两种灯光诱测工具对粘虫种群的监测效果

【目的】比较和评价自动虫情测报灯和高空探照灯诱捕粘虫Mythimna separata(Walker)的种群动态和迁飞状态,为粘虫迁飞规律的研究和测报防控工作提供科学依据。【方法】逐日检查并统计自动虫情测报灯和高空探照灯下不同季节诱蛾量和高峰期,雌蛾卵巢发育进度和交尾率。【结果】2015-2017年自动虫情测报灯和高空探照灯下粘虫年度间第1到第4代诱蛾量无显著差别,高空探照灯在越冬代诱蛾量极显著地高于自动虫情测报灯,高峰期有明显的不同;越冬代雌蛾的卵巢发育2级以下的比率分别为20%和0、第4代为90%和100%,卡方测验无显著差异;高空探照灯诱捕到的第1至第3代雌蛾,卵巢发育2级以下的比率总是显著高于自动虫情测报灯,交尾率有类似的结果。【结论】两种诱测工具均表明漯河地区粘虫处于春季迁入和秋季第4代迁出状态;高空探照灯监测到的第1代到第3代粘虫更多处于过境和迁飞状态。     

我国粘虫周年区域动态规律的监测

【目的】探索我国粘虫Mythimnaseparata(Walker)种群周年北迁南回的动态规律。【方法】2014-2017年分别在全国16、25、24、23个省(市、区)17、28、27、26个县(市、区)设立了17、35、34、31台高空测报灯,系统观测了全年或主要发生期逐日蛾量。【结果】基本掌握了粘虫在我国全年各代发生区域、发生时间和发生数量,为全国区域预报提供了重要依据。【结论】我国华南江南、西南、长江中下游、黄淮、华北、东北和西北等区域是我国粘虫成虫发生区域,每年循环发生5个代次;30?N以南区域诱测到越冬粘虫,27?N及以南的观测点虫量较多,冬季未观测到区域间虫源交流;浙江象山、上海奉贤、江苏东台、山东长岛、河北滦县是粘虫北迁南回的主要路径;华南江南、长江中下游、黄淮、华北、东北等区域间观测到虫源交流,华北和东北地区2代、3代可进行虫源交流;东南亚国家或许为我国提供较多虫源,我国粘虫存在种群重建的可能,这有待于今后进行国际合作、深入研究。     

粘虫迁飞的种群动态监测与夜间扑灯节律研究

【目的】明确北京北部山区粘虫Mythimna separata(Walker)的种群动态和扑灯规律,探索粘虫的早期监测预警技术。【方法】2011年,在北京延庆利用时控开关控制探照灯诱虫器对粘虫的种群动态进行监测,并对整夜诱虫数量自动分时段取样。获得逐日种群动态数据和相关的生物学参数,使用Grads分析粘虫数量与空中风场的关系。【结果】全年诱集粘虫蛾9 699头,单日诱蛾最高1 366头。全年诱蛾可分为3个世代,各个世代种群均由多个高峰组成,并非陆续增加。性比分析发现雌虫数量显著多于雄虫。分时段数据显示粘虫整夜的扑灯节律可分为迁入型、迁出型或本地繁殖型、过境型和迁入迁出混合型。风场分析表明,诱虫高峰与空中风场偏南气流的频率与持续时间高度一致。【结论】北京延庆全年发生粘虫3个世代,二代幼虫造成的危害最大。一代和二代诱蛾数与空中是否存在偏南气流密切相关。雌虫可能具有更强的迁飞能力。对粘虫扑灯节律数据深入分析,可为迁飞种群是否在本地降落繁殖提供参考依据。     

温带气旋对一代粘虫迁飞的影响:2015年个例分析

【目的】一代粘虫Mythimna separate(Walker)蛾大多在5月中旬至6月中旬集群外迁,而此时我国温带气旋活动较为频繁,由气旋活动引起的风场条件的变化会对一代粘虫的迁入区分布造成极大影响,因此阐明温带气旋对一代粘虫迁飞过程的影响是预测2代粘虫发生的重要前提。【方法】通过在江苏姜堰、安徽金安和山东宁津设立高空灯监测点,获取三地粘虫空中种群过境动态,结合WRF(Weather Research and Forecast)模式输出的精细风温场资料分析2015年温带气旋对一代粘虫迁飞的影响。【结果】2015年5月东亚反气旋频繁过境,一代粘虫在反气旋影响下多往西南和西北方向迁飞。6月上旬在东北低涡和蒙古气旋的影响下,一代粘虫可迁入东北地区为害。【结论】春夏之交频发的温带气旋是导致我国二代粘虫大范围为害的重要原因。     

