草地螟對溫濕度變異的適應(yīng)與反應(yīng).pdf

1、草地螟Loxostege sticticalis L.(鱗翅目：野螟科)在我國主要分布于華北、東北和西北（三北）地區(qū)，1949年以來已3次26年暴發(fā)成災(zāi)，曾造成巨大的經(jīng)濟損失，是當?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的重大害蟲。為了闡明草地螟的發(fā)生危害規(guī)律，改善和提高草地螟的預(yù)測和控制技術(shù)水平，減少草地螟的災(zāi)害損失提供實驗依據(jù)，本文針對草地螟已有研究中存在的關(guān)鍵問題，運用生理生態(tài)相結(jié)合的原理，室內(nèi)外相結(jié)合的方法，以及現(xiàn)代研究技術(shù)如地理信息系統(tǒng)（GIS），最大熵

2、（Maxent）模型的應(yīng)用，研究了溫濕度對草地螟生長發(fā)育、存活、遷飛和生殖的影響作用，揭示了溫濕條件與草地螟田間種群動態(tài)規(guī)律和暴發(fā)成災(zāi)的關(guān)系，預(yù)測了我國未來草地螟的發(fā)生危害趨勢。獲得了一些原創(chuàng)性結(jié)果，主要的為：
　　1、研究明確了溫濕度對草地螟卵和幼蟲存活的、幼蟲所經(jīng)歷的溫濕度條件對飛行和生殖的，以及幼蟲和成蟲期同一溫濕度條件下飼養(yǎng)的草地螟的相關(guān)生命表參數(shù)的影響。通過對4個溫度（18、22、26及30℃）和5個濕度（20％、40%

3、、60%、80%及100%）組合條件下草地螟卵和幼蟲存活率、以及由經(jīng)不同溫濕度處理的幼蟲所羽化成蟲體重、飛行與生殖等指標的研究，發(fā)現(xiàn)：
　　1）溫濕度對卵、1~2齡和整個幼蟲期的存活率均有顯著的影響，而對3~4齡幼蟲的存活影響不顯著。5齡幼蟲僅受濕度的影響，而不受溫度的影響。其中以22℃和60%~80%RH條件下的存活率最高，30℃和20%RH條件下的最低。另外，幼蟲發(fā)育歷期隨溫度的升高而縮短，受溫度的影響顯著，但不受濕度的影響。

4、
　　2）幼蟲經(jīng)不同溫濕度處理后的蟲繭歷期和成蟲體重差異顯著。其中發(fā)育歷期隨溫濕度的增加而縮短，而成蟲體重則隨溫濕度的增加而下降。成蟲飛行及生殖能力與其幼蟲所經(jīng)歷的溫濕條件密切相關(guān)。其中生殖能力以22℃和60%~80%RH條件下的最強，主要表現(xiàn)為產(chǎn)卵前期短，產(chǎn)卵量大，而以30℃條件下的最差。但是，飛行能力則以18℃和20%~40%RH條件下的最強。這些結(jié)果表明幼蟲期溫濕度不僅會影響草地螟幼蟲的存活與發(fā)育而且還會影響到成蟲的遷飛和生

5、殖。
　　3）在研究明確了以不同溫濕條件下飼養(yǎng)的草地螟在發(fā)育、存活以及生殖能力差異的同時，揭示了幼蟲和成蟲期均在同一個不同溫濕條件下主要生命表參數(shù)的變異。其中凈增長率(R0)、內(nèi)稟增長率(rm)和周限增長率(λ)均以22~26℃，60%~80%RH條件下的最大，而平均世代周期(GT)和種群倍增時間(DT)也以22~26℃，60%~80%RH條件下的最短。
　　2、研究明確了成蟲所處溫濕條件對草地螟遷飛和生殖的影響作用。應(yīng)用上

6、述溫濕條件對同一環(huán)境條件飼養(yǎng)出來的成蟲飛行和生殖能力進行研究的結(jié)果表明：
　　1）飛行溫濕條件對成蟲的飛行能力有顯著的影響，應(yīng)用吊飛測試系統(tǒng)進行測試的結(jié)果表明，在18~22℃，60%~80%RH條件下成蟲的飛行能力最強，而在其他溫濕條件下，成蟲的飛行能力較弱。另外，在最適宜的溫濕條件下，成蟲飛行后的能源物質(zhì)含量稍低，體重消耗最小，能源物質(zhì)利用效率最高。最后，飛行后的成蟲生殖能力與對照的沒有顯著差異。但是，應(yīng)用昆蟲自主飛行系統(tǒng)對成蟲

