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为解决人造光（ALAN）对昆虫尤其是寄生蜂的影响及相关生态问题，德国研究人员开展关于屏蔽式 LED 路灯对寄生蜂吸引作用的研究。结果显示其能减少吸引，这对保护生态系统生物控制功能意义重大，值得科研读者一读。
在大自然的舞台上，昼夜交替的自然光照循环就像一位无形的指挥家，精准地调控着众多生物的生理和行为节奏。它稳定地存在了漫长的地质年代，昆虫们在这个节奏下繁衍生息，与周围的生态环境和谐共处。然而，随着人类社会的发展，夜晚的人造光（Artificial light at night，ALAN）逐渐成为了破坏这份和谐的 “闯入者”。
如今，人造光在夜晚无处不在，它就像一个强大的 “磁石”，吸引着夜行昆虫们纷纷离开自己原本的生态家园。这一现象可不容小觑，因为昆虫在生态系统中扮演着至关重要的角色。它们参与着能量和物质的流动，是生物控制、植物授粉、初级生产、分解以及养分循环等重要生态功能的关键一环。打个比方，如果把生态系统看作是一台精密运转的机器，那么昆虫就是机器中那些不可或缺的小零件，任何一个零件出了问题，都可能影响整台机器的正常运行。
在昆虫的大家庭中，寄生蜂（parasitoid wasps）又是一个特别的存在。它们种类繁多，很多还未被人类完全了解，就像隐藏在黑暗中的宝藏等待着我们去挖掘。寄生蜂在害虫综合治理中发挥着重要作用，是大自然的 “绿色卫士”。比如说，它们会寄生在害虫身上，抑制害虫的繁殖，维持生态平衡。但现在，人造光的出现打破了这份宁静。
以往关于人造光和生物控制的研究，大多集中在像植物 - 蚜虫 - 寄生蜂这样的模式系统和种群动态上，对自然环境中真实存在的寄生蜂群落关注甚少。而且，很多研究是在实验室的人工环境下进行的，与复杂多变的野外环境相差甚远。在野外，寄生蜂的行为会受到光照竞争、宿主数量、嗅觉线索以及非生物参数的自然变化等多种因素的影响，可这些在实验室研究中往往被忽略了。这就好比在温室里研究花朵的生长，却忽略了室外风吹雨打的真实环境对花朵的影响一样。
为了解开这些谜团，探究人造光对寄生蜂的真实影响，德国的研究人员展开了一项深入的研究。他们的研究成果发表在了《Scientific Reports》期刊上，论文题目是 “Shielded LED road lights reduce the attraction of parasitoid wasps”。通过一系列严谨的实验和分析，他们得出了重要结论：经过特殊设计的屏蔽式 LED 路灯能够有效减少对寄生蜂的吸引，这对于保护生态系统中与寄生蜂相关的功能，如生物控制，有着重要意义。
研究人员在开展这项研究时，用到了几个关键的技术方法。首先是实验设计，他们采用了 BACI（Before - After - Control - Impact）实验设计，在德国南部靠近自然保护区的三条市政街道设置了实验点，通过监测不同路灯对夜行昆虫的吸引效果，对比改造前后的变化。其次是昆虫样本的鉴定，利用显微镜和双目望远镜对昆虫进行形态学鉴定，还通过 DNA 条形码技术，对寄生蜂的线粒体细胞色素 C 氧化酶 I（CO1）基因片段进行分析，确定其种类。最后，运用统计学方法，在 R Studio 软件中进行数据处理和模型构建，分析路灯改造对寄生蜂数量和种类丰富度的影响 。
下面我们来看看具体的研究结果。
光处理实验结果
研究人员在 2021 - 2022 年这两年间，进行了长达 55 个采样夜晚的辛勤工作。他们在三个实验地点，借助飞行拦截陷阱，捕获了大量的膜翅目昆虫。这些昆虫来自 18 个科或亚科，其中有不少是寄生蜂，这些寄生蜂成为了后续研究的重点对象。
通过广义线性模型对寄生蜂的数量进行分析后发现，路灯改造（从不同的传统路灯转换为定制的屏蔽式 LED 路灯）产生的 BACI 效应显著影响了寄生蜂的数量。具体来说，传统路灯在 2022 年（改造后）吸引的寄生蜂数量明显多于 2021 年（改造前），而定制的屏蔽式 LED 路灯在 2022 年吸引的寄生蜂数量增加幅度较小，且与其他处理组相比，传统路灯在 2022 年吸引的寄生蜂数量显著更多。这就像是传统路灯是个 “热情过头” 的主人，总是吸引大量寄生蜂前来，而屏蔽式 LED 路灯则 “低调” 很多，不会过度吸引寄生蜂。