海南省三沙市空中昆虫类群结构研究

【目的】监测研究我国南海地区岛礁空中飞行昆虫群落结构,为探明该地区昆虫迁飞路径,建立重大农业迁飞性害虫跨区转移危害测报系统提供依据。【方法】2017-2018年在海南省三沙市永兴岛建立监测平台,利用高空测报灯系统对永兴岛空中昆虫实时监测,并采集标本鉴定种类。【结果】目前已鉴定214种,隶属11目70科183属。主要类群为鳞翅目90种(42.06%)、半翅目42种(19.63%)、鞘翅目36种(16.82%),包括稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis、小地老虎Agrotis ipsilon、小菜蛾Plutella xylostella、白背飞虱Sogatellafurcifera和褐飞虱Nilaparvatalugens等多种重要的迁飞性害虫,以及中华草蛉Chrysoperla sinica、黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis和黄蜻Pantala flavescens等迁飞性天敌昆虫。【结论】研究结果证实了多种重大害虫在南海区域跨海迁飞转移危害和天敌随迁行为,丰富了对南海地区昆虫种群结构和物种多样性的认知。     

东北迁飞场对粘虫的Pied piper效应

【目的】我国2代粘虫的回迁过程和3代粘虫的种群构成还少有研究,东北与华北3代粘虫的虫源问题也不清楚。为此,需厘清2代粘虫发生区的风场动态和迁出种群的去向,明确东北粘虫夏季迁出种群与华北3代粘虫的虫源关系。【方法】根据国家气象信息中心的高空气象记录,统计东北和华北地区夏季各方位风向的频次和平均出现频率,利用HYSPLIT平台模拟东北粘虫夏季迁出种群的迁飞轨迹和落点分布。【结果】东北和华北地区7、8月的风向均以西南、南风为主且因气旋频繁过境而风向多变,不利于东北粘虫夏季种群回迁进入华北农作区;而对其迁出种群的轨迹模拟结果也表明,东北粘虫夏季种群能够进入华北的可能性极低:它们或迁入更北的无法生存的山区,或未能成功跨海而死亡,抑或迁入朝鲜半岛成为当地的虫源(同样无法越冬),还有一部分滞留东北地区继续为害一代后因气候原因死亡,而只有在极少数风向风速条件适宜的情况下才有可能进入河北。【结论】东北地区的夏季风场不利于东北粘虫的回迁,华北3代粘虫的种群构成与东北夏季种群几无关系,东北迁飞场表现出显著的Pied piper效应。     

三代粘虫成虫迁飞的雷达观测与分析

【目的】明确2015年吉林省3代粘虫Mythimna separata(Walker)成虫的迁飞动态,揭示3代粘虫成虫自东北向南迁出的动向及成功迁出的概率,为粘虫的预测预报及综合治理提供科学依据。【方法】基于扫描昆虫雷达观测,采用田间饲育、诱蛾器监测、轨迹模拟及天气背景学分析等研究方法,分析3代粘虫成虫迁飞动态及迁出概率。【结果】(1)3代粘虫蛾可交尾及产卵,卵亦可孵化,但幼虫发育迟缓。(2)3代粘虫蛾数量相比于一代增长了10.3倍,成虫卵巢发育级别集中于1级,大多未交尾,处于从本地迁出的状态。(3)迁出期的风向以南风、西南风、东南风为主,不利于粘虫回迁至南方的越冬区域。(4)共有3 d的调查日观测到了粘虫聚集成层的迁飞现象。轨迹分析显示,极大比率的粘虫种群最终去向集中于观测点公主岭以北的区域或者朝鲜境内。【结论】3代粘虫受制于秋季风场无法成功回迁,成为了Pied-piper效应的牺牲者,无法为2016年春季粘虫的发生提供有效虫源。     

