华东昆虫学报 8(1):99-102,1999
En tomo logical Jou rnal of East Ch ina
温室效应下的农林害虫
范青海
(福建农业大学植保系,福州350002)
摘要 本文论述了温室效应与农林害虫的关系。温室效应对害虫有两方面的影响,一方面是直接影响,另一方面是通过作用于植物种群、天敌种群和人类的耕作来间接影响,其结果将造成昆虫群落演替、分布区改变,以及害虫世代、越冬、繁殖、发育等一系列变化。文中根据这一农林业生产上面临的新问题,对害虫综合控制策略进行了探讨。
关键词: 温室效应,农林害虫
温室效应是现代工业革命的产物,在将来相当长一段时间内会对农林生产起到重要影响。工业革命以来,机器化生产不断发展,石油、煤炭等燃料不断开掘、使用,大量工业及生活废气被直接排放到大气,严重破坏了大气的自然面貌;同时,随着人类生存能力的提高,人口急剧膨胀,社会活动频繁,地球资源过渡开发,生存环境被进一步恶化。近100年来,全球气候明显呈变暖趋势,其主要原因就是大气中各种温室气体浓度的增加(章基嘉,1995;屠其璞等,1996); 90年代以来由温室气体所产生的气候强迫已比1990年以前增加了一个数量级(石广玉等, 1992)。
温室气体主要有二氧化碳、水汽、臭氧、甲烷、氧化亚氮以及自然大气中原本没有的氯氟烃化合物。在大气中,这些气体能吸收地球表面发射的红外辐射,并将辐射向外发射,大部分能量又回到地面和低层大气,使地球温度升高,这种现象就是温室效应。据观测资料分析,1854-1990年间地球表面年平均气温升高了0.3-0.6℃。从现在的温室气体增长速度来看,下世纪每10年将增温0.2-0.3℃,预计到2030年地球年平均气温将升高1-1.5℃。
1温室效应对气候的影响
1.1全球气候变化特点
气候大陆性将减弱(王勋等译,1991)。在时间上,低温季节气温升高幅度大于高温季节;夜晚气温升高幅度大于白天(Kuk la G&TR Karl,1993)。在地域上,高纬度地区变暖幅度大于低纬度地区;高海拔地区变暖幅度大于低海拔地区。
冰冻土层界限北移,冰山冰帽熔化,海平面上升,预计到2030年,全球海平面将上升8-29c m。蒸发量和降水量都将加大,北半球中纬度地区夏季土壤湿度下降(郑斯中等1989)。1.2我国气候变化特点
从温度变化情况看,东北、华北、西北地区变暖,西北东部一些地区变冷,西南和长江中下游地区略变冷,华南地区略变暖。从湿度看,整体上我国多数地区气候将变干,西北东部一些地区变湿(国家科学技术委员会,1990;屠期璞等,1996)。
总体上,90年代北方变暖幅度加大。下世纪升温,祁连山、天山小冰川消失,亚热带北界将移到黄河以北(国家科学技术委员会,1990)。
2对农林害虫的影响
温室效应对害虫的影响有两个方面:直接影响和间接影响(图1),即直接作用于害虫种群而产生的影响和通过作用于植物种群、害虫天敌和人类的耕作而对害虫种群产生的影响。其结果将引起昆虫群落演替、分布区改变,以及害虫世代、越冬、繁殖、发育、寿命等一系列变化。
图1 害虫种群影响因子(实线:示直接影响;虚线:示间接影响)
2.1群落演替
随着温室效应的加强,原有的群
落平衡将逐渐发生变化,稳定性被打
破,并朝着建立新平衡的方向发展。
植物群落的改变是最关键的变化。农林植物群落改变,昆虫群落组成也将
随之发生适应性变化,原来的优势种
群将可能被其他种群所取代,建立新
的食物网。这个动荡的时期,对采取r
对策的害虫更为有利,预测个体小、
世代历期短、年世代多、繁殖力高、寿
命短、种群数量大、死亡率高的害虫
将会成为重要害虫。
2.2分布区改变
温室效应之下,一些由于温度限
制而局限在一定范围的害虫,分布区
