以昆虫作为指示生物评估森林健康的生物学与生态学基础

昆虫是森林生物多样性的重要组成部分,在森林生态系统主体群落中,昆虫与植物密切关联.森林害虫胁迫及昆虫多样性变动,对于评估森林生态系统健康状况具有重要价值.昆虫多样性可用于对森林生态系统健康的快速评估,如基于昆虫指示生物评价森林生态系统的毒害水平、物种丰富度、多样性水平、靶标昆虫的地位和特有种水平等.针对影响森林环境健康的重要干扰因子,本文阐述了应用昆虫作为指示性生物监测与评估森林健康状况的生物与生态学依据,讨论了昆虫种群,特别是珍稀物种种群在生境破碎干扰下的种群波动,以及大气污染、干旱和二氧化碳浓度升高等对昆虫种群密度与分布的影响等.同时,分析了昆虫作为指示性生物监测与评估森林环境健康所存在的问题.     

气候变化下极端高温对昆虫种群影响的研究进展

全球平均温度升高导致极端高温事件发生幅度、频率和持续时间增加,对生物和生态系统造成显著影响.以往气候变暖与昆虫种群关系的研究多关注平均温度的变化,常导致过高地估计了温度升高对昆虫的正面作用,而忽视了自然界存在的极端高温的不利影响.本文综述了气候变化下极端高温对昆虫种群地理分布、种群统计参数和种群增长、行为及种间关系等影响的研究进展.极端温度通过限定昆虫的适宜温度阈限和耐受温度范围决定其在不同纬度、海拔和景观地区的分布.极端高温通过即时和后续效应抑制昆虫的发育、存活、繁殖等核心生命参数,进而改变了昆虫种群统计参数和种群增长.极端高温可通过影响昆虫的体温调节、取食及扩散等行为改变其发育、繁殖等核心生命参数.昆虫对极端高温的反应具有物种特异性,不同种类昆虫对气候变化的响应不同,导致相对优势度、群落结构、食物链等种间关系发生变化,进而影响生态系统的功能.目前关于极端高温对昆虫种群影响的研究多关注发生在夏季的热浪天气和日间极端高温.气候变化导致温度的升高在季节间具有非对称性,发生在春、秋、冬季节相对的极端高温对昆虫种群未来发展的影响将是未来该领域研究的重点.     

中国红树林生态系统主要害虫种类、 防控现状及成灾原因

红树林湿地是中国东南沿海的关键生态系统之一。近年来, 我国红树林陆续出现多种害虫种群暴发成灾的现象, 使红树林湿地的可持续利用面临严重挑战。本文归纳了近20年来中国红树林生态系统的主要害虫种类, 危害较严重的有海榄雌瘤斑螟Acrobasis sp., 毛颚小卷蛾Lasiognatha cellifera, 丽绿刺蛾Latoia lepida, 白囊袋蛾Chalioides kondonis, 蜡彩袋蛾Chalia larminati和小袋蛾Acanthopsyche subferalbata等; 对红树林虫害的防控现状进行总结, 目前开展的防控工作主要以生物农药、 昆虫生长调节剂、 昆虫天敌等生物防治方法为主, 结合灯光诱杀等物理防治手段的运用, 对暴发期的害虫种群可以取得较好的控制效果; 并从红树林生态系统健康水平和昆虫群落多样性等方面对害虫种群的成灾原因进行初步探讨; 最终提出以虫害可持续控制为目标的红树林生态系统生境调控策略, 以期为提高红树林湿地虫害管理水平以及促进红树林的可持续发展提供重要的理论参考和科学指导。     

