昆蟲生態學的研究進展

黃艷君，浦冠勤

（蘇州大學園藝系，215123）

生態學是一門多學科的自然科學，主要研究生命系統與環境系統之間的相互作用機理及規律。盡管其作為一門獨立學科只有50 a歷史，但卻是近年來最活躍的前沿學科之一，充滿生機和活力。昆蟲生態學作為生態學的一個部分，其發展進程與整個生態學的發展是完全一致的。早期的生態學研究多為行為觀察，之后研究對象從個體邁向群體以至生態系統，隨后又在20世紀70年代提出了生物與環境協同進化的理論，大大推動了生態學的發展。近年來，各學科交叉滲透發展，為生態學提供了嶄新的理論和研究手段，生態學的觀點逐漸滲透到各個領域，其研究水平再次得到提高。丁巖欽等[1]指出，昆蟲生態學將在昆蟲分子生態學、昆蟲化學生態學、昆蟲行為生態學、昆蟲信息生態學以及昆蟲種群生態學這5個方面有較大的發展，下面從這幾個方面進行綜述。

1 昆蟲分子生態學

昆蟲分子生態學是應用分子生物學方法深入研究昆蟲抗寒耐熱、滯育、遷飛、抗藥性產生的分子機理，及昆蟲種群生物型、生活型、翅型分化的遺傳機制，闡明昆蟲自身調節與適應的內在機制。

美國白蛾（Hyphantria cunea）作為一種重要的檢疫害蟲，受到植保工作人員的廣泛關注。高寶嘉等[2]采用微衛星分子標記等技術對美國白蛾種群的遺傳多樣性與遺傳分化及其入侵定殖的關系進行了研究，認為入侵物種的經緯度、平原比率、年降水量、入侵時間、入侵來源是導致種群變異的主要原因。這一研究在一定程度上對美國白蛾的生物防治起到了積極的指導作用。Kang等[3]研究表明，溫度脅迫耐受性的研究在預測害蟲發生分布區、建立物候學模型、模擬種群動態、檢疫處理、引進天敵、改進害蟲控制策略和評估其地理擴散能力等方面具有重要的指導意義。王海鴻等[4]通過基因克隆研究了B型煙粉虱（Bemisia tabaci）和溫室白粉虱（Trialeurodes vaporariorum）2種入侵粉虱的熱激基因Hsp70在溫度脅迫下的種間表達差異，在一定程度上解釋了自然界中這2種粉虱種群地理分布和發生季節差異的原因，并反映了昆蟲生態學與分子生物學結合運用的益處，說明昆蟲分子生態學具有廣闊的應用前景，其發展將有利于促進整個昆蟲生態學甚至整個生態學的發展。

2 昆蟲化學生態學

昆蟲化學生態學主要是利用生理學、生物化學等方法來研究生物之間相互作用的機制，探尋植物－害蟲－天敵的互作關系，是昆蟲生態學的一個重要發展方向。Kang等[3]通過植物－斑潛蠅－寄生蜂三者之間的互作，發現寄生蜂是通過受害葉片釋放的化合物定位害蟲的；另外通過植物頂空取樣法和氣相色譜與質譜（GC-MS）技術，證明了綠葉化合物（GLVs）幾種萜烯類化合物（Terpenoids）和肟類化合物（Oximes）是引起寄生蜂觸角電生理反應的主要物質，而寄生蜂對含有己醇（Z-3-hexen-1-ol）的氣味表現出明顯的趨性現象，表明其他化合物在寄生蜂精確定位寄主中也起到一定的作用。該項研究結合分子生物學手段，在一定程度上剖析了植物－斑潛蠅－寄生蜂相互作用的關系，為生物防治工作的開展提供了依據，一定程度上推動了生態學的發展。

3 昆蟲行為生態學

昆蟲行為生態學的主要任務是探討昆蟲行為的進化穩定對策和最優化理論，明確昆蟲行為機制及其適應進化過程。

彭露等[5]研究表明，植食性昆蟲可通過其快速進化的寄主選擇適應性，改變取食策略，調節生長發育的節律，以及規避自然天敵等進行防御，并且能夠適應植物蛋白酶抑制劑、逃避植物防御信號、解毒植物次生物質，以及抑制植物阻塞反應來對植物防御進行反防御。這一研究有助于提高對昆蟲－植物間協同進化關系的認識，并為害蟲治理和抗蟲植物的培育提供新的思路。如若能通過鑒定植物中抑制植食性昆蟲反防御物質活性的次生物質，分離或人工合成具有昆蟲拒食功能的生物源農藥，或是在分子水平上進一步對其進行研究，鑒定出植物中何種引發子或是哪些引發子的協同作用參與了抑制昆蟲對植物的反防御，將大大促進害蟲防治技術的發展。此外程彬等[6]從嗅覺、視覺和觸覺等方面對葉甲科昆蟲的定殖機制進行了大量研究，為野外監測和防治葉甲提供了理論基礎和實踐經驗。另外，在前述Kang等的試驗中，不但證實了植物－斑潛蠅－寄生蜂的作用機制，同時也闡明了斑潛蠅與植物的協同進化機理，可見行為生態學、化學生態學、分子生態學三者間存在密切的關系。