在物种丰富度方面，虽然 BACI 交互项对寄生蜂物种丰富度的影响较小，但进一步的分析发现，传统路灯在 2022 年吸引的寄生蜂物种数量显著多于 2021 年，而新的屏蔽式 LED 路灯在 2022 年吸引的寄生蜂物种数量增加不明显。从具体的实验地点来看，位于黑森林的农村实验点（Site 3）寄生蜂种类最多，但 2022 年在该实验点新的定制路灯吸引的寄生蜂数量和种类都相对较少。这表明定制的屏蔽式 LED 路灯不仅减少了寄生蜂的数量，还降低了吸引的寄生蜂物种数量。
DNA 条形码分析结果
研究人员对 106 只具有寄生生活方式的膜翅目昆虫个体进行了深入研究。通过形态学和基于 COI 的系统发育分析对比，发现这些寄生蜂个体代表了至少 45 个属、13 个膜翅目科的 62 种不同形态类型。在这 106 个样本中，成功对 95 个样本进行了条形码分析，确定了 21 个不同的物种，其中有 11 种是德国南部（巴登 - 符腾堡州）首次报道的。这就像是在一个神秘的物种宝库中，研究人员发现了许多从未被记录过的 “宝藏”。
研究人员还发现了一些有趣的现象，比如有 3 种物种在德国的全球生物多样性信息设施（GBIF）中没有 COI 参考序列，还有 14 种物种在巴登 - 符腾堡州没有分子层面的报道。这些新发现为我们了解寄生蜂的多样性和分布提供了重要线索。
接下来，我们看看研究的结论和讨论部分。从整个研究来看，这次的 BACI 实验结果有力地证明了将传统路灯转换为空间优化的屏蔽式 LED 路灯，能够有效减少对寄生蜂的吸引。这一结果是在多种环境条件、不同城市化程度和不同传统照明背景下得出的，具有广泛的代表性。而且，新路灯在减少寄生蜂吸引的同时，还满足了欧盟的照明规范，这就像是找到了一个 “双赢” 的解决方案。
对于寄生蜂来说，它们在生态系统中有着重要的作用。比如一些寄生蜂是鳞翅目昆虫的寄生者，而鳞翅目昆虫中的一些种类是害虫，寄生蜂可以通过控制害虫数量来维持生态平衡。人造光的出现可能会干扰寄生蜂和宿主之间的关系，影响生物控制的效果。但现在研究发现，屏蔽式 LED 路灯能够减少这种干扰，这对于保护生态系统的稳定至关重要。
以一些具体的寄生蜂为例，像 Apanteles sodalis 是鳞翅目幼虫的内寄生蜂，它的宿主可能包括 Archips rosana 等害虫。Diadegma fenestrale 则以 Plutella xylostella 的幼虫为攻击对象，Plutella xylostella 是十字花科作物的重要害虫。这些寄生蜂和宿主都受到人造光的吸引，这表明路灯可能会影响整个宿主 - 寄生蜂复合体，进而影响夜间授粉和植物的繁殖成功，甚至可能对日间传粉昆虫群落产生连锁反应。而屏蔽式 LED 路灯可以减少这种影响，保护生态系统的正常运转。
在生物防治方面，研究中还发现了一些潜在的害虫生物防治剂。比如 Pachycrepoideus vindemmiae 是入侵性亚洲果蝇 Drosophila Suzukii（SWD）的主要寄生蜂之一，在实验中它被新型屏蔽式 LED 路灯吸引。此外，还发现了像 Asobara rufescens、Leptopilina japonica 等潜在的 SWD 寄生蜂。这些发现对于利用寄生蜂进行生物防治具有重要意义，而屏蔽式 LED 路灯能够减少对这些生物防治剂的干扰，有助于提高生物防治的效果。
在食物链的更高层次，研究还涉及到了三营养级的相互作用。在欧洲，一些蚜虫是重要的谷类害虫，它们会受到初级寄生蜂的攻击，而初级寄生蜂又会被次级超级寄生蜂攻击。研究中发现，像 Aphidius rhopalosiphi 这样的初级寄生蜂和它的拮抗剂超级寄生蜂 Alloxysta victrix 都受到路灯的吸引，这表明路灯可能会影响三营养级的相互作用。而屏蔽式 LED 路灯可以减少这种影响，维持生态系统中生物之间的平衡关系。
总的来说，这项研究意义重大。它让我们更加清楚地认识到人造光对寄生蜂的影响，以及屏蔽式 LED 路灯在减少这种影响方面的重要作用。这为未来的路灯设计和生态保护提供了重要的参考依据。我们可以想象，在未来的夜晚，街道上亮起的屏蔽式 LED 路灯既能为人们提供足够的照明，又不会过度吸引寄生蜂，让大自然的生态平衡得以更好地维持。这不仅有助于保护生物多样性，还能保障生态系统的各种功能正常运行，为人类和其他生物创造一个更加和谐美好的生存环境。