城市化对昆虫多样性的影响

自20世纪以来,城市化在世界范围内迅猛发展,已有一半以上的人口居住在城市中.通过对当前国内外有关城市化对昆虫多样性影响的研究分析,城市化主要对昆虫的丰富度、空间分布、灭绝、食性及生态系统服务功能5个方面产生影响.城市化导致了大多数本地昆虫种群衰退,在空间分布上,沿郊区-城市中心梯度(rural-city center gradient,RCG),本地昆虫的丰富度下降明显,部分本地昆虫甚至在城市化进程中灭绝.城市化造成大多数专食性昆虫种群数量下降,广食性昆虫如蚜虫、蟑螂、白蚁等的种群数量略有上升.与捕食性昆虫相比,植食性、寄生性、腐食性和访花性昆虫对城市化的负面响应更为明显,因此降低了城市昆虫的生态系统服务功能.城市地区,昆虫种群数量下降主要与城市化所带来的环境污染(大气污染、水体污染、光污染及热污染)、生境破碎化、道路硬化、人工建筑增加和入侵物种引入有关.随着城市化进程的不断发展,对城市昆虫的保护需要从科学研究、生境恢复及公众环保知识普及等方面做起.     

天敌昆虫控害机制与可持续利用

天敌昆虫是自然生态系统内抑制害虫种群的重要因子,利用天敌昆虫控制农业害虫是安全有效的害虫控制策略,也是未来害虫管理发展的方向.本文在系统总结国内外研究进展的基础上,提出害虫治理要从“被动应急控制”转变为内部助增的“主动促进自然调控”的新理念,创新多种天敌昆虫协同控制多种害虫的“网式协同调控”新途径,建立一个自我维持并可有效降低害虫种群水平的农业生态系统.未来的研究应针对“天敌昆虫调控害虫的内在机制”与“天敌昆虫在农业生态系统中持续发挥作用的生态学基础”等关键科学问题,从基因、个体、种群、群落和生态系统不同层次,重点开展:1)天敌昆虫寄生和捕食害虫的行为与适应机制;2)天敌昆虫大量繁育的营养与生殖生理基础;3)寄生性天敌昆虫与寄主互作的免疫机制;4)天敌昆虫协同控害的生态学机制;5)天敌昆虫可持续利用的生物防治新模式等方面的研究.     

昆虫生态能学理论及其在害虫管理中的应用

能量流动是所有生态系统内在的共有的功能特征之一。昆虫作为生态系统中的一个重要组成成分,它的生态能学研究受到了极大的关注。目前,国外已对100多种昆虫的个体能量收支和种群能量动态进行了研究[1]．国内这方面起步较晚,迄今仅见褐飞虱NilaparvatalugensStal[2]、棉蚜AphisgossypiiGlover[3]、棉铃虫HelicoverpaarmigeraHuber[4,5]、狭翅维蝗Chorithppusdubius（Zub)]6]和捕食性天敌类昆虫[7]的个体能量收支或种群能量动态的报告。本文根据作者对昆虫生态能学的研究及有关文献,系统地论述了昆虫生态能学的理论、方法及其在害虫管…     

云南澜沧江流域传粉昆虫——熊蜂多样性现状与保护对策

本文对澜沧江流域内热带地区的勐腊县、亚热带地区的南涧县和寒温带地区的德钦县3个低、中、高海拔地带的重要传粉昆虫——熊蜂属(Bombus)的多样性现状进行了观察研究,并与20年前的资料进行了比较分析。结果得出：20多年以来,由于植被人为的破坏严重,传粉昆虫的自然生存环境发生了较大的改变,致使3个不同地带的传粉昆虫一部分物种消失,一部分物种的群体减少,而少数原来极少采到或者未采到的物种和种群则成为优势群体。从而得出：在云南省澜沧江流域人为的生境改变,对传粉昆虫的物种多样性影响极大,要保护或者恢复传粉昆虫的种群,首要任务是保护和恢复生态系统。     

应对全球气候变化的昆虫学研究

大气二氧化碳浓度升高、温度上升、降雨分布不均、灾害性天气出现频次增加等全球气候变化,深刻改变着农林生态系统昆虫群落的组成结构、功能和演替,使昆虫分布区域扩大、发生世代增多、生态适应性变异,从而影响了原有的植物-害虫-天敌间内在联系和各营养层间的固有平衡格局,最终导致一些害虫暴发成灾,一些昆虫种群数量下降,甚至一些昆虫物...     

