| 题名 | 川西北高寒草甸菊科植物-实蝇-金小蜂关系及其对模拟增温的响应 |
| 作者 | 习新强 |
| 答辩日期 | 2014-05 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 孙书存 |
| 关键词 | 拟寄生蜂 营养级联效应 绿色世界假说 全球变暖 食物链 食物网 |
| 学位专业 | 植物学 |
| 英文摘要 | 在传统的“植物-食草动物-食肉动物”三级食物链上，食肉动物通过抑制食草动物对植物的取食而间接地促进植物的生长。这种营养级联效应是调节生态系统中生产者和各级消费者种群数量的重要机制，在生态系统物质循环和能量流动等过程中发挥着重要作用。由于食物链上不同营养级的生物对全球变暖的敏感性和响应程度不尽一致，食物链的结构和功能很容易被环境变暖所影响。“植物-食草昆虫-拟寄生者”食物链广泛存在于各种生态系统中。尽管拟寄生者与普通的捕食者在体型、与宿主或猎物的作用时间等方面存在诸多差异，它们通常被认为与捕食者有着相似的生态学功能。然而由于拟寄生虫体型较小，不易观察等原因，我们对“植物-食草昆虫-拟寄生者”食物链的结构和功能以及其对全球变暖的响应仍缺乏了解。菊科植物是川西北高寒草甸上一类常见的杂草，多种菊科植物的种子会受到实蝇等昆虫的破坏。同时，实蝇是金小蜂等拟寄生蜂的寄主。菊科植物-实蝇-金小蜂构成了典型的“植物-食草昆虫-拟寄生者”食物链。本论文通过野外调查发现金小蜂的拟寄生使实蝇蝇蛆对五种菊科植物种子的啃食量增加了50%以上。为了排除一些干扰因素的影响，本论文在同质园内移栽了尚未现蕾的钝苞雪莲(Saussurea nigrescens)，并对其分别接种了“实蝇”与“实蝇-金小蜂”。移栽实验的结果表明被金小蜂寄生的蝇蛆比未被寄生的蝇蛆多啃食了约80%的种子。而且金小蜂不会对钝苞雪莲的种子造成直接影响。此外，本论文通过人为饲养发现被金小蜂寄生的实蝇的幼虫期更长，最终形成的蝇蛹比未被拟寄生的实蝇重约27%。为了检验全球变暖是否会影响“拟寄生者-食草昆虫-植物”食物链上的营养级联效应强度，本论文利用人工气候箱设置了对照与增温两种温度梯度，移栽了生长季后期开花的菊科植物星状风毛菊（S. stella），对其分别接种“实蝇”以及“实蝇-金小蜂”，然后分别放置于两种温度环境中进行培养。同时，在两种温度环境中人工养殖了被金小蜂寄生和未被金小蜂寄生的实蝇蝇蛆，观察并记录蝇蛆的生长和发育状况。实验结果表明温度升高3℃对蝇蛆开始化蛹的时间并没有显著影响，但是增温显著提高了实蝇蛹的重量。然而，3℃的增温并没有显著改变蝇蛆对菊科植物种子的啃食量。这可能是由于该食物链上两个消费者是变温动物，在温度较低时，增温会显著提高蝇蛆对食物的利用效率。此外，该实验是在生长季末期开展，对照处理中设置的培养温度已经比较低，增温会减少蝇蛆在应对环境胁迫方面的投入，而增加已经被吸收的养分中用于有效生长发育的比例。增温都没有改变被金小蜂寄生和没有被寄生的蝇蛆的成活率，但增温使蝇蛹的重量显著增加，这可能会提高越冬实蝇和金小蜂的存活率，从而增加来年春天两种昆虫的种群密度。本论文通过实验证实了金小蜂可以通过调控实蝇蝇蛆的生长发育而提高其对种子的啃食量。与普通的捕食者不同，拟寄生蜂往往不会在产卵后立刻将寄主杀死，拟寄生蜂经常会刺激而增加其寄主对植物的啃食量。因此，本文报道的 “植物-食草昆虫-拟寄生者”食物链上的负级联效应在自然界是广泛存在的。本文中报道的拟寄生者对植物的营养级联效应的机制完全不同于普通的捕食者，因此，简单地将寄生虫作为普通的捕食者纳入食物链的作法是不科学的。在利用寄生蜂对农林业害虫进行生物防控时，也需要提前进行相关实验以便对寄生蜂的功能进行全面评估。此外，模拟增温对“植物-食草昆虫-拟寄生者”食物链上的营养级联效应的影响不大，这为评估全球变暖背景下该类食物链的动态与功能提供了参考。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 生态研究 |
| 产权排序 | 1 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.75.237.14/handle/351003/28733]  |
| 专题 | 成都生物研究所_生态研究 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 习新强. 川西北高寒草甸菊科植物-实蝇-金小蜂关系及其对模拟增温的响应[D]. 中国科学院大学. 2014. |
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