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Effects of environmental factors on Phyllotreta striolata dispersion

环境因素对黄曲条跳甲种群扩散的影响



全 文 :环境因素对黄曲条跳甲种群扩散的影响 3
高泽正1 ,2  吴伟坚1 3 3  崔志新3  梁广文1
(1 华南农业大学昆虫生态研究室 ,广州 510642 ;2 中国科学院华南植物园 ,广州 510520 ;3 佛山科学技术学院 ,佛山 528000)
【摘要】 应用标记2回收技术 ,研究了寄主及气象因素对黄曲条跳甲种群扩散的影响. 结果表明 ,黄曲条跳
甲的自然扩散是由环境引起 (τ≈1) ,温度、风速与之有一定的相关性 ( P < 0. 05) ,高温不利于黄曲条跳甲
的扩散 ,其扩散主要沿逆风或与风向垂直方向进行 ,而湿度与黄曲条跳甲成虫扩散无显著相关 ( P >
0. 05) . 寄主是影响黄曲条跳甲扩散的重要因子 ,在几种寄主植物中 ,菜心上收集的标记成虫数最多 ,其次
为芥菜 ,再次为白菜 ,芥蓝上基本没有.
关键词  黄曲条跳甲  环境因素  扩散  标记2回收技术
文章编号  1001 - 9332 (2005) 06 - 1082 - 04  中图分类号  Q958. 1  文献标识码  A
Effects of environmental factors on Phyllot reta st riolata dispersion. GAO Zezheng1 ,2 ,WU Weijian1 ,CU I Zhix2
in3 , L IAN G Guangwen1 ( 1 L aboratory of Insect Ecology , South China A gricultural U niversity , Guangz hou
510642 , China ; 2 South China Botanical Garden , Chinese Academy of Sciences , Guangz hou 510520 , China ;
3 Foshan College of Science and Technology , Foshan 528000 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2005 ,16 (6) :1082
~1085.
Using marking recapture method ,this paper studied the effects of host plants and climatic factors on the disper2
sion of Phyllot reta st riolata adults. The results showed that the dispersion of the beetle was impelled by environ2
ment elements (τ≈1) . Temperature and wind speed had significantly positive correlations with the dispersion of
the beetle ( P < 0105) ,while high temperature had a negative correlation. Wind orientation had a significant ef2
fect on the dispersion of the beetle ,with the adults mostly flying against or vertically to the wind. Humidity con2
tributed little to the dispersion ( P > 0105) . Host plant was one of the important factors affecting the dispersion
of the beetle. Among the plants studied ,flowering Chinese cabbage ranked first in capturing marked adults ,fol2
lowed by mustard and Chinese cabbage ,while nearly no marked adults were captured on Chinese kale.
Key words  Phyllot reta st riolata , Environmental factors , Dispersion , Marking recapture method.
3 国家自然科学基金项目 (39930120)和广东省自然科学基金资助项
目 (021031) .3 3 通讯联系人.
2004 - 03 - 10 收稿 ,2004 - 07 - 05 接受.
1  引   言
黄曲条跳甲 ( Phyllot reta st riolata) 是寡食性昆
虫 ,仅取食 Takhtajan 植物系统和 Cronquist 植物系
统中的含硫代葡萄糖苷的白花菜目类植物 ,旁及一
些含有硫代葡萄糖苷的其他植物 ,如旱金莲科的金
莲花等[3 ,23 ] . 近年来随着化学农药的使用 ,该虫发
生越发严重 ,有的地区已成为十字花科蔬菜的头号
害虫[5 ,25 ] . 含硫代葡萄糖苷的十字花科蔬菜对黄曲
条跳甲成虫有较强的引诱作用[4 ] ,而一些非寄主植
物则对其有驱避作用[10 ] . 昆虫的空间格局是本身的
生物学特性和环境综合作用的结果[11 ,12 ,18 , ] . 一些
昆虫的空间格局明显和作物的栽培布局有关[13 ,22 ] .
曾有报道 ,黄曲条跳甲在罗卜植株上的分布为聚集
分布[9 ] ,在菜心、白菜等叶菜类蔬菜上也是聚集分
布[8 ] ,但对该虫的扩散格局则未见有报道. 本文应
用标记2回收技术 ,研究环境因子对黄曲条跳甲扩散
的影响 ,及其在田间对不同寄主的扩散特性 ,为黄曲
条跳甲的动态监测与综合防治提供参考.
