模擬氣候變暖對(duì)冬小麥--麥蚜--天敵互作關(guān)系的影響.pdf

1、受溫室氣體排放和人類活動(dòng)的影響，全球氣候在逐漸變暖，而中國(guó)是氣候變暖最嚴(yán)重的國(guó)家之一。全球氣候氣變暖的主要特征為平均氣溫上升、極端高溫頻率增加以及不同地理區(qū)域之間的氣候變暖的程度不同。麥蚜為小麥重要害蟲(chóng)之一，體型小，屬于刺吸式昆蟲(chóng)。麥蚜不僅可以通過(guò)取食小麥的汁液直接危害小麥的生長(zhǎng)發(fā)育，還可以通過(guò)分泌蜜露影響小麥的光合作用，從而對(duì)小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)造成損害。在氣候變暖條件下，變溫昆蟲(chóng)對(duì)溫度的變化的響應(yīng)機(jī)制，已成為昆蟲(chóng)生態(tài)學(xué)方面的研究熱點(diǎn)。因

2、此，開(kāi)展氣候變暖對(duì)不同地理區(qū)域麥田生態(tài)系統(tǒng)中小麥，麥蚜及天敵的綜合影響研究，探明溫度升高對(duì)麥蚜種群動(dòng)態(tài)的影響特征，將為麥蚜的測(cè)報(bào)及防控策略的制定奠定理論基礎(chǔ)。
　　本研究從小麥主產(chǎn)區(qū)麥蚜及氣象歷史資料收集，研究分析歷年田間麥蚜種群動(dòng)態(tài)與溫度的相關(guān)性;采用跨區(qū)域田間增溫模擬氣候變暖，監(jiān)測(cè)增溫對(duì)蚜蟲(chóng)、天敵及小麥生物量和產(chǎn)量的影響;通過(guò)麥田蚜蟲(chóng)優(yōu)勢(shì)種麥長(zhǎng)管蚜生命表構(gòu)建，比較增溫對(duì)蚜蟲(chóng)主要生命參數(shù)的影響;采用恒溫處理、連續(xù)變溫和連續(xù)跳躍變

3、溫處理，研究環(huán)境溫度變化對(duì)麥蚜天敵異色瓢蟲(chóng)飛行和運(yùn)動(dòng)行為的影響四個(gè)方面，綜合分析氣候變暖對(duì)麥田系統(tǒng)中麥蚜種群動(dòng)態(tài)的影響作用。取得如下主要結(jié)果:
　　為了了解自然條件下溫度升高對(duì)麥蚜種群的影響，對(duì)河北香河地區(qū)1979年～1997年間16年的氣象資料（4月10日-5月31日）和麥蚜盛發(fā)期（揚(yáng)花-灌漿期）蚜量，運(yùn)用逐步回歸分析，以麥蚜盛期蚜量為因變量Y，分別以最高溫度X1，平均溫度X2，最低溫度X3為自變量構(gòu)建回歸方程，發(fā)現(xiàn)盛期蚜量與平

4、均溫度X2呈顯著正相關(guān)，回歸方程為Y=0.17862X2+0.08331，R2=0.5250。并以歷年氣象資料中X1，X2，X3進(jìn)行聚類分析，可聚為3類，第Ⅰ類的平均氣溫為18.00±0.14℃，第Ⅱ類的平均氣溫為16.96±0.19℃，第Ⅲ類的平均氣溫為15.83±0.23℃，從歷史氣象資料中構(gòu)建溫度梯度，并采用GLM方差分析對(duì)溫度梯度以及溫度梯度下盛期蚜量進(jìn)行分析，后進(jìn)行鄧肯多重比較。結(jié)果表明，溫度梯度間差異顯著;隨著溫度升高，盛期

5、蚜量顯著增加。
　　為了進(jìn)一步探究溫度升高使麥蚜發(fā)生量顯著增加的生態(tài)機(jī)制，在河北廊坊，河南原陽(yáng)，湖北武漢三地（三地緯度各相差約5°），同時(shí)開(kāi)展開(kāi)展了跨區(qū)域田間增溫試驗(yàn)。系統(tǒng)調(diào)查記錄增溫及對(duì)照區(qū)小麥生育期、生物量、千粒重參數(shù)，田間優(yōu)勢(shì)種麥長(zhǎng)管蚜和和禾谷縊管蚜的種群發(fā)生動(dòng)態(tài)，以及寄生性天敵的寄生率和捕食性天敵的發(fā)生量。試驗(yàn)結(jié)果顯示，增溫使廊坊小麥的返青-成熟的生育期提前約10d，原陽(yáng)提前約7d，武漢提前約4d。增溫顯著增加廊坊和原陽(yáng)小

