高CO₂浓度下褐飞虱生长发育与黑肩绿盲蝽捕食作用的生态响应机制.docxVIP

高CO?浓度下褐飞虱生长发育与黑肩绿盲蝽捕食作用的生态响应机制

一、引言

1.1研究背景与意义

在全球气候变化的大背景下，大气中CO?浓度正以前所未有的速度攀升。美国斯克里普斯海洋研究所监测数据显示，2025年5月，地球大气的月均二氧化碳（CO?）浓度首次突破430百万分比浓度（ppm），达到430.2ppm，相较于2024年5月的426.7ppm，一年间增长了3.5ppm，创下自1958年系统测量以来的最高值。这种显著变化深刻影响着地球生态系统的各个层面，其中农业生态系统首当其冲。

褐飞虱（NilaparvatalugensSt?l）作为水稻生产中臭名昭著的害虫，给全球粮食安全带来严重威胁。褐飞虱食性单一，仅能在水稻和普通野生稻上取食与繁殖，凭借刺吸式口器刺入水稻植株，吸食汁液，致使水稻养分大量流失。严重时，可导致稻株基部变黑、瘫痪倒伏，俗称“冒穿”“虱烧”“透天”，造成严重减产甚至绝收。据统计，在褐飞虱大爆发年份，水稻减产可达20%-50%，局部地区甚至颗粒无收。例如1991年，褐飞虱特大发生，涉及我国19个省份，天津及渤海湾稻区也未能幸免，大面积稻株枯秆倒伏，全国实际损失稻谷约25亿kg；2005年，长江流域及以南各省份遭受褐飞虱特大侵袭，湖北、湖南等地部分田块失收，直接损失稻谷超26亿kg。长期以来，化学防治是应对褐飞虱的主要手段，但随着杀虫剂的频繁大量使用，一系列严峻问题接踵而至。一方面，褐飞虱抗药性不断增强，以吡虫啉为例，连续使用数年后，褐飞虱对其抗性倍数可达几十倍甚至上百倍；另一方面，化学防治对环境造成严重污染，威胁非靶标生物生存，破坏生态平衡，还可能导致农产品农药残留超标，危害人类健康。

在这样的背景下，生物防治作为一种绿色、可持续的防治手段，受到了广泛关注。黑肩绿盲蝽（CyrtorhinuslividipennisReuter）作为褐飞虱的重要捕食性天敌，在稻飞虱的生物防治中发挥着关键作用。黑肩绿盲蝽主要以稻飞虱的卵为食，一只黑肩绿盲蝽一生（若虫和成虫）能取食稻虱卵170-230粒。其若虫和成虫多在水稻中下部尤其是基部活动，通过敏锐的感知能力寻觅稻飞虱及叶蝉的卵，以口针插入卵内吮取卵液，从而抑制稻飞虱种群的增长。在一些生态环境良好的稻田，黑肩绿盲蝽的数量较多，对稻飞虱的控制效果显著，能够有效减少稻飞虱对水稻的危害。

大气CO?浓度升高不仅直接影响植物的生长发育，改变其体内化学成分的组成与含量，还会通过食物链间接影响植食性昆虫及其天敌。深入探究高CO?浓度对褐飞虱生长发育及其天敌黑肩绿盲蝽捕食作用的影响，具有极其重要的意义。从理论层面来看，这有助于揭示气候变化背景下农业害虫与其天敌之间的相互作用机制，丰富昆虫生态学和生物防治理论；从实践角度出发，能够为预测褐飞虱的发生趋势提供科学依据，指导制定更加精准、有效的害虫生态调控策略，减少化学农药使用，保护生态环境，保障水稻安全生产和全球粮食安全。

1.2国内外研究现状

关于高CO?浓度对植物的影响，国内外已开展大量研究。CO?作为植物光合作用的重要原料，其浓度升高总体上对植物生长具有促进作用。在形态方面，会使植物冠幅、高度增大，茎干次生木质部生长轮加宽，节间数、叶片数增多，叶片厚度增加，根系数量增多、根幅扩大等。生理上，CO?浓度升高为光合作用提供更多原料，提高1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）羧化酶活性，抑制RuBP加氧酶活性，从而提高光合作用效率，同时还会影响植物呼吸作用、蒸腾作用及其他代谢过程。例如，C3植物小麦、水稻等在CO?浓度升高时，光合速率提高幅度通常较C4植物玉米、高粱等更大。然而，长期处于高CO?浓度下，部分植物的光合作用会出现适应性下降。

在高CO?浓度对植食性昆虫的影响研究中发现，CO?浓度变化会改变植物体内营养物质和次生代谢物质含量，进而间接影响植食性昆虫的生长发育、繁殖、行为和种群动态。部分植食性昆虫在取食高CO?浓度下生长的植物后，发育历期延长、体重减轻、繁殖力下降，但也有一些昆虫表现出相反的趋势，这可能与昆虫种类、植物种类以及二者之间的协同进化关系有关。

对于天敌昆虫，高CO?浓度主要通过影响寄主植物-植食性昆虫这条食物链来间接作用于它们，影响其生物学特性、捕食量和寄生率等。例如，一些天敌昆虫在高CO?浓度条件下，对猎物的有哪些信誉好的足球投注网站效率、捕食能力可能发生改变。

针对褐飞虱的研究，多聚焦于其生物学特性、发生规律、危害特点以及防治技术等方面。在防治手段上，除化学防治外，生物防治、物理防治以及选育抗性品种等综合防治措施也逐渐受到重视。黑肩绿盲蝽作为褐飞虱的重要天敌，其捕食行为、捕食能力以及在稻田生态系统中的作用是研究重点。但目前关于