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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 23 期摇 摇 2012 年 12 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
中国石龙子母体孕期调温诱导幼体表型:母体操纵假说的实验检测 李摇 宏,周宗师,吴延庆,等 (7255)……
同种或异种干扰对花鼠分散贮藏点选择的影响 申摇 圳,董摇 钟,曹令立,等 (7264)……………………………
曝气充氧条件下污染河道氨挥发特性模拟 刘摇 波,王文林,凌摇 芬,等 (7270)…………………………………
贵州草海越冬斑头雁日间行为模式及环境因素对行为的影响 杨延峰,张国钢,陆摇 军,等 (7280)……………
青藏高原多年冻土区积雪对沼泽、草甸浅层土壤水热过程的影响 常摇 娟,王根绪,高永恒,等 (7289)………
长沙城市斑块湿地资源的时空演变 恭映璧,靖摇 磊,彭摇 磊,等 (7302)…………………………………………
基于模型数据融合的千烟洲亚热带人工林碳水通量模拟 任小丽,何洪林,刘摇 敏,等 (7313)…………………
农田氮素非点源污染控制的生态补偿标准———以江苏省宜兴市为例 张摇 印,周羽辰,孙摇 华 (7327)………
用 PFU微型生物群落监测技术评价化工废水的静态毒性 李朝霞,张玉国,梁慧星 (7336)……………………
京郊农业生物循环系统生态经济能值评估———以密云尖岩村为例 周连第,胡艳霞,王亚芝,等 (7346)………
基于遥感的夏季西安城市公园“冷效应冶研究 冯晓刚,石摇 辉 (7355)…………………………………………
海南岛主要森林类型时空动态及关键驱动因子 王树东,欧阳志云,张翠萍,等 (7364)…………………………
不同播种时间对吉林省西部玉米绿水足迹的影响 秦丽杰,靳英华,段佩利 (7375)……………………………
黄土塬区不同品种玉米间作群体生长特征的动态变化 王小林,张岁岐,王淑庆,等 (7383)……………………
密植条件下种植方式对夏玉米群体根冠特性及产量的影响 李宗新,陈源泉,王庆成,等 (7391)………………
沙地不同发育阶段的人工生物结皮对重金属的富集作用 徐摇 杰,敖艳青,张璟霞,等 (7402)…………………
增强 UV鄄B辐射和氮对谷子叶光合色素及非酶促保护物质的影响 方摇 兴,钟章成 (7411)……………………
不同产地披针叶茴香光合特性对水分胁迫和复水的响应 曹永慧,周本智,陈双林,等 (7421)…………………
芦芽山林线华北落叶松径向变化季节特征 董满宇,江摇 源,王明昌,等 (7430)…………………………………
地形对植被生物量遥感反演的影响———以广州市为例 宋巍巍,管东生, 王摇 刚 (7440)………………………
指数施肥对楸树无性系生物量分配和根系形态的影响 王力朋,晏紫伊,李吉跃,等 (7452)……………………
火烧伤害对兴安落叶松树干径向生长的影响 王晓春,鲁永现 (7463)……………………………………………
山地梨枣树耗水特征及模型 辛小桂,吴普特,汪有科,等 (7473)…………………………………………………
两种常绿阔叶植物越冬光系统功能转变的特异性 钟传飞,张运涛,武晓颖,等 (7483)…………………………
干旱胁迫对银杏叶片光合系统域荧光特性的影响 魏晓东,陈国祥,施大伟,等 (7492)…………………………
神农架川金丝猴栖息地森林群落的数量分类与排序 李广良,丛摇 静,卢摇 慧,等 (7501)………………………
碱性土壤盐化过程中阴离子对土壤中镉有效态和植物吸收镉的影响 王祖伟,弋良朋,高文燕,等 (7512)……
两种绣线菊耐弱光能力的光合适应性 刘慧民,马艳丽,王柏臣,等 (7519)………………………………………
闽楠人工林细根寿命及其影响因素 郑金兴,黄锦学,王珍珍,等 (7532)…………………………………………
旅游交通碳排放的空间结构与情景分析 肖摇 潇,张摇 捷,卢俊宇,等 (7540)……………………………………
北京市妫水河流域人类活动的水文响应 刘玉明,张摇 静,武鹏飞,等 (7549)……………………………………
膜下滴灌技术生态鄄经济与可持续性分析———以新疆玛纳斯河流域棉花为例
范文波,吴普特,马枫梅 (7559)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
高温胁迫及其持续时间对棉蚜死亡和繁殖的影响 高桂珍,吕昭智,夏德萍,等 (7568)…………………………
桉树枝瘿姬小蜂虫瘿解剖特征与寄主叶片生理指标的变化 吴耀军,常明山,盛摇 双,等 (7576)………………
西南桦纯林与西南桦伊红椎混交林碳贮量比较 何友均,覃摇 林,李智勇,等 (7586)……………………………
长沙城市森林土壤 7 种重金属含量特征及其潜在生态风险 方摇 晰,唐志娟,田大伦,等 (7595)………………
专论与综述
城乡结合部人鄄环境系统关系研究综述 黄宝荣,张慧智 (7607)…………………………………………………
陆地生态系统碳水通量贡献区评价综述 张摇 慧,申双和,温学发,等 (7622)……………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*380*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*38*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄12
封面图说: 麋鹿群在过河———麋鹿属于鹿科,是中国的特有动物。 历史上麋鹿曾经广布于东亚地区,到 19 世纪时,只剩下在北
京南海子皇家猎苑内一群。 1900 年,八国联军攻陷北京,麋鹿被抢劫一空。 1901 年,英国的贝福特公爵用重金从
法、德、荷、比四国收买了世界上仅有的 18 头麋鹿,以半野生的方式集中放养在乌邦寺庄园内,麋鹿这才免于绝灭。
在世界动物保护组织的协调下,1985 年起麋鹿从英国分批回归家乡,放养到北京大兴南海子、江苏省大丰等地。 这
