小蠹虫声信号记录分析与相关行为研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:assofour
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小蠹科昆虫是林业上重要的蛀干性害虫种类,无论国内、国外,无论针叶、阔叶树都有不同种的小蠹科昆虫造成的严重危害。我国已经造成严重经济损失的典型小蠹虫种类有,1998年在山西油松上首次暴发的外来种小蠹种类红脂大小蠹,西南数省区危害云南松猖獗的横、纵坑切梢小蠹,西北、东北地区云杉八齿小蠹等等。国内外已经对小蠹科害虫开展了一系列基础和应用性研究,涉及小蠹科昆虫形态学、入侵生物学、化学生态学以及相关防治措施(物理防治、化学防治、生物防治等)等诸多方面。但是在国内有关该类昆虫声信号研究方面还是空白。本研究从发声器官的观察,声信号的采集和分析,以及生物测定三方面对红脂大小蠹进行了研究;在现有的实验条件基础上,对云南横纵坑切梢小蠹和吉林纵坑切梢小蠹以及在北京延庆采集的切梢小蠹进行了胁迫声音信号的分析和比较,得出以下结论:  (1)通过对声音信号的采集记录,证实了红脂大小蠹雌雄两性均可发声,但声音的特征不同。通过扫描电镜观察证实了雌雄均具有音锉和刮器两部分摩擦结构的发声器。通过自设行为实验证实声音信号在完成雌雄两性寻找和交尾过程中起到重要的作用。  (2)运用Matlab及音频分析软件对不同状态下采集的红脂大小蠹声信号进行分析总结归纳,将其声信号归类为:雌雄胁迫声、雌雄独处声、雄虫竞争声、雄虫求偶声、雌虫回应声。对每种声信号进行了脉冲持续时间统计,以及频谱分析,发现了红脂大小蠹发声频率范围为2.5k-5.3kHz的规律。  (3)通过声采集记录与化学信息的协同试验,发现红脂大小蠹在受到其有效化学引诱剂成分(s)-(+)-3-carene和(s)-(-)-β-pinene等单萜刺激后其发声间隔较正常发声间隔变短,证明其在寄主选择中也起到了相关作用。  (4)声音回放实验的生物测定结果显示,雄虫对声信号的敏感度要明显高于雌虫,雌虫独处的声信号对雄虫有引诱作用,雄虫独处和竞争的声信号对雄虫有驱避作用。揭示了雄虫寻找雌虫过程的声音机制。而雌虫声音信号和雌虫虫粪相结合的生物测定说明了声音信息与化学信息在雌雄两性行为中的共同作用机制,即雌虫虫粪的引诱作用虽然强于声音信号,但两者互为增效作用。  (5)通过对形态分类上相似种云南横坑切梢小蠹和云南纵坑切梢小蠹,吉林纵坑切梢小蠹和延庆采集的切梢小蠹声音信号的采集分析和扫描电镜对发声摩擦结构的比较观察,确定了四种小蠹的声音信号在时域和频域上都有显著差异,从声学角度说明了四种小蠹不是同一种类,都具有种的特异性,为今后该类害虫种类的活体鉴定提供了科学基础。
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