农牧交错区农田害虫生态控制的'马赛克景观与循环'及模型

It is a currently hot issue that agricultural landscape complexity may have great effects on natural enemies and biological control in ecological realm. In this scheme, with the aid of telemeter and satellite picture and GPS data, we will investigate and study effects of agricultural landscape pattern and succession on population dynamics and community structure of insect pest and enemy on different types of landscape habitats in the crop-grazing crisscross area of China northwest. Making use of natural distribution and man-made plant of farmland, we make the 'shifting mosaic landscape' that is alternated between annual crop and perennial plant and non-cultivated land. Then, we will mow sampling the herbage in the mosaic landscape at different growing period to cause the cycle of the mosaic landscape of years and seasons, to regulate migration and emigration, colonization and reproduction for enemy community, support natural control of wheat aphids. Throughout artificial disturbing, such as mowing herbage and spraying insecticide, we will analyze and model the population dynamic of wheat aphids and enemies, and the benefit evaluation of the control plan, set up the integrated grid based ecological and economic landscape model of natural pest control. The final objective is to explore the influencing mechanism of landscape distribution on the natural pest control in theory, to explore the ways and the methods to control pest by reserving the agricultural landscape condition in practice.

农业景观对害虫生物防治功能的影响是目前生态学研究的热点问题之一。本项目针对农牧交错区不同景观类型，利用TM遥感影像和地面GPS调查相结合，进行大区域农田景观格局变化与害虫和天敌种群数量及群落结构的关系调查的基础上，利用农田天然分布和人工布局，设计一年生作物（麦田）、多年生的牧草（苜蓿、药材）及非作物生境相间的农田斑块镶嵌体，以作物和牧草的空间上的整体布局，进行农田蚜虫生态控制的试验研究，以对牧草的不同时期刈割，形成草地不同质量生境镶嵌体的循环，控制天敌的转移、群落重建与定殖，以数学模型方法，模拟人为干扰（刈割和使用杀虫剂）下麦蚜与天敌种群动态和防治措施的效益评价，建立基于GIS栅格的生态和经济综合评价的农田害虫生态控制的数学模型。达到在理论上探索景观格局对害虫生态控制的影响机制，实践上建立农牧交错区农田害虫生态控制的技术体系，服务于我国北方农牧区农业生产的健康发展。

农业景观变化对害虫生物防治功能的影响是目前生态学研究的热点问题之一。项目针对宁夏农牧交错区不同景观类型，以TM遥感影像和地面GPS调査相结合，进行了农田景观格局变化对麦蚜和天敌群落及种群影响的调査与分析。采集鉴定麦蚜寄生蜂21种、地表步甲21种、蜘蛛30种，给出了其群落组成与优势种发生动态，收集和整理了其相关数据资料，建立了Are GIS数据库；以物种多样性指数和优势种多度为对象，建立了麦蚜寄生蜂时空动态Gaussian模型，以模型参数对寄生蜂种群发生期宽度及控制力进行了评价；以田间调查与资料分析相结合，研究得出了景观复杂性对麦蚜天敌的多度的影响随天敌类群的不同而变化，寄生蜂类群和地居型捕食者的多度随景观复杂性增加而增加，叶居型捕食者类群无明显变化；不同的景观格局类型、生境面积、寄主密度对麦蚜和寄生蜂发生的影响存在着显著性交互作用；年际间景观、生境类型及样地空间位置的变化对寄生蜂发生的影响受其种类的不同而显著变化，给出了其敏感性种类。以农田斑块自然分布和人为布局相结合，设计一年生作物（麦田〉、多年生的牧草〈苜蓿）及非作物生境的斑块镶嵌体，进行麦田蚜虫生态控制的景观生态学机制的试验与调查，得出了不同作物界面麦蚜寄生蜂、地表步甲和蜘蛛等天敌的发生存在着显著性的边缘效应或溢出效应，在界面30 m 内其强度随着与界面距离增大而降低；麦-苜蓿界面天敌边际效应最为明显，苜蓿刈割能明显增强捕食性天敌的溢出与迁移；麦-苜蓿间作时麦田条带一般应控制在60m；绘制了苜蓿-麦界面地表步甲和蜘蛛的物种多样性和优势种（毛青步甲和星豹蛛）种群迁移动态图。针对宁夏盐池县，进行了县级区域农业景观组织水平和空间尺度上的环境因子对害虫-天敌体系影响的定量分析，得出了不同景观组织和空间尺度的土地使用强度和生境连贯性是影响害虫-天敌群落演变的关键环境因子；以历史资料和样点系统调查相结合，分析得出了氮素输入和耕地扩张对麦蚜发生具有明显的正相关影响，进而增大了寄生性天敌和叶居捕食者的发生，抑制了地居型捕食者的发生；总结提出了多尺度空间下以生境斑块的空间配置改变植物资源布局，提高天敌的控害作用的理论与途径。依据20年麦蚜观测资料，建立了麦蚜灾变预测模型。发表学术论文16篇，完成博士学位论文2篇、硕士论文5篇；鉴定登记“宁夏麦田蚜虫生态调控的景观生态学机制与模型”成果1项。