《Ecology and Evolution》：Diversity and Species Richness of Lepidopteran Stemborers and Their Host Plants Across Major Vegetation Mosaics of East Africa
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本研究在卢旺达主要生态植被镶嵌体中进行，包括北部的几内亚-刚果区域内的非洲高山山地镶嵌体；东部的阿卡盖拉亚湿润稀树草原镶嵌体；南部的山地森林镶嵌体；以及苏丹-几内亚-刚果过渡带内基加利市的改良城市湿地和河岸镶嵌体。在每个选定地点，研究人员采用目的性采样方法，在
本研究在卢旺达主要生态植被镶嵌体中进行，包括北部的几内亚-刚果区域内的非洲高山山地镶嵌体；东部的阿卡盖拉亚湿润稀树草原镶嵌体；南部的山地森林镶嵌体；以及苏丹-几内亚-刚果过渡带内基加利市的改良城市湿地和河岸镶嵌体。在每个选定地点，研究人员采用目的性采样方法，在（i）耕地边缘及毗邻未耕种土地、（ii）森林通道和路径沿线的开阔斑块、（iii）城市区域、河流和溪流沿岸的河岸带、（iv）湖泊边缘及（v）沼泽生态系统中进行调查，以检测蛀茎害虫的侵染情况。共从56种野生寄主植物中 recovered 到隶属于5科18属的6098头幼虫。蛀茎害虫和寄主植物的丰度在改良城市湿地及其河岸带中最高（41.7%，N=2536；47种寄主植物），在非洲高山山地镶嵌体中最低（幼虫占10.3%；7种寄主植物）。禾本科（Poaceae）寄主了所有蛀茎害虫的62.5%，其中象草（*Pennisetum purpureum*）是受害最严重的寄主，占29.53%（N=1801）。撒哈拉以南非洲两种主要经济害虫在采集物中占主导地位：非洲大螟（*Busseola fusca*，47.11%，N=2873）和斑点螟（*Chilo partellus*，17.61%，N=1074）。此外，研究人员观察到五种新的蛀茎害虫-寄主植物关联，以及一个以果实为食的 *Thaumatotibia* 属被发现在茎部危害。这些结果初步表明可能存在新的蛀茎害虫物种和寄主利用方式，值得进一步研究。本研究结果提供了对区域植被镶嵌体中鳞翅目蛀茎害虫多样性和寄主植物关联的基线评估，强调了自然和半自然栖息地在维持蛀茎害虫群落方面的重要性。该研究还揭示了先前未被记录的植物关联，值得进一步的生态学和分类学研究。
## 东非植被镶嵌体中鳞翅目蛀茎害虫多样性及其寄主植物关联的综合解读
### 一、研究背景与科学问题
鳞翅目蛀茎害虫是全球农业生态系统中的重要害虫类群，全球已描述的蛀茎害虫物种超过150种，其中东非地区（涵盖厄立特里亚、埃塞俄比亚、肯尼亚、马达加斯加、莫桑比克、坦桑尼亚、乌干达和桑给巴尔）已记录超过135种，主要隶属于夜蛾科（Noctuidae）、草螟科（Crambidae）和螟蛾科（Pyralidae）。这些害虫不仅危害栽培谷类作物，还广泛利用多种野生植被作为替代寄主。东非地区已报道超过75种野生寄主植物，其中以禾本科（Poaceae）、莎草科（Cyperaceae）和香蒲科（Typhaceae）为主。然而，不同生态植被镶嵌体中的植被类型、栖息地异质性和土地利用方式差异显著影响着蛀茎害虫群落结构及其寄主互作关系。