6、麥的生物量和千粒重，顯著增加廊坊和原陽(yáng)麥長(zhǎng)管蚜的穗期蚜量，武漢無(wú)顯著影響;增溫顯著增加了廊坊禾谷縊管蚜穗期蚜量，但對(duì)原陽(yáng)和武漢試驗(yàn)區(qū)的蚜量無(wú)顯著影響。溫度升高顯著降低廊坊和原陽(yáng)的寄生蜂的寄生率，而武漢無(wú)顯著影響;增溫顯著降低了廊坊瓢蟲(chóng)田間發(fā)生量，而對(duì)原陽(yáng)和武漢無(wú)顯著影響。結(jié)果表明，不同的緯度帶麥田群落對(duì)氣候變暖的響應(yīng)不同，中、高緯度麥田群落對(duì)增溫響應(yīng)程度較低緯度明顯，即增溫不僅可以直接增加麥蚜種群數(shù)量，還降低寄生性天敵對(duì)麥蚜的控制力，小

7、麥生育期提前和生物量增加為麥蚜提供充足的可食用資源，導(dǎo)致麥蚜發(fā)生數(shù)量顯著增加;但由于溫度增高能提高小麥生物量和千粒重，從而抵消了麥蚜為害對(duì)小麥的不利影響，小麥并不減產(chǎn)。
　　為了探究氣候變暖對(duì)麥蚜生命參數(shù)的影響，在廊坊麥田增溫區(qū)及對(duì)照區(qū)構(gòu)建麥長(zhǎng)管蚜的生命表。結(jié)果表明，增溫顯著增加麥長(zhǎng)管蚜的產(chǎn)蚜量及繁殖歷期、顯著降低若蚜歷期，顯著增加麥長(zhǎng)管蚜的凈增值率、內(nèi)稟增長(zhǎng)率，顯著降低種群加倍周期和平均世代周期，即田間增溫可以促進(jìn)麥長(zhǎng)管蚜種群增

8、長(zhǎng)，從而有利于麥長(zhǎng)管蚜在田間暴發(fā)。但對(duì)翅型分化無(wú)顯著影響。
　　為了探究環(huán)境溫度變化對(duì)瓢蟲(chóng)遷飛和搜索能力的影響，采用室內(nèi)飛行磨和昆蟲(chóng)行為記錄分析儀，設(shè)置不同恒溫(15℃、25℃、35℃)、連續(xù)線性變溫(15-35℃)及間跳躍變溫(15℃-25℃-35℃)研究了環(huán)境溫度變化對(duì)異色瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)的飛行和搜索能力的影響。異色瓢蟲(chóng)瓢蟲(chóng)在15℃下飛行的頻次、累計(jì)飛行距離、累計(jì)飛行時(shí)間和平均飛行速度顯著高于其他溫度處理;而在35℃下其爬行頻次、累計(jì)

9、爬行距離、平均爬行時(shí)問(wèn)和平均爬行速度顯著大于其他處理。異色瓢蟲(chóng)在連續(xù)跳躍變溫條件下的飛行能力與運(yùn)動(dòng)搜索能力均顯著大于連續(xù)線性溫度以及恒定常溫(25℃)對(duì)照。說(shuō)明異色瓢蟲(chóng)在低溫度(15℃)下的飛行能力強(qiáng)，而在較高溫度(35℃)下的爬行搜索能力較強(qiáng)，高溫可以增強(qiáng)其窄域搜索能力。
　　通過(guò)歷史資料分析和跨區(qū)域麥田增溫試驗(yàn)相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)溫度升高可顯著增加中、高緯度麥田蚜蟲(chóng)種群數(shù)量。初步的生態(tài)機(jī)制是溫度升高直接提高麥蚜種群增長(zhǎng)能力，同時(shí)造成天