是在江苏省大丰麋鹿国家级自然保护区放养的麋鹿群正在过河。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 23 期
2012 年 12 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 23
Dec. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:中国沙漠气象科学研究基金(sqj2011010);国家国际科技合作专项项目(2011DFA33170);中国科学院院地合作项目(XBXJ2011029)
收稿日期:2012鄄01鄄07; 摇 摇 修订日期:2012鄄08鄄15
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: zhaozhi@ ms. xjb. ac. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201201070033
高桂珍,吕昭智,夏德萍,孙平.高温胁迫及其持续时间对棉蚜死亡和繁殖的影响.生态学报,2012,32(23):7568鄄7575.
Gao G Z, L俟 Z Z, Xia D P, Sun P. Effects of pattern and timing of high temperature exposure on the mortality and fecundity of Aphis gossypii Glover on
cotton. Acta Ecologica Sinica,2012,32(23):7568鄄7575.
高温胁迫及其持续时间对棉蚜死亡和繁殖的影响
高桂珍1,2,3,吕昭智1,*,夏德萍1,孙摇 平1
(1. 中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室,中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐摇 830011;
2. 中国科学院研究生院,北京摇 100049; 3. 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所, 乌鲁木齐摇 830002)
摘要:为探索高温胁迫对棉蚜的影响,室内采用叶子圆片培养基饲养棉蚜的方法,研究不同温度(32,34,36,38,40 益)、不同处
理时间(1,2,4,6 h)对棉蚜死亡和繁殖的影响。 结果表明:棉蚜每日死亡率可用互补重对数模型较好地拟合。 随着温度的升高
和持续天数的延长,棉蚜累计死亡率呈上升趋势,38 益条件下其累计死亡率明显迅速上升。 棉蚜半数致死温度随着每天高温
处理时间的增加和高温持续天数的延长而降低,且第 1—2天下降明显。 棉蚜繁殖率随着温度的升高呈下降趋势,每天处理时
间不同其繁殖率规律不同,但均是在 38 益时下降最多。 38 益可能是棉蚜耐高温能力的拐点。 研究结果为提高棉蚜种群预测
准确性、科学决策最佳化学防治时间提供依据。
关键词:棉蚜;高温胁迫;累计死亡率;互补重对数模型;半数致死温度;繁殖率
Effects of pattern and timing of high temperature exposure on the mortality and
fecundity of Aphis gossypii Glover on cotton
GAO Guizhen1,2,3, L譈 Zhaozhi1,*, XIA Deping1, SUN Ping1
1 Key Laboratory of Biography and Bioresource in Arid Land, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi
830011, China
2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Institute of Desert Meteorology, China Meteorological Administration, Urumqi 830002, China
Abstract: The cotton aphid, Aphis gossypii Glover, is an important and damaging pest of cotton crops worldwide and is now
the most serious pest of cotton in Xinjiang, China. The weather in Xinjiang is extremely hot during the summer, with
maximum daily temperatures consistently above 35益 . Temperature is an important environmental factor that can affect
insect survival and fecundity, but how the biology of the cotton aphid is impacted by brief exposures to high temperatures is
poorly understood. A leaf disc bioassay was employed to investigate the effects of high鄄temperature shocks on the bionomics
of A. gossypii in the laboratory. Cotton aphids were kept under the background conditions of (24依1)益, (50依10)% RH,
and a photoperiod of 14h 颐10h (light 颐dark) . Adult aphids were exposed to high temperatures of 32, 34, 36, 38, or 40益
for 1—6 hours per day, and their mortality and fecundity were determined.
