中国稻田昆虫群落多样性及生态调控功能研究进展

稻田昆虫群落是农业昆虫群落总体的重要组成部分,也是稻田生态系统的重要结构。本文综述了我国稻田昆虫群落多样性及生态调控功能研究进展。显示,我国的稻田昆虫群落研究,主要围绕天敌资源利用与水稻害虫防治两个方面,且基于水稻害虫防治中心目标开展。而且,稻田昆虫群落常被分为捕食性昆虫、寄生性昆虫、中性昆虫、水稻害虫等亚群落或功能团被研究,且昆虫群落中重要天敌昆虫种群与重要水稻害虫种群密切联系。为此,本文主要就我国稻田昆虫群落与组成、稻田昆虫多样性与资源、水稻害虫发生动态、防治方法策略与害虫生态调控、食物网营养关系与能流、采样技术方法、稻田生态安全性评价指示生物等进展进行了介绍,并指出了未来发展的方向。     

综论稻田生态系中性昆虫的意义及其调控

１　中性昆虫的概念及田间动态１．１　概念的提出吴进才等在对稻田节肢动物群落营养物种的系统调查中发现,稻田生态系中,既非害虫又非天敌的一类昆虫占整个节肢动物群落丰盛度的２０％～６５％［７,８］。生态学理论认为,系统中没有孤立存在的物种［１２］。数量庞大的这一昆虫类群在稻田生态系统中有何意义？与稻田害虫的发生有何联系？现有文献还少有涉及。吴进才等［７］、郭玉杰等［１］提出了中性昆虫的概念,用于指称传统植物保护学中的既非害虫又非天敌的一类昆虫,并就其田间动态及在食物网中的作用进行了系统调查、研究和讨论…     

蜜粉源植物对天敌昆虫的作用及其在生物防治中的应用

寄生性和捕食性天敌昆虫成虫普遍存在通过取食蜜粉源植物补充营养的行为,这可不同程度地促进天敌昆虫性成熟、延长其寿命、提高其生殖力或寄生率,以及搜寻寄主效率和子代雌性比率,从而显著提高天敌昆虫在生物防治中的控害能力和效果。蜜粉源植物花的结构及植物对天敌昆虫产生的嗅觉、视觉信号和花蜜花粉对天敌昆虫产生的味觉信号又显著影响天敌昆虫选择蜜粉源植物的行为和结果。但是,蜜粉源植物也可成为害虫的补充营养植物,从而提高害虫的为害能力。因此,需深入研究不同蜜粉源植物对天敌昆虫及害虫的作用,趋利避害,才可能应用蜜粉源植物成功调控天敌与害虫的益害比,实现害虫的可持续控制。     

生境异质度对稻田捕食性天敌及水稻害虫的生态调节有效性

【目的】探索生境高异质度对稻田捕食性天敌及水稻害虫的生态调节有效性,了解这种策略是否会引起其他植食性昆虫成为水稻重要害虫的风险。【方法】2017-2018年连续2年种植单季稻,在稻田边缘种植花生与大豆,构建高异质性边缘生境稻田(rice paddy with high heterogeneous marginal habitats, HHR),调查HHR稻田与简单低异质性边缘生境稻田(rice paddy with low heterogeneous marginal habitats, LHR)中捕食性天敌与水稻害虫功能团的发生规律与相关性,计算益害比。【结果】2017年在HHR稻田中采集到捕食性天敌40种,1 667头;在LHR稻田中采集到捕食性天敌30种,991头。2018年在HHR稻田中采集到捕食性天敌33种,1 384头;在LHR稻田中采集到捕食性天敌34种,1 031头。HHR与LHR两类稻田中获得的捕食性天敌群落重要值P_i≥0.01的物种相似度很高,优势种相似。2017年HHR稻田的捕食性天敌物种丰富度明显高于LHR稻田,这种差异主要由群落重要值P_i<0.01的种类引起。2018年两类稻田的捕食性天敌物种丰富度没有差异。单位样方面积内的捕食性天敌个体数量,HHR中明显高于LHR,这种差异在2017年的分蘖期与成熟期达显著水平(P<0.05),在2018年的开花期极显著(P<0.01)。2017年在HHR中采集到水稻害虫22种,637头;在LHR中采集到水稻害虫19种,743头;物种相似性系数0.88。2018年在HHR中采集到水稻害虫16种,1 011头;在LHR中采集到水稻害虫16种,2 014头;物种相似性系数0.75;主要害虫物种组成结构相同。水稻害虫数量发生的时间动态分析表明,在分蘖期,虽然HHR稻田中的水稻害虫数量明显高于LHR(P<0.05),但此期害虫的数量不多,发生较轻。在孕穗期、开花期与成熟期,HHR稻田中的水稻害虫数量明显低于LHR稻田,这种差异在2017年的成熟期与2018年的孕穗期极显著(P<0.01),在2018年的成熟期差异显著(P<0.05)。2017年HHR和LHR中个体数量益害比N_pi值分别为2.62和1.33;2018年分别为1.37和0.51。【结论】具有高异质性边缘生境的稻田,能提高系统对捕食性天敌物种的涵养潜力,显著提高稻田捕食性天敌个体数量,提高益害比,具有更好的控制害虫的物质基础,促进捕食性天敌对水稻害虫的生态控制效能,不会引起其他植食性昆虫演变为水稻重要害虫风险,可为保护稻田生态系统天敌发挥生态效能提供可借鉴的策略与方法。     

