自然環(huán)境中地面溫度對(duì)亞洲小車(chē)蝗體溫的影響

程雨蒙 張艷 王廣君 郭傳友 李紅梅

摘要為了解白天地面溫度對(duì)亞洲小車(chē)蝗體溫的影響，2017年7月和2018年6-8月在內(nèi)蒙古錫林郭勒盟的自然生境中6個(gè)地點(diǎn)開(kāi)展了調(diào)查。結(jié)果表明：亞洲小車(chē)蝗的平均體溫隨地溫變化，且在6：00-12：00和16：00-19：00內(nèi)高于平均地溫。地溫與不同齡期和性別亞洲小車(chē)蝗體溫之間呈極顯著的非線(xiàn)性關(guān)系（P<0.01）。體溫只出現(xiàn)一次高峰，13：00左右的（39.3±0.2）℃;地溫出現(xiàn)2次高峰，13：00左右的（42.0±0.5）℃和15：00左右的（38.9±0.4）℃。地溫為31.5～38.3℃時(shí)，成蟲(chóng)的體溫調(diào)節(jié)能力顯著強(qiáng)于蝗蝻（P<0.05）;地溫低于31.5°C和38.3～48.2°C時(shí)，蝗蝻的體溫調(diào)節(jié)能力顯著強(qiáng)于成蟲(chóng)（P<0.05）。地溫為26.1～40.0℃，雌蟲(chóng)的體溫調(diào)節(jié)能力顯著強(qiáng)于雄蟲(chóng)（P<0.05）;地溫高于40.0°C，雄蟲(chóng)的體溫調(diào)節(jié)能力顯著強(qiáng)于雌蟲(chóng)（P<0.05）。因此，地溫可以作為監(jiān)測(cè)該蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的因子為其防控提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞亞洲小車(chē)蝗;體溫調(diào)節(jié);體溫;地面溫度

中圖分類(lèi)號(hào)：Q968文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16688/j.zwbh.2018499

亞洲小車(chē)蝗Oedaleus decorus asiaticus主要分布在內(nèi)蒙古、甘肅、青海等北方?。▍^(qū)），與其他草原蝗蟲(chóng)相比，暴發(fā)時(shí)間早、發(fā)生數(shù)量大，可使牧草減產(chǎn)50%以上。該蟲(chóng)是我國(guó)北方草原及農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)最主要的害蟲(chóng)之一，主要取食12種左右的草類(lèi)，如大針茅Stipa grandis、羊草Leymus chinensis、糙隱子草Cleistogenes squarrosa等禾本科牧草。草原牧草被蝗蟲(chóng)啃食后，草場(chǎng)一片枯黃，禾本科、莎草科類(lèi)型的草地地表出現(xiàn)大面積裸露，這不僅給畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重影響，還給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來(lái)不良后果。

變溫動(dòng)物的體溫常受到自身生理因素和所處環(huán)境的生態(tài)因素影響，體溫能直接影響它們的生殖活動(dòng)、發(fā)育速度、身體大小等。Woods發(fā)現(xiàn)煙草天蛾Manduca sexta幼蟲(chóng)隨著體長(zhǎng)的增加能夠使自身體溫增加3～5℃;Gunn的研究表明非洲黏蟲(chóng)Spodoptera exempta黑色幼蟲(chóng)的體溫升高明顯比綠色的快。劉銀民等研究發(fā)現(xiàn)在自然生境中東亞飛蝗Locusta migratoria manilensis的體溫受地面溫度的影響最大。在自然環(huán)境中，部分變溫動(dòng)物可以通過(guò)自身的調(diào)節(jié)行為使體溫維持在一定的范圍內(nèi)以期更好的生存。褐飛蝗Locustanapardalina通過(guò)改變身體的姿勢(shì)和選擇不同的生境等方式來(lái)調(diào)節(jié)其體溫并保持在38～41℃。沙漠蝗Schistocerca gregaria通過(guò)選擇曬太陽(yáng)或溫暖的棲息地等方式來(lái)保持適宜的體溫。