稻飞虱迁飞种群的上灯行为节律研究

【目的】明确稻飞虱迁飞种群的上灯行为节律,以指导其大田迁入种群和迁出种群的发生预测与灾变预警。【方法】本研究运用逐时自动灯诱装置对2010和2011连续两年稻飞虱迁飞种群的上灯行为节律进行了系统研究。【结果】灰飞虱Laodelphax striatellus迁飞种群上灯始见期和灯诱虫量年际间差异不明显,白背飞虱Sogatella furcifera和褐飞虱Nilaparvata lugens迁飞过境种群上灯始见期和灯诱虫量年际间差异较大。此外,灰飞虱迁飞种群的特大高峰期和高峰期逐时灯诱虫量百分比与一般上灯期和零星上灯期相比突出了晨暮双峰型中的暮峰型上灯行为特点;白背飞虱迁飞种群特大高峰期逐时灯诱虫量百分比与高峰期和一般期相比突出了晨暮双峰型中的晨峰型生物学特性。【结论】稻飞虱迁飞种群的上灯行为节律存在种的特异性,这一行为节律除了受环境因素的影响外主要与其生物学特性有关。     

华北三代粘虫大发生虫源的形成

【目的】我国3代粘虫的种群构成还少有研究,华北3代粘虫的虫源问题也不清楚。为此,需厘清3代粘虫发生区的风场动态和迁出种群的去向,为明确各地的虫源关系提供依据。【方法】根据国家气象局的高空气象记录,分析高空风场;利用HYSPLIT平台模拟华北粘虫夏季迁出种群的迁飞轨迹和落点分布。【结果】在夏季风盛行的背景下,3代粘虫主要来自于与其发生区相邻的偏南地区(约占45%),如鲁东、苏皖鄂、浙北、赣北、湘北等;另一个主要来源是西北区(包括晋陕甘宁,约占10%)和华北北部(内蒙古及以北区域,约占7%);在某些年份,西南地区也会提供约6%的虫源。另外,还有约30%的虫源来自于发生区域内的相邻地方,属于当地前代滞留虫源的近距离迁飞;而东北区对华北3代粘虫的虫源构成则只有极微的贡献(约0.2%)。从山西和陕西起飞的1代成虫则主要是北迁,有将近30%的个体迁入了华北3代粘虫发生区,约23%迁入内蒙古及以北地区,还有约4%迁入西北的甘肃宁夏、约5%迁入东北区,另有27.5%的个体近距离迁飞落在本省境内。晋陕种群南向迁飞的比率不大,只有大约10%的个体迁入3代粘虫发生区的南邻区域。【结论】华北3代粘虫的暴发属于小概率事件,如此大范围的潜在虫源和如此局部的发生区,以及复杂的天气系统给我国华北地区3代粘虫的预测预警工作造成了极大的困难,需要研究部门与推广部门通力合作,做更多的实证研究和个例分析,逐渐深化对3代粘虫暴发机制的认识。     

粘虫的秋季回迁:2012-2013年大发生年个例分析

【目的】考察粘虫Mythimna separata (Walker)秋季回迁过程,阐释粘虫在我国东部地区迁飞的周年循环,分析粘虫大发生的原因,提取粘虫暴发的预警参数。【方法】利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的气象数据,分析9月份我国925hPa高度的迁飞场,用NOAAHYSPLIT平台模拟长岛2010-2013年间过境3代粘虫的回迁过程。【结果】9月份华北低空通常存在一个中心位于鲁西的冷高压,高压西侧的南向风和北侧的西向风导致秋季迁飞场环境不利于北方粘虫的秋季回迁而形成明显的Pied Piper效应。但在2011和2012年9月,冷高压中心明显偏西,我国东部北向风频次大大增加;轨迹分析表明,过境长岛的秋季回迁粘虫分别有20%(2011年)和5%(2012年)的迁飞日能回到30°N以南;北方粘虫成功回迁到越冬区的比率提高,为2012-2013年粘虫的暴发提供了相应的虫源基数。【结论】华北秋季的迁飞场以北向风和西向风为主而不利于粘虫的秋季回迁,只在9月冷高压偏西的年份,大陆东部盛行偏北风,粘虫成功回迁到南方越冬区的成功率较高,为翌年粘虫大发生种群的形成奠定虫源基础。因此,秋季高压中心的位置可作为翌年粘虫大发生的早期预警指标。     

