集团内捕食作用对日光蜂和异色瓢虫共存的影响机制

This project conduct studies on two important natural enemies, a parasitoid (Aphelinus mali) and a lady beetle (Harmonia axyridis) and use the woolly apple aphid (Eriosoma lanigerum) as the target pest to investigate the “Ecological mechanism of co-existence between Aphelinus mali and Harmonia axyridis under intraguild predation（IGP”. Methods of experimental ecology, insect behavior will be used in this research through laboratory and field experiment to investigate：(1) how alternative prey, primary density of E. lanigerum and the timing difference of entering aphid colony for different natural enemies could affect the multi-generation community dynamic of predator and parasitoids involved in IGP. (2) How IGP could affect foraging behavior of A. mali and H. axyridis under different conditions.（3）Effects of IGP on functional response of A. mali and H. axyridis. This project will be the first to investigate effects of multi-generation IGP interactions on co-existence between predator and parasitoids under semi-natural conditions, together with behavior studies in the laboratory. The study will enrich the mechanism of how IGP could affect the community dynamics between predators and parasitoids and its ecological bases. In practice, this project will provide valuable guidance for effectively use parasitoids and predator together in sustainably control pests.

本课题以两种常见的重要天敌日光蜂和异色瓢虫为研究对象，以苹果绵蚜为目标害虫，围绕“集团内捕食作用（Intraguild predation，或IGP）影响日光蜂和异色瓢虫共存的生态学机制”这一科学问题，采用昆虫生态学，行为学等方法通过田间以及室内实验明确：（1）三种外在因素：集团外猎物、苹果棉蚜不同初始密度、天敌进入蚜虫种群时间差等影响下IGP对日光蜂、异色瓢虫及苹果绵蚜多个世代种群动态的影响；（2）不同环境条件下IGP对日光蜂和异色瓢虫的寄生/捕食行为的影响；(3) IGP对日光蜂和异色瓢虫功能反应的影响。本研究的创新点是首次通过田间生态实验结合室内行为学实验揭示IGP对寄生蜂与广食性食蚜瓢虫多世代共存的影响机制，本研究将在理论上丰富捕食性和寄生性天敌多世代IGP互作对其种群动态影响的生态学机制，并在实践中为有效利用寄生性与捕食性天敌长期协同防治害虫提供指导。

科学利用天敌对蚜虫等害虫进行生物防治有助于推进绿色可持续的害虫治理体系建设。但取食同种害虫的天敌间常发生集团内捕食作用（Intraguild predation，IGP），在特定条件下，集团内捕食作用不利于多种天敌协同防控目标害虫。本项目针对IGP作用影响专性寄生天敌与广谱性捕食天敌多世代共存的生态学和行为学机制这一科学问题，将室内与田间生态实验相结合，并采用昆虫行为录像与分析技术，笼罩实验以及生态建模等方法开展研究。项目执行中依据实际情况对原实验设计和所研究天敌昆虫做了适当调整，主要研究捕食性天敌（异色瓢虫）和寄生性天敌（以烟蚜茧蜂为主）间IGP作用对其协同防控桃蚜等蚜虫类害虫能力的影响，阐释了捕食和寄生性天敌相互间直接和间接作用对各自产卵行为的影响，并进一步明确了天敌间的IGP作用，猎物密度等因素对IGP系统中各种天敌的捕食/寄生行为以及捕食功能反应的影响机制。温室笼罩实验结果表明共同使用捕食者（异色瓢虫）与寄生蜂（烟蚜茧蜂）对于目标蚜虫的捕食效果优于单独使用一种天敌。在23，28及33℃温度条件下，异色瓢虫痕迹对烟蚜茧蜂的寄生行为没有显著影响，但在23℃时，异色瓢虫痕迹会显著降低烟蚜茧蜂的产卵量。异色瓢虫偏好在只有纯蚜虫的植物上产卵，但当取食烟蚜茧蜂僵蚜后，此产卵选择偏好消失。通过风洞实验分别研究异色瓢虫对聚集和均匀分布蚜虫的捕食功能反应，发现当蚜虫密度较低时，异色瓢虫在5个不同时间段（1，2，6，12 和 24h）对聚集分布蚜虫的捕食能力均显著高于均匀分布蚜虫处理。此外，室内罩笼实验发现异色瓢虫对烟蚜茧蜂的IGP作用会显著减弱烟蚜茧蜂对蚜虫的寄生能力，而异色瓢虫的捕食效率不受烟蚜茧蜂影响。目前项目还有部分田间种群动态实验尚未完成，计划田间实验完成后将利用前期研究获得的各种天敌的捕食/寄生行为参数与室内以及田间笼罩实验所得的天敌和蚜虫种群动态数据构建IGP种群动态模型，并系统分析各蚜虫捕食和寄生性天地共存和协同防控蚜虫的生态学机制。研究结果将为合理利用多种天敌协同防控关键蚜虫类害虫提供科学依据。