Complementary log鄄log regression model considering the effects of both temperature and time could well simulate the
daily mortality of aphids that had been briefly exposed to high鄄temperature conditions. Pearson忆s chi鄄square test and the
Hosmer鄄Lemeshow statistic showed that the regression function was significant when high鄄temperature shocks lasted for 1—4
h / d; t鄄tests indicated that the parameters of the models were significant (P<0. 05). The value of 酌 j, the parameter for the
time effect of temperature, changed as the number of treatment days increased, indicating that assessing the effects of both
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temperature and time was important and reliable.
Analysis of variance showed that high鄄temperature shocks significantly affected the mortality and fecundity of the cotton
aphid, and the effects depended on both the temperature and the duration of exposure. Analysis showed that the cumulative
mortality of A. gossypii increased proportional to both temperature and duration of exposure. There was no significant
difference in cumulative mortality of cotton aphids within the ranges of 32—38益 for 1 h and 32—36益 for 2—6 h. The
cumulative mortality of A. gossypii increased rapidly when treated at 38 and 40益 for 2—6 h. The median lethal
temperature of A. gossypii decreased as both the hours per day and the number of days of heat treatment increased; the
median lethal temperature decreased rapidly over 1—2 d by 10. 66益 (1 h heat / day), 2. 54益 (2 h), 0. 85益 (4 h), and
1. 54益 (6 h). The median lethal temperature of A. gossypii decreased rapidly as the number of treatment days increased
when heat鄄treatment lasted for 1 h but increased more slowly with 2—6 h / day treatment. The reproduction rate of A.
gossypii decreased as the temperature increased and varied with the hours of heat鄄treatment. No significant effect was found
in reproduction rate at 32—36益 for 1 h and at 32—34益 for 2—6 h. Reproduction rate declined rapidly at 38益 for 1—6
h; the average fecundity was only 0. 97 nymphs per day at 38益, the inflection point of high鄄temperature tolerance of A.
gossypii. The observations provide basic information for improving the accuracy of pest forecasts and deciding when to spray
insecticides.
Key Words: Aphis gossypii; high temperature stress; cumulative mortality; Complementary log鄄log model; median lethal
temperature; fecundity
棉蚜(Aphis gossypii Glover)是危害棉花、瓜类等农作物的重要世界性害虫,广泛分布于北纬 60毅至南纬
40毅地区。 温度是影响棉蚜生长发育、存活及繁殖等生命活动的重要因素,是生产中进行种群预测、科学决策
防治措施的重要依据。 在适宜的温度条件下棉蚜发育速度快[1],种群数量迅速增加,常对寄主植物造成严重
的危害;但高温条件下棉蚜发育速率减慢[2鄄3],恒温 30 益时其繁殖力普遍明显下降[4]。 以往关于温度对棉蚜
影响的研究多集中在适温区间(18—30 益)恒温条件下进行[5鄄7],而在温度高于 30 益情况下开展的工作相对
较少,且马春森等研究发现变温与恒温对麦蚜存活和繁殖的影响不同[8鄄9],Davis 等研究结果表明恒温与变温
条件下桃蚜的存活和繁殖均存在差异[10],从而证明将恒温试验结果直接应用到昆虫种群动态预测中的不足。
新疆大部分地区 6—7月的日最高温度可以达到 35—40 益,并持续几个小时,高温持续一周左右后,棉蚜种群
在新疆棉区具有明显的崩溃过程。 为探索夏季高温影响棉蚜种群的崩溃机制,提高棉蚜种群动态预测准确