佛冈县不同类型橘园柑橘木虱的种群动态

[目的] 明确佛冈县不同类型橘园柑橘木虱的种群动态,为当地柑橘木虱及柑橘黄龙病的防治工作提供科学依据。[方法] 通过2015-2016年的系统调查,对广东省佛冈县砂糖橘园的柑橘木虱种群消长动态进行研究,对比分析了不同处理措施对柑橘木虱种群数量的影响。[结果] 1-3月柑橘木虱发生危害较轻,随着嫩梢增多,其种群数量开始上升,6-9月为种群发生高峰期,期间出现多个发生高峰,10月之后种群数量逐渐进入消退期,种群数量维持在较低水平;2015、2016年佛冈县柑橘木虱的季节性消长动态基本一致,但种群发生量存在明显差别;3种不同类型橘园内柑橘木虱种群发生数量也存在显著差异,常年失管橘园柑橘木虱种群发生数量最高,常规水肥管理橘园次之,二者均显著高于常规水肥管理及化学防治橘园。[结论] 化学防治可在一定程度上控制柑橘木虱的种群数量,及时清理失管橘园对控制柑橘木虱和柑橘黄龙病传播至关重要。     

莲草直胸跳甲释放量对其种群构建的影响

【背景】莲草直胸跳甲是外来入侵杂草空心莲子草的专一性天敌,其田间种群密度直接影响对空心莲子草的控制效果。研究莲草直胸跳甲的种群动态和扩散速度对于适时和适量投放莲草直胸跳甲防治空心莲子草具有重要意义。【方法】2008年5月底,在湿地环境的空心莲子草上释放不同密度的莲草直胸跳甲后,对其进行了持续至12月的种群动态调查。【结果】莲草直胸跳甲种群在6～7月和10～11月分别出现2个明显的高峰期。在湿地、旱地和水田3种生境的空心莲子草上释放莲草直胸跳甲后的扩散动态调查表明,莲草直胸跳甲在旱地的扩散能力强于湿地和水田,放虫后18d,距释放中心点6m处,旱地生境的种群数目大于湿地生境和水田生境。【结论与意义】应用莲草直胸跳甲防治空心莲子草的释放适期为早春5～6月,在不同生境进行释放时,需根据其扩散能力确定适宜的释放点密度和释放量。     

北京地区油松潜在重要害虫松阴吉丁的形态和生物学特性观察

【目的】调查松阴吉丁Phaenops yin KubáňBíly(鞘翅目:几丁甲科)对北京地区油松Pinus tabuliformis Carrière的危害情况,了解该害虫的生物学特性;分析其偶然性暴发成灾的原因及规律,探讨该害虫的综合治理措施。【方法】本研究通过林间采集、解剖受害木段以及实验室罩笼饲养等方法,调查了松阴吉丁的发生现状,包括油松的受害情况和受害症状、天敌生物等,并结合历史文献和北京地区近20年的气象资料分析了该虫偶然暴发的原因。【结果】松树死亡率约为30%,受害株率约为60%,发现两种主要寄生性天敌始刻柄茧蜂Atanycolus initiator(Fabricius)和赤腹深沟茧蜂Iphiaulax impostor(Scopoli)。【结论】该虫在我国北方地区偶然性暴发的主要原因可能与持续高温干旱和降雨量减少导致的油松长势衰弱有关。建议结合气象变化及时预测预报松阴吉丁的发生,通过补水降温、清理枯枝、保护天敌、合理用药等综合治理措施调控该害虫的种群动态。     

转RRM2基因棉和其亲本苗蚜种群数量及其优势天敌的动态规律

【目的】转基因作物的大规模种植,可能会对人类健康和生态环境造成影响。因此,商业化种植之前,评价环境安全性十分必要。【方法】以转基因(RRM2)高产棉为实验品种,受体材料中棉所12为对照品种,分别于2013年和2014年连续2年对2种棉田的苗期蚜虫及其几种主要捕食性天敌的田间种群数量进行系统的田间调查,并比较它们在这2种不同棉田间的差异。【结果】与中12相比,转RRM2基因棉苗期无翅蚜的发生数量显著增加,有翅蚜迁入棉田的数量也有所增加,但二者差异不显著;2个棉花品系间棉蚜的几种主要捕食性天敌发生数量也无明显差异。【结论】与亲本材料相比,转高产棉花苗蚜数量显著增加,但其捕食性天敌数量增加不明显。本研究为转RRM2高产基因棉花环境安全评价技术的完善提供了理论依据。     

