路易斯安那州新奥尔良市路易斯阿姆斯特朗公园内台湾乳白蚁（等翅目：鼻白蚁科）的种群特征和季节活动性

摘要：自1998年开始，在占地12.75公顷的路易斯安那州新奥尔良市路易斯阿姆斯特郎公园内，采用标记－重新捕获的的技术，对所有发现的台湾地下白蚁（等翅目：鼻白蚁科、台湾乳白蚁）巢群进行了定位与描述。这是第 一次在划定区域内尝试描述如此大规模地下白蚁群体的特征。结果表明，通过对13个台湾乳白蚁巢群的研究，台湾乳白蚁的平均工蚁体重（2.96—4.54mg）、觅食领域大小（83—1634m2）和木材消耗量（0.6—5.2g木材/监测站/天）。另外，在整个公园内发现了6个黄胸散白蚁的巢群。公园中785棵树中有251棵被台湾乳白蚁侵害，侵害率为32%。每个白蚁群的觅食领域在4年内会保持相对稳定，但存在季节性活动的差异，监测站显示夏季会扩大而冬季会缩小。
    关键词：台湾乳白蚁 黄胸散白蚁 标记－重新捕获
    在近几十年来，除监控站以外，标记－重新捕获程序被广泛用于描述地下白蚁的巢群特征的研究，被研究的白蚁种类有黄胸散白蚁 (Esenther 1980, Grace et al.1989, Su et al. 1993)、R.　hesperus Banks(Haagsma and Rust 1995)、Heterotermes aureus(Snyder) (Jones1990)、和台湾乳白蚁(Lai 1977, Su and Scheffrahn 1988)。能通过使用这种程序研究的重要群体特征包括觅食领域大小、平均工蚁体重、木材的消耗速率及估算觅食工蚁数量。也许，建立监测站和释放染色白蚁的一个最重要的结果是可以测定指定白蚁群体的觅食领域，尤其是在确定一个地下白蚁巢群是一群共用蚁道的群体时(Su 2001，Su and Scheffrahn 1998)。一旦确定白蚁巢群，那么就能准确评估所选定的杀白蚁剂或饵剂系统的有效性。当进行白蚁防治处理时，蚁群的觅食领域及木材的消耗速度在一定程度上会受到影响，这种现象在监测站中是很显而易见的，与处理情况相一致。
    1998年5月起，在新奥尔良市路易斯阿姆斯特朗公园内，采用多种标记－重新捕获的技术，对所有发现的台湾乳白蚁巢群进行了定位、识别和描述，以便进一步对白蚁生活习性和处理进行研究。阿姆斯特朗公园是一个占地面积为12.75公顷的人工城市公园，位于新奥尔良法国区的西北部。公园里主要有四个部分组成，包括Morris FX Jeff 市委礼堂 ,表演艺术的 Mahalia Jackson 剧场，新奥尔良城市污水 及供水局抽水站 和,综合型大会堂。公园内台湾乳白蚁危害时间已较长，有文件显示1973年剧场内的一个舞台曾发现白蚁活动痕迹(Scott and Scott 1996)。舞台最初来自Camp Leroy Johnson,，是二战以后将台湾乳白蚁从亚洲引入新奥尔良市的几个军事基地之一 (La Fage 1987)。
    此外，公园内还有3个大的停车场，一个人工湖及车道、人行道、草地和树木等(图1)。试验点完全被城市街道限制。对于这个区域的初步真实情况的调查显示，该区域内树木上台湾乳白蚁广泛存在。除了Perseverance Hall，公园内其他所有的建筑都是钢筋水泥结构，只有少量的木结构，树木及另外一些非结构上的纤维材料就是白蚁群体的主要食物来源。调查的初步目标是（1）确定有多少树木遭受台湾乳白蚁的危害；（2）确定目前有多少台湾乳白蚁群体；（3）描述每个群体的觅食领域；（4）通过木材消耗速度，快速确定每个白蚁群的觅食活动。
 
    树木的检查。1998年的4月至5月，公园中的任意一棵树出现活体台湾乳白蚁的活动迹象都会被严密监测。然后，确定树的种类和位置。从1998年到2001年8月，每两个月都会对公园内的所有的树木进行白蚁活动检查。
    标记－重新捕获研究。1998年4月，1500多个松木桩(Pinus sp., 1.7 x 3.7 x 32.1cm)埋入草坪、树荫地及绿地，贯穿整个公园，大约每隔一米就有一个木桩，以此来寻找任何地下白蚁活动的痕迹。另外，木桩沿水平地面集中安置在有严重蚁患的树木根部附近，这些木桩每个月都会检查一次，调查白蚁出现的情况。一旦发现木桩上有白蚁活动的迹象，就会用Su和scheffrahh(1986)所阐述说地下监测站替代木桩。每个监测站包括一个体积为3.78升带一个翻盖的塑料桶，埋入土里约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)云杉木称重后绑在一起放入每个监测站中，并将木桩内的白蚁放入。每个监测站都埋入土壤中，这样可以阻止任何公园内部干扰的影响。安置之后，监测站每月检查一次，如果有足够多的白蚁（>200个）出现或至少一半木板被消耗，整个木块将更换。在监测场地收集的木板和白蚁会被送回实验室，并在24小时之内进行处理。小心的把白蚁与木板残骸分离，最后，工蚁、兵蚁以及其他级别会被一一分开，并用tamashiro等人(1973)描述的方法供养在临时的容器内。