度,本文报道了不同高温模式及其持续时间对棉蚜死亡和繁殖的影响。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试验材料
1. 1. 1摇 供试虫源
棉蚜采自阜康荒漠生态系统观测试验站棉花试验田,采回的棉蚜在温度(24 依1) 益,相对湿度(50 依
10)% ,光周期 L 颐D = 14颐10 的人工气候箱离体棉叶上繁殖 3 代以上备用。
1. 1. 2摇 叶子圆片培养基制作
使用传统的 KNOP 棉花培养液,制成琼脂培养基备用。 将棉叶剪成培养基大小,正面贴于琼脂培养基,背
面供接蚜取食,使用时倒置,使棉蚜保持自然取食姿态[11]。
1. 2摇 试验方法
用毛笔将供试棉蚜轻轻接至棉叶背面,每个叶片接 15 头。 将培养皿分别置于 32、34、36、38 益和 40 益人
工气候箱内高温处理 1、2、4 h和 6 h,然后放置于温度(24 依1) 益,相对湿度(50依10)% ,L 颐D = 14颐10 的人工
气候箱内培养,每个处理 15 个重复。 每 24 h 计数棉蚜死亡数和繁殖数,同时剔除死亡个体和新产若蚜。 以
上试验共持续 6 d时间。
9657摇 23 期 摇 摇 摇 高桂珍摇 等:高温胁迫及其持续时间对棉蚜死亡和繁殖的影响 摇
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1. 3摇 数据处理
利用 Microsoft Excel和 Origin7. 5 软件对所得试验数据进行统计分析。 采用单因素方差分析( one鄄way
ANOVA)比较不同高温条件下棉蚜繁殖率。
互补重对数模型(Complementary log鄄log model,CLL)同时考虑了作用因子和时间效应,能够体现出生物
测定数据的完整性和客观性,表达作用因子效应随时间变化和时间效应随作用因子变化的趋势信息[12]。 因
此,本文采用互补重对数模型拟合不同温度处理下棉蚜每日死亡率。
互补重对数模型(CLL模型) 棉蚜在高温持续天数 t j( j = 1,2,3,…,J)内,被作用因子(高温)的强度 di
( i=1,2,3,…,I)致死的条件死亡率 qi j:
qij = 1 - exp - exp 酌 j + 茁log10 d( )( )[ ]j
式中,酌 j 为描述时间区间[ t j -1,t j]的时间效应待估参数,其值大小表示在该时间段内的死亡率;茁 为温度作用
强度的待估参数。 采用 Pearson 卡方检验值及 Hosmer鄄Lemoshow 统计量检验模型拟合值与实测值之间的差
异,模型拟合在 DPS软件下实现[13]。
2摇 结果与分析
2. 1摇 高温对棉蚜累计死亡率的影响
随着温度的升高和高温持续天数的延长,棉蚜累计死亡率呈上升趋势。 高温处理 1 h / d,高温持续天数相
同时,32—38 益范围内棉蚜累计死亡率没有差异,40 益开始其累计死亡率显著升高;高温处理 2 h / d、4 h / d
和 6 h / d,其累计死亡率变化规律一致,即 32—36 益范围内棉蚜累计死亡率无显著差异,38 益条件下其累计
死亡率显著升高(图 1)。
图 1摇 高温胁迫对棉蚜累计死亡率的影响(平均值依标准误)
Fig. 1摇 Effects of high temperature on the cumulative mortality of Aphis gossypii (mean依SE)
2. 2摇 棉蚜每日死亡率与温度的关系
2. 2. 1摇 温度对棉蚜影响的 CLL模型模拟
用 CLL模型模拟了高温处理后 6 d内棉蚜在不同温度下的每日死亡率,模型参数估计值见表 1。 从表 1
0757 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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所示的不同温度的效应系数 酌 j 可以看出,不同处理时间下 酌 j 值不同,说明棉蚜的条件死亡率除受作用因子
(温度)影响外,还受到作用时间的影响,从而说明将作用因子和作用时间纳入同一模型中,进行统一分析的
重要性及可靠性。 高温处理 1 h / d 和 2 h / d,不同温度下各时区的条件死亡率 CLL 模型,经 Pearson 卡方及
Hosmer鄄Lemeshow统计量检验均显著相关,高温处理 4 h / d,Pearson 卡方检验显著相关,高温处理 6 h / d,经
Pearson卡方及 Hosmer鄄Lemeshow统计量检验不相关。 模型系数 茁、酌 j(脚标 j表示处理后第 j天)除高温处理 1
h / d的 茁值外,经 t检验均显著相关。 表明在高温处理时间不长于 4 h / d时,模型能较好地拟合试验数据。
表 1摇 CLL模型的参数估计及其显著性检验
Table 1摇 Parameters estimated and tested of the Complementary log鄄log model
参数
Parameters
方程系数
Coefficient依
Standard error
t
显著水平
Significance
level
参数
Parameters
方程系数
Coefficient依
Standard error
t
显著水平
Significance
level
1h 茁 10. 9128依5. 3151 2. 0532 0. 0516
酌1 -19. 6506依8. 3566 2. 3515 0. 0276
酌2 -19. 1836依8. 3325 2. 3023 0. 0307
酌3 -19. 3765依8. 3130 2. 3309 0. 0289
酌4 -19. 2432依8. 2998 2. 3185 0. 0297
酌5 -19. 4007依8. 2918 2. 3397 0. 0283
酌6 -19. 0985依8. 2806 2. 3064 0. 0304
Person卡方检验值 Chi square test摇 9. 53936< 字20. 05 =35. 17
Hosmer鄄lemeshow统计量 Statistic value摇 2. 9687< 字20. 05 =14. 07
2h 茁 28. 4297依6. 2552 4. 5450 0. 0001
酌1 -46. 4046依9. 9010 4. 6869 0. 0001
酌2 -46. 2486依9. 8630 4. 6891 0. 0001
酌3 -46. 9958依9. 8118 4. 7897 0. 0001
酌4 -46. 9950依9. 7692 4. 8105 0. 0001
酌5 -46. 6331依9. 7741 4. 7711 0. 0001