Assessing the relative importance of intrinsic and extrinsic influence on sheep population dynamics on Hirta Island, UK

Identifying the relative importance of intrinsic factors and extrinsic environmental variations on population or ecosystem dynamics is important for ecological conservation research. Here, we use a systematic method proposed by De Menezes and Barabási [2004. Separating internal and external dynamics of complex systems. Physical Review Letters, 93, 068701] to reanalyse the long-term monitoring data of Soay sheep population fluctuations and climate variations on Hirta Island, UK. Our results indicate that the climate conditions have a higher impact than internal factors on the fluctuations of sheep population. The sheep population dynamics are internally self-regulating. The scaling relationships between sheep population and external and internal standard deviations are similar. The threshold of the sheep population on this island as determined by our study is around 1197, which is consistent with previous studies by other methods. Our study indicates that this systematic method may help to understand some of the complicated aspects of population dynamics about which detailed knowledge is limited.     

Can temporal covariation and autocorrelation in demographic rates affect population dynamics in a raptor species?

Theoretical studies suggest that temporal covariation among and temporal autocorrelation within demographic rates are important features of population dynamics. Yet, empirical studies have rarely focused on temporal covariation and autocorrelation limiting our understanding of these patterns in natural populations. This lack of knowledge restrains our ability to fully understand population dynamics and to make reliable population forecasts. In order to fill this gap, we used a long‐term monitoring (15 years) of a kestrel Falco tinnunculus population to investigate covariation and autocorrelation in survival and reproduction at the population level and their impact on population dynamics. Using Bayesian joint analyses, we found support for positive covariation between survival and reproduction, but weak autocorrelation through time. This positive covariation was stronger in juveniles compared with adults. As expected for a specialized predator, we found that the reproductive performance was strongly related to an index of vole abundance explaining 86% of the temporal variation. This very strong relationship suggests that the temporally variable prey abundance may drive the positive covariation between survival and reproduction in this kestrel population. Simulations suggested that the observed effect size of covariation could be strong enough to affect population dynamics. More generally, positive covariation and autocorrelation have a destabilizing effect increasing substantially the temporal variability of population size.     

盐碱旱地转Bt基因抗虫棉田主要害虫及其天敌种群消长动态

【目的】近年来,我国长江流域和黄河流域棉花面积锐减,种植区域向滨海盐碱地或干旱地转移。研究盐碱旱地转基因棉田与非转基因棉田昆虫群落差异,可为盐碱旱地对转基因棉田生物影响和盐碱旱地转基因棉田害虫防治提供理论指导。【方法】在山东东营和河北枣强盐碱干旱地转Bt基因棉田分别设置常规施药田和非施药田,进行了系统的田间昆虫种群消长动态的调查和统计分析。【结果】中轻度盐碱旱地种植转基因棉花对靶标害虫棉铃虫具有较好的控制作用;与非转基因棉花相比,对其他非靶标害虫棉蚜、烟粉虱和盲蝽及自然天敌龟纹瓢虫、草间小黑蛛种群数量无显著影响,草蛉种群数量在转基因棉田低于非转基因棉田;喷施化学农药对棉铃虫幼虫和棉蚜的防治作用较好,对烟粉虱和盲蝽的防治效果年度间和试验点间有差异,对龟纹瓢虫的杀伤力较大,对草间小黑蛛和草蛉未见明显影响。【结论】盐碱旱地对棉田不同的害虫和天敌影响不同,且转基因棉田与非转基因棉田昆虫群落结构与对照棉田无显著差异。     