植物干旱胁迫对植食性昆虫及其天敌的影响

全球正经历以变暖为主要特征的气候变化,由此带来的干旱将对农业生态系统造成重要影响。本文综述了干旱胁迫下寄主植物对植食性昆虫及其天敌影响的国内外最新研究进展。在干旱胁迫下,寄主植物物理性状、营养状况和次生代谢物质等均发生变化,这些变化导致植食性昆虫的生存环境和营养物质的获取等方面发生改变,从而影响了害虫生长发育和种群动态。干旱胁迫还导致寄主物候变化与昆虫发生不同步,使害虫缺乏食物。另外干旱也会引起植食性害虫天敌的种群发生变化,从而对植食性昆虫种群数量产生间接的影响。     

多尺度空间下害虫生态调控理论与应用

不同尺度空间下农田生态系统具有不同的生境斑块组成结构,尺度性也是生态系统的重要特征之一.近年来,北美和欧洲等地区用农田生境管理与区域性景观设计相结合的研究方法实施多尺度空间下害虫生态调控,实现复合生态系统服务.其核心思想是以大区域景观设计和农田作物布局与农事管理的有机结合,通过农业景观格局的空间配置,调节种植模式、管理技术、乃至改变农业景观格局的空间配置等以切断害虫种群的生活史,建立和恢复天敌种群库与转移通道,从而最大程度地提高农业生态系统自身的控害功能.近年来,北美和欧洲对多尺度空间下农业复合生态系统服务功能都做了大量工作,尤其是田间尺度与景观尺度相结合的研究方法更是当前生境管理研究的重要内容.本文总结了多尺度空间下生态系统环境条件与天敌种群间的作用机制及假说,包括田间尺度上主要通过轮作与间套作、覆盖作物、减免耕及发展有机农业等方式提高天敌种群,景观尺度上通过生境斑块的空间配置来改变植物资源布局,最终提高天敌的控害作用.以期为深入地解析景观格局及复杂性对生物多样性的影响,揭示农业景观变化对昆虫种间关系的作用机制,在实践上为利用农田景观格局控制害虫种群发生提供新的途径与方法.     

城市生态系统的人机交互式模拟研究

城市生态系统的人机交互式模拟研究吕永龙（中国科学院生态环境研究中心,北京１０００８５）ＡｎＡｐｐｒｏａｃｈｔｏＡＭｅｔｈｏｄｏｆＵｒｂａｎＥｃｏｓｙｓｔｅｍＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ．￥ＬｕＹｏｎｇｌｏｎｇ（ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｃｏ－Ｅｎｖ...     

浅水湖泊生态系统稳态转换的阈值判定方法

浅水湖泊生态系统对人类干扰的反应会随着干扰力度的改变或增强而出现突然的变化,即发生稳态转换;对其机理和驱动机制的揭示将有助于对湖泊富营养化的控制及恢复.基于“多稳态”理论的稳态转换研究已广泛开展,但对浅水湖泊生态系统稳态转换的驱动机制结论各异,采用的阈值判定方法相差很大,主要有实验观测、模型模拟和统计分析3种.实验观测多关注少数特定指标,指标筛选过程复杂且工作量大;模型模拟虽能从较为全面的尺度上理解生态系统稳态变化的特征和主要机理过程,但在模型误差和不确定性的处理等问题上尚存在不足;统计分析方法基于对长时间序列数据的统计变化规律分析,用以判断或者预警稳态转换现象的发生,是目前最为常用的方法.目前稳态转换领域的研究大都是对已发生的稳态转换进行机制分析或过程反演,对未来预测与预警的问题仍然亟需加强.     