卢旺达虽拥有丰富的生态多样性和异质性植被镶嵌体，但关于其鳞翅目蛀茎害虫的知识仍然有限。已有研究仅局限于特定地理区域或特定分类群，例如在甘蔗种植园中报道了 *Eldana saccharina* 的发生（Ntirenganya et al. 2025），在基加利市湿地中描述了新种 *Sesamia kabirara*（Hévin et al. 2024），以及记录了卢旺达西部与象草相关的 *Poeonoma* 属蛀茎害虫（Le Rü et al. 2020）。然而，这些研究均未系统探究生态变异、植被组成和栖息地异质性如何塑造卢旺达境内不同植被镶嵌体中蛀茎害虫的群落结构和寄主植物关联。为此，本研究旨在调查代表卢旺达主要生态区域的不同植被镶嵌体中鳞翅目蛀茎害虫的多样性及其野生寄主植物，并探索蛀茎害虫-寄主植物互作网络，以初步评估群落结构并讨论栖息地改变和破碎化对蛀茎害虫群落结构的潜在影响。
### 二、研究结论与意义
研究共鉴定出隶属5科18属的6098头蛀茎害虫幼虫，来自56种野生寄主植物。城市湿地及河岸带拥有最高的物种丰富度（41.7%），而非洲高山山地镶嵌体的丰度和多样性最低。禾本科寄主了62.5%的蛀茎害虫，象草是最易受害的寄主植物（占29.53%）。撒哈拉以南非洲两种主要经济害虫——*Busseola fusca*（47.11%）和*Chilo partellus*（17.61%）——在采集物中占主导。此外，研究还首次记录了五种新的蛀茎害虫-寄主植物关联，包括隶属于 Cannaceae、Marantaceae、Juncaceae 和 Zingiberaceae 科的植物，以及 *Thaumatotibia* 属（已知主要为果实钻蛀性害虫）在湿地植物茎部的异常危害行为。网络分析表明，城市湿地生态系统具有较高的链接密度和泛化度，而非洲高山山地生态系统的特化程度最高。这些发现提供了卢旺达区域植被镶嵌体中蛀茎害虫多样性的基线数据，强调了自然和半自然栖息地对维持蛀茎害虫群落的重要性，并为理解土地利用变化背景下害虫-寄主植物关系的动态演变提供了重要参考。
### 三、主要关键技术方法
研究在卢旺达四个代表性植被镶嵌体区域——基加利市（城市湿地与河岸镶嵌体，WR）、布雷拉区（非洲高山山地与湿地镶嵌体，AMW）、卡永扎区（阿卡盖拉亚湿润稀树草原与湿地镶嵌体，ASW）和卡莫尼区（山地森林与湿地镶嵌体，MFW）——于2023至2024年间进行了覆盖全部气候季节的野外调查。采样采用目的性采样方法，在各选定生境（耕地边缘、森林通道开阔斑块、河岸带、湖泊边缘和沼泽生态系统）中对表现出明显受害症状（黄化茎秆、叶片伤痕、虫粪沉积物、枯死或干枯枝条、侵入/羽化孔）的禾本科、莎草科和香蒲科植物进行重点采集和剖茎取样。蛀茎害虫幼虫通过形态学特征进行物种鉴定，依据的国际昆虫生理生态学中心（ICIPE）鉴定检索表、*Sesamia* 属物种鉴定检索表及 Lucid Central 昆虫鉴定平台，并由分类学专家验证。寄主植物通过田间形态观察、iNaturalist 平台及植物分类学专家会诊进行确认。数据分析采用 Shannon 多样性指数（H′）和 Simpson 优势度指数（D）评估物种多样性，并利用 R 软件包 bipartite、igraph 和 network 构建二部生态网络，计算网络特化度（H2′）、泛化度（HL）、链接密度（Ld）和脆弱度（LL）等网络指标，用以量化蛀茎害虫与寄主植物间的互作结构。
### 四、研究结果
#### 4.1 蛀茎害虫在不同生态镶嵌体中的相对丰度与多样性
夜蛾科是优势科，包含5属11种，即 *Acrapex*、*Busseola*、*Pirateolea*、*Poeonoma* 和 *Sesamia* 属；草螟科由1属2种代表（*C. partellus* 和 *C. suppressalis*）；卷蛾科（Tortricidae）由2属2种代表（*Bactra* sp. 和 *Thaumatotibia* sp.）。城市湿地与河岸镶嵌体记录了最高物种数（41.7%，N=2536），多样性指数也最高（H′=2.02，D′=0.837），而非洲高山山地镶嵌体的多样性和丰度均为最低（H′=0.64，D′=0.263）。在非洲高山山地镶嵌体中，物种丰富度仅有7种，明显低于其他区域。
