《Agriculture, Ecosystems & Environment》：Insecticide use and shade management shape scale-dependent effects of landscape composition on coffee berry borer and its natural enemies
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昆虫杀虫剂使用与荫蔽管理共同塑造了景观组成对咖啡果小蠹及其天敌的尺度依赖性效应。咖啡果小蠹（coffee berry borer, CBB, Hypothenemus hampei Ferrari）的侵染率与森林和开阔植被（100–250 m范围内）呈负相关关
昆虫杀虫剂使用与荫蔽管理共同塑造了景观组成对咖啡果小蠹及其天敌的尺度依赖性效应。咖啡果小蠹（coffee berry borer, CBB, Hypothenemus hampei Ferrari）的侵染率与森林和开阔植被（100–250 m范围内）呈负相关关系。杀虫剂的使用削弱了由景观介导的CBB抑制效应。天敌对景观组成的响应具有分类群特异性和空间尺度特异性。天敌与景观之间的关系受到杀虫剂使用的调节。精细尺度的栖息地管理可以增强对CBB的自然调控作用。
论文解读：景观组成与农场管理协同调控咖啡果小蠹及其天敌群落的尺度依赖性机制
一、研究背景与科学问题
咖啡生产是哥伦比亚农村经济的重要支柱，但咖啡果小蠹（coffee berry borer, CBB, Hypothenemus hampei Ferrari）作为拉丁美洲最具经济破坏性的害虫，严重威胁着咖啡产业的可持续性。气候变化导致的温度升高预计将进一步加剧CBB的危害。传统的化学杀虫剂防控虽然能在短期内降低虫害，但易导致抗药性产生并对传粉昆虫和天敌造成非靶标伤害。因此，保护性生物控制（conservation biological control）被视为一种有前景的替代方案，即通过优化农场管理和景观配置来促进天敌自然抑制CBB种群。然而，关于农场管理措施（如杀虫剂使用和荫蔽树管理）如何与景观组成交互影响CBB及其天敌的研究仍十分匮乏。现有研究多孤立地考察单一因素，缺乏对二者交互作用及空间尺度依赖性的系统评估。为此，本研究旨在填补这一空白，系统评估景观组成与农场管理（荫蔽树存在与否、杀虫剂使用与否）如何共同影响：(i) CBB侵染水平，(ii) CBB节肢动物天敌的丰度、多样性与群落组成，以及(iii) 这些影响最显著的空间尺度。
二、主要技术方法
研究人员于2022至2023年在哥伦比亚考卡山谷省塞维利亚市选取了23个咖啡农场，采用2×2析因设计（有无荫蔽树 × 是否使用化学杀虫剂）划分四种管理类型。通过随机抽样调查30株咖啡树的果实计算CBB侵染率；利用拍打法和扫网法采集并鉴定天敌节肢动物（蚂蚁、甲虫、蜘蛛、其他捕食者和寄生蜂）至科或属级。景观分析基于PlanetScope和Sentinel-2卫星影像进行随机森林监督分类，将土地覆被分为咖啡系统、次生林、开阔植被、城市和水体五类，并在100、250、500、750和1000 m五个缓冲区半径下量化景观组成。采用主成分分析（PCA）降维提取景观梯度（PC1代表从咖啡-森林到开阔植被的梯度，PC2代表从咖啡主导到森林主导的梯度）。统计上运用广义线性混合模型（GLMM）结合模型平均（AICc准则）分析CBB侵染率和天敌丰度/多样性与景观及管理的关联。
三、研究结果
3.1. 景观分类
土地覆被分类模型总体精度达80.5%，有效区分了咖啡、森林和开阔植被。PCA在所有尺度上均提取出两个主成分：PC1解释53.0–61.5%方差，代表从咖啡-森林向开阔植被的转变；PC2解释34.3–38.6%方差，代表从咖啡向森林的转变。
3.2. CBB侵染水平与景观背景
