海拔与草地覆盖度调控肯尼亚玉米田天敌群落结构：对害虫生态控制的启示

《International Journal of Tropical Insect Science》：Elevation and grassland cover shape natural enemy communities in the Kenyan maize crops

本期推荐一项针对东非农业生态的前沿研究。为揭示环境梯度对天敌群落的影响，研究团队在肯尼亚西部玉米田中沿海拔（1150–1970 m）和草地覆盖度（2–30%）梯度布设陷阱，系统分析天敌多样性及组成。结果发现海拔升高显著降低群落均匀度，且高海拔区被Myrmicaria蚁属主导；草地覆盖虽未显著提升多样性，但长雨季时驱动群落组成变化。研究强调需结合多重环境变量优化害虫综合治理（IPM）策略，为热带农业生态系统韧性提升提供关键依据。

　　

在热带农业生态系统中，天敌（如捕食性节肢动物和寄生蜂）通过调控害虫种群维系作物产量，其生态服务价值可降低高达90%的害虫危害。然而，全球气候变化与土地利用变化正深刻影响天敌的分布与功能。尤其在撒哈拉以南非洲地区，针对环境梯度（如海拔与半自然生境覆盖）如何塑造天敌群落的研究仍十分匮乏。肯尼亚西部作为重要玉米产区，其复杂的地形与多样的景观为探究这一科学问题提供了天然实验室。

本研究发表于《International Journal of Tropical Insect Science》，旨在揭示海拔（1150–1970 m）和周边草地覆盖度（2–30%）对玉米田天敌群落的联合影响。通过沿双梯度选取24个小农玉米田，研究人员在2019–2020年两个雨季利用湿式陷阱法收集地面节肢动物，结合广义线性混合模型（GLMM）和非度量多维标度（NMDS）分析群落结构。

关键技术方法概述

研究依托海拔与草地覆盖梯度设计采样网络，借助ArcGIS（10.5.1）绘制1 km半径缓冲区量化景观组成；采用湿式陷阱连续监测两季田间节肢动物，标本经形态学鉴定至属级；使用R语言（4.4.0）的vegan包计算多样性指数，通过GLMM和PERMANOVA检验环境因子效应，并利用模型选择（AICc）优化解释变量。

研究结果

天敌群落组成以蚁类为主导

共采集1,317头天敌，涵盖60科174属。蚁科（Formicidae）占总个体数52%，其次为蟋蟀科（Trigonidiidae, 10%）和狼蛛科（Lycosidae, 9%）。属级水平上，Myrmicaria spp. 占比最高（17%），其次为Pachycondyla spp.（7%）和Lycosa spp.（7%）。

海拔梯度降低群落均匀度

GLMM分析显示，海拔升高显著降低天敌群落的均匀度（P < 0.001），但物种丰富度、香农多样性和总丰度无显著变化。NMDS进一步表明，海拔解释29–38%的群落变异（PERMANOVA, P < 0.05）。低海拔区（<1600 m）群落由多属蚂蚁（如Pachycondyla、Aphaenogaster）与蜘蛛、蟋蟀共享生态位，而高海拔区（>1600 m）被Myrmicaria蚁属单一主导。

草地覆盖对群落结构影响具季节性

草地覆盖与物种丰富度呈正相关但未达显著水平（P = 0.305）。其在长雨季显著影响群落组成（PERMANOVA, P < 0.01, R² = 0.15），低草地覆盖（<10%）区Myrmicaria蚁属占优，而高覆盖（>20%）区则以Dolichoderus蚁属、Aphaenogaster蚁属和Allonemobius蟋蟀为主。短雨季则无显著效应。

结论与意义

本研究首次在非洲玉米田中系统验证海拔与草地覆盖对天敌群落的交互作用。海拔通过调控资源可用性与生理胁迫驱动群落均质化（如高海拔区Myrmicaria蚁属垄断），而草地覆盖则通过提供替代食物与栖息地在长雨季增强群落异质性。这种依赖环境梯度的群落重组可能削弱害虫控制的功能冗余：单一优势天敌（如Myrmicaria）虽具短期控害潜力，但长期依赖将降低生态系统应对气候变化的韧性。

成果强调，在制定害虫综合治理（IPM）策略时，需统筹海拔相关的温度变化与景观尺度的生境管理，尤其需关注高海拔农田的生态脆弱性。未来研究应结合多方法采样（如扫网法）和功能性状分析，以更全面评估天敌服务机制，为热带农业可持续发展提供理论支撑。