東亞地區(qū)遷飛昆蟲的生態(tài)服務(wù)功能趨于衰退

北京植食性昆蟲與天敵昆蟲之間的營養(yǎng)互作關(guān)系是維護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定的重要力量。遷飛是昆蟲適應(yīng)自然環(huán)境變化、保障種群繁衍的生存策略，每年有數(shù)以百億級的植食性昆蟲和天敵昆蟲借助盛行季風(fēng)在世界范圍遠(yuǎn)距離遷移，發(fā)揮了重要的跨區(qū)域傳粉和生態(tài)服務(wù)作用。植食性昆蟲和天敵昆蟲是遷飛昆蟲的重要組成部分，以往對害蟲-天敵昆蟲種群關(guān)系的研究多聚焦于小尺度范圍的監(jiān)測評估，而對大尺度范圍活動的遷移性昆蟲的物種關(guān)系演化鮮有研究報(bào)道。

2023年2月3日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所經(jīng)濟(jì)作物蟲害監(jiān)測與防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在Science Advances雜志發(fā)表題為“Long-term insect censuses capture progressive loss of ecosystem functioning in East Asia”的研究論文，揭示了東亞地區(qū)遷飛昆蟲生態(tài)服務(wù)功能的變化趨勢。

研究工作在一個(gè)面積僅2.5km2的海島——山東省長島縣北隍城島（38°24'N, 120°55'E）上開展。該島位于黃渤海交界線的中心位置，是昆蟲和鳥類等生物隨東亞季風(fēng)季節(jié)性遷移的必經(jīng)之地。由于島上土質(zhì)貧瘠、淡水資源匱乏和沒有農(nóng)作物種植，是研究遷飛昆蟲生態(tài)學(xué)和物種關(guān)系的適宜地。

科研團(tuán)隊(duì)利用昆蟲雷達(dá)和高空測報(bào)燈，對夜間遷飛過境昆蟲進(jìn)行了長達(dá)18年（2003-2020）的持續(xù)監(jiān)測。研究發(fā)現(xiàn)，一是遷飛植食性昆蟲和天敵昆蟲的豐富度皆呈下降趨勢變化，而天敵昆蟲的下降速度顯著大于植食性昆蟲，夏季遷飛天敵昆蟲的豐富度降低了19.3%；二是天敵昆蟲能顯著抑制植食性昆蟲的年際間種群增長，天敵昆蟲的下降與多種重要農(nóng)業(yè)害蟲的種群上升有明顯關(guān)聯(lián)性；三是整個(gè)遷飛昆蟲系統(tǒng)至少存在124對營養(yǎng)捕食關(guān)系（食物網(wǎng)），遷飛食物網(wǎng)天敵昆蟲的生物量年均減少約0.7%，食物網(wǎng)關(guān)系的連接性顯著下降。

本研究以遷飛性昆蟲為代表，分析了大尺度時(shí)空范圍內(nèi)植食性昆蟲和天敵昆蟲的種群動態(tài)關(guān)聯(lián)性，明確了遷飛性昆蟲物種關(guān)系和生態(tài)服務(wù)功能的長期演化趨勢，對推動全球變化背景下的生物多樣性保護(hù)和農(nóng)林有害生物防控工作有重要指導(dǎo)作用。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所博士后周燕和張浩文為該文章的共同第一作者，吳孔明院士為通訊作者。研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31727901）和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新項(xiàng)目的支持。

2003-2020年遷飛昆蟲和天敵昆蟲種群豐富度的年際間變化

2003-2020年種群變異系數(shù)顯著變化的植食性昆蟲種類

遷飛昆蟲食物網(wǎng)系統(tǒng)及種群豐富度年際性變化趨勢