三叶斑潜蝇发生特点研究

2007—2009年在浙江杭州对三叶斑潜蝇的发生情况进行了调查。结果表明,在杭州地区范围内该虫的分布已很广,与其他斑潜蝇混合发生。春夏季以美洲斑潜蝇为害为主,6月是为害盛期。秋冬季为多种斑潜蝇混合为害,9月是混发盛期,期间以三叶斑潜蝇为害占多数。目前查到有13种寄主作物受三叶斑潜蝇为害。     

合肥市野生地被植物种类构成研究

在野外调查和统计分析的基础上,运用五点随机取样法对合肥市的野生地被资源进行了系统的调查,并根据调查结果,选取发生频率大于30%的野生地被植物作为统计分析的对象。运用Spss10.0软件,对综合值采用组间连接法进行聚类分析,找出合肥市不同类型的野生地被植物的常见种类,并分析其发生特点。结果表明:合肥市野生地被植物种类有119种,涉及43科,105属,其中菊科16种,禾本科10种,蓼科9种,十字花科8种。不同类型的野生地被植物种类构成主要有16种:冬春型野生地被植物4种,夏秋型野生地被植物5种,全光照型野生地被植物4种,蜀山森林生态系统型野生地被植物3种。     

Primer design for identifying economically important Liriomyza species (Diptera: Agromyzidae) by multiplex PCR

Leafminer flies, especially, Liriomyza huidobrensis, Liriomyza sativae and Liriomyza trifolii, are quarantine species in many countries. Their morphological similarity makes identification difficult. To develop a rapid, reliable, sensitive and simple molecular identification method using multiplex PCR, we newly sequenced the mitochondrial cytochrome oxidase I (COI) genes of Liriomyza bryoniae, Liriomyza chinensis, L. huidobrensis, L. sativae, L. trifolii, Chromatomyia horticola and four parasitoid species. We aligned them with all the COI sequences of the leafminer flies found in the international DNA nucleotide sequence databases (DDBJ/EMBL/GenBank). We then designed species‐specific primers to allow us to differentiate between L. bryoniae, L. chinensis, L. huidobrensis, L. sativae, and L. trifolii.     

Ecosystem Health Assessment in the Pearl River Estuary of China by Considering Ecosystem Coordination

Marine ecosystem is a complex nonlinear system. However, ecosystem health assessment conventionally builds on a linear superposition of changes in ecosystem components and probably fails to evaluate nonlinear interactions among various components. To better reflect the intrinsic interactions and their impacts on ecosystem health, an ecosystem coordination index, defined as the matching level of ecosystem structure/services, is proposed and incorporated into the ecosystem health index for a systematic diagnosis in the Pearl River Estuary, China. The analysis results show that the ecosystem health index over the last three decades decreased from 0.91 to 0.50, indicating deteriorating from healthy to unhealthy status. The health index is 3–16% lower than that calculated using the common method without considering ecosystem coordination. Ecosystem health degradation in the Pearl River Estuary manifested as significant decreases in structure/services and somewhat mismatching among them. Overall, the introduction of coordination in ecosystem health assessment could improve the understanding of the mechanism of marine ecosystem change and facilitate effective restoration of ecosystem health.     

Toxicity of chemicals commonly used in Indonesian vegetable crops to Liriomyza huidobrensis populations and the Indonesian parasitoids Hemiptarsenus varicornis, Opius sp., and Gronotoma micromorpha, as well as the Australian parasitoids Hemiptarsenus varicornis and Diglyphus isaea

Liriomyza huidobrensis (Blanchard) and Liriomyza sativae (Blanchard) are important pests of vegetable crops in Indonesia and are likely to spread to neighboring countries. Three pesticides (dimehypo, abamectin, and cyromazine) are currently used to control these pests, but there is little information on their effectiveness against field populations and on their impact on parasitoids controlling Liriomyza species. The toxicity of these chemicals to L. huidobrensis and three common parasitoids (Hemiptarsenus varicornis Gerault, Opius sp., and Gronotoma micromorpha Perkins) was therefore evaluated in Indonesia with mortality laboratory assays. All three chemicals were effective against larvae of three populations of L. huidobrensis with different histories of chemical exposure. Dimehypo caused mortality in adult Opius sp., G. micromorpha, and H. varicornis, whereas abamectin was toxic only at concentrations substantially higher than the field rate. Cyromazine did not influence survival of the parasitoids. A commonly used fungicide, mancozeb, had no impact on parasitoid mortality. Trials were repeated with a strain of H. varicornis from Australia and a different parasitoid (Diglyphus isaea) recently found in Australia. Neither parasitoid was influenced by mancozeb or cyromazine. Abamectin applied at field rates caused some mortality among the adults of both species, but was less toxic than chlorpyrifos. Abamectin produced lower LC50s against Australian H. varicornis than against Indonesian H. varicornis. These results suggest that cyromazine can be incorporated into Liriomyza control programs in Indonesia that conserve parasitoids, whereas dimehypo and abamectin need to be used cautiously. Local Australian parasitoids should help control L. huidobrensis as long as only cyromazine and nontoxic fungicides are applied.     