将发生变化。其中,主要的变化是那些由于低温限制,分布于南方、低海拔温暖地区的昆虫,其分布区将向北、向高海拔地带延伸。同时,在食物上,一些农林植物在高纬度、高海拔地区种植将成为现实,为害虫分布区变化提供了物质保障。
在沿海地区,由于海平面的上升,一些种植地将被淹没,地下水的含盐量也将上升,植被分布区只能向陆地退缩。沿海昆虫的分布区也将向内陆退缩。
2.3世代、越冬、繁殖、发育等变化
2.3.1直接影响 温室效应加强,气候变暖,农林生态系统中各种生物的代谢速度加快。害虫的生物学特性将发生以下变化(表1)。
年有效积温增加,适合害虫发育的时期延长,个体发育历期缩短,世代数势必增加。以粘虫为例,若我国年平均温度增加1.5℃,积温增值685度・日线将位于32-33°N ,则在皖南、
鄂大部、沪、浙、云、贵、川、湘、赣、闽、粤、桂、海南等省、市、区,粘虫全年均可多繁殖1代(《
气候变化对农业影响及其对策》课题组,1993)。另据王勤英等(1996)预测,气候变暖将会导致棉铃虫发育速度加快,存活率和繁殖力提高;在全国四大棉区棉铃虫年发生世代数将普遍增加1代。
・001・华东昆虫学报第8卷
表1 温室效应下农林害虫生物学特性变化趋势特性
变化特性变化世代数
增加发育速度加快越冬
越冬线北移、地区扩大发育历期缩短迁飞地区扩大、北迁时期提前繁殖力增强
冬季温度升高幅度高于夏季,害虫越冬界将向北移,适合越冬的地区将扩大。例如:褐飞虱和白背飞虱的常年安全越冬北界在22°N 附近,若年平均温度增加1.5℃,则越冬北界将移至
23-25°N (《
气候变化对农业影响及其对策》课题组,1993)。越冬界北移的直接后果是年虫口基数增大,这将有利于那些以冬季低温为主要抑制因素的害虫,其越冬死亡率就会降低,来年的虫口基数就大。
高纬度地区变暖幅度大于低纬度地区,南北温差减小,我国夏季风加强,迁飞性害虫春季北迁时间将提前,秋季南归时间将推迟。
在气温变暖的趋势下,对害虫有重要影响的因子中值得注意的是湿度,湿度在一定程度上将成为害虫消长的主要调控因子。
2.3.2间接影响 温室效应还可以通过对植物、天敌和人类的影响而对害虫造成间接影响。
植物: 温度提高以及大气二氧化碳含量增加,植物生长发育加快,补偿能力增强,为害虫提供了更丰富的食物。植物种群的改变,也将影响害虫的种类与分布。
天敌: 温室效应加强,天敌也跟随害虫得到增殖,但由于害虫的增殖速度高于天敌,若外界干扰频繁、干扰强度加大,则对天敌不利,而对害虫相对有利。
人类: 随着气候等条件的变化,人类耕作管理措施也将进行调整,其中种植品种的改变对害虫有重要的影响。人类为了获取最大的生产效益,不得不调节种植管理措施,而每一项调整都可能对害虫的种群产生影响。
3大气变化的复杂性
气候是一个复杂的系统,温室效应加强并不意味着地球气温必定升高,影响气温变化的还有其他一些已知和未知的因素,如:太阳辐射、冰与海洋耦合、空气与下垫面的热交换、海洋环流、降水、蒸发、地势、火山活动、生物活动等。尽管气候变暖已呈定势,但仍有波动。根据国家科学技术委员会(1990)从近900多年树龄的祁连山圆柏年轮指数序列,预测2050年寒暖变化趋势看,1970-2000年偏暖,2000-2030年偏冷,2040年起又将进入偏暖时期。4对策
温室效应对害虫的影响有正反两个方面,只有正确认识,才能趋利避害,当前急需开展的工作有:害虫分布区和发生趋势监测、防治新技术和新方法研究。
加强农林生产上主要害虫发生区、消长动态监测,特别要注意国外新传人的危险性害虫的动向。在众多工作中要重点做好越冬虫口基数调查、迁飞性害虫的迁飞范围调查。增强农林生态系统的稳定性、减少农林生态系统的人为干扰。
当然,害虫加重势必会引起农药使用增加,开发新药剂就成了解决燃眉之急的主要办法,而我国在农药研究上十分薄弱,投入更多的人力、物力进行农药研制,也是我们下阶段的工作重点之一。
・
101・第1期 范青海:温室效应下的农林害虫