2  材料与方法
211  供试材料
试验于 1998 年 10~11 月在广东省东莞市菜兰洁净果
菜有限公司的小享基地进行 . 试验虫源采自试验地附近的菜
田. 试 验 种 类 有 菜 心 ( B rassica parachinensis ) 、白 菜
( B1 chinensis) 、芥菜 ( B1 juncea) 、芥兰 ( B1 alboglabra) ,品种
分别为 49 菜心 ( Flowering Chinese cabbage) 、矮脚大头清江
白菜 (Cabbage) 、上海青 ( Shanghai cabbage) 、香港客家芥菜
(Mustard) 、大白菜 ( Peking cabbage ) 、中花芥兰 ( Chinese
kale) .
212  试验方法
21211 试验设计  以试验地的中心点 (小区中心田埂空地)
为释放点 ,围绕 8 个方向设 32 个回收点 (图 1) .
21212 标记材料与方法  标记材料是化妆用的红色指甲油 ,
先将黄曲条跳甲成虫放入瓶子里 ,在瓶盖上开 1 个小孔 (刚
好让 1 头跳甲成虫通过) ,傍晚时标记放虫 ,利用头上的矿灯
照射瓶盖小孔 ,跳甲成虫 1 头接 1 头从小孔钻出 (跳甲有向
应 用 生 态 学 报  2005 年 6 月  第 16 卷  第 6 期                                
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J un. 2005 ,16 (6)∶1082~1085
上性、趋光性) ,趁机用小毛笔蘸上指甲油在它的鞘翅一侧轻
点一下 ,共标记释放 3 900 头.
图 1  标记2回收试验地示意图
Fig. 1 Sketch map of mark2recapture experiment site.
21213 调查及统计方法  每个回收点面积约为 015 m2 (30
株菜以上) ,各回收点间的距离相等 ,平行排列 ,定点捕捉 ,每
次间隔 1 d ,记录其雌雄及标记和未标记虫数 ,并记录当天的
风向、风速、温度、湿度等气象因子 (由东莞市气象服务中心
提供) .
21214 数据分析  偏相关分析和方差分析均在数理统计软
件 SPSS1110[15 ]中进行.
3  结果与分析
311  τ值分析
Iwao 等[6 ]导出了与分布格局变化有关的基本
模型 :
τ = m 3 / m 0 3 - m 0/ m
其中 , m 0 3 、m 0 为初始种群的平均拥挤度与平均密
度 , m 3 、m 为变化后的平均拥挤度与平均密度.τ
= 1 时 ,表示密度的减少是由非密度制约因素引起 ;
τ > 1 时 ,表示扩散是由密度制约因素引起 ;τ < 1
时 ,表示扩散是由密度制约效果相反因素引起[7 ] .
本试验中 ,τ = 11043 ≈ 1 ,说明跳甲成虫的扩散是
由非密度制约引起 ,是由于受环境等随机因素影响.
312  天气和寄主对黄曲条跳甲成虫扩散的影响
由表 1、表 2 可见 ,各块菜田里 ,以菜心上收集
到的标记成虫数最多 ,其次为芥菜 ,再次为白菜 ,最
少的是芥蓝. 这结果与室内选择性试验结果一致. 各
个方向上收集到的标记成虫数除个别方向外 ,以逆
风方向为多 ,而沿顺风方向的为少 ,说明黄曲条跳甲
成虫扩散主要沿逆风或与风向垂直方向进行.
  从表 3 可以看出 ,风速和温度与成虫扩散有一
定的关系 ,具有 1 个方向回收的标记成虫数与风速
呈正显著相关 ,有 2 个方向回收的标记成虫数与温
度呈负显著相关 ,说明风速有利于扩散 ,高温不利于
扩散. 各个方向上回收的标记成虫数湿度的相关关
系均不显著 ,说明湿度与扩散关系不明显.
表 1  不同时间标记成虫回收数与蔬菜品种
Table 1 Recaptured adults in different species of vegetable
品  种
Species
不同时间回收的标记成虫数
Numbers of recaptured marked adults in different times
1 d 2 d 3 d 4 d 5 d 6 d 7 d 8 d 9 d 10 d
均值
Average
菜心
Flowering Chinese cabbage 16 16 7 13 12 8 7 8 4 1 912 ±4196 a
白菜 Chinese cabbage 4 2 1 4 1 2 2 4 1 0 211 ±1145 bc
芥菜 Mustard 3 4 3 3 7 3 6 3 2 3 317 ±11567 b
芥蓝 Chinese kale 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ±0100 c
同行中相同字母表示在 0105 水平上差异不显著 (DMRT) Counts in columns followed by dif2
ferent letters differ significantly at P < 0105 (DMRT) .
