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为丛林的外来入侵徘徊花找到天敌——聚集中国林科院重大科技(science and technology卡塔尔(قطر‎成果之五

发布时间:2020-01-12 13:54编辑:生命科学浏览(166)

    虽然通常被认为是一种环境风险的做法,但入侵物种的生物控制可以恢复作物产量,缓解土地压力并有助于森林保护。本文以木薯粉蚧Phenacoccus manihoti(Hemiptera)为例说明了生物防治的积极影响。木薯是亚洲热带地区约400万公顷的主要食物,饲料和纤维作物,使用寄生蜂减少作物损失,恢复农场盈利能力并减缓森林砍伐。

    图片 1利用白蛾周氏啮小蜂防治美国白蛾

    • 一种微小的寄生蜂 - 如何帮助解决入侵性虫害问题,增加作物产量并保护热带生物多样性。昆士兰大学(澳大利亚)和IPP-CAAS(中国)的农业生态学家,该研究的协调员Kris Wyckhuys说:昆虫生物控制重新连接昆虫朋友和敌人,恢复入侵农业生态系统中的生态平衡。这种以自然为基础的方法提供了一种双赢的解决方案,可以解决入侵物种减缓,生物多样性保护和有利可图的农业问题。保护生物学家和作物保护科学家之间的合作可以有利于平衡农民在当地的现实与生物多样性保护。

    (中国绿色时报2012-02-20,记者尚文博 林泽攀 王建兰)

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    自然界的生态链条是和谐紧密的,相互依存又相互制约,如果有哪种生物缺少了制约,那么必然会打破生态平衡。 1979年,一种名为美国白蛾的重大食叶害虫作为外来物种入侵我国丹东地区,从开始的不被在意到几年后的铺天盖地,美国白蛾像病毒一样在辽宁、山东、陕西、北京等地区迅速传播。美国白蛾以蛹在树皮下或地面枯枝落叶处越冬,幼虫孵化后吐丝结网,群集网中取食叶片,叶片被食尽后,幼虫移至枝杈和嫩枝的另一部分织一新网。这个迅速繁殖扩张的外来生物对各地林木生长、生态安全带来了严重危害。 美国白蛾原产北美,在其原产地并没有如此可怕。研究人员发现,因为在原产地有许多防止其种群恶性膨胀的限制因素,其中捕食和寄生性天敌起到关键性作用,它们能将美国白蛾的种群密度控制在一定数量之下。显然,这一重大外来有害生物入侵我国时,遏制它生存的天敌并没有随之而来,因而导致了它的猖狂成灾。 针对这场生物入侵,我国启动了美国白蛾治理工程,生物防治成为突破口。在上个世纪90年代,由中国林科院杨忠岐教授主持,从生物控制的角度出发,系统地调查了美国白蛾寄生性天敌,从其卵、幼虫和蛹中饲养出了多种天敌。经过反复试验、层层筛选,发现了一种寄生率高、出蜂量大、能有效控制美国白蛾的蛹寄生蜂——白蛾周氏啮小蜂。在生物界,它是一种以前从未发现过的新物种,杨忠岐给这种新天敌起名为白蛾周氏啮小蜂,以纪念他的博士生导师——我国着名的昆虫学家周尧教授。这种小蜂可以找到在各种隐蔽场所化蛹的美国白蛾,产卵寄生在美国白蛾的蛹内,它的几百头后代孵化成幼虫后,就取食美国白蛾蛹的内脏和营养物质,最后杀死美国白蛾。 在“十一五”期间,最终通过对我国重大林业外来入侵害虫美国白蛾的发生规律及其生物防治技术的研究,为这个严重威胁森林生态安全的外来物种找到了遏制它们生存的天敌。这项重大的科技成果立足于调查我国本土的天敌,发现和筛选出了白蛾周氏啮小蜂这种寄生美国白蛾的特优天敌,并研究了这种小蜂的行为学、生态学、生物学、解剖学及人工大量繁殖、放蜂防治技术,还研究了小蜂的替代寄主,解决了人工大量繁蜂的技术难题,通过防治试验,取得了显着的防治效果。 这项研究成果的成功在国内外引起了巨大反响。在本土生物中寻找的天敌成功控制了重大外来侵入性害虫美国白蛾,这是我国利用天敌昆虫成功控制林木食叶害虫的首例,也是世界上首例利用外来入侵有害生物新侵入地的当地天敌成功控制外来入侵害虫的范例,突破和完善了国际经典生物防治理论。不但为我国,也为世界上其他美国白蛾发生的国家提供了一条对环境安全、持续而有效的生物防治的新技术。 研究显示,美国白蛾由于传播速度快,危害的寄主植物多,繁殖量大,每年可向外扩散35公里-50公里,常常暴发成灾,被列为国际检疫害虫。前苏联和南斯拉夫等国从美国白蛾原产地引进了多种天敌进行生物防治,但均以失败告终。因此,一直以来,美国白蛾的防治是靠投入大量的财力和物力喷洒化学药剂,而高成本、污染等负面影响也随之而来。 在为美国白蛾找到本土天敌昆虫的同时,中国林科院还研究筛选了能有效防治美国白蛾的病毒。美国白蛾在辽宁等地1年发生两代。经近年观察,在北京、河北、山东等地1年能发生3代。针对美国白蛾幼虫发生量大、集聚危害的特性,筛选出了感染美国白蛾的高毒力的核型多角体病毒毒株,开发了美国白蛾人工饲料,成功解决了HcNPV病毒大量扩增的技术难题,实现了病毒产品的规模化常年生产,保证了大面积防治的需求。该项技术针对美国白蛾发生和危害多在城市、居民区、乡镇、交通沿线、公园、果园等处的特点,利用天敌昆虫——白蛾周氏啮小蜂和HcNPV病毒进行生物防治,既控制了当代美国白蛾的危害,又抑制了其下代的种群数量,取得了显着的持续控制效果。