寄主植物对扶桑绵粉蚧体型及体内能源物质含量的影响

【目的】研究寄主植物对扶桑绵粉蚧雌成虫体型和体内能源物质含量的影响,为扶桑绵粉蚧的寄主适应性和风险分析提供科学参考。【方法】在室内用8种寄主植物连续饲养扶桑绵粉蚧5代后,测量7日龄雌成虫体长、体宽和体重,并测定体内能源物质(脂肪、可溶性蛋白质、可溶性糖)含量,分析上述指标在不同寄主间的差异。【结果】取食不同寄主后,扶桑绵粉蚧雌成虫体型和体内能源物质含量存在显著差异。取食马铃薯后,雌成虫体长达4.80 mm,体宽为3.07 mm,单头体重为7.11 mg,显著高于取食其他寄主的雌成虫。取食棉花(Bt棉和常规棉)后,扶桑绵粉蚧雌成虫体内可溶性蛋白质含量最高(58.77和57.70 mg·g~(-1));取食常规棉后,可溶性糖含量最高(75.02 mg·g~(-1));取食马铃薯后,脂肪含量最高(349.00 mg·g~(-1))。【结论】寄主植物对扶桑绵粉蚧雌成虫体型和体内能源物质含量有显著影响。取食马铃薯后,扶桑绵粉蚧雌成虫体型较大,体内能源物质含量较高,因此应加强马铃薯上扶桑绵粉蚧的种群监测。     

Nestboxes and immigration drive the growth of an urban Peregrine Falcon Falco peregrinus population

Drivers of wildlife population dynamics are generally numerous and interacting. Some of these drivers may impact demographic processes that are difficult to estimate, such as immigration into the focal population. Populations may furthermore be small and subject to demographic stochasticity. All of these factors contribute to blur the causal relationship between past management action and current population trends. The urban Peregrine Falcon Falco peregrinus population in Cape Town, South Africa, increased from three pairs in 1997 to 18 pairs in 2010. Nestboxes were installed over this period to manage the interface between new urban pairs of Falcons and the human users of colonized buildings, and incidentally to improve breeding success. We used integrated population models (IPMs) formally to combine information from a capture–mark–recapture study, monitoring of reproductive success and counts of population size. As all local demographic processes were directly observed, the IPM approach also allowed us to estimate immigration by difference. The provision of nestboxes, as a possible stimulant of population growth, improved breeding success and accounted for an estimated 3–26% of the population increase. The most important driver of growth, however, was immigration. Despite low sample sizes, the IPM approach allowed us to obtain relatively precise estimates of the population‐level impact of nestbox deployment. The goal of conservation interventions is often to increase population size, so the effectiveness of such interventions should ideally be assessed at the population level. IPMs are powerful tools in this context for combining demographic information that may be limited due to small population size or practical constraints on monitoring. Our study quantitatively documented both the immigration process that led to growth of a small population and the effect of a management action that helped the process.     

Patterns and processes of population dynamics with fluctuating habitat size: a case study of a marine copepod inhabiting tide pools

The logistic model is a fundamental population model often used as the basis for analyzing wildlife population dynamics. In the classic logistic model, however, population dynamics may be difficult to characterize if habitat size is temporally variable because population density can vary at a constant abundance, which results in variable strength of density‐dependent feedback for a given population size. To incorporate habitat size variability, we developed a general population model in which changes in population abundance, density, and habitat size are taken into account. From this model, we deduced several predictions for patterns and processes of population dynamics: 1) patterns of fluctuation in population abundance and density can diverge, with respect of their correlation and relative variability; and 2) along with density dependence, habitat size fluctuation can affect population growth with a time lag because changes in habitat size result in changes in population density. In order to test these predictions, we applied our model to population dynamics data of 36 populations of Tigriopus japonicus, a marine copepod inhabiting tide pools of variable sizes caused by weather processes. As expected, we found a significant difference in the fluctuation patterns of population abundance and density of T. japonicus populations with respect to the correlation between abundance and density and their relative variability, which correlates positively with the variability of habitat size. In addition, we found direct and lagged‐indirect effects of weather processes on population growth, which were associated with density dependence and impose regulatory forces on local and regional population dynamics. These results illustrate how changes in habitat size can have an impact on patterns and processes of wildlife population dynamics. We suggest that without knowledge of habitat size fluctuation, measures of population size and its variability as well as inferences about the processes of population dynamics may be misleading.