学术动态
[论文动态] 李博团队合作研究揭示植物多样性调控植物-昆虫互作机制
发布时间：2020-05-06
复旦大学李博教授团队和上海市农业科学院蒋杰贤研究员等团队，联合中国、丹麦、德国、美国、意大利等国际科研人员，近日在Nature Plants上发表了题为“Global synthesis of effects of plant species diversity on trophic groups and interactions”的长篇研究论文。
图1. 研究地点的全球分布
该文收集并分析了全球351项研究中2914组多种与单/纯种植物种植的比较试验数据。
结果显示，在226个农业生态系统、25个草原生态系统和22个森林生态系统中，增加植物物种丰度，会降低植食性昆虫（包括害虫）的丰度和危害程度，并提高捕食性天敌和寄生性天敌的丰度、捕食率和寄生率，从而提升植物的产量和品质。
研究发现，增加单个植物物种与增加多个植物物种对增加农业生态系统中的天敌数量并没有显著影响。因此，在农业生态系统，只需在主栽作物田块通过种植诱集植物、间套作、果园生草等措施添加1种植物，便可明显增加主栽作物上天敌的数量和多样性。
图2. 天敌、植食性昆虫和植物互作效应的配对分析
进一步通过配对和路径数学模型分析，量化营养级功能群之间关系，结果显示在多样化种植的系统里，捕食性和寄生性天敌的增加，导致植食性昆虫的下降，而植食性昆虫数量下降有利于植物的生长发育、繁殖和品质提升。
有趣的是，在陆地生态系统，增加植物物种多样性有促成植食性昆虫、天敌和植物三营养级联动的倾向；尤其在多样化种植的农业系统，营养级功能群之间的联动效应更加明显。
该成果提示，种植者、管理决策者可通过植物物种多样化种植，充分利用天敌提供的生态服务功能；同时，呼吁政府管理部门应该制定相关政策，在生产实践中广泛应用与推广植物物种多样性种植体系，以便更好造福全人类及其居住的地球。
图3. 天敌、植食性昆虫和植物互作效应的路径分析
本文共同第一作者为上海市农业科学院生态环境保护研究所害虫生态防控研究组万年峰研究员和复旦大学生命科学学院研究生郑向荣，共同通讯作者为上海市农业科学院蒋杰贤研究员、蔡友铭研究员和复旦大学生命科学学院李博教授；合作单位包括：上海市农业科学院、复旦大学、浙江农林大学、丹麦哥本哈根大学、德国康斯坦茨大学、美国斯坦福大学、意大利阿尔卑斯环境研究所、美国匹兹堡大学、美国明尼苏达大学。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41477-020-0654-y