气候变暖不同升温模式对城市入侵害虫悬铃木方翅网蝽种群生活史性状的影响

Climate warming significantly affects insect's development, dynamics, distribution and damages. Providing with obviously physiological and/or ecological advantages, most invasive insect species are easier to adapt to the environment change pressure in the face of climate warming. As a consequence, the invasive population has been shifting both on biology and ecology, which causes the corresponding control methods to be updated or adjusted. Therefore, study on effect of climate warming on population of an invasive insect species has been emerging as a hot topic both on science and application. The present project will focus on a key scientific issues that concerns the effects of climate warming on the population development and history of an urban invasive insect species，the sycamore lace bug, Corythucha ciliata. This pest is a new invasive pest that was native to temperate regions and now invades widely in subtropical China and feeds on Platanus trees seriously in China. Appling the theories and methods from population ecology, global change ecology and invasive biology, we are intended to study on shifts of the occurrence, development and fecundity of the bugs in response to rising temperatures under climate warming. According to these studies, we want to further analyze and forecast the future population trends for this pest on climate warming. The results may be useful to the long-term warning and management for C. ciliata, and also provide scientific information for understanding the relationship between climate change and insect pest's invasions.

气候变暖影响了昆虫种群的发育速度、繁殖能力、时空分布动态和取食危害后果。多数入侵昆虫由于具有明显的生理或生态优势, 因而更易适应环境变化带来的选择压力, 导致其在气候变暖背景下, 种群入侵格局和生活史性状发生了新的转变, 引起相应的防治对策须待更新或调整。因此，研究气候变暖对入侵昆虫种群生态学影响具有重要的科学意义和应用价值。本项目拟以新近入侵我国城市生态系统的外来害虫悬铃木方翅网蝽为研究对象, 应用昆虫种群生态学、全球变化生态学、入侵生物学等原理和方法, 围绕气候变暖对悬铃木方翅网蝽种群的生长发育和繁殖等生物学性状影响这一关键科学问题,研究不同升温情景下该虫的生长发育和繁殖能力动态、宿主植物与昆虫对气候变暖物候响应差异及其后果等两个核心内容。从而为该入侵种的种群动态预测和治理提供科学依据, 为研究入侵昆虫对气候变化的响应规律提供基础资料。

气候变暖影响了昆虫种群的发育速度、繁殖能力、时空分布动态和取食危害后果。多数入侵昆虫由于具有明显的生理或生态优势，因而更易适应环境变化带来的选择压力，导致其在气候变暖背景下，种群入侵格局和生活史性状发生转变，引起相应防治对策须待更新或调整。因此，研究气候变暖对入侵昆虫种群生态学影响具有重要的科学意义和应用价值。本项目以新入侵我国的外来害虫悬铃木方翅网蝽为研究对象，应用昆虫种群生态学、全球变化生态学、入侵生物学等原理和方法，围绕气候变暖对悬铃木方翅网蝽种群的生长发育和繁殖等生物学性状影响这一关键科学问题，研究春夏季不同升温情景下该虫的营养获取、生长发育和繁殖动态这一核心内容。从而为该入侵种的种群动态预测和治理提供科学依据，为研究入侵昆虫对气候变化的响应规律提供基础资料。本项目主要取得的研究结果如下：.（1）在野外进行了连续2年的春季增温，利用笼罩试验，观察了对暖春悬铃木方翅网蝽及悬铃木物候同步性以及这种同步性对网蝽种群的影响。发现在气温上升2 °C的情景下，网蝽越冬成虫的出蛰期与悬铃木的展叶期同步提前，增温促进了越冬成虫的繁殖能力，并提高了其后代的发育速率和增加存活率。（2）在室内利用人工气候箱模拟了当前夏季的温和变温模式，以及均温升高、极端高温事件频发以及两者联合作用等不同增温模式，观察了其对网蝽3个长江流域地理种群（上海、武汉和重庆）适合度的影响。发现在均温升高和极端高温事件频发的情景下，悬铃木方翅网蝽种群的内禀增长率显著上升，种群世代周期显著缩短，这一规律在三个地理种群中表现一致。（3）测定了不同高温胁迫条件下，网蝽成虫体内的多项生理指标。发现其高温适应性与体内生理代谢系统的协同驱动有密切关系，在自然界出现高温袭击时，热代谢防御机制能抵消高温伤害。.以上结果说明，在暖春情景下，悬铃木方翅网蝽可能会利用自身的物候可塑性，仍能灵活地跟踪宿主植物资源的变化，这种物候可塑性能力可能会进一步推动其种群增长，并给宿主植物带来更严重的危害；在夏季升温情景下，悬铃木方翅网蝽由于耐热性较强，在未来越来越热的夏季种群规模也会扩张。因此，在全球气候变暖环境下，春夏季升温对悬铃木方翅网蝽具有正向驱动效应，其入侵态势会将更加严重，相应中长期防控策略需进一步调整。