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文檔簡介
1、溫度是影響昆蟲生長、發(fā)育、生殖和存活等生命活動的重要生態(tài)因子。對極端溫度的耐受能力是決定昆蟲在區(qū)域間分布和擴散的一個重要因素。近年來,隨著全球氣候變化,極端異常天氣時有發(fā)生。松突圓蚧Hemiberlesia pitysophila Takagi作為一類重大外來入侵生物,及其引進天敵花角蚜小蜂Coccobius azumai Tachikawa對極端溫度的耐受性既關(guān)系到松突圓蚧潛在的入侵區(qū)域,也關(guān)系到花角蚜小蜂的有效與持續(xù)利用。本文通過測
2、定松突圓蚧、花角蚜小蜂的過冷卻點和極端溫度(包括極端高溫和極端低溫兩個方面)暴露處理下的存活情況,以及寄主、緯度和海拔對松突圓蚧極端溫度耐受性的影響等,綜合評價了二者對極端溫度的耐受性;結(jié)合區(qū)域氣候特征,預(yù)測二者及其寄生關(guān)系的潛在分布區(qū)域。對闡明外來害蟲-外來天敵系統(tǒng)對土著生境的適應(yīng)及其協(xié)同進化關(guān)系具有重要的理論意義,對松突圓蚧的風(fēng)險評估、有效控制和花角蚜小蜂的充分利用具有重要的實踐指導(dǎo)意義。主要研究結(jié)論如下: 1松突圓蚧種群耐
3、寒性的季節(jié)變化 松突圓蚧的過冷卻點波動在-22.4~-3.3℃之間,以冬季雌成蟲的平均過冷卻點最低,為-14.83℃,冬季1齡若蟲、2齡性分化前若蟲、2齡性分化后雄若蟲、雌成蟲及種群總體在-20~0℃下的死亡率、冷識別溫度和半致死低溫累積均明顯低于夏季;1齡若蟲、2齡性分化后雄若蟲和種群總體的半致死低溫累積與季節(jié)性平均氣溫均呈顯著正相關(guān),但所有發(fā)育階段的過冷卻點與其半致死低溫累積的相關(guān)性均未達(dá)顯著水平。表明松突圓蚧的耐寒性具有明
4、顯的季節(jié)適應(yīng)性,冬季種群的耐寒性最強,夏季種群最弱;松突圓蚧耐寒性的季節(jié)變化并不依賴于過冷卻點,而與氣溫的季節(jié)性變化密切相關(guān)。預(yù)測松突圓蚧能夠突破現(xiàn)有分布的北界(26°N左右),但在26.5~29°N區(qū)域內(nèi)冬季低溫將對其種群的存活產(chǎn)生顯著影響:在29~37°N區(qū)域也能越冬,但冬季低溫將極大地限制種群的發(fā)展。 2寄主植物對松突圓蚧耐寒性的影響 寄生于黑松和馬尾松的松突圓蚧雌成蟲的過冷卻點比寄生于濕地松和火炬松的顯著較高,兩
5、類過冷卻點平均值的差異在0.9~2.3℃之間。寄生于馬尾松的2齡性分化后雌若蟲的過冷卻點比寄生于濕地松的顯著較高,前者比后者高出2.08℃。寄生于馬尾松的初孵若蟲、1齡若蟲、2齡性分化前若蟲、2齡性分化后雌若蟲、2齡性分化后雄若蟲、雌成蟲,以及種群總體,對低溫暴露致死的起始敏感溫度和-20℃低溫暴露的死亡率,均比寄生于濕地松的相應(yīng)蟲態(tài)和種群總體低;寄生于馬尾松的松突圓蚧種群的半致死有效傷害低溫累積比寄生于濕地松的種群低;兩種寄主植物松突
