赵紫华1,2,欧阳芳1, 戈峰1
1中国科学院动物研究所 虫害鼠害综合治理研究国家重点实验室;
2中国农业大学 农学与生物技术学院 昆虫系
大尺度下研究害虫种群的可持续控制是近年来国际上关注的热点问题。尤其是当前全球变化对农业、林业、环境以及社会产生了深远影响的背景下更为重要。其中气候变化和景观变化作为全球变化的两个重要方面,可能是驱动害虫种群动态以及生物多样性格局的重要因子。本文分别以气候变化和景观变化为作用因子,在3个尺度上分析了害虫-天敌系统的影响,探讨害虫种群爆发的内在驱动因子,为实现大尺度上害虫种群的可持续控制提供理论证据,并阐明害虫种群爆发的规律和内在机制。
基于微景观的试验模型系统方法,发现作物多样性能够显著的增加害虫及天敌的多样性,然而这种传递关系只能影响相邻的营养层,而不相邻营养层多样性和生物量的传递关系均不显著。基于县级尺度研究发现农业景观中作物面积比例的增加有利于害虫发生,同时对天敌有抑制作用;非作物生境增加能显著的促进瓢虫种群数量,而对麦蚜有很强的生物控害作用;农田景观的多样性能够提高瓢虫种群数量;农业化石能投入能够显著地促进麦蚜的种群数量增长。基于中国主要小麦玉米种植省区35年的气候及景观变化数据与4种重要农业害虫发生数据进行了分析,发现气候变化中降雨能抑制麦蚜的种群,而温度和湿度都显著增加粘虫种群分布以及危害,其余气候变化因子对害虫种群没有显著性影响。但农业景观格局中作物多样性的增加能抑制寡食性害虫(麦蚜与玉米螟)种群,而对广食性害虫(棉铃虫与粘虫)却有促进作用;耕地面积比例的增加和农业化石能投入的增加却能显著增加害虫种群的发生。
农业景观的异质性能够有效促进天敌种群,而耕地面积比例的增加和农业化石能投入的增加是驱动害虫发生的2个重要因子,并提出了氮营养假说。这些研究成果将为大尺度的害虫种群控制提供了重要的理论基础和实践意义。
关键词:微景观试验模型系统,景观变化,气候变化,尺度,生境管理