酌6 -46. 3979依9. 7504 4. 7586 0. 0001
Person卡方检验值 Chi square test摇 14. 47271< 字20. 05 =35. 17
Hosmer鄄lemeshow统计量 Statistic value摇 9. 1684< 字20. 05 =14. 07
4h 茁 57. 8474依9. 4369 6. 1299 0. 0001
酌1 -91. 6410依14. 9299 6. 1381 0. 0001
酌2 -91. 9024依14. 7859 6. 2155 0. 0001
酌3 -92. 8059依14. 6841 6. 3201 0. 0001
酌4 -92. 6960依14. 6919 6. 3093 0. 0001
酌5 -92. 3837依14. 6564 6. 3033 0. 0001
酌6 -92. 3960依14. 6563 6. 3042 0. 0001
Person卡方检验值 Chi square test摇 25. 10518< 字20. 05 =30. 14
Hosmer鄄lemeshow统计量 Statistic value摇 22. 7976> 字20. 05 =16. 92
6h 茁 31. 3295依5. 7574 5. 4416 0. 0001
酌1 -49. 8060依9. 0761 5. 4876 0. 0001
酌2 -50. 0844依8. 9694 5. 5839 0. 0001
酌3 -50. 2757依8. 9133 5. 6405 0. 0001
酌4 -50. 2191依8. 9081 5. 6375 0. 0001
酌5 -50. 0876依8. 9096 5. 6217 0. 0001
酌6 -50. 9418依8. 9367 5. 7003 0. 0001
Person卡方检验值 Chi square test摇 31. 36805> 字20. 05 =30. 14
Hosmer鄄lemeshow统计量 Statistic value摇 25. 7257> 字20. 05 =15. 51
图 2摇 棉蚜半数致死温度
Fig. 2摇 Median lethal temperature of Aphis gossypii
2. 2. 2摇 CLL模型估计棉蚜半数致死温度
棉蚜半数致死温度与高温持续天数和每天高温处
理小时数有关。 每天高温处理小时数越长,棉蚜半数致
死温度越低。 随着高温持续天数的增加,棉蚜半数致死
温度降低,且均是第 1—2 天下降明显,1 h / d 、2 h / d、4
h / d和 6 h / d 分别下降 10. 66 益、2. 54 益、0. 85 益和
1郾 54 益;高温处理 1 h / d 时,棉蚜半数致死温度随高温
持续天数增加迅速降低,高温处理 2 h / d、4 h / d 和 6 h /
d时,棉蚜半数致死温度随高温持续天数增加降低趋势
平缓(图 2)。
2. 3摇 高温胁迫对棉蚜繁殖的影响
棉蚜繁殖率随着温度的升高呈下降趋势,但每天处
理小时数不同时其繁殖率规律不同(图 3)。 高温处理
1757摇 23 期 摇 摇 摇 高桂珍摇 等:高温胁迫及其持续时间对棉蚜死亡和繁殖的影响 摇
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1 h / d,32—36 益棉蚜繁殖率没有差异,38 益开始棉蚜繁殖率显著降低;高温处理 2 h / d和 6 h / d,32—34 益棉
蚜繁殖率没有差异,36 益开始棉蚜繁殖率显著降低。 但棉蚜繁殖率均是在 38 益时下降最多,繁殖率平均仅
为 0. 97 头 / d(图 3)。
图 3摇 高温胁迫对棉蚜繁殖的影响(平均值依标准误)
Fig. 3摇 Effects of high temperature on fecundity of Aphis gossypii (mean依SE)
不同字母表示处理间差异显著(P<0. 05)
3摇 讨论
3. 1摇 CLL模型的应用意义
互补重对数模型(CLL 模型)又称为时间鄄剂量鄄死亡率模型(Time鄄dose鄄mortality model,TDM 模型),由
Preisler和 Robertson提出[14鄄15],最先应用于不同昆虫的化学及生物杀虫剂毒力测定分析。 其综合考虑了时间
与剂量效应, 对多数简单生物测定数据具有较好的拟合能力, 并可同时得出 LD50 和 LT50 等各种指标,从而广
泛应用到感病幼虫死亡率[16]、药剂处理朱砂叶螨死亡率[17]、温度对真菌孢子死亡率影响[18]等数据的分析。
本文引入 CLL模型应用于棉蚜的时间鄄温度鄄死亡率分析,结果表明在高温处理不高于 4 h / d 时,该模型可用
于模拟 32—40 益高温处理棉蚜 6 d内的每日死亡率。 因此,棉蚜每日死亡率可用互补重对数模型较好地拟
合,CLL模型适用于此类数据的分析。 CLL模型对于同时考虑作用因子和时间效应对昆虫影响实验数据的普
遍适用性有待进一步验证。
3. 2摇 高温的强度和持续时间显著影响棉蚜的死亡和繁殖
温度是昆虫生命活动的重要影响因子。 35 益的持续高温对若蚜是致命的[19],棉蚜不能够完成生命循
环,也不能产仔[20],但 Xia等研究表明棉蚜在 35 益下能够生存并且产仔[21],不同地理种群棉蚜对温度的生态
适应性存在差异[22]。 本文研究结果表明,高温对棉蚜影响的程度随高温的强度和持续时间而异,随着温度的
升高和高温持续天数的延长,棉蚜累计死亡率上升,繁殖率下降,且 38 益开始其累计死亡率上升明显,繁殖率
下降最多,38 益可能是棉蚜耐高温能力的拐点。 随着每天高温处理小时数增加和高温持续天数延长,棉蚜半
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数致死温度降低,且第 1—2天下降明显。 即不同高温模式及其持续时间显著影响棉蚜的死亡和繁殖。 类似
研究结论还包括马春森等研究表明不同高温模式及其持续时间显著影响麦无网长管蚜的繁殖[9]、李定旭等
研究表明高温强度和持续时间显著影响山楂叶螨的产卵量和孵化率[23]。 温度是种群预测的重要依据,
Kersting等研究表明,恒温(30 益)与变温(25 益 / 30 益、30 益 / 35 益,12 h 颐12 h)对棉蚜存活和繁殖的影响不
同[3],本文研究不同高温模式和持续时间如何影响棉蚜的死亡和繁殖,比恒温更接近于田间实际情况,实验
结果为提高棉蚜种群预测准确度提供依据。
3. 3摇 高温是导致棉蚜种群崩溃的重要因素
蚜虫往往在仲夏季节出现种群崩溃的现象,并受到众多研究者的关注[24鄄26]。 引起仲夏蚜虫种群崩溃的
研究主要涉及生物因素(植物营养恶化、天敌数量增加以及蚜虫种内竞争)和非生物因素(剧烈天气变化),这