6、圓蚧各蟲態(tài)及種群總體在低溫暴露下死亡率的變化規(guī)律均符合改進后的雙變量Logistic模型。由此說明:寄主植物能夠影響松突圓蚧的過冷卻點和低溫暴露死亡率,寄生濕地松的松突圓蚧種群耐寒性比寄生馬尾松的種群弱。 3不同地區(qū)松突圓蚧的耐寒性差異 通過測定廣東信宜、福建漳州、泉州和長樂4個不同緯度地區(qū)冬季松突圓蚧的過冷卻點和低溫暴露試驗,結(jié)果表明不同地區(qū)松突圓蚧雌成蟲的過冷卻點有顯著差異,福建長樂的過冷卻點最低,廣東信宜的過冷卻點
7、最高,兩地差值達(dá)2.03℃。半致死有效低溫累積、低溫暴露死亡率等指標(biāo)則不具明顯差異。在10~-20℃溫度暴露下,廣東信宜松突圓蚧種群的死亡率明顯高于福建泉州和福建長樂種群,但各地各蟲態(tài)低溫暴露下死亡率的變化規(guī)律均服從雙變量Logistic曲線模型;廣東信宜種群的半致死有效傷害低溫累積明顯大于福建泉州和長樂種群。說明松突圓蚧對低溫有較強的適應(yīng)性,隨著該蟲分布緯度的上升,其耐寒性存在逐步增強的趨勢。松突圓蚧耐寒性的地理適應(yīng)性對其進一步向北擴
8、散蔓延具有重要的進化意義。 4海拔對松突圓蚧極端溫度耐受性的影響 采用過冷卻點、極端溫度暴露死亡率和半致死溫度等指標(biāo),評價了不同海拔(80、251、391、510和725 m)松突圓蚧的耐寒性和耐熱性。結(jié)果表明:不同海拔松突圓蚧雌成蟲過冷卻點存在顯著差異,其過冷卻點的平均值波動在-15.30~-13.09℃,以海拔391 m的過冷卻點最低,510 m次之,251m最高。不同海拔松突圓蚧1齡若蟲、2齡若蟲和雌成蟲的死亡率均
9、隨低溫暴露溫度下降而增大,在-25℃下均不能存活。在0~-10℃范圍內(nèi),海拔對松突圓蚧1齡若蟲和雌成蟲低溫暴露的存活率具有顯著影響。從半致死低溫看,海拔391m松突圓蚧各發(fā)育階段的耐寒性都最強,海拔80 m最弱,而海拔251、510和725 m的耐寒性因不同發(fā)育階段而不同。不同海拔松突圓蚧的死亡率隨暴露溫度升高而增大,在45℃下都不能存活;1齡若蟲的半致死高溫以海拔510 m最高,80 m次之,391 m最低:2齡若蟲以海拔510 m最
10、高,725 m次之,80m最低;雌成蟲以海拔391m最高,251m次之,80 m最低。松突圓蚧對極端溫度耐受性與海拔高度呈非線性關(guān)系。 5松突圓蚧種群耐熱性的季節(jié)變化 通過比較分析不同季節(jié)、不同蟲態(tài)松突圓蚧在高溫暴露下的死亡率和半致死高溫累積,結(jié)果表明不同發(fā)育階段松突圓蚧的耐熱性季節(jié)變化不同,但夏季2齡性分化前若蟲、2齡性分化后雌若蟲和種群總體相對于其他季節(jié),具有明顯較強的耐熱性,而春季種群耐熱性最弱,表現(xiàn)出較強的季節(jié)適
11、應(yīng)性。根據(jù)其致死高溫45℃,預(yù)測松突圓蚧的可以入侵我國南方所有松林分布的區(qū)域和吡鄰國家與地區(qū)。松突圓蚧各發(fā)育階段的半致死高溫累積與季節(jié)性月平均氣溫、季節(jié)極端高溫和平均降水量3個氣象因子變化的關(guān)系均不密切。 6花角蚜小蜂耐寒性的季節(jié)變化 花角蚜小蜂雌成蟲在春、夏、秋、冬4個季節(jié)的平均過冷卻點分別為-13.7559、-11.9700、-12.7936和-13.6000℃,冬、春季顯著低于夏季;雄成蟲在春、夏、秋3個季節(jié)的平均