表 2  不同方向的标记成虫回收数与天气情况的关系
Table 2 Recaptured number of marked adults in different directions and weather factors
日期
Date
不同方向回收标记成虫数
Number of recaptured adults in different directions
N EN E ES S WS W WN
风 向
Wind
direction
风 速
Wind velocity
(m·s - 1)
温 度
Temperature
( ℃)
相对湿度
Relative
humidity
11114 3 0 4 7 0 0 5 N 219 2415 60
11115 2 1 9 4 0 0 2 3 N 314 26 60
11116 3 0 2 1 1 0 3 N 019 24 5215
11117 2 1 5 10 0 0 1 2 E 311 21 8215
11118 9 0 3 7 0 0 1 0 N 413 1915 6215
11119 1 2 3 5 0 0 1 1 EN 315 21 70
11120 2 4 2 5 0 0 0 2 EN 316 2015 70
11121 2 2 2 6 0 0 3 1 N 412 2115 71
11122 1 1 2 2 0 0 0 1 EN 312 22 7015
11123 1 2 0 1 0 0 0 0 EN 310 21 7115
∑ 26 13 32 48 1 0 8 18
表 3  各方向回收标记数与天气因素的偏相关系数
Table 3 Partial correlation coeff icients of weather factors with recapture of marked2adults in different directions
气象因素
Weather
factors
各不同方向的回收标记值
Number of recapture of marked2adults in different directions
N EN E ES S WS W WN
风速 Wind speed 015259 013104 - 015339 017720 3 - 014186 - 011308 - 011620 - 011715
温度 Temperature - 011997 - 012154 - 017000 3 - 014623 - 017595 3 013269 015220 012346
湿度 Humidity - 016900 015253 012042 - 014203 - 013183 013364 015498 0134673 P < 0105.
38016 期              高泽正等 :环境因素对黄曲条跳甲种群扩散的影响            
4  讨   论
  经过漫长的协同进化 ,植食性昆虫已形成一套
高度特化的感觉系统以寻找适合其取食和生长发育
的植物. 这套感觉系统包括嗅觉刺激 (olfactory stim2
uli) 、视觉刺激 (visual stimuli) 和机械刺激 ( mechani2
cal stimuli) [2 ,14 ] . 因此 ,植食性昆虫主要依靠来自植
物及其周围环境的物理和化学信号寻找寄主植物 ,
如形状、位置、色彩及气味等 ,其中气味是最为主要
的信号. 目前 ,对形状、位置等视觉信号对昆虫寄主
寻找的研究还比较少 ,而色彩一般不能作为辨认寄
主植物的信号 ,因为绝大多数植物都是绿色的 (主要
的反射光波是 500~580 nm) . 明显相反的是 ,植物
释放的挥发性化学物质在质量 (独特的化合物)和数
量 (特征比例)上具有种的特异性[21 ] . 植食性昆虫主
要通过嗅觉感受器对寄主植物特异性的气味进行识
别 ,而到达寄主植物[24 ,27 ] ,如马龄薯叶片的气味对
马龄薯甲虫具吸引作用[19 ] ,而非寄主植物的则产生
忌避作用[26 ] . 有报道 ,黄曲条跳甲对寄主的选择与
挥发性物质硫代葡萄糖苷 (芥子油)在植物中的分布
几乎完全一致[3 ,22 ] ,硫代葡萄糖苷 (芥子油) 能在田
间诱捕黄曲条跳甲[1 ,17 ] . 一些植物如甘蓝类蔬菜对
黄曲条跳甲有较强的抗性 ,除了甘蓝类蔬菜的硫代
葡萄糖苷含量较低外 ,植株表面的蜡质也起了机械
抑制作用.
风速、温度、湿度等气象因素主要是通过影响昆
虫的生物学特性从而影响昆虫的行为. 适宜的风速
不影响黄曲条跳甲进行逆风飞行 ,但风速太大则不
利.温湿度对黄曲条跳甲迁飞特性的影响研究的比
较少. 本试验由于观察时间比较短 ,其间湿度变化不
大 ,这可能是湿度与回收的标记成虫数关系不明显
的原因.
寄主是影响黄曲条跳甲成虫扩散的重要因
子[16 ,17 ,19 ] .在田间 ,黄曲条跳甲先是随机飞翔于菜
地与杂草之间 ,当近距离探索到合适的气味 (芥子
油)后便向气味源飞去. 通常虫源地上风处的气味
源植物受黄曲条跳甲危害较严重. 因此风向、气味源
的浓度 (植物生长期、种植密度、种类等) 、混合气味
(如寄主植物与非寄主植物套种)等因素均可影响黄
曲条跳甲的扩散.
