气候变化正在重塑农业害虫的发生格局,并为害虫防控带来新的挑战。相较于以往主要关注平均气温升高的研究,温度波动性及季节差异对害虫群落的影响仍缺乏系统认识。近日,河北大学马春森教授团队联合中国农业科学院植物保护研究所及法国雷恩大学-CNRS-ECOBIO 实验室,在国际生态学权威期刊《Ecography》(中科院1区top,5年影响因子IF=6.7)上发表了题为“Temperature variability homogenized thermal responses in an ectotherm community along a European longitudinal gradient”的研究论文。该研究首次将温度波动与季节差异同时纳入蚜虫群落适应性分析,揭示了季节温度波动驱动群落性状趋同的新规律。未来害虫监测与预测应综合考虑极端事件与季节波动对害虫生理和群落结构的影响。
研究沿欧洲约 1200 公里的东西向经度梯度,在春季和秋季采集了麦长管蚜、禾谷缢管蚜和麦无网蚜,并测定了耐热与耐寒阈值。表明,在季节分明、冬夏温差大的东欧地区,不同蚜虫种类的温度耐受性反而更加接近;而在气候相对温和的西欧,各物种间的耐热性差异更大。表明季节性温度波动增强可能驱动蚜虫群落在生理表现上更为相似,从而潜在改变未来虫害暴发的模式。
春季采集的蚜虫却表现出西欧种群更强的耐寒能力,与两地蚜虫不同的越冬策略相关。西欧种群以成虫越冬,需直接应对低温胁迫,而东欧种群主要以抗寒的滞育卵越冬。导致蚜虫在不同季节呈现出相反的耐寒性,仅凭地理气候条件难以准确预测其生理表现。在同一地区,蚜虫温度耐受性表现出明显的季节差异:秋季个体耐寒性更强但耐热性较弱,而春季个体则相反。这一季节性调节能力在以往大尺度梯度研究中常被忽视,却是理解和预测害虫季节动态的重要因素。
河北大学为第一单位,博士生李瑞宁为论文第一作者,马春森教授及中国农科院植保所马罡副研究员为共同通讯作者。 雷恩大学Joan Van Baaren教授,Cécile Le Lann副教授,博士生Léna Jego参与了该项工作。本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划,法国国家科学院国际合作IRP“GRADIENTS”等项目的资助。
原文链接:doi: 10.1002/ecog.08194

图 1 在纬度相近,沿经度梯度昆虫的温度耐受性的假说:耐热与耐寒性随当地极端温度而变化;同一地点春季种群耐热性更高、秋季种群耐寒性更强,体现季节性适应;在群落水平上,极端温度的选择压力会导致耐热与耐寒性状趋于相似。

图2 功能多样性(A)及沿经度梯度的种内与种间方差分解