转双抗虫基因741杨节肢动物群落营养结构及生态位变化

转双抗虫基因741杨（简称转基因741杨）节肢动物群落中,基位物种的植食性昆虫丰富度显著降低,但中性节肢动物丰富度却明显增加.高抗和中抗的节肢动物群落中位物种和顶位物种较之对照有所增多.转基因741杨节肢动物群落的害虫功能团,其优势状况,与对照相比有所改变：天敌优势度高于对照,中性节肢动物丰富度增加,并在天敌-害虫的营养链中起着重要的调控作用.鳞翅目害虫的空间生态位宽度最小,其它各功能类群的生态位宽度较大;捕食性和寄生性天敌与鳞翅目害虫的生态位重叠均较小,而与腐生和游逛种类的生态位重叠较大;各类害虫之间、捕食性天敌与寄生性天敌之间亦存在激烈竞争.转基因741杨对寄生性天敌和捕食性天敌在利用时间资源上有正作用.各种功能类群的时-空二维生态位宽度和生态位重叠均不如单维生态位宽度和生态位重叠值大,但抗性株系天敌类群对环境的适应性优于对照.     

稻田周围杂草地生境节肢动物群落的物种组成

2001年5--9月,对福建省古田县中稻田边杂草地生境的节肢动物群落,开展了系统调查,共采集到节肢动物2纲14目112科343种(或类)。其中,天敌184种(包括71种捕食性蜘蛛,31种捕食性昆虫和82种寄生性天敌),害虫52种;中性昆虫107种。     

有机肥对稻田节肢动物群落的影响及其Top-down效应

【目的】探索稻田施用有机肥对稻田节肢动物群落、捕食性天敌与水稻害虫的影响,是否会引起水稻重要害虫发生风险。【方法】2017-2018年连续2年种植单季稻,在稻田中施用有机肥(Rice paddy field used organic manure,RPOM),以常规施用化肥稻田(Rice paddy field used chemical fertilizer,RPCF)为对照,调查RPOM与RPCF的土壤肥力、稻田水生昆虫、捕食性天敌总体、稻田蜘蛛、稻田捕食性昆虫(地上部分)、水稻害虫及捕食性天敌的补偿猎物等功能团的发生时间动态与相关性,计算物种益害比与个体数量益害比。【结果】土壤中的碱解氮、有效磷、全磷、全钾的含量为RPOM显著高于RPCF(P0.05),全氮与有机质含量RPOM极显著高于RPCF(P0.01)。RPCF中水生昆虫的个体数量明显低于RPOM。摇蚊与弹尾虫的总个体数量RPOM与RPCF没有显著差异。2017年在RPOM中采集到水稻害虫17种,887头;在RPCF中采集到水稻害虫18种,917头,群落相似系数0.86。2018年在RPOM中采集到水稻害虫13种,1 226头,在RPCF中采集到水稻害虫15种,2 035头,群落相似系数0.71。RPCF的害虫个体数量显著高于RPOM。2017年在RPOM中采集到捕食性天敌41种,总个体数量1316头,在RPCF中采集到捕食性天敌31种,总个体数量989头,群落相似性0.83,Bray-Curtis距离为0.15。2018年在RPOM稻田中采集到捕食性天敌41种,总个体数量1 537头,在RPCF稻田中采集到捕食性天敌36种,总个体数量1 031头,群落相似性0.78,Bray-Curtis距离为0.31。连续2年捕食性天敌的物种丰富度为RPOM明显高于RPCF,且在2018年差异极显著(P0.01),个体数量RPOM显著高于RPCF(P0.05)。个体数量益害比值,2017年RPOM为1.86, RPCF为1.09,RPOM明显高于RPCF,但无显著差异(P0.05);2018年RPOM为1.64,RPCF为0.62,RPOM显著高于RPCF(P0.05)。【结论】复合微生物菌肥明显提高稻田土壤肥力;对捕食性天敌补偿猎物的个体数量没有明显影响;降低水稻害虫功能团的个体数量,显示了以土壤肥力为驱动的自下而上(Bottom-up)效应;显著提高捕食性天敌物种丰富度与个体数量,显著提高个体数量益害比,显示了自上而下(Top-down)效应。同时表明施用有机肥可预期捕食性天敌生态控害效能明显增强。     