从白蚁中选出子样品（五组20头三龄工蚁、一组20头兵蚁），根据总的重量测出每一品级的个体重量。为保证结果准确性，定期在对子样品进行评估称重以后，求工蚁、兵蚁的平均重量。然后，将白蚁放在含有用0.1%尼罗兰或0.5%中性红或者0.5%苏丹红染色过的滤纸上，一起放在100×15mm陪替氏培养皿中(Fisher Scientific, Pittsburgh, PA)。染上中性红或苏丹红的白蚁很容易与其他的区分开，然而苏丹红只能用来识别一个白蚁群体(FST#11)。每个陪替氏培养皿内大约放入2g白蚁保持至少6天，或大部分工蚁吸收了足够的可见的染料。然后从陪替氏培养皿中取出，再一次称重并计算数量，放回到原先它们被收集的地下监测站中。在木桩、树木及释放位置附近观察被染色的白蚁，记录它们出现在监测场地的位置，这样其群体觅食领域渐渐的就可以确定了。当原先释放染色白蚁的监测站附近的木桩发现染色的白蚁时，额外增加监测站。在三到四星期后（根据白蚁的活动情况），在指定区域从所有有关联的地下监测站中收集木块。把每个地下监测站中再次发现的染色白蚁的数量记录下来，称重，再次染色，然后放回到它们原先的地下监测站中。只有从那些含有先前染过色的白蚁的地下监测站中收集的白蚁才会被染色并从新释放，避免可能在同一区域内出现两个蚁群，造成结果误差。少数情况下，在开始对邻近白蚁群的研究以前，标记-重新捕获研究会先结束一个白蚁群的研究。同样，如果两个蚁群出现在界定区域，那么肯定一个群体染尼罗兰A，另一个群体染中性红或苏丹红。
   觅食区域。通过检查监测站，带有相同染色标记的白蚁的木桩及树木，可以确定每个台湾乳白蚁群的觅食区域。运用ArcViewGIS veision 3.1 软件，可以把觅食区域标记在阿姆斯特朗公园航拍地图上。
   木材消耗速率。监测场地收集的被侵蚀的木材，首先把白蚁与木材分离，然后清除木材上的垃圾残骸等。应用SU和Messenger（2000）的技术测算出1998－2002年的木材的消耗速（损耗像素/监测站/天）。运用给予每个木块的像素损失量的影像分析方法（1000像素=0.9g木材），来估算一段时间内木材的消耗速率。
统计分析。运用线性回归模型检验白蚁群体特征之间的相互联系（特征：每个群体的平均工蚁和兵蚁的重量，觅食区域，每年木材消耗速率）(SAS Institute 2000)。每一群体的平均工蚁、兵蚁的重量用ANOVA来分析(Student-Newman-Keuls Method) (SAS Institute 2000)。
   结果
    经过广泛、全面的人工勘查，公园有17个科24个树种，约有32%的出现了被台湾乳白蚁侵扰和损坏的迹象（表1）。此外每棵树还有其他白蚁活动的痕迹，像外来的泥土覆盖在落下枝叶上等，被侵扰的树在整个公园中分布很广（图1）。被侵扰最严重的四大树种包括橡木、baldcypress、红枫和无花果树（表1）。只有6个树种没有白蚁活动过的痕迹（表2）。
   在1998年5月检查的约1500个木桩中，有100根木桩发现台湾乳白蚁活动痕迹。与此同时，10根木桩有黄胸散白蚁。地下监测站直接装在54根有白蚁活动的木桩的位置。1998年5月至1999年5月间，采用三种标记－再捕获进行研究结果显示至少存在13个台湾乳白蚁群（图2）和6个黄胸散白蚁群。台湾乳白蚁的觅食区域从不相互重叠，并被不活动的区域分割。两个黄胸散白蚁的觅食区域是和台湾乳白蚁的区域重叠的（图3）。在这两种情况下，建在台湾乳白蚁群#1和台湾乳白蚁群#2的觅食区域内的两个地下监测站能和每个相应的黄胸散白蚁群季节性分享，因为黄胸散白蚁的活动在冷的月份（12月至次年2月），而台湾乳白蚁的活动则在一年中其他的时间。
   每个被识别的台湾乳白蚁群的觅食区域基本上是沿着公园周边及内部有草坪的地方，沿公园边界种植着大量的树木（图1，2）。每个区域都证实与地面监测站活动有联系，于是从许多树中再次发现很多染色的个体。在2000年早期钻好7个76.2mm中心宽的洞且填入松木桩之后，台湾乳白蚁群#5和#6的活动被发现于水泥停车场，距离最近的监测站约2米。
   每一白蚁群的特征包括平均工蚁重量，平均兵蚁重量，觅食区域大小和木材消耗速率（表3）。一段时间的观察证明，在地下监测站和所有觅食区域的每个群的工蚁和兵蚁在大小上是相似，但是与邻近群个体大小却有很大不同(f=84.3, df二207, P<0.001 工蚁; f=91.8, df=207, P<0.001 兵蚁) 。结果表明工蚁和兵蚁的重量表明了一个有显著的线性相关(f=745.53, df=207, P<0.001)，白蚁群中有大型的工蚁就有大型的兵蚁。还有一个重要的线性关系是工蚁重量和觅食区域大小及工蚁重量和木材消耗速率(f=27.47, df=207, P < 0.001)。一般说来，有大型工蚁的白蚁群占据了更大的区域，但是小的工蚁每站每天却消耗更多的木材。木材消耗速率数值代表一年的木材消耗速率，分析之后发现木材消耗速率在对照试验中存在变化比较大。觅食区域大小与木材消耗速率之间没有显著的关联(f=0.89,df=661，P=0.3454)。