普刊論文淺析蝗蟲種群動態研究

　　本篇文章是由優秀農業期刊《農業展望》發表的一篇農業論文，是我國第一本以農業經濟、農業貿易、農產品供需分析、預測和展望為主要內容的綜合性農業期刊，面向國內外公開發行，設有“經濟分析”、“產品預測”、 “國際農業”、“數據信息”四大欄目。重點報道對農業經濟與貿易的展望，對主要農產品的分品種分析與預測，及中國和世界各國的農業經濟數據信息。

　　摘 要：蝗蟲種群動態是蝗蟲種群生態學研究的核心，對其變化規律的研究在有效預測和防治蝗災的發生方面具有重要的理論和應用價值。本文在查閱大量蝗蟲種群動態研究資料的基礎上，系統總結了國內蝗蟲種群動態研究的概況和新進展，探討了其新的發展方向，為深入進行相關研究提供一定的理論依據。

　　關鍵詞：蝗蟲;種群動態;中國

　　昆蟲的種群動態是昆蟲種群生態學研究的核心[1]，它研究昆蟲種群數量在時空尺度上的變動規律。對昆蟲種群動態及其影響因素進行研究，在昆蟲資源的合理利用、生物保護及病蟲害防治等方面都有重要的應用價值。

　　蝗蟲為隸屬于直翅目蝗總科昆蟲的總稱。全世界蝗蟲種類多達1萬種以上，最早有關蝗蟲的記錄，見諸于古埃及第六王朝墓室的石刻(公元前2270—公元前2420年)[2]。蝗蟲自古至今都是農、林、牧業的重要害蟲之一，從而備受相關工作者和研究學者的重視[3]。蝗蟲種群動態研究也是蝗蟲種群生態學研究的核心。對蝗蟲的種群動態進行研究，在有效預測和防治蝗災的發生方面具有重要意義。

　　1 我國蝗蟲種群動態研究發展

　　早在20世紀50年代，我國學者對蝗蟲種群動態就進行了初步研究。在此階段，馬世駿[4]對我國的東亞飛蝗發生情況做了報道，并研究了發育起點溫度、土壤因子對東亞飛蝗卵發育的影響，間接反映了東亞飛蝗蟲卵的分布及成蟲種群動態。同一時期，中國科學院北京動物研究所學者與前蘇聯學者俄沃多夫對新疆伊犁、烏魯木齊等地的蝗蟲進行了初步的調查，并描述了該地區蝗蟲的主要種類及其形態特征和分布規律[5-7]。

　　20世紀六七十年代，蝗蟲種群動態的研究得到進一步發展。丁巖欽等[8]詳細分析了東亞飛蝗蝗蝻、成蟲以及卵的空間分布型，提出有機體群聚分布特征的原因，既包含著由于生物體自身生殖、擴散等作用的結果，亦包含著它對其棲息地環境條件差異的反映結果，并且通過在東亞飛蝗蝗蝻期出現的2種性質不同的分布格局，對空間分布格局與蟲口密度、抽樣單位大小的關系做了進一步分析，并探討了蝗蛹分布型及蛹期的擴散型與種群猖獗的關系，對抽樣方法在蝗蟲防治中的運用進行了討論，為以后蝗蟲空間分布格局的研究提供了理論基礎。馬世駿等[9]則以洪澤湖蝗區為例，對東亞飛蝗中長期數量預測方程的建立基礎進行分析并提出3種預測方法，不僅為東亞飛蝗種群數量動態預測作出重要貢獻，同時為后續的相關研究提供了重要理論依據。

　　20世紀80年代對蝗蟲的研究主要集中在草原生態系統及其群落結構方面。這一時期，對蝗蟲群落或種群在特定時間內表現出的外部結構、內部功能及自身的生物學特性的差異進一步研究和論證[10]，從而開啟了蝗蟲種群的時間動態研究。康樂等[11]通過模糊聚類分析法對我國飛蝗種群的發生區域進行了分析并歸類[11]，借此反映亞洲飛蝗與東亞飛蝗在我國具有不同的分布格局與相關動態。

　　20世紀90年代，蝗蟲生態學研究取得了巨大進步，蝗蟲群落與植被群落之間的相互作用關系得到更深層次的研究。Kangle[12]就此作用關系在內蒙古地區做了深入調查研究并取得了鮮有成效;劉長仲等[13]則根據1992—1995年在甘肅夏河縣甘加高山草原的系統調查資料，用平均密度(M)、聚集度指標(M/M)、有蟲樣方出現頻率(F)，對草原上狹翅雛蝗(Chorthippus dubius)的種群動態進行了模糊聚類分析，對該地的狹翅雛蝗發生預測及防治作出巨大貢獻，同時也為相關研究提出理論依據。

　　2 我國蝗蟲種群動態研究現狀

　　隨著蝗蟲研究從基礎性的實地調查和理論分析發展到運用現代理化分析方法、數學統計方法、超微生物技術、地學信息和統計學技術(RS、GIS、GPS)等在生理學、生物學、生態學中進行定量的研究[10]，蝗蟲種群動態的研究進入了新的時代。