CBB侵染率范围在0.3%至34%之间。在100 m和250 m尺度上，PC1与杀虫剂使用的正交互作用表明，杀虫剂处理削弱了开阔植被对CBB的抑制作用。在250 m尺度上，PC1与CBB侵染率呈显著负相关，即开阔植被景观中CBB更低。在1000 m尺度上，PC1和PC2均与CBB呈负相关，但这种效应在高海拔地区减弱。所有尺度下，高海拔和2023年份均与较低侵染率相关。未发现杀虫剂单独使用的显著主效应。
3.3. 天敌群落与景观的关系
3.3.1. 天敌丰度
蚂蚁丰度在100–250 m尺度上与开阔植被（PC1）负相关、与森林（PC2）正相关，但在500 m处与森林负相关，在1000 m处又与森林正相关。甲虫丰度在100、250和750 m尺度上受PC1与杀虫剂使用的交互作用影响：杀虫剂处理的农场中，开阔植被增加导致甲虫丰度下降更明显。蜘蛛丰度在100 m尺度上与开阔植被正相关；在250 m尺度上，森林的增加在阳光咖啡园中对蜘蛛的负面影响比荫蔽咖啡园更强；在500 m尺度上与森林正相关。其他捕食者丰度在1000 m尺度上与开阔植被正相关，但这种效应在阳光咖啡园中被削弱。寄生蜂丰度在500 m尺度上与森林正相关，而在1000 m尺度上与森林负相关。
3.3.2. 天敌多样性
蚂蚁多样性在250 m尺度上与森林（PC2）负相关，这种负效应在阳光咖啡园中较荫蔽咖啡园弱。甲虫多样性在500 m和1000 m尺度上与开阔植被（PC1）正相关。蜘蛛多样性在1000 m尺度上，开阔植被在阳光咖啡园中对其多样性有负效应，而荫蔽条件可缓解此效应。其他捕食者多样性在250 m和750 m尺度上，森林景观中杀虫剂使用降低了其多样性；在500 m尺度上，开阔植被在阳光咖啡园中对其多样性有更强的负效应。寄生蜂多样性在任何尺度上均未检测到显著关联。
3.3.3. 物种/属/科水平的景观响应
在100–250 m尺度上，Linepithema、Pheidole、Wasmannia auropunctata Roger和Camponotus等蚂蚁属种与咖啡-森林景观正相关；Myrmelachista和Nylanderia与开阔植被正相关。Silvanidae科甲虫与咖啡-森林景观正相关。Tetragnathidae科蜘蛛和Empidae科捕食者在开阔植被景观中丰度更高。
四、讨论与结论
本研究表明，CBB侵染率在森林和开阔植被丰富的异质性景观中更低，这归因于宿主植物减少和天敌库源效应增强。景观效应在100–250 m尺度最为显著，这与CBB的扩散距离吻合，意味着该尺度落在农场边界内，农民可通过栖息地管理直接干预。杀虫剂使用显著削弱了景观的害虫抑制功能，因为广谱杀虫剂杀伤了天敌，阻碍其从周围生境迁入和定殖。海拔也是重要因子，低温限制了CBB活动，使得景观效应在低海拔更突出。
天敌的响应呈现高度分类群特异性：蚂蚁偏好森林环境，但优势种（如W. auropunctata）的竞争可能降低多样性；甲虫对杀虫剂敏感，其在开阔植被中的丰度下降反映了农药的非靶标效应；蜘蛛利用开放和森林生境的互补资源，荫蔽树有助于维持其多样性；寄生蜂在500 m尺度受益于森林，表明中等尺度森林斑块对寄生蜂迁入至关重要。物种水平的分析进一步揭示了群落组装规则：Camponotus、Wasmannia和Pheidole偏好咖啡-森林景观，而Nylanderia和Myrmelachista适应开阔植被。
结论部分翻译：咖啡果小蠹及其天敌的动态对景观组成表现出尺度依赖性响应，这些关系的强度和方向受杀虫剂使用的影响，后者可能破坏了天敌从周边生境向咖啡园的迁入。景观组成、CBB侵染与天敌群落之间的最强关联出现在咖啡农场周围100–250 m范围内。在这一空间尺度上进行栖息地管理——例如保留荫蔽树、保护附近森林斑块或建立非作物植被——可能有利于天敌群落并增强对CBB的抑制。因此，可持续的CBB防控需要将本地农事实践与周边景观背景相结合的管理策略，同时减少对杀虫剂的依赖，以强化自然害虫调控并确保长期抑制效果。