Analysis of fungal diversity of grapes by application of temporal temperature gradient gel electrophoresis - potentialities and limits of the method

AIMS: Fungi could be responsible for several problems in wines but the fungal ecosystem of grapes remains little known. The use of traditional methods does not allow to describe quickly this ecosystem. Therefore, we need to improve the knowledge about these fungi to prevent defects in wine. This study aims at evaluating the potentialities of the temporal temperature gradient gel electrophoresis (TTGE) method to describe the fungal ecosystem of grapes. METHODS AND RESULTS: The internal transcribed spacer (ITS) region was amplified and analysed using TTGE. A reference database of 56 fungal species was set up to evaluate the discrimination power of the method. The database was used for the direct identification of the fungal species present in complex samples. The sensitivity of the method is below 10(4) spores per ml. CONCLUSIONS: This method allows to describe the fungal diversity of grapes, but does not always allow to directly identify all fungal species, because of the taxonomic resolution of the ITS sequences. However, this identification strategy is less time consuming than traditional analysis by cloning and sequencing the bands. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: With this method, it will be possible to compare the fungal species present in different vineyards and to connect the presence of some fungi with particular defects in wine.     

美洲斑潜蝇SS-PCR检测技术研究

【背景】美洲斑潜蝇是一种严重威胁瓜果蔬菜、烟草、棉花等经济作物和花卉生产的入侵性害虫。由于潜叶蝇类害虫体型较小、生活方式隐蔽、形态相似,本文针对其难以快速准确地进行形态鉴别的问题,以美洲斑潜蝇为研究对象,以菜田常见的4种潜叶蝇类害虫为参照,采用种特异性PCR方法（species-specific PCR,SS-PCR）,研究其快速分子检测鉴定技术。【方法】调用GenBank中一段936bp的美洲斑潜蝇线粒体DNA（mtDNA）细胞色素氧化酶亚基Ⅰ基因（COⅠ）的序列（Gen-Bank登录号为EU219613）,并根据此基因片段的碱基序列设计引物1对,其扩增片段大小为294bp。【结果】种特异性检验结果显示,该引物只对美洲斑潜蝇的COⅠ基因具有扩增能力,对其他种类如南美斑潜蝇、三叶斑潜蝇、葱斑潜蝇、豌豆潜叶蝇等没有扩增能力。该引物不仅对成虫具有良好的扩增效果,对蛹、幼虫以及单粒卵也具有同样的扩增效果,其最低检出阈值为1/3840头成虫。【结论与意义】SS-PCR技术体系可用于美洲斑潜蝇的鉴定识别与检测监测,对阻止其进一步扩散蔓延具有重要意义。     

生态系统服务研究：进展、局限和基本范式

 生态系统服务是生态学研究的热点问题。该文首先从概念、分类、价值评估理论、评估案例等方面总结了目前国内外生态系统服务的研究现状。然后评述了目前生态系统服务研究存在的局限性,包括：评估结果的准确性问题、生态资产与生态系统服务的混淆、物理量评估方法的不确定性、价值量评估的不确定性以及生态系统功能与服务的复杂性。针对这些研究的局限,文章提出了生态系统服务研究的基本范式,包括：严格区分生态资产和生态系统服务、生态系统服务评估必须基于生态观测或生态模型以及区域生态系统服务评估应区分不同样元。最后,文章展望了今后生态系统服务研究的课题：生态系统服务与生态系统结构及生态过程的关联性和复杂关系的研究,人类干扰下生态系统服务的响应与反馈研究,生态系统服务变化对人类福利的影响研究,政策机制对生态系统服务的影响研究以及不同生态系统类型的各种生态服务价值研究等方面。