　　繼劉長仲等[14]對甘肅夏河縣甘加高山草原的狹翅雛蝗的種群動態進行模糊聚類分析后，又利用Iwao模型、Taylor模型和負二項分布的k值、聚集度指數Ca、叢生指標I、擴散型指數ID、聚塊性指標m*/m等5種聚集性指標對該地的小翅雛蝗(C. fallax)的種群結構、數量變動、空間格局及動態進行了分析研究[8]，將其空間格局分布與生境條件聯系起來。之后，任正超等[15]利用夏河縣甘加草原連續7年的觀測數據，對寬須蟻蝗(Myrmeleotettix palpalis)種群動態進行研究，并建立了表示寬須蟻蝗第t旬發生量(y)的種群動態模型，發現其擬合度較高，從而實現了對夏河縣甘加草原寬須蟻蝗種群發生的預測。周曉榕等[16]于2010—2011年在內蒙古自治區烏蘭察布市四子王旗格根塔拉草原對亞洲小車蝗(Oedaleus asiaticus)種群動態進行了研究，確定了亞洲小車蝗在該草原的空間分布格局，為當地亞洲小車蝗的發生預測提供了可靠資料。

　　地統計學的快速發展，使得運用地統計學方法分析蝗蟲空間格局成為研究蝗蟲分布格局的一個熱點。趙成章等[17]采用地學統計方法，對黑河上游天然草地蝗蟲種群的空間分布格局進行定量化研究，對優勢種蝗蟲空間分布特征進行了分析，確定了該地蝗蟲種群的空間結構特征及空間自相關性，從而為認識蝗蟲發生和分布的環境學解釋提供了理論依據。張軍霞等[18]則借助GIS和S-PLUS 8.0軟件，利用廣義相加模型(GAM)對祁連山北坡黑河上游亞洲小車蝗的蝗蝻和成蟲在微生境影響下的蝗蟲空間格局與異質性進行了研究，提出蝗蟲成蟲與蝗蝻的空間格局分布與環境的相關性。季榮等[19]利用地統計學方法，在GIS平臺下，將東亞飛蝗卵塊分布格局與土壤空間異質性的關系進行分析，論文范文并運用SAS軟件分析了影響飛蝗產卵的環境因素，篩選出與其密切相關的變量，運用Logistic回歸模型，建立了飛蝗產卵場所選擇的預測模型，對蝗災預測預報提供了重要依據。

　　為保障農、林、牧業的快速發展，蝗蟲種群或群落動態與植被之間的相互作用關系逐漸為當代學者所關注。張未仲等[20]對亞洲小車蝗在不同生境中的群落動態進行研究，將蝗蟲種群動態與蝗蟲生境緊密聯系起來。劉長仲等[21]、趙成章等[22]運用模糊聚類分析法、主成分分析(PCA)和典型相關分析(CCA)等統計方法對蝗蟲種群發生動態特征以及植被群落與蝗蟲發生之間的作用關系進行了分析。

　　由于信息技術的發展、遙感技術(RS)與地理信息系統(GIS)技術的結合，新型技術在蝗蟲種群動態的監測中正得到日益廣泛的應用。由于GIS對分析和預測模型的網絡化、遙感圖像制圖的簡易化、預測模擬特定因子的變化對時空動態的影響等難題的解決，其在昆蟲空間生態的發展也至關重要[23-24]。而地學統計學模型與地理信息系統結合則能充分地利用了地學統計學模型處理多維數據能力和地理信息系統對空間信息的管理能力，從而更深刻地刻畫和描述了種群的空間特征[25-29]。利用現代系統科學的思想和方法，將種群系統組建成控制系統，研究種群的動態預測和動態控制問題，如在監測方面：氣候模型法、模型預測法以及遙感、GIS支持的監測方法在蝗蟲動態的預測、蝗蟲的發生防治方面體現了科技的先進性和高效性[30]。

　　3 我國蝗蟲種群動態研究展望

　　總的來說，我國蝗蟲種群動態研究起步較晚，但發展較快，同時也存在不足之處。蝗蟲種群動態研究還較分散，尚未形成完整體系。大量研究證明，蝗蟲發生與氣候條件有密切關系，其研究內容主要包括大尺度的大氣環流[31-33]及中小尺度的降水、溫、濕等方面[34-36]。闡明蝗蟲種群動態與大尺度下氣候因子之間的變化規律可為預測蝗蟲的發生提供重要信息。

　　由于蝗蟲種群與植被環境之間存在著密不可分的關系，蝗蟲種群的暴發嚴重危害著農、林、牧業的發展。蝗蟲種群動態與植物群落之間的相互作用關系及其在不同生境中的動態變化將成為未來重點研究方向。同時，隨著對蝗蟲的發生與大氣環流特征指數的深入研究，大空間尺度下的蝗蟲種群動態研究將成為必然。而如何更好地利用現代系統科學的思想和方法，將種群系統組建成控制系統以監測蝗蟲種群動態以及控制蝗蟲的發生，這些問題不僅對蝗蟲動態研究工作者更是對昆蟲生態學工作者及其相關技術的發展提出了新的挑戰。

　　參考文獻：

　　[1] 句榮輝，沈佐銳.昆蟲種群動態模擬模型[J].生態學報，2005，25(10)：2 709-2 716.

　　[2] Alexandre V， Atchininskii L. Environmental factors governing population dynamics of rangeland grasshoppers in east Siberia： A novel approach using GIS and Remote Sensing[D].Laramie：University of Wyoming，1996.

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