些因素引起蚜虫繁殖率降低、死亡率升高和有翅蚜迁飞,从而导致蚜虫种群崩溃[27鄄28]。 棉花在棉蚜为害胁迫
条件下,体内次生代谢物含量上升,从而影响棉蚜的存活和繁殖[29鄄30],但其对棉蚜的影响不足以导致棉蚜种
群崩溃,且 7 月中旬是棉花生长的旺盛期,营养丰富充足,棉蚜以黄色蚜为主,董应才等[31]研究表明棉花受蚜
害诱导后使得黄色蚜种群数量增加,所以植物次生代谢物不是仲夏棉蚜种群崩溃的关键影响因子;天敌可在
一定程度上抑制棉蚜种群数量,但由于其种群动态滞后于棉蚜且受捕食量限制,天敌在棉蚜种群高峰期及下
降期发挥的作用很小[32鄄33],不足以在 5—7 d 内导致棉蚜种群崩溃;剧烈的天气变化尤其是强烈的暴雨和强
风,会导致蚜虫的快速大量死亡,但是这些异常的事件无法解释连续多年和多个地点发生的种群崩溃现
象[34]。 Basky等研究表明高温引起麦双尾蚜死亡和迁移从而导致其种群崩溃[35],新疆大部分地区 6—7月的
日最高温度可以达到 35—40 益,吐鲁番地区甚至可以达到 45—50 益,且棉蚜种群高峰期与高温出现的时间
相吻合,本文研究结果表明,38 益高温 4 h / d 持续 2 d,棉蚜累计死亡率迅速上升至 84. 89% ,繁殖率不到
1 头 / d,生产中完全可以引起棉蚜种群数量的迅速下降,表明高温是导致棉蚜种群崩溃的关键因素之一。 高
温对棉蚜有翅蚜形成的影响及其对棉蚜种群崩溃的作用大小有待进一步研究。
仲夏棉蚜种群崩溃是生态控制棉蚜的重要途径,试验表明棉蚜种群与高温及其持续时间呈显著负相关。
根据新疆多年的资料表明,在 7 月中旬,高温大于 35 益持续 5—7 d后棉蚜种群崩溃,根据高温条件建立棉蚜
短期预测模型是非常必要的,生产中根据棉蚜发生情况和气候条件科学决策最佳打药时机,对开发防治新策
略具有重要意义。
致谢:感谢阜康荒漠生态系统观测试验站为试验提供的支持与帮助。
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ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 23 December,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Maternal thermoregulation during gestation affects the phenotype of hatchling Chinese skinks (Eumeces chinensis): testing the
maternal manipulation hypothesis LI Hong, ZHOU Zongshi, WU Yanqing, et al (7255)…………………………………………
Effects of conspecific and interspecific interference competitions on cache site selection of Siberian chipmunks (Tamias sibiricus)
SHEN Zhen,DONG Zhong, CAO Lingli,et al (7264)
…
………………………………………………………………………………
Characterization of ammonia volatilization from polluted river under aeration conditons: a simulation study
LIU Bo, WANG Wenlin, LING Fen, et al (7270)
……………………………
…………………………………………………………………………………
Diurnal activity patterns and environmental factors on behaviors of Bar鄄headed Geese Anser indicus wintering at Caohai Lake of
Guizhou, China YANG Yanfeng,ZHANG Guogang,LU Jun,et al (7280)…………………………………………………………
Impacts of snow cover change on soil water鄄heat processes of swamp and meadow in Permafrost Region, Qinghai鄄Tibetan Plateau
CHANG Juan,WANG Gengxu,GAO Yongheng,et al (7289)
……
………………………………………………………………………
Spatial鄄temporal changes of urban patch wetlands in Changsha, China GONG Yingbi, JING Lei, PENG Lei, et al (7302)…………
Modeling of carbon and water fluxes of Qianyanzhou subtropical coniferous plantation using model鄄data fusion approach
REN Xiaoli, HE Honglin, LIU Min, et al (7313)
……………
…………………………………………………………………………………
Ecological compensation standard for controlling nitrogen non鄄point pollution from farmland: a case study of Yixing City in Jiang
Su Province ZHANG Yin, ZHOU Yuchen, SUN Hua (7327)……………………………………………………………………
Static toxicity evaluation of chemical wastewater by PFU microbial communities method
LI Zhaoxia, ZHANG Yuguo, LIANG Huixing (7336)
………………………………………………
………………………………………………………………………………
Emergy evaluation of an agro鄄circulation system in Beijing suburb: take Jianyan village as a case study
ZHOU Liandi, HU Yanxia, WANG Yazhi, et al (7346)
