近日,從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所獲悉,該所馬春森研究團(tuán)隊通過6年的潛心研究發(fā)現(xiàn),全球氣候變化打破了農(nóng)業(yè)害蟲群落原有的平衡,改變了害蟲群落物種間的相對優(yōu)勢度,使優(yōu)勢種(群落中具有最大密度、蓋度和生物量,對生境影響最大的物種)發(fā)生了演替,氣候變化正在改變農(nóng)業(yè)害蟲群落的優(yōu)勢種。相關(guān)研究成果發(fā)表在最新一期國際知名期刊《全球變化生物學(xué)(Global Change Biology)》上。
全球氣候變化給生物帶來了新的選擇壓力,然而物種間對這種選擇壓力的響應(yīng)可能不同,進(jìn)而造成物種間相對優(yōu)勢度和群落結(jié)構(gòu)的改變。為闡明全球氣候變化導(dǎo)致的極端高溫事件幅度和頻率增加與農(nóng)業(yè)害蟲群落物種間相對優(yōu)勢度和群落結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,馬春森研究團(tuán)隊以共同發(fā)生的三種麥蚜(麥長管蚜、禾谷縊管蚜、麥二叉蚜)為模式系統(tǒng),首先采用實驗室模擬的方法證實了極端高溫事件幅度和頻率增加對三種麥蚜發(fā)育、存活、繁殖及種群適合度的影響有顯著差異,即極端高溫幅度和頻率增加,禾谷縊管蚜的相對適合度由低變高,而麥長管蚜和麥二叉蚜則由高變低。田間模擬增溫試驗同樣表明,極端高溫事件幅度和頻率增加改變了三種麥蚜的群落結(jié)構(gòu),禾谷縊管蚜的相對優(yōu)勢度顯著增加,另外兩種麥蚜則明顯降低。
為期6年的田間種群數(shù)據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),極端高溫事件改變了三種麥蚜在時間上的相對優(yōu)勢度和群落結(jié)構(gòu),即極端高溫事件頻發(fā)的年份,禾谷縊管蚜的相對優(yōu)勢度較高;而極端高溫事件發(fā)生較少的年份,麥長管蚜和麥二叉蚜的相對優(yōu)勢度較高。此外,全球不同地區(qū)的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),極端高溫事件還改變了這三種蚜蟲在大尺度空間上的相對優(yōu)勢度和群落結(jié)構(gòu),極端高溫事件發(fā)生概率較小的高緯度地區(qū),麥長管蚜和麥二叉蚜為群落的優(yōu)勢種;而極端高溫事件發(fā)生概率較大的低緯度地區(qū),禾谷縊管蚜則在群落中占據(jù)非常明顯的優(yōu)勢。
由于三種麥蚜的為害部位及其造成的經(jīng)濟(jì)損失明顯不同,相對優(yōu)勢度的改變將顯著影響麥蚜防治經(jīng)濟(jì)閾值的制定。此外,這三種麥蚜在傳播麥類作物病毒病的種類和傳毒效率上有顯著差異,因此其群落結(jié)構(gòu)和相對優(yōu)勢度的改變能顯著影響麥類作物的病毒感染率及病害的發(fā)生流行,進(jìn)而影響病害發(fā)生預(yù)測和防控策略的制定。麥蚜處于麥田生態(tài)系統(tǒng)中間營養(yǎng)級,其群落結(jié)構(gòu)的改變,還將對“作物-麥蚜-天敵”系統(tǒng)造成影響。該研究采用的室內(nèi)及田間的模擬方法,以及多年田間觀測分析和全球數(shù)據(jù)元分析(meta-analysis)的綜合研究方法,在個體和群落的水平上來分析害蟲物種間對全球氣候變化的響應(yīng)及其差異,對預(yù)測氣候變化對害蟲及其群落的影響具有重要的應(yīng)用價值。(通訊員 孫爻)
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http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.12654/abstract