在世界范围内，农业景观正在发生深刻变化，包括作物同质化、半自然生境的丧失等，进而可能对作物害虫的天敌及其对害虫的控制带来不利影响。但作物异质性（作物多样性、平均田块大小）、半自然生境面积比例及其相互作用对害虫控制效应相对贡献的定量研究鲜见报道，影响农田景观管理。
近日，中国科学院生态环境研究中心郑华研究员课题组联合北京林业大学草业与草原学院等国内外多家研究单位，报道了多空间尺度下，景观异质性及组分互作对稻田害虫控制的影响及其相对贡献。相关研究成果以"Crop heterogeneity may not enhance biological control of rice pests in landscapes rich in semi-natural habitats"为题，已在线发表在《农业、生态系统和环境》（Agriculture, Ecosystems and Environment ）期刊上（https://doi.org/10.1016/j.agee.2024.109354）。
该团队以海南岛17个半自然生境为主（平均比例65%）的稻田景观为研究对象，在100、250、500和1000 m 4个空间尺度上，利用广义线性混合效应模型以及glmm.hp包研究了作物多样性、平均稻田面积和半自然生境面积比例对水稻害虫及其节肢动物天敌（捕食性天敌与寄生性天敌）丰度和多样性影响的相对贡献。结果表明：平均稻田面积（MFS）减少（贡献度8%，图2F）和半自然生境比例（SNH）增加（贡献度9%，图2G）只在最大的空间尺度（1000 ）促进了水稻害虫发生数量（图1 D），这可能通过促进害虫运动和对替代资源利用发挥作用。半自然生境比例（或缺乏半自然生境时的作物多样性）只有在较小的空间尺度（100m和250m）对捕食性天敌有积极影响（图1 E-H）。寄生性天敌的结果则倾向于支持资源集中假说（作物多样性降低，平均稻田面积增加，促进寄生性天敌）（图1 I-L）。可见，半自然生境丰富的景观中，减小平均田块大小反而促进水稻害虫的发生，但对天敌昆虫的益处是不明显的；作物异质性（减少平均稻田面积或增加作物多样性）对天敌昆虫的益处，受到半自然生境的调节，并依赖于空间尺度。
图1 多空间尺度，景观异质性各组分及其互作对稻田害虫、寄生性天敌、捕食性天敌发生数量的影响
图2 多空间尺度，景观异质性各组分对稻田害虫发生数量的相对贡献
本研究对提升害虫生物控制服务的景观管理启示为：1）应考虑与每个目标功能群（害虫、捕食性天敌和寄生性天敌）的生态学特性（运动能力和食性专化程度等）适当空间尺度；2）考虑到对害虫控制的重要影响，应加强农田自身的管理（如作物多样性搭配、田块大小的设定等），并明确其与周围半自然生境的互作效应。
该成果得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.agee.2024.109354
Jiangshan Lai*, Yi Zou, Shuang Zhang, Xiaoguang Zhang, Lingfeng Mao (2022) glmm.hp: an R package for computing individual effect of predictors in generalized linear mixed models. Journal of Plant Ecology 15(6):1302–1307.
https://doi.org/10.1093/jpe/rtac096
Jiangshan Lai*, Weijie Zhu, Dongfang Cui, Lingfeng Mao (2023) Extension of the glmm.hp package to zero-inflated generalized linear mixed models and multiple regression. Journal of Plant Ecology 16(6):rtad038.
https://doi.org/10.1093/jpe/rtad038