4 昆蟲信息生態學

昆蟲信息生態學作為昆蟲生態學的另一個分支，在害蟲的預測預報中占有重要地位。其應用各種有效手段來揭示害蟲種群區域性成災規律，建立害蟲大尺度長期預警系統，是生防工作中必不可少的一部分。

白雪峰等[7]通過調查2007-2009年灰飛虱（Laodelphgax striatellus）發生情況，結合氣象因素分析了黃淮夏玉米區域灰飛虱發生特點，證明了該區域灰飛虱主要來源和遷飛性，為制定科學的防控方法提供了理論依據。

張云慧等[8]研究了越冬代旋幽夜蛾（Scotogramma trifolii）在北京地區的燈下消長動態和遷飛蟲源，結果表明，越冬代旋幽夜蛾具有明顯的遷飛現象，根據其遷飛行為進行早期監測預警具有重要意義。害蟲的預測預報對各地區植保站來說都是一項重要工作，其準確性關系到廣大農民的直接利益，具有十分重要的經濟意義。

5 昆蟲種群生態學

昆蟲種群生態學是昆蟲生態學研究的基礎與核心，目前已開展大量相關研究。徐玉蕊等[9]利用逐步回歸分析方法、灰色系統分析方法、生態位分析方法和空間格局聚集強度等，從數量、發生時間、空間格局3個方面進行初步探索，再用綜合排序的方法確定梨網蝽（Stephanitis nashi）主要天敵的位次，為梨網蝽天敵的保護和利用提供了一定的指導意義。徐玉蕊等[9]所采用的綜合排序方法雖然存在一些不足，但對后期的天敵評價工作仍具有較高的參考價值。昆蟲種群生態學著重于研究昆蟲種群數量調節機理，昆蟲異質種群及其動態；群落中昆蟲之間的相互聯系、相互制約的內在機制，農田昆蟲群落“源”與“庫”的關系，結構與功能的關系，以及它們的演替規律，為有效開展害蟲生態調控提供了理論依據。陳欽華等[10]研究表明，溫濕度、食物充足程度、自殘習性以及農藥使用等方面都會對異色瓢蟲（Harmonia axyridis）的種群數量產生影響。由于異色瓢蟲是一類很有利用前景的天敵種群，該研究為其在生物防治中的應用提供了一定的參考。

6 小結

隨著分子生物學的發展，生態學研究也逐漸與分子生物學技術相結合，這充分說明各學科之間緊密相聯、相互滲透、相互促進，是一個整體。昆蟲生態學的發展符合有害生物綜合治理的觀點，無論是昆蟲分子生態學、昆蟲化學生態學、昆蟲行為生態學、昆蟲信息生態學還是昆蟲種群生態學，都具有較強的可行性和較高的應用價值，若能綜合利用，有利于不斷地開拓新的局面。

[1]丁巖欽，戈峰.中國昆蟲生態學五十年(1949-1999)[J].昆蟲知識 2000，37（1）：18-23.

[2]高寶嘉，杜娟，高素紅，等.美國白蛾種群的遺傳多樣性與遺傳分化[J].林業科學，2010，46（8）：120-124.

[3]Kang L,Chen B,Wei J N,et al.Roles of thermal adaptation and chemical ecology in Liriomyza distribution and control[J].Annual Review Entomology,2009,54:127-145.

[4]王海鴻，雷仲仁.兩種入侵粉虱熱激基因Hsp70的克隆及溫度脅迫下的種間差異表達 [J].生態學雜志，2010，29（4）：693-701.

[5]彭露，嚴盈，劉萬學，等.植食性昆蟲對植物的反防御機制[J].昆蟲學報，2010，53（5）：572-580.

[6]程彬，孫曉玲，孔祥波，等.葉甲科昆蟲的定殖機制[J].生態學報，2010，30（14）：3 901-3 911.

[7]白雪峰，王延玲，王鵬，等.黃淮夏玉米區灰飛虱發生規律的研究[J].山東農業科學，2010，48（3）：70-72.

[8]張云慧，程登發，姜玉英，等.北京地區越冬代旋幽夜蛾遷飛的蟲源分析[J].中國農業科學，2010，43（9）：1 815-1 822.

[9]徐玉蕊，王曉翠，林雪飛，等.碭山酥梨梨網蝽與其天敵關系動態分析[J].南京農業大學學報，2010，33（3）：71-76.

[10]陳欽華，馮文，黃榮雁.異色瓢蟲生活史及種群數量影響因子的研究[J].防護林科技，2010，28（3）：37-39.