12、過冷卻點分別為-15.3917、-13.8400和-13.2143℃,春季顯著低于夏、秋季;春、夏季雌蟲的平均過冷卻點顯著高于雄蟲。-15℃暴露下,各季節(jié)雌蟲均不能存活;0℃暴露下,春季的死亡率顯著低于夏季,-5℃和-10℃暴露下,春季的死亡率均顯著低于夏、秋季。各季節(jié)雌成蟲低溫累積-死亡率的關(guān)系均服從改進的Logistic模型,但不同季節(jié)的半致死低溫累積(LSCIT50)有顯著差異,春季平均LSCIT50顯著低于夏、秋季,秋季也低于夏
13、季,但無顯著差異;雌蟲的過冷卻點、LSCIT50隨著季節(jié)極端低溫下降和極端溫差的增加表現(xiàn)出下降的趨勢;其LSCIT50也隨著過冷卻點的降低表現(xiàn)出下降趨勢,在一定程度上說明過冷卻點與耐寒性具有密切關(guān)系,秋季可能是該蟲耐寒性由弱變強的重要過渡季節(jié)。表明花角蚜小蜂成蟲的耐寒性具有明顯的季節(jié)適應(yīng)性,降低過冷卻點是增強其耐寒性的重要策略,這可能與其在秋季受到較低極端低溫和較高極端溫差的適應(yīng)性鍛煉有關(guān)。各季節(jié)花角蚜小蜂雌成蟲在0℃暴露下的死亡率均較
14、低,春季在-5℃下的死亡率也較低,在-10℃下的死亡率接近90%?;ń茄列》浯瞥上x的耐寒能力明顯弱于松突圓蚧雌成蟲(詳見第2節(jié)),在不考慮海拔高度、氣候類型和大氣環(huán)流等對氣溫變化的影響及花角蚜小蜂其他蟲態(tài)的耐寒性情況條件下,預(yù)測花角蚜小蜂的潛在利用區(qū)域在28°N以南,而在27~28°N之間,花角蚜小蜂的利用將受到海拔和氣候異常年份等的限制;隨著松突圓蚧進一步北移,花角蚜小蜂-松突圓蚧這一寄生系統(tǒng)的穩(wěn)定性將被打破,花角蚜小蜂不能繼續(xù)跟隨控
15、制松突圓蚧。 7花角蚜小蜂耐熱性的季節(jié)變化 通過比較分析花角蚜小蜂雌成蟲春、夏、秋季耐熱性變化和夏季種群雌、雄成蟲耐熱性的差異。結(jié)果表明:隨著暴露溫度升高,花角蚜小蜂各季節(jié)的死亡率均逐漸增大,秋季、春季、夏季種群分別在39.5、40和41℃時死亡率均達(dá)到100%。暴露溫度為39~40.5℃時,不同季節(jié)之間種群死亡率具有顯著差異,表現(xiàn)為夏季種群的死亡率顯著較低。比較對花角蚜小蜂雌成蟲造成熱傷害的高溫累積下限(LLSEHIT
16、)和半致死高溫累積(LSHIT50)大小,不同季節(jié)雌成蟲的耐熱性呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化,其耐熱性大小序列為夏季>秋季>春季,但秋季種群死亡對高溫累積增加最為敏感,夏季次之,春季最弱?;ń茄列》浯瞥上x半致死高溫累積LSHIT50與月平均氣溫、季節(jié)極端高溫的季節(jié)變化關(guān)系十分密切,隨著平均氣溫、季節(jié)極端高溫的升高,LSHIT50表現(xiàn)出明顯的升高趨勢。而半致死有效高溫累積LSEHIT50與季節(jié)性氣象因子無明顯相關(guān)性。表明花角蚜小蜂雌成蟲的耐熱性具有
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