温带地区甜菜害虫发生与景观驱动因素的多尺度研究：对可持续害虫治理的启示

本研究针对欧盟新烟碱类种子处理剂禁用后甜菜害虫防控难题，通过对丹麦和瑞典134块甜菜田为期5年的监测，揭示了景观尺度因素对五种主要害虫（黑豆蚜、跳甲、甜菜潜叶蝇、侏儒犀甲和蓟马）发生规律的差异化影响。研究发现耕地覆盖率与边缘密度对害虫作用存在物种特异性，为构建基于景观管理的甜菜害虫可持续治理体系提供了重要科学依据。

　　

随着欧盟基于环境与健康关切全面禁用新烟碱类杀虫剂种子处理剂，温带地区重要经济作物甜菜（Beta vulgaris vulgaris var. saccharifera）面临严峻的害虫防控挑战。此前甜菜种植主要依赖新烟碱类种子包衣防治跳甲、甜菜潜叶蝇、黑豆蚜等主要害虫，而替代化学药剂的抗药性日益严重，亟需开发可持续的替代防控策略。在此背景下，研究人员提出通过景观尺度调控实现害虫生态治理的新思路——农业景观的组成与配置可通过资源连续性（bottom-up）和天敌调控（top-down）双重途径影响害虫种群，但这类机制在甜菜害虫系统中尚未得到系统验证。

为解答这一科学问题，由Fabian A. Boetzl领衔的研究团队在《Agriculture, Ecosystems and Environment》发表了题为"Managed grazing incrementally increased soil organic carbon amid larger temporal trends in a temperate pasture system"的研究论文。该研究依托北欧甜菜研究协会建立的监测网络，2019-2023年间对丹麦西兰群岛与瑞典斯科讷省的134块甜菜田进行每周一次的标准化监测，通过零膨胀伽马模型分析了500米、1000米和2000米三个空间尺度下景观因素（宿主作物覆盖变化、耕地覆盖率、边缘密度和前茬作物多样性）对五种主要甜菜害虫发生与危害的影响。

关键技术方法包括：1）基于欧盟IACS系统的土地利用地理信息系统分析；2）标准化害虫监测协议（每周对25株植物进行黑豆蚜群落、跳甲食痕、潜叶蝇卵量、侏儒犀甲茎部蛀孔和蓟马危害评估）；3）多尺度景观指标提取（ArcGIS Pro 3.1.2缓冲区分析）；4）零膨胀广义线性混合模型（glmmTMB包）统计验证。

研究结果揭示了一系列重要发现：

3.1. 害虫发生与损害的地理差异

监测显示仅20%田地超过害虫防治阈值，但存在显著地域特异性：丹麦蓟马危害更严重（损害概率高21%，损害程度高109%），而瑞典跳甲损害概率高124%，甜菜潜叶蝇卵量高199%。黑豆蚜在瑞典发生概率较低但种群密度更高。

3.2. 景观预测因子与害虫发生的关联

宿主作物覆盖年际变化在500米尺度与跳甲损害呈正相关（甜菜面积每增加10个百分点，损害增加15.4%）。耕地覆盖率呈现双重效应：高耕地覆盖率增加黑豆蚜发生概率和蓟马损害，但降低跳甲（500米和2000米尺度分别减少14.2%和24.3%）和侏儒犀甲损害（1000米尺度减少18.7%）。边缘密度对害虫作用相反：高边缘密度使黑豆蚜发生率降低45.2%（1000米尺度）和11.9%（2000米尺度），但跳甲损害增加11.0%。前茬作物多样性在2000米尺度与潜叶蝇卵量正相关（多样性每增加0.1单位，卵量增加27.4%），特别是马铃薯和其他蔬菜作物的存在显著促进潜叶蝇发生。

讨论部分深入剖析了这些发现的生态学机制：跳甲对宿主作物浓度变化的响应可能源于其聚集行为特征；耕地覆盖率的负面效应可能源于集约化管理对单化性害虫的抑制；边缘密度对害虫的正负双重效应揭示了农田边界作为天敌栖息地与害虫越冬场所的矛盾角色；前茬作物多样性通过提供替代寄主促进潜叶蝇种群延续。

该研究的重要科学意义在于：首次系统揭示了景观因素对甜菜害虫群的差异化调控规律，为构建基于景观管理的害虫综合治理（IPM）体系提供了实证依据。研究发现没有单一景观因子能同时调控所有害虫，表明实际应用中需采用害虫特异性的景观调控策略。例如降低耕地覆盖率可抑制蚜虫类害虫但可能加剧跳甲危害，增加边缘密度有益于蚜虫防控但会加重跳甲损害。这些发现对指导农田景观优化、降低农药依赖具有重要意义，为后新烟碱时代甜菜可持续生产提供了科学解决方案。

研究者最后指出，未来需进一步整合本地管理措施（覆盖作物、间作系统、保护性天敌增殖）与景观尺度调控，并加强病毒媒介害虫的传播风险研究，才能最终实现甜菜害虫的生态可持续治理。