吸虫塔在生物多样性监测与生态学研究中的应用论文

浦原喜助头像,嵌入式操作系统,水军群

　　吸虫塔（suction trap）最早由英国洛桑试验站的Johnson和Taylor发明，1964年首次在洛桑实验站内使用，随后在欧洲多个国家相继安装运行，20世纪80年代开始在美国使用。我国从2009年以来，在公益性行业（农业）科研专项经费项目（作物蚜虫综合防控技术研究与示范推广）的资助下，在东北、华北、华中、华东、西北等地布点安装了34台吸虫塔，构建了基于吸虫塔的蚜虫监测预警网络系统，初步形成覆盖小麦和大豆主产区的吸虫塔网络系统。吸虫塔网络的构建和完善，同时也为其它小型迁飞性昆虫监测、种群动态、生物多样性、生物信息学等研究提供数据。本文综述了利用吸虫塔在生物多样性监测、生态学研究和农业研究的现状，并提出建议和展望。

　　1生物多样性监测

　　Yoshimoto利用吸虫塔收集到1 275种昆虫，其中有双翅目704种，蚜科52种，膜翅目254种[1].Annecke报道了非洲的跳小蜂科的三个属：ClauseniaIshii、Alamella Man Mohan和Gy-ranusoidea Compere,还发现了一个新种和两个非洲新纪录种[2].Dean对谷物蚜虫的寄生蜂和捕食性天敌类群进行了研究[3].Furuhashi等发现矢尖蚧Unaspis yanonensis Kuwana的两种寄生蜂：Physcusfulvus Compere &Annecke和Aphytis yanonensis DeBach &Rosen[4].Wilton等分析了蚊子种群的雌雄性别比例[5].

　　Macaulay等对洛桑地区蚜虫及其它小型昆虫进行了研究[6].Kunz分别对比分析了不同规格吸虫塔和不同地理位置收集昆虫类群的区别[7].

　　Pike在加州大学调查发现60种蚜虫，其中大部分为重要经济害虫，此外在加州北部还采集到一种小麦蚜虫[8].Blandenier等对瑞士地区的蜘蛛类群进行了研究[9].Teulon等调查发现110种蚜虫，其中只有12种为当地已知种[10].Coceano等调查了意大利的蚜虫，发现6个意大利新纪录种：Chaetosiphon chaetosiphon（Nevsky），Lllinoiam orrisoni（Swain）,Myzodium modestum（Hottes）,Pseudacaudella rubida（Brrner）,Schizaphis-longicaudata Hille Ris Lambers和Trichosiphonaphis（Xenomyzus）polygonifoliae（Shin-ji）[11].Teulon等调查发现无脊椎动物至少13个目87个科的昆虫，研究证明吸虫塔对小型飞行缓慢的昆虫收集效果非常好，可以作为小型昆虫入侵及迁飞的监测工具[12].Viennet等监测了古北区传播蓝舌病毒的蠓科昆虫（隶属于蚊总科）[13].郑国等在辽宁岫岩地区采集了蜘蛛标本549头，隶属于14科；同时对飞航蜘蛛的群落组成、时间动态、体型大小、发育阶段及性别比例等进行了分析[14].蒋月丽等在中国首次利用吸虫塔对农田生态系统节肢动物群落进行了研究，调查和多样性分析得出物种丰富度、总数量以及多样性指数随时间而变化，基本呈逐渐上升趋势，但均匀度变化趋势不明显[15].张强等研究了不同昆虫类群在吸虫塔内的活动节律；讨论了吸虫塔对小型昆虫的监测潜力，并对吸虫塔在害虫监测预警应用方面的前景进行了展望[16].

　　2生态学研究

　　Stickland利用吸虫塔对迁飞性昆虫进行了监测[17].Taylor等对夜蛾科和尺蛾科昆虫飞行高度进行了比较[18].Snow在冈比亚从4个高度系列调查了蚊子的垂直分布密度，研究发现，多数种类地面附近较多，随着高度增加数量有逐渐降低趋势[19].Bidlingmayer等在佛罗里达州监测了几种蚊子的夜间迁飞行为[20].Dewar等对Sitobion avenae和Metopolophium dirhodum两种蚜虫的种群生态学进行了研究[21].Wiktelius在距离波罗的海岸线50m安装了吸虫塔，历时5a的时间，研究了波罗的海南部的蚜虫迁飞动态[22].Ward等监测了昆虫种群数量随温度和时间的变化情况[23].Schaefer等在英格兰东南部对两个不同风速吸虫塔收集的蚜虫量进行比较研究，结果发现，不同风速的吸虫塔收集到的昆虫数量差异显著[24].Duelli等对草蛉进行了监测，研究发现温度在11~23℃,飞行活动几乎是温度的线性函数，但日照长短对迁飞活动没有显著影响[25].Allison等在南加州大学对蚜虫夜间活动情况进行了监测[26].