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作者简介  高泽正 ,男 ,1968 年生 ,在读博士生 ,助理研究
员.主要从事昆虫生态及园林害虫研究 ,发表论文 14 篇. E2
mail :gao2zz @163. com
全国第五届化学生态学学术研讨会会议纪要
由中国生态学会化学生态学专业委员会主办 ,农业部昆虫生态、毒理重点实验室和中国科学院会同森林生态实验站联合承
办的“全国第五届化学生态学学术研讨会”于 2005 年 5 月 1012 日在广东省珠海市召开。中国生态学会代表冯宗炜院士 ,珠海市
人民政府金展扬副市长 ,珠海市农业局罗新安局长到会祝贺。来自中国科学院、中国农业科学院、中国林业科学院、中国医学科
学院和 23 所高等院校以及《生态学报》、《应用生态学报》、《生态学杂志》和《生态环境》学术刊物的 97 名代表出席了会议。
杜家纬主任委员做了第四届中国生态学会化学生态学专业委员会的工作报告。黄勇平和孔垂华两位中国科学院“百人
计划”入选者分别结合自己的科研进展和国际前沿动态做了精彩的大会报告 ,娄永根、林文雄、戴华国、汪思龙和杜家纬等 31
位代表也在会议上报告了各自的研究成果。
化学生态学是研究生物种间种内通过次生物质为媒介的化学作用关系。我国自 20 世纪 60 年代就开展昆虫信息素的研
究 ,中国生态学会成立初期就设立了化学生态学专业委员会。近年中国学者在昆虫信息素 ,植物和昆虫的化学关系和植物化
感作用等方面开展了深入系统的研究 ,这次会议展示的报告表明 ,中国的化学生态学研究水平和队伍都上升到新的高度 ,许
多研究已进入国际先进行列 ,尤其是由青年学者和博士生组成的研究团队表现出良好的发展态势。
这次会议总结了三年来化学生态学专业委员会在中国生态学会的领导下所进行的工作 ,制订了今后的工作计划。会议
产生了新一届中国生态学会化学生态学专业委员会 ,杜家纬 (中科院上海植物生理生态所) 为主任委员 ;孔垂华 (中科院沈阳
应用生态所) 、黄勇平 (中科院上海植物生理生态所) ,原国辉 (河南农业大学)为副主任委员 ;陈宗懋 (中国农科院茶叶所) ,戴华
国 (南京农业大学) 、钱培元 (香港科技大学) 、林军 (云南大学) 、娄永根 (浙江大学) 、张真 (中国林科院) 、韩桂彪 (河北农业大
学) 、张茂新 (华南农业大学) 、汪思龙 (中科院会同森林生态实验站) 、林文雄 (福建农林大学) 和韩宝瑜 (中国农科院茶叶所) 为
委员。
会议共收到学术论文 73 篇 ,到会代表进行了热烈的学术讨论和交流 ,介绍了国内外动态和各自所从事的研究工作进展 ,
构通了信息。这次会议虽然时间短促 ,由于受到中国生态学会的重视和支持 ,代表们的共同努力 ,会议开得非常成功 ,取得了
超出预期的结果。中国生态学会化学生态学专业委员会和与会代表衷心感谢为本次会议付出辛勤工作的承办单位和会务组
成员。
遗憾的是 ,上届 2002 年昆明会议的特邀代表庞雄飞院士已永远离开了我们。庞雄飞院士病重期间仍念念不忘这次化学
生态学学术研讨会 ,嘱托一定办好这次会议。中国生态学会化学生态学专业委员会和全体代表深切怀念庞雄飞院士 ,并以浓
厚的学术气氛和空前的人数规模表达了对庞雄飞院士的敬意。
会议期间化学生态专业委员会还就下一步的工作进行了讨论和部署 :
11 第六届全国化学生态学学术研讨会将于 2007 年在杭州举行 ,由中国农科院茶叶研究所和浙江大学应用昆虫研究所联
合承办。
21 统一组织中国学者参加 2005 年 10 月由亚太地区化学生态学家协会和国际化学生态学会共同组办的第二十届国际化
学生态年会。
31 组织本次会议的部分优秀论文发表 ,编写出版《化学生态学》著作。
41 继续认真做好化学生态学科的科学普及工作。
中国生态学会化学生态专业委员会
2005 年 5 月 13 日
58016 期              高泽正等 :环境因素对黄曲条跳甲种群扩散的影响