本試驗(yàn)以亞洲小車(chē)蝗為研究對(duì)象，在草原生境中開(kāi)展相關(guān)工作，研究地面溫度對(duì)亞洲小車(chē)蝗體溫的影響，以期了解自然條件下，蝗蝻和成蟲(chóng)以及不同性別的亞洲小車(chē)蝗對(duì)地面溫度變化的響應(yīng)，進(jìn)而掌握其生長(zhǎng)發(fā)育特性，為發(fā)生期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和有效防控提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1調(diào)查區(qū)域概況

錫林郭勒盟位于內(nèi)蒙古自治區(qū)，北緯41°34至46°52，東經(jīng)111°9'至120°0'之問(wèn);其草原面積約20.3萬(wàn)km2，是世界聞名的大草原之一。干旱少雨是該區(qū)域氣候的典型特征，年降水量約350～450mm，降水集中于6-9月。該區(qū)域植被類(lèi)型復(fù)雜多樣，以羊草、克氏針茅S.krylovii和大針茅等為優(yōu)勢(shì)草種;大約有7科31屬59種蝗蟲(chóng)，其中亞洲小車(chē)蝗是該區(qū)的主要優(yōu)勢(shì)種之一，通常占蝗蟲(chóng)種群的50%以上，在嚴(yán)重發(fā)生時(shí)可達(dá)90%以上。

1.3調(diào)查方法

采用徒手或者捕蟲(chóng)網(wǎng)隨機(jī)捕捉亞洲小車(chē)蝗的蝗蝻和成蟲(chóng)，然后立即用HHF81型手持式數(shù)字溫度儀配備歐米茄熱電偶（0.125mm）（美國(guó)歐米茄儀器儀表有限公司）測(cè)量其體溫。測(cè)量時(shí)，先用直徑0.25mm注射器針頭在蝗蟲(chóng)前胸腹板右上方扎1小孔，隨后插入熱電偶，待讀數(shù)穩(wěn)定后記錄體溫?cái)?shù)據(jù)（體溫，Tb），測(cè)定后將其放回到自然生境中。同時(shí)測(cè)量、記錄亞洲小車(chē)蝗捕捉地點(diǎn)的地面溫度（地溫，Tg），并記錄捕捉的時(shí)問(wèn)、齡期和性別等信息。為保證調(diào)查時(shí)問(wèn)范圍內(nèi)每小時(shí)都有體溫?cái)?shù)據(jù)，采用測(cè)量30min，休息30min的方式;由于調(diào)查地點(diǎn)小車(chē)蝗種群密度的差異，每小時(shí)測(cè)量數(shù)量在1～71頭。2017年和2018年共測(cè)試3767頭亞洲小車(chē)蝗，其中蝗蝻790頭，成蟲(chóng)2977頭。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件，用One-wayANOVA進(jìn)行單因素方差分析。首先將捕捉時(shí)問(wèn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，只保留小時(shí)部分;然后對(duì)地溫與體溫進(jìn)行二次項(xiàng)曲線(xiàn)擬合，無(wú)體溫調(diào)節(jié)用Tb=Tg的等溫線(xiàn)表示;所有描述性統(tǒng)計(jì)值均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。用GraphPad Prism 5作圖。

3討論

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)亞洲小車(chē)蝗的平均體溫隨著地溫的升高而升高，隨地溫的降低而降低，且在6：00-12：00和16：00-19：00內(nèi)均高于地面平均溫度。這與昆蟲(chóng)在自然生境中的體溫變化趨勢(shì)一致。調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，上午亞洲小車(chē)蝗有在裸露地面上曬太陽(yáng)的行為，其體溫主要受到地溫的影響。塞內(nèi)加爾小車(chē)蝗O.senegalensis也表現(xiàn)出曬太陽(yáng)的行為，清晨時(shí)，其頭總是向著東方來(lái)獲取更適宜的溫度。在草原上，地面經(jīng)歷了整個(gè)夜晚，其溫度較低。當(dāng)太陽(yáng)升起時(shí)，地溫升高速度較快，而亞洲小車(chē)蝗需要適應(yīng)的時(shí)問(wèn)來(lái)使其體溫升高，在5：00左右時(shí)亞洲小車(chē)蝗的體溫最低且低于地溫。在地溫的兩次高溫峰值時(shí)段內(nèi)，亞洲小車(chē)蝗的體溫低于地溫。這與姚君明研究發(fā)現(xiàn)東亞飛蝗在輻射溫度高于50℃，蝗蟲(chóng)開(kāi)始煩躁，體溫明顯低于環(huán)境溫度一致。

