敦煌莫高窟世界遗产地拟步甲科害虫时空分布特征与绿色防控技术研究

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:International Biodeterioration & Biodegradation 4.1

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  敦煌研究院团队针对世界文化遗产莫高窟面临的拟步甲科害虫(Coleoptera, Tenebrionidae)生物侵蚀问题,通过26个监测点两年期系统调查,揭示了优势种Pterocoma loczyi和Colposcelis trisulcata的时空分布规律及其与太阳辐射、降水等气象因子的关联性,创新性提出物理-化学-生物联合防控方案,为干旱区不可移动文物害虫防治提供了关键技术支撑。

  

在广袤的干旱半干旱荒漠地区,拟步甲科昆虫(Darkling beetles, Coleoptera: Tenebrionidae)作为生态系统健康的重要指示物种,其种群动态直接反映着植被退化与土壤荒漠化程度。然而当这些"沙漠清道夫"闯入人类文化遗产的领地时,其旺盛的生命力却转化为破坏力——位于戈壁荒漠包围中的敦煌莫高窟,正面临着拟步甲大规模爆发带来的严峻挑战。这些体长不足厘米的小甲虫,通过机械摩擦、携带霉菌等方式加速壁画石膏层剥落,更可能通过食物链效应引发布局性生态失衡,威胁着这座拥有1650年历史的佛教艺术宝库。

敦煌研究院保护研究所的朱飞卿团队在《International Biodeterioration》发表的研究中,首次系统揭示了莫高窟拟步甲害虫的生态学特征与防控策略。研究人员采用标准陷阱法对窟顶26个采样点进行为期两年的连续监测,结合典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis, CCA)解析环境因子影响,并设计了三阶段防控实验。关键技术包括:1)建立南北走向的梯度化监测网络;2)应用气象站联动昆虫活动数据;3)开展物理(光热屏障)、化学(拟除虫菊酯)与生物(白僵菌)的对比防控实验。

【Study area】研究证实莫高窟区域存在5属5种拟步甲,其中P. loczyi(43.70%)和C. trisulcata(42.34%)构成绝对优势种群。窟顶害虫暴发期集中在5-7月,与太阳辐射量(r=0.82)和降水事件(r=0.76)呈显著正相关。

【The quantity and composition】时空分析显示南部窟区虫口密度与对应洞窟受损程度存在空间耦合(p<0.01),而北部窟区相关性不显著。新发现的Blaps gobiensis种群呈现零星分布特征。

【Discussion】防控实验取得突破性进展:物理屏障实现72小时85%拦截率;0.05%高效氯氟氰菊酯(Lambda-cyhalothrin)处理组24小时击倒率达98%;球孢白僵菌(Beauveria bassiana)孢子悬液在湿度>60%时展现持续控害效果。该研究构建的"气象预警-生态调控-靶向灭杀"三级防控体系,为干旱区文化遗产生物侵蚀防治提供了创新范式。

这项研究的重要意义在于:首次量化了拟步甲活动与微气候的响应机制,破解了"为何暴雨后壁画脱落加剧"的养护难题;提出的绿色防控方案兼顾生态安全与文物保护需求,尤其生物防治技术的应用避免了对窟区食物链的二次破坏。正如论文强调的,在全球气候变化背景下,这种基于生态位调控的害虫管理策略,为丝绸之路沿线同类遗产地的保护提供了可复制的技术模板。

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