#### 4.2 蛀茎害虫物种在野生寄主植物中的丰度与分布
经济重要性物种中，*B. fusca*、*C. partellus*、*Sesamia calamistis* 和 *Sesamia nonagrioides* 共占全部采集物种的78%以上。*B. fusca* 占47.1%（N=2873），*C. partellus* 占17.6%（N=1074），*C. suppressalis* 占4.5%（N=280）。寄主植物中，象草（*Pennisetum purpureum*）是受害最严重的物种（占29.53%，N=1801），其次是 *Carex cephalosphora*（10%，N=611）和 *Panicum*（5.3%，N=327）。另有个别物种仅有少数个体记录，如 *Acrapex* sp. 仅9头，*Carelis* sp. 和 *Speia* sp. 各仅4头。
#### 4.3 寄主植物-蛀茎害虫互作网络
完整的网络数据集包含56种植物和18种蛀茎害虫，其中64.2%的寄主植物属于禾本科，23.6%属于莎草科。网络指标分析显示高链接密度（Ld=5.86），表明营养级之间存在多重关联；特化度指数（H2′=0.63）反映适度的生态位分化；蛀茎害虫的泛化度较高（HL=9.57），而寄主植物的脆弱度中等（LL=2.15），即平均每种寄主植物受约两种蛀茎害虫攻击。分区域分析表明，城市湿地与河岸镶嵌体拥有最高的链接密度（Ld=6.38）和泛化度（HL=10.15）但最低的特化度（H2′=0.58），而非洲高山山地镶嵌体则呈现相反的格局（Ld=1.46；HL=1.82；H2′=0.95）。研究还首次记录了5种此前未知的寄主植物，包括 *Canna indica*（美人蕉科）、*Thalia dealbata*（竹芋科）、*Juncus effusus*（灯心草科）以及 *Etlingera* sp. 和 *Alpinia* sp.（姜科）。
### 五、讨论与结论
本研究提供了卢旺达主要生态植被镶嵌体中鳞翅目蛀茎害虫多样性及寄主植物关联的首次全面概述。研究发现城市湿地及其河岸带支持了相对较高的蛀茎害虫多样性和丰度，这可能与其高结构异质性和丰富的潜在寄主植物多样性有关。在人类主导的景观中，城市扩张和自然栖息地破碎化可能促使原本局限于自然生态系统的物种逐步适应改变后的栖息地。*B. fusca* 和 *C. partellus* 在不同海拔梯度的分布格局揭示了两种害虫的生态位扩张趋势，这警示其可能向新生态区域迁移。网络中多数蛀茎害虫表现出较窄的寄主范围，表明高度的寄主专化性，而寡食性物种 *B. fusca* 和 *C. partellus* 利用的寄主植物较多，但多属于相同或近缘植物科，提示寄主选择存在系统发育限制。研究结论指出，该研究记录了18种鳞翅目蛀茎害虫与56种寄主植物的关联，两种主要经济害虫（*B. fusca* 和 *C. partellus*）的广泛分布凸显了其超出传统认知生态位的持续扩张；同时，*Thaumatotibia* 属在湿地植被茎部的异常取食行为和多种新寄主关联的发现，虽属初步证据，但提示了潜在的新型寄主利用，亟需结合分子鉴定技术、控制饲养实验和完整生命周期研究加以验证，以准确评估其生态与进化意义。
