武汉植物园发现气候变暖下生物防治入侵植物的非靶标效应

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                                                        莲草直胸跳甲（Agasicles hygrophila）成虫危害本土非靶标植物莲子草(Alternanthera sessilis)   
         

        
全球气候变化和外来生物入侵是威胁生态安全和生物多样性的重要因素。由于生物的种群、分布、物候期等均受气候的影响，气候变化可影响外来入侵生物和本土生物及其互作关系，从而影响入侵生物治理和生物多样性保护的效果。生物防治，即通过引进、释放原产地专一性天敌控制入侵生物，是目前全球范围内用于治理入侵生物的重要手段。然而，一些生防天敌也可能对引入地本土生物造成危害，产生非靶标效应(non-targeteffect)。因此，探讨气候变化将如何影响入侵生物-本土非靶标生物-生防天敌三者的互作关系，对于指导入侵生物治理和生物多样性保护具重要理论意义和实践价值。

中国科学院武汉植物园入侵植物生物学课题组以我国入侵植物空心莲子草（Alternantheraphiloxeroides）、引入的生防天敌昆虫莲草直胸跳甲（Agasicleshygrophila）及本土寄主植物莲子草(Alternantherasessilis)为研究系统，通过大尺度纬度梯度野外调查（从广东阳江到河北邯郸）和模拟增温实验（2年），探讨了气候变暖对生物防治非靶标效应的影响。结果发现，生防昆虫对本土植物莲子草的取食危害随纬度的下降而增加，这可能与不同地区植物的生活史变化相关；增温试验表明气候变暖将提高生防昆虫越冬能力，促进其向高纬度地区扩散从而扩大非靶标效应区域;而且，增温还将改变非靶标植物的生活史、增强昆虫对非靶标植物繁殖的抑制。

该研究是关于自然条件下气候变化影响生物防治非靶标效应的首次报道。研究发现气候变暖通过改变生物物候期和扩大动植物发生区域以及增加昆虫取食范围，影响入侵生物、本土生物及生防天敌三者之间的直接和间接互作关系；气候变暖可能加剧生物防治非靶标效应，加大对本土生物的危害。这些结果表明，传统的生物防治理论，如“昆虫-植物”气候相似性和发生期匹配等理论需要进行改进。例如，在评估引进天敌的安全性时，应充分考虑和科学预测气候变化对天敌昆虫、入侵植物和本土植物的物候、分布及其互作关系的影响，从而提高生物防治效率、保护本土生物不受危害。

该研究结果在线发表于EcologyLetters(DOI:10.1111/ele.12391)上。卢新民副研究员为论文第一作者，丁建清研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金（31100302&31370547）、中国科学院知识创新项目（KSCX2-YW-Z-1019）和中国科学院武汉植物园创新项目(Y455437H05)的资助。