    农业生态作物保护,一种保护热带生物多样性的方法

    通过这项生物防治技术的推广应用有效控制了美国白蛾的危害,不仅达到了不污染环境、保护生物多样性的目标,同时也降低了防治成本,保证了人畜安全和生物多样性,取得了巨大的生态、社会和经济效益。统计数字显示,这一项目防治美国白蛾面积118.6万亩,节支防治费用和挽回木材损失价值共达1.62亿元,经济效益十分明显。 从近年人工繁蜂和放蜂防治的实践看,采取天敌生物防治的措施有效遏制了“不冒烟的森林火灾”的发生。目前,在北京、辽宁、山东等地,已经有多家生产繁育周氏啮小蜂的基地,利用周氏啮小蜂在第一时间遏制美国白蛾的蛹孵化效果已经非常明显。 我国森林有害生物年均发生面积1.8亿亩,年均直接经济损失高达1110亿元。森林病虫害的发生严重影响着林木的健康生长和生态效益、社会效益和经济效益的发挥,对我国天然林保护等林业生态工程造成严重威胁。因此,如何持续有效地控制森林病虫害,保护生态环境和生物多样性,是当前我国林业发展中急需解决的紧迫问题。

    昆虫为人类提供了宝贵的服务,包括对农业害虫的自然控制,这项服务每年至少为美国农业提供45亿美元的服务。本周的通讯生物学研究揭示了一种明智选择的杀虫昆虫

    该研究强调了昆虫生物控制的充分环境效益,作为解决有害生物问题,支持可持续集约化和保护土地的基于杀虫剂的方法的理想替代方案。通常很难调和社会经济和生态问题,小农经常试图采用昂贵且对环境有害的化学农药来控制害虫。这项研究证实,适当使用生物控制可以解决社会经济,环境问题。和生态问题同时发生,特别是在热带国家,CIRAD的农业生态学家和昆虫学家Jean-Philippe Deguine补充道,该论文的共同作者。通过选择生物控制,农民解决虫害问题,

    当与既定的保障措施一起使用时,生物控制可以永久地解决入侵物种问题。科学指导引入专业天敌以在大田作物中提供害虫防治服务符合农业生态作物保护。作为基于农药的方法的成本效益替代方案,并依靠自然服务来抑制作物害虫,农业生态作物保护旨在恢复和优化生态系统功能,并有助于确保作物保护有利于农民的口袋,消费者和生产者的健康和更广泛的农业环境。

    在2009 - 2010年期间,侵入性粉蚧引起泰国木薯产量下降18%,引发木薯价格大幅上涨,刺激了木薯作物表面的区域扩张。与此同时,邻国森林砍伐率高峰期飙升185-608%。在2010年释放寄主特异性寄生蜂Anagyrus lopezi(膜翅目)后,粉蚧爆发减少,种植面积缩小,各个国家的森林砍伐速度减缓了31-95%。因此,当根据既定准则使用时,对作物有害生物的生物控制可以避免对合成杀虫剂的需求,保护热带生物多样性并在宏观尺度上提供长期的环境效益。

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