论文部分内容阅读
每年数以亿万计的昆虫通过远距离迁飞来适应资源和栖境的季节性变化。昆虫迁飞距离直接反映了昆虫种群的空间分布,决定了昆虫种群的增长潜力。昆虫在不同的地区迁入量往往随距离的增加而减少,但是由于生境质量以及种群密度制约等因素的影响,其种群的“有效迁飞距离”(即最终具有较大种群规模的距离)可能并不是降落虫量最大的区域。本研究以褐飞虱(Nilaparvata lugens(Stal))为例,通过分析单日迁入量、迁飞峰期总迁入量、定殖后种群数量等的空间分布,比较了褐飞虱种群不同时间尺度上的迁飞距离,以期明确褐飞虱种群的“有效迁飞距离”。褐飞虱是一种具有长距离迁飞习性的水稻害虫,其迁飞具有明显的季节性,每年从4月中下旬主要随西南气流从终年繁殖区逐步北迁,其北迁过程直至8月初到达淮北稻区结束,整个过程跨越空间范围及时间尺度较大。本文针对褐飞虱第四次(6月10日-7月10日)、第五次(7月11日-8月10日)主要北迁过程,分析了 2006-2015年我国南方稻区50多个站点的褐飞虱灯诱数据,研究了逐日、迁入峰期的灯诱种群在不同地区的变化规律,明确了具有较大降虫量的地区及降落规律;通过分析从6月中下旬到8月中下旬的田间虫情数据,计算了不同地区褐飞虱三个代次的田间种群增长倍数,明确了最终具有较大田间种群数量所在区域。主要研究结果如下:时间尺度1:褐飞虱种群单次迁飞距离利用广义可加模型(General Addictive Model,GAM)通过分析南方稻区褐飞虱在不同迁飞距离上逐日灯诱种群的分布,评估了褐飞虱种群单次迁飞后的距离。结果表明:第四北迁期间,褐飞虱灯诱虫量对数值与距离呈负线性相关,但在南岭地区坡度为2度(空间分辨率:30’ ×30’)且向西方向具有较大降虫量;第五北迁期间,褐飞虱灯诱虫量的对数值与距离同样具有负线性关系,但程度较轻,在长江稻区丘陵地带坡度为3度(空间分辨率:30’ X30’)且西南迎风坡方向具有较大降虫量。时间尺度2:褐飞虱种群迁入峰期迁飞距离利用广义混合线性模型(Generalized linear mixed model,GLMM)通过分析相关站点在不同迁飞距离上迁入峰期灯诱种群的分布,评估了褐飞虱种群在“1个月”的时间尺度上的迁飞距离。结果表明:第四北迁期间,褐飞虱累积灯诱虫量在距离南宁0-800km范围内呈指数下降,该范围包括广西东部、湖南、江西南部,但大于800km范围内虫量在各地区相差不大;第五北迁期间,累积灯诱虫量在距离桂林0-600km范围内呈指数下降,该范围包括湖南、江西大部分区域,大于600km范围则虫量在各地区相差不大。时间尺度3:褐飞虱定殖种群的迁飞距离计算褐飞虱三个代次之间的田间种群增长倍数,通过分析各站点在不同迁飞距离上田间种群的分布,评估了褐飞虱种群成功定殖后的迁飞距离,即在“1个代次”时间尺度上的迁飞距离。研究结果表明:田间种群增长倍数与距离无明显规律性关系,虽然距离起点较近区域具有较大降虫量,但由于水稻收割、田间种群过大导致种内竞争从而使生境适合度下降,最终田间种群数量较大的区域在江西东北部、安徽南部。本研究旨从不同时间尺度上,对昆虫种群的迁飞距离进行评估。从较短时间尺度看(如以单次迁飞为时间尺度),迁飞种群数量与距离呈指数下降。综合考虑生境适合度(即自身种群密度、食料丰富等),种群迁飞的有效距离在距离起点1000km左右为为“有效距离”。本研究不仅有助于理解种群扩散与距离的关系、昆虫迁飞的生态适应性和进化意义,还能够为迁飞性昆虫种群发展的预测、实现种群的有效管理提供理论依据。