止任何公園內部干擾的影響。安置之后,監測站每月檢查一次,如果有足夠多的白蟻(>200個)出現或至少一半木板被消耗,整個木塊將更換。在監測場地收集的木板和白蟻會被送回實驗室,并在24小時之內進行處理。小心的把白蟻與木板殘骸分離,最后,工蟻、兵蟻以及其他級別會被一一分開,并用tamashiro等人(1973)描述的方法供養在臨時的容器內。從白蟻中選出子樣品(五組20頭三齡工蟻、一組20頭兵蟻),根據總的重量測出每一品級的個體重量。為保證結果準確性,定期在對子樣品進行評估稱重以后,求工蟻、兵蟻的平均重量。然后,將白蟻放在含有用0.1%尼羅蘭或0.5%中性紅或者0.5%蘇丹紅染色過的濾紙上,一起放在100×15mm陪替氏培養皿中(Fisher Scientific, Pittsburgh, PA)。染上中性紅或蘇丹紅的白蟻很容易與其他的區分開,然而蘇丹紅只能用來識別一個白蟻群體(FST#11)。每個陪替氏培養皿內大約放入2g白蟻保持至少6天,或大部分工蟻吸收了足夠的可見的染料。然后從陪替氏培養皿中取出,再一次稱重并計算數量,放回到原先它們被收集的地下監測站中。在木樁、樹木及釋放位置附近觀察被染色的白蟻,記錄它們出現在監測場地的位置,這樣其群體覓食領域漸漸的就可以確定了。當原先釋放染色白蟻的監測站附近的木樁發現染色的白蟻時,額外增加監測站。在三到四星期后(根據白蟻的活動情況),在指定區域從所有有關聯的地下監測站中收集木塊。把每個地下監測站中再次發現的染色白蟻的數量記錄下來,稱重,再次染色,然后放回到它們原先的地下監測站中。只有從那些含有先前染過色的白蟻的地下監測站中收集的白蟻才會被染色并從新釋放,避免可能在同一區域內出現兩個蟻群,造成結果誤差。少數情況下,在開始對鄰近白蟻群的研究以前,標記-重新捕獲研究會先結束一個白蟻群的研究。同樣,如果兩個蟻群出現在界定區域,那么肯定一個群體染尼羅蘭A,另一個群體染中性紅或蘇丹紅。
覓食區域。通過檢查監測站,帶有相同染色標記的白蟻的木樁及樹木,可以確定每個臺灣乳白蟻群的覓食區域。運用ArcViewGIS veision 3.1 軟件,可以把覓食區域標記在阿姆斯特朗公園航拍地圖上。
木材消耗速率。監測場地收集的被侵蝕的木材,首先把白蟻與木材分離,然后清除木材上的垃圾殘骸等。應用SU和Messenger(2000)的技術測算出1998-2002年的木材的消耗速(損耗像素/監測站/天)。運用給予每個木塊的像素損失量的影像分析方法(1000像素=0.9g木材),來估算一段時間內木材的消耗速率。
統計分析。運用線性回歸模型檢驗白蟻群體特征之間的相互聯系(特征:每個群體的平均工蟻和兵蟻的重量,覓食區域,每年木材消耗速率)(SAS Institute 2000)。每一群體的平均工蟻、兵蟻的重量用ANOVA來分析(Student-Newman-Keuls Method) (SAS Institute 2000)。
結果
經過廣泛、全面的人工勘查,公園有17個科24個樹種,約有32%的出現了被臺灣乳白蟻侵擾和損壞的跡象(表1)。此外每棵樹還有其他白蟻活動的痕跡,像外來的泥土覆蓋在落下枝葉上等,被侵擾的樹在整個公園中分布很廣(圖1)。被侵擾最嚴重的四大樹種包括橡木、baldcypress、紅楓和無花果樹(表1)。只有6個樹種沒有白蟻活動過的痕跡(表2)。
在1998年5月檢查的約1500個木樁中,有100根木樁發現臺灣乳白蟻活動痕跡。與此同時,10根木樁有黃胸散白蟻。地下監測站直接裝在54根有白蟻活動的木樁的位置。1998年5月至1999年5月間,采用三種標記-再捕獲進行研究結果顯示至少存在13個臺灣乳白蟻群(圖2)和6個黃胸散白蟻群。臺灣乳白蟻的覓食區域從不相互重疊,并被不活動的區域分割。兩個黃胸散白蟻的覓食區域是和臺灣乳白蟻的區域重疊的(圖3)。在這兩種情況下,建在臺灣乳白蟻群#1和臺灣乳白蟻群#2的覓食區域內的兩個地下監測站能和每個相應的黃胸散白蟻群季節性分享,因為黃胸散白蟻的活動在冷的月份(12月至次年2月),而臺灣乳白蟻的活動則在一年中其他的時間。
每個被識別的臺灣乳白蟻群的覓食區域基本上是沿著公園周邊及內部有草坪的地方,沿公園邊界種植著大量的樹木(圖1,2)。每個區域都證實與地面監測站活動有聯系,于是從許多樹中再次發現很多染色的個體。在2000年早期鉆好7個76.2mm中心寬的洞且填入松木樁之后,臺灣乳白蟻群#5和#6的活動被發現于水泥停車場,距離最近的監測站約2米。
每一白蟻群的特征包括平均工蟻重量,平均兵蟻重量,覓食區域大小和木材消耗速率(表3)。一段時間的觀察證明,在地下監測站和所有覓食區域的每個群的工蟻和兵蟻在大小上是相似,但是與鄰近群個體大小卻有很大不同(f=84.3, df二207, P<0.001 工蟻; f=91.8, df=207, P<0.001 兵蟻) 。結果表明工蟻和兵蟻的重量表明了一個有顯著的線性相關(f=745.53, df=207, P<0.001),白蟻群中有大型的工蟻就有大型的兵蟻。還有一個重要的線性關系是工蟻重量和覓食區域大小及工蟻重量和木材消耗速率(f=27.47, df=207, P < 0.001)。一般說來,有大型工蟻的白蟻群占據了更大的區域,但是小的工蟻每站每天卻消耗更多的木材。木材消耗速率數值代表一年的木材消耗速率,分析之后發現木材消耗速率在對照試驗中存在變化比較大。覓食區域大小與木材消耗速率之間沒有顯著的關聯(f=0.89,df=661,P=0.3454)。