不同耕种稻田害虫及天敌的种群动态

通过田间调查,分析比较了有机耕种稻田和常规耕种稻田害虫和天敌的发生动态.结果表明,在有机稻田主要害虫的发生动态较对照缓和,次要害虫发生种类有所差异,而蜘蛛、捕食性昆虫和寄生蜂等稻田主要天敌数量上明显高于对照,表明停用化学合成物质后天敌的控害作用得到了恢复和明显的加强.     

2009-2013年Bt棉田节肢动物群落多样性动态变化

研究多年种植转Bt基因棉花对棉田节肢动物群落昆虫结构与组成、生物多样性的影响,明确其变化趋势,可为棉田害虫综合治理与生态调控、转Bt基因棉花环境安全性评价提供科学借鉴。于2009-2013年连续5年对转Bt基因棉花中棉所41和非转基因棉花中棉所49棉田节肢动物群落进行了系统调查,并结合5a气象因子的变化,分析了5年内棉田节肢动物群落相关参数的变化趋势。结果分析表明,2009-2013年中棉所41棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落所属目数有所上升,但差异不显著;所属科数、物种数、个体总数均呈现先上升后下降的趋势,个别年份差异显著,其余年份基本保持不显著的波动水平;昆虫群落和害虫亚群落多样性指数呈下降的趋势,至2013年下降达到显著水平,其余年份之间差异不显著,天敌亚群落多样性指数无显著变化;昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落均匀性指数无显著变化;昆虫群落和害虫亚群落优势集中性指数有所上升,至2013年差异达到显著水平,天敌亚群落优势集中性各年份间无显著变化;与中棉所49棉田相比,相同年份中棉所41棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落结构与组成、多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数均无显著差异。可见,短期内非剧烈天气变化对转基因棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落在结构与组成、生物多样性方面没有明显的影响。     

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.     

涝渍害对稻飞虱及其节肢类天敌生态位关系的影响

尝试将生态位理论应用到分析环境条件变异和人类干扰活动对天敌和猎物关系的影响,通过与非涝渍稻田对比分析,发现涝渍害综合作用对稻飞虱及其节肢类天敌的时间生态位,空间生态位以及时间一空间生态位均产生深刻的影响,涝渍害的作用使节肢类天敌和稻飞虱空间生态位宽度普遍缩小,使涝渍地各物种间空间生态位重叠亦普遍减小;使除稻红瓢虫和球腹蛛外的天敌时间生态位宽度扩大;各天敌和中性昆虫与飞虱的空间一时间生态位重叠亦普遍缩小,还讨论了这种影响的机制及改良的生态对策。     

枣园害虫、捕食性和中性昆虫群落结构及动态研究

对山西省太谷地区枣园的害虫、捕食性和中性昆虫群落结构及动态进行研究,结果表明,不同年份枣园的害虫、捕食性和中性昆虫种类与数量均有明显差异(P<0.05),且树上明显大于地面.不同年份捕食性和中性昆虫与害虫的物种数和个体数比例也不同,其物种数和个体数随季节的暖和冷而增加和减少.相同亚群落不同季节的垂直分层结构相似程度不同,不同亚群落在同一季节的垂直分层相似性也不同.总体上垂直分层明显.枣园害虫、捕食性和中性昆虫的多样性指数随季节变化而波动.捕食性和中性昆虫与害虫数量起伏跟随紧密,总体呈极显著相关(r=0.9833,P<0.05).层次间差异明显,以中层相关最显著(r=0.9887,P<0.01)     

稻田节肢动物群落营养层及优势功能集团的组成与多样性动态

该项研究通过系统调查,把稻田节肢动物群落按营养和取食关系划分为三个营养层(基位物种,中位物种,顶位物种)和不同的功能集团,在物种、功能集团和营养层三个组织层次水平上探讨了稻田节肢动物群落的结构和多样性,较全面地考察了整个群落中物种和功能集团在时间上的结构动态、功能关系和数量消长规律。结果表明：功能集团多样性与种多样性的变化趋势较一致,在群落研究中似乎可以用对功能集团的研究代替对种的研究,从而简化物种间复杂的网络关系,认为这是研究群落物种间功能关系的途径之一。营养层多样性在时间序列过程中波动性较小,所以可用于群落相似性和稳定性的分析。研究分析了中性昆虫对害虫调控的意义,认为对于天敌作用的评价应以整个群落为基础,全面考虑天敌、害虫、以及中性昆虫的数量、丰盛度、空间时间生态位等信息。     