………………………………
……………………………………………………………………………
Research on the cooling effect of Xi忆an parks in summer based on remote sensing FENG Xiaogang, SHI Hui (7355)………………
The dynamics of spatial and temporal changes to forested land and key factors driving change on Hainan Island
WANG Shudong, OUYANG Zhiyun,ZHANG Cuiping, et al (7364)
………………………
………………………………………………………………
Impact of different sowing dates on green water footprint of maize in western Jilin Province
QIN Lijie, JIN Yinghua, DUAN Peili (7375)
……………………………………………
………………………………………………………………………………………
The dynamic variation of maize (Sea mays L. ) population growth characteristics under cultivars鄄intercropped on the Loess Plateau
WANG Xiaolin, ZHANG Suiqi, WANG Shuqing, et al (7383)
…
……………………………………………………………………
Effect of different planting methods on root鄄shoot characteristics and grain yield of summer maize under high densities
LI Zongxin, CHEN Yuanquan, WANG Qingcheng, et al (7391)
………………
…………………………………………………………………
Heavy metal contaminant in development process of artificial biological Soil Crusts in sand鄄land
XU Jie, AO Yanqing, ZHANG Jingxia,et al (7402)
………………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of enhanced UV鄄B radiation and nitrogen on photosynthetic pigments and non鄄enzymatic protection system in leaves of
foxtail millet (Setaria italica (L. ) Beauv. ) FANG Xing, ZHONG Zhangcheng (7411)…………………………………………
Photosynthetic response of different ecotype of Illicium lanceolatum seedlings to drought stress and rewatering
CAO Yonghui, ZHOU Benzhi, CHEN Shuanglin,et al (7421)
………………………
……………………………………………………………………
Seasonal variations in the stems of Larix principis鄄rupprechtii at the treeline of the Luya Mountains
DONG Manyu, JIANG Yuan, WANG Mingchang, et al (7430)
……………………………………
……………………………………………………………………
Influence of terrain on plant biomass estimates by remote sensing: a case study of Guangzhou City, China
SONG Weiwei,GUAN Dongsheng, WANG Gang (7440)
……………………………
……………………………………………………………………………
Effects of exponential fertilization on biomass allocation and root morphology of Catalpa bungei clones
WANG Lipeng, YAN Ziyi, LI Jiyue, et al (7452)
………………………………
…………………………………………………………………………………
Effects of fire damages on Larix gmelinii radial growth at Tahe in Daxing忆an Mountains, China
WANG Xiaochun, LU Yongxian (7463)
………………………………………
……………………………………………………………………………………………
A model for water consumption by mountain jujube pear鄄like XIN Xiaogui,WU Pute, WANG Youke, et al (7473)…………………
Specificity of photosystems function change of two kinds of overwintering broadleaf evergreen plants
ZHONG Chuanfei, ZHANG Yuntao, WU Xiaoying, et al (7483)
…………………………………
…………………………………………………………………
Effects of drought on fluorescence characteristics of photosystem 域 in leaves of Ginkgo biloba
WEI Xiaodong,CHEN Guoxiang,SHI Dawei,et al (7492)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