7、飛行活動測定所得的結(jié)果則有所不同，成蟲在22℃和60%~80%RH條件下的飛行活動較少，而在其他溫濕條件下較多。這些結(jié)果為繼續(xù)闡明草地螟的遷飛行為規(guī)律提供了重要的實驗依據(jù)。
　　2）成蟲所處的溫濕條件對成蟲的產(chǎn)卵前期、交配次數(shù)、產(chǎn)卵量、成蟲壽命以及卵孵化率也有顯著的影響。其中生殖能力和孵化率以22℃，60%~80%RH條件下的最高，在其他溫濕條件下的較低。另外，成蟲壽命在低溫條件下較長，高溫條件下較短。
　　3、研究明確了溫

8、濕度是影響草地螟田間種群動態(tài)規(guī)律及暴發(fā)成災(zāi)的關(guān)鍵環(huán)境因子。
　　1）通過對國內(nèi)田間60起遷出和136起遷入事件的發(fā)生與溫濕條件進行分析的結(jié)果表明：成蟲遷出日的溫度僅有5%處在21~23℃，而成蟲遷入地這一比率為35.35%，兩者差異顯著，其他不利于草地螟生殖的因子遷出事件較遷入多，這可能是草地螟種群遷出的原因。
　　2）研究確定了越冬蟲源存活的適宜溫濕條件，比較了山西大同、內(nèi)蒙古四子王旗和河北康保三地草地螟大發(fā)生周期與間歇周

9、期之間越冬期間的溫濕條件，發(fā)現(xiàn)大發(fā)生周期內(nèi)有利于幼蟲越冬的溫濕條件顯著優(yōu)于間歇周期的。
　　3）通過對康保30年田間1代幼蟲發(fā)生程度與越冬代成蟲發(fā)生期期間的溫濕度或降雨量的關(guān)系分析，發(fā)現(xiàn)蛾峰期7天內(nèi)的溫濕條件與幼蟲發(fā)生程度顯著相關(guān)：在成蟲發(fā)生量相似的條件下，滿足氣溫21~23℃，濕度40%~80%的天數(shù)越多，當?shù)赜紫x的危害程度越重。
　　4）通過分析2008年8月一代成蟲、二代幼蟲的發(fā)生分布與同期溫濕度環(huán)境的分布特征表明：一

10、代成蟲與二代幼蟲主要分布在溫度為18~26℃，相對濕度>40%的區(qū)域，其中，相對濕度60%~80%的區(qū)域最為密集。成蟲、幼蟲的分布都為聚集型。
　　5）2009年我國一代幼蟲的發(fā)生危害面積（400萬公頃）遠遠低于越冬蟲源面積（1600萬公頃），比例嚴重失調(diào)。究其原因，主要的是：越冬幼蟲發(fā)育期間（4月）溫度的升高，促使成蟲提前羽化；成蟲盛發(fā)期間溫濕條件明顯降低，抑制了成蟲起飛和生殖等活動的發(fā)生。
　　4、根據(jù)上述研究結(jié)果和全球

11、氣候變化數(shù)據(jù)，應(yīng)用 Maxent模型預(yù)測了我國未來草地螟越冬場所的變化規(guī)律。為了闡明全球氣候變化條件下我國草地螟越冬區(qū)的變化規(guī)律，本文以1949年以來我國草地螟越冬場所為基礎(chǔ)，結(jié)合政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第五次評估報告發(fā)布的BCC-CSM1.1氣候模式數(shù)據(jù)的應(yīng)用，采用Maxent模型預(yù)測了4種（RCP2.6,4.5,6.0和8.5）氣候變化情景下2050s及2070s年代我國草地螟越冬區(qū)的變化趨勢。
　　所得的主要結(jié)果

12、為：
　　1）訓練數(shù)據(jù)集和測試數(shù)據(jù)集的AUC值分別為0.989和0.987，表明模型的預(yù)測效果很好。
　　2）經(jīng)Jackknife方法檢驗，降雨量變化方差Bio15是最重要的變量，最濕月份降雨量Bio13次之，最后為10月份降水量prec_10及年溫變化范圍Bio7。這些環(huán)境變量對模型的貢獻率最大均超過10%，因而是模型構(gòu)建最重要的環(huán)境變量。
　　3）在各種氣候變化條件下，到2050s及2070s年代，我國草地螟的越冬