昆蟲(chóng)體溫與環(huán)境溫度的關(guān)系包括呈非線(xiàn)性關(guān)系的行為性體溫調(diào)節(jié)和體溫趨近環(huán)境溫度呈線(xiàn)性關(guān)系的無(wú)行為性體溫調(diào)節(jié)。如臭腹腺蝗Zonocerusvariegatus、蔗蝗Hieroglyphus daganensis成蟲(chóng)屬于無(wú)行為性體溫調(diào)節(jié)，東亞飛蝗、褐飛蝗、摩洛哥戟紋蝗Dociostaurus maroccanus成蟲(chóng)等屬于行為性體溫調(diào)節(jié)。但是關(guān)于亞洲小車(chē)蝗體溫與地溫的關(guān)系尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)結(jié)果表明，亞洲小車(chē)蝗無(wú)論是蝗蝻還是成蟲(chóng)，雌蟲(chóng)還是雄蟲(chóng)與地溫均呈現(xiàn)非線(xiàn)性關(guān)系，即具有行為性體溫調(diào)節(jié)能力。當(dāng)?shù)孛鏈囟鹊陀?1.5℃，蝗蝻的體溫調(diào)節(jié)能力顯著強(qiáng)于成蟲(chóng)。這與東亞飛蝗在恒溫18～30℃的條件下，低齡蝗蝻比高齡蝗蝻和成蟲(chóng)具有更強(qiáng)的體溫調(diào)節(jié)能力相類(lèi)似。當(dāng)?shù)販貫?1.5～38.3℃時(shí)，亞洲小車(chē)蝗成蟲(chóng)的體溫調(diào)節(jié)能力顯著強(qiáng)于蝗蝻。這與岳梅等發(fā)現(xiàn)東亞飛蝗成蟲(chóng)在環(huán)境溫度為30.2～43.9℃時(shí)，體溫調(diào)節(jié)能力強(qiáng)于蝗蝻相類(lèi)似。

亞洲小車(chē)蝗不同性別體溫變化趨勢(shì)研究相對(duì)較少。研究發(fā)現(xiàn)在自然生境中，不同性別的蝗蟲(chóng)體溫變化趨勢(shì)十分相似。任金龍等發(fā)現(xiàn)意大利蝗Calliptamus italicus在環(huán)境溫度為30～38℃時(shí)，雄成蟲(chóng)體溫高于雌成蟲(chóng);而亞洲小車(chē)蝗實(shí)測(cè)雌蟲(chóng)體溫高于雄蟲(chóng)，并且雌蟲(chóng)的體溫調(diào)節(jié)能力顯著強(qiáng)于雄蟲(chóng)。當(dāng)環(huán)境溫度在38～48℃范圍內(nèi)，意大利蝗雌成蟲(chóng)體溫高于雄成蟲(chóng)溫度;而亞洲小車(chē)蝗實(shí)測(cè)雄蟲(chóng)體溫高于雌蟲(chóng)，且雄蟲(chóng)的體溫調(diào)節(jié)能力顯著強(qiáng)于雌蟲(chóng)。兩種蝗蟲(chóng)體溫調(diào)節(jié)能力均隨環(huán)境溫度變化呈現(xiàn)出波動(dòng)，但變化趨勢(shì)不一致，這可能與所處的生境和自身調(diào)節(jié)能力有關(guān)。