Numerical classification and ordination of forest communities in habitat of Sichuan Snub鄄nosed Monkey in Hubei Shennongjia
National Nature Reserve LI Guangliang, CONG Jing, LU Hui, et al (7501)……………………………………………………
Impact of inorganic anions on the cadmium effective fraction in soil and its phytoavailability during salinization in alkaline soils
WANG Zuwei, YI Liangpeng, GAO Wenyan, et al (7512)
……
…………………………………………………………………………
Photosynthetic adaptability of the resistance ability to weak light of 2 species Spiraea L.
LIU Huimin,MA Yanli, WANG Baichen,et al (7519)
………………………………………………
………………………………………………………………………………
Fine root longevity and controlling factors in a Phoebe Bournei plantation
ZHENG Jinxing,HUANG Jinxue,WANG Zhenzhen,et al (7532)
………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Analysis on spatial structure and scenarios of carbon dioxide emissions from tourism transportation
XIAO Xiao, ZHANG Jie, LU Junyu, et al (7540)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
The hydrological response to human activities in Guishui River Basin, Beijing
LIU Yuming, ZHANG Jing, WU Pengfei, et al (7549)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Socio鄄economic impacts of under鄄film drip irrigation technology and sustainable assessment: a case in the Manas River Basin,
Xinjiang, China FAN Wenbo, WU Pute,MA Fengmei (7559)……………………………………………………………………
Effects of pattern and timing of high temperature exposure on the mortality and fecundity of Aphis gossypii Glover on cotton
GAO Guizhen, L譈 Zhaozhi, XIA Deping, et al (7568)
…………
……………………………………………………………………………
Physiological responses of Eucalyptus trees to infestation of Leptocybe invasa Fisher & La Salle
WU Yaojun, CHANG Mingshan, SHENG Shuang, et al (7576)
………………………………………
……………………………………………………………………
Carbon storage capacity of a Betula alnoides stand and a mixed Betula alnoides 伊 Castanopsis hystrix stand in Southern Subtropical
China: a comparison study HE Youjun, QIN Lin, LI Zhiyong,et al (7586)………………………………………………………
Distribution and ecological risk assessment of 7 heavy metals in urban forest soils in Changsha City
FANG Xi, TANG Zhijuan, TIAN Dalun, et al (7595)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Review and Monograph
The relationship between humans and the environment at the urban鄄rural interface:research progress and prospects
HUANG Baorong, ZHANG Huizhi (7607)
…………………
…………………………………………………………………………………………
Flux footprint of carbon dioxide and vapor exchange over the terrestrial ecosystem: a review
ZHANG Hui, SHEN Shuanghe, WEN Xuefa,et al (7622)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
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究原始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、
新方法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
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第 32 卷摇 第 23 期摇 (2012 年 12 月)
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