PROGRESS IN THE RESEARCH ON MECHANISM OF INSECT COLD-HARDINESS

Abstract A number of freeze-tolerant insect species contain proteins/lipoproteins or insoluble crystals that are ice nucleating active at relatively high subzero temperatures. Recently ice nucleating active bacteria and fungi have been identified as normal flora in insect guts. However, most insects are unable to survive internal ice formation and the key factor in their overwintering survival is the regulation of the temperature at which they spontaneously freeze. To enhance their supercooling capacity overwintering insects eliminate endogenous ice nucleators, accumulate low molecular weight polyols and sugars, and synthesize hemolymph antifreeze proteins or peptides. The factors affecting the supercooling capacity of overwintering insects or the mechanism of cold-hardiness are discussed.     

THE FEEDING HABITS OF THE WHITEWINGED BLACK TERN ON LAKE KARIBA

Bego, G. W. 1973. The feeding habits of the Whitewinged Black Tern on Lake Kariba. Ostrich 44: 149–153.

The stomach contents of 33 Whitewinged Black Terns were examined over the period 26 August 1971 to 6 January 1972. The most important single food item was the sardine, Limnothrissa miodon. This sheds new light on the habits of this fish. The terns fed primarily during calm weather. Sardines are caught by hovering and diving. Fishes of the genera Haplochromis and Synodonlis, also appeared in the stomach contents. Terns taken from marginal localities appear not to feed on fish. Of the insects eaten Odonata are the most important aquatic source of food, while many terrestrial insects are eaten (Orthoptera, Hemiptera, Coleoptera, Isoptera). Such insects could have been found drifting on mats of Salvinia on which the terns rest, otherwise insects are either hawked or skimmed from the surface of the water.     

哀牢山北段西坡蝽类昆虫垂直分布的研究

哀牢山是横断山的余脉,由低到高分布着谷地、丘陵、山地等,逐级向上过渡,形成了多层性地形,造成气候、土壤和植被等的垂直差异。这势必也引起昆虫在垂直方向上的分异。 结合哀牢山森林生态系统生态站和云南亚热带山地生态垂直分异及其合理开发利用的研究工作,1982～1985年在哀牢山北段西坡的景东川洱坝至徐家坝山顶(北纬24°32′,     

昆虫抗冻机理研究进展(英文)

大多数冰冻耐受性昆虫具有蛋白质／脂蛋白质或非溶性的晶体,它们相对地在较高温度下具有激活体内冰核的作用。最近已确证,许多昆虫肠道中正常的细菌和真菌是冰核激活菌丛。而对于非冰冻耐受性的昆虫,其存活是不允许体内冰的形成。它们在过冬过程中,关键是要调节体液的过冷却点,避免结冰。为了增加抗冻能力,非冰冻耐受性的过冬昆虫通过去除内源性冰核、积累低分子量的多元醇和糖类以及血淋巴中抗冻蛋白或抗冻肽的合成来降低体液的过冷却点。本文详尽综述了过冬昆虫抗冻机理的研究进展。     

臭氧对墨西哥豆瓢虫取食和生长的影响

本文报道在美国农业研究中心用臭氧在室内熏蒸和田间开顶熏蒸植物,用此饲养墨西哥豆瓢虫的实验,以及熏蒸后植物体内某些化合物含量变化的测定.结果表明,墨西哥豆瓢虫(Epilachna varivestis Mulsant)喜食臭氧(O₃)污染的植物,幼虫取食O₃污染植物后蛹显著重于取食未受污染植物所形成的蛹.根据豆瓢虫食性和植物体内糖含量的测定,可以认为,低浓度O₃污染导致植物体内糖含量的增加,是促使豆瓢虫取食量和蛹重增加的重要因素.     

横纹金蛛生物学特性初步研究

横纹金蛛在山东省日照市一年1代,以1龄幼蛛在卵袋内越冬。5月上旬开始出蜇;幼蛛6龄,老熟幼蛛7月中旬羽化。8月上旬产卵,8月下旬孵化。卵期21～45d,幼蛛生活历期311.2d,成蛛寿命52～87d,雌雄比4:1;成蛛日食量0.50609g,日网捕虫30头,每只成蛛期共食虫35.4263g,网捕虫2405头,是一些害虫的重要天敌。该蛛发生与气候、海拔、天敌等关系密切。