　　Bidlingmayer等分析了风速和昆虫捕捉量的关系[27].Cabanillas等监测了白蛉（双翅目：毛蠓科）的种群动态，分析得出Lutzomyia umbratili为优势种[28].Nieminen等监测发现蚜虫迁飞的3个高峰分别为5月18日、21日和30日；同时发现根据温度可以预测蚜虫的迁飞动向[29].Basky等监测了匈牙利平原和英国洛桑的谷物上的蚜虫，对Rhopalosiphumpadi、Metopolophium dirhodum和Sitobion ave-nae三种蚜虫飞行动态的相关性进行了比较分析[30].Kindlman等在法国多个地区对蚜虫长达22年的监测，研究发现随着迁飞距离的增加，高峰期的迁飞数量并未明显减少[31].Otuka等对日本西部水稻上的飞虱类群进行了迁飞轨迹分析[32].蒋月丽等在河南省原阳县连续2a进行了昆虫诱捕及麦蚜监测，并对诱捕到的麦蚜数量动态，以及吸虫塔和黄色粘板的监测进行了比较分析，证明了吸虫塔对麦芽起到了很好的监测效果，且与黄色粘板监测的蚜量有较好的相关性[33].

　　霍然统计了武汉地区迁飞性蚜虫的主要种类；明确了迁飞性蚜虫的优势种群及动态，探索了天敌昆虫的迁飞与蚜虫迁飞动态的关系[34].陆云等对麦蚜进行了飞翔行为和迁飞规律进行了研究[35].杜光青比较了多地多年份的麦长管蚜有翅成蚜量，明确了麦长管蚜昼夜迁飞或飞翔活动的节律；分析得出吸虫塔的有翅蚜吸捕量与田间麦长管蚜种群密度及有翅蚜数量具有显著的相关性；再次证明吸虫塔是一种监测麦长管蚜迁飞和田间种群动态的有效工具[36].

　　3农业研究

　　Johnson利用吸虫塔对小型昆虫（特别是蚜虫）进行了调查收集[37].Farrell等调查了寄生性天敌对Metopolophium dirhodum（Walker）的寄生率[38]1tufkens等监测了新西兰地区的生菜蚜虫发生情况，研究发现在一年之内蚜虫已经扩散到所有的生菜产区[39].Halbert等对不同地区马铃薯田的蚜虫进行了监测，研究发现不同地区的马铃薯田优势蚜虫种类不同；并对八种蚜虫对马铃薯病毒的传播效率进行了比较研究[40].

　　Teulon等对小麦、土豆和生菜等地蚜虫发生进行了监测，结果发现，吸虫塔的蚜虫吸捕量能够反映当地田间的蚜虫发生量[41].王爽监测了哈尔滨地区有翅蚜及有翅大豆蚜动态，并与当年田间大豆蚜动态相印证，证明了吸虫塔可很好地反应当年田间大豆蚜的种群动态，可为大豆蚜的预测预报提供预警信息[42].乔格侠等对我国大豆和小麦主产区进行了蚜虫监测预警及绿色防控技术的研究，在蚜虫基础生物学研究、天敌资源普查及其控蚜作用研究的基础上，研发了多项以生物防治为主体的蚜虫绿色防控技术[43].刘兴龙监测到迁飞蚜虫在黑龙江地区有多个高峰现象[44].孙志远明确了大豆蚜在牡丹江地区的发生规律，证明了吸虫塔对大豆蚜的监测预警作用，发现了牡丹江地区大豆蚜迁飞的2个峰值[45].

　　4未来吸虫塔的应用建议与展望

　　4.1吸虫塔数据与其它数据结合分析

　　引入气象数据和轨迹分析的方法，从而分析得出不同地区虫情与吸虫塔的呼应关系，以期揭示部分小型昆虫的迁飞扩散规律，进而提出异地虫情的预测分析结果。

　　4.2增加吸虫塔布点

　　吸虫塔布点还需要很多，现有的吸虫塔布点不能满足虫情监测和多样性研究。因此，对目前没有覆盖到的区域，结合农业生产和多样性监测需要，大量增加吸虫塔的布点安装。

　　4.3吸虫塔监测数据的信息化

　　尽快制定并完善吸虫塔数据的标准，充分发挥吸虫塔监测数据的信息作用。建立吸虫塔数据专家系统，实现数据共享，为虫情监测和多样性研究提供交流合作平台。