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ManBetX揭示多种卵寄生蜂对入侵害虫草地贪夜蛾的区域性生态调控作用

文章来源:农业入侵生物预防与监控创新团队      作者:赵浩翔 刘万学   点击数: 次      发布时间:2022-12-19

近日,ManBetX(中国)官方网站农业入侵生物预防与监控创新团队在《Science of the total environment》(IF="10.753,JCR一区)发表题为“Insights from the biogeographic approach for biocontrol of invasive alien pests: Estimating the ecological niche overlap of three egg parasitoids against  Spodoptera frugiperda in China”的论文,识别了我国多种本地卵寄生蜂对草地贪夜蛾在迁飞区和越冬区内的时空生态位重叠度和生态调控格局。

草地贪夜蛾是原产于美洲热带地区,具有极强迁飞扩散能力的全球外来入侵害虫;2016年扩散至非洲和东南亚地区,2019年入侵我国云南等省区;2021年已在全国27个省(市、区)有发生,主要危害玉米、小麦等作物;研究表明,不防治或防治不及时,产量损失在20%—30%,重发危害时可达50%以上。

利用天敌昆虫是防治外来入侵害虫的重要策略和途径。草地贪夜蛾的寄生性天敌资源丰富,其中夜蛾黑卵蜂 Telenomus remus  Nixon、螟黄赤眼蜂 Trichogramma chilonis  Ishii和松毛虫赤眼蜂 Trichogramma dendrolimi  Matsumura是我国多种鳞翅目害虫的优势卵寄生蜂,也已被证实在我国部分区域对草地贪夜蛾的暴发有着良好的自然调控作用。但是,我国范围内其和草地贪夜蛾的时空生态位和气候匹配性空间分布格局仍属未知,识别其和草地贪夜蛾在我国不同区域的时空生态位重叠度和气候适宜性等级,能进一步解释我国多种本地卵寄生蜂对草地贪夜蛾的自然调控机制,可为发展草地贪夜蛾“以虫治虫”的天敌昆虫防治应用技术,实现低成本、绿色可持续的防控策略提供理论指导。

草地贪夜蛾和三种本地卵寄生蜂的全球分布记录

本研究首先采用欧洲气象中心ERA5-Land月平均再分析数据集的距地面2m气温划分了草地贪夜蛾在我国的越冬区和迁飞区。然后基于草地贪夜蛾和三种本地卵寄生蜂的全球分布记录和相关生物气候因子数据,利用生态位理论,多种生态位模型和集成模型识别三种本地卵寄生蜂跟草地贪夜蛾的时空生态位和气候匹配性空间分布格局,主要探讨了以下问题:(1)在我国草地贪夜蛾的越冬区和迁飞区内,哪些区域的气候条件既适宜草地贪夜蛾生存,也适宜三种本土卵寄生蜂生存。(2)识别三种本地卵寄生蜂在草地贪夜蛾越冬区和迁飞区内的时空生态位重叠度和区域性自然调控格局;(3)草地贪夜蛾和三种本地卵寄生蜂对不同环境因子适宜度的异质性。

草地贪夜蛾和三种卵寄生蜂的气候匹配性空间分布格局和分布重心

研究结果表明,草地贪夜蛾和三种本地卵寄生蜂的气候适宜度有着一定的异质性,其中草地贪夜蛾适宜生存于温带,热带和亚热带的气候条件,而夜蛾黑卵蜂更适宜生存于热带和亚热带的气候条件,低温条件更适宜松毛虫赤眼蜂的生存,而螟黄赤眼蜂则有着较为广泛的气候适宜性。草地贪夜蛾和三种本地卵寄生蜂的气候适宜度的异质性,造成了在不同区域内三种本地卵寄生蜂对草地贪夜蛾的自然调控的优势地位的异质性,进一步形成了三种本地卵寄生蜂对草地贪夜蛾的自然调控作用的区域性空间分布格局。

在草地贪夜蛾的越冬区内,螟黄赤眼蜂对草地贪夜蛾的气候适宜匹配度最高(94.57%),其次是夜蛾黑卵蜂(68.63%)和松毛虫赤眼蜂(67.53%),而且夜蛾黑卵蜂和螟黄赤眼蜂之间的“共同寄生”作用,显著制约了草地贪夜蛾的种群暴发危害性,可能是越冬区内调控草地贪夜蛾暴发的有效寄生蜂;在迁飞区内,螟黄赤眼蜂对草地贪夜蛾的气候适宜匹配度也最高(91.36%),其次是松毛虫赤眼蜂(81.7%)和夜蛾黑卵蜂(15.23%)。松毛虫赤眼蜂在我国长江流域和东北地区与草地贪夜蛾的气候适宜匹配度较高,而螟黄赤眼蜂在我国华北和东北地区与草地贪夜蛾的气候适宜匹配度较高。进一步表明了我国三种本地卵寄生蜂跟草地贪夜蛾的时空生态位和气候匹配性呈区域性分布的空间格局。

研究结果可为识别我国本土卵寄生蜂对草地贪夜蛾的自然调控格局,利用优势卵寄生蜂防治草地贪夜蛾的田间释放实验提供理论参考和世界范围内利用卵寄生蜂对其他鳞翅目害虫的天敌昆虫防治提供案例参考

草地贪夜蛾和三种卵寄生蜂对不同生物气候因子的适宜范围

ManBetX(中国)官方网站博士生赵浩翔、冼晓青副研究员为该论文的共同第一作者,郭建洋副研究员和刘万学研究员为论文的共同通讯作者,杨念婉研究员,张永军研究员,万方浩研究员和全国农技推广中心刘慧副研究员参与了此项工作。该研究得到国家重点研发计划项目(2021YFD1400700,2021YFC2600400)和中国农业科学院科技创新工程项目(caas-zdrw202108))的资助。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.160785。