幾千噸的昆蟲大遷移，可不只是壯觀那么簡(jiǎn)單

昆蟲中最著名的遷徙莫過(guò)于黑脈金斑蝶（Danaus plexippus）超過(guò)4000公里的“生命接力”了。黑脈金斑蝶又叫帝王蝶，是一種生活在北美大陸的蛺蝶科（Nymphalidae）蝴蝶，這些生命周期只有十幾天到幾十天的蝴蝶需要三代到四代來(lái)完成一次完整的遷徙。每年千百萬(wàn)只帝王蝶在北美大陸從南飛到北，又從北飛到南，可謂大自然的一大奇觀。

帝王蝶（Danaus plexippus）。拍攝：陳華燕。

當(dāng)然，有遷徙習(xí)性的昆蟲絕非僅此一家?？茖W(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)很多昆蟲都有遷徙或遷飛的習(xí)性，而且昆蟲遷飛的個(gè)體數(shù)量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人們的想象。近期發(fā)表在Science上的一篇文章揭示，英格蘭南部天空中每年的昆蟲遷移量達(dá)3.5萬(wàn)億次，把這些昆蟲個(gè)體加起來(lái)總重量能夠達(dá)到3200噸。單就質(zhì)量來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于在英格蘭和非洲之間遷徙的3千萬(wàn)鳴鳥總重量的7倍還要多[1]。

遷徙的動(dòng)物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有雙重作用。一方面，動(dòng)物的季節(jié)性遷徙通過(guò)匯集大量的捕食者、獵物和競(jìng)爭(zhēng)者直接對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響；另一方面，大量的能量、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和病原體隨著遷徙動(dòng)物的轉(zhuǎn)移能夠間接地影響生態(tài)系統(tǒng)。目前已有大量研究揭示了脊椎動(dòng)物的遷移對(duì)生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程和生態(tài)服務(wù)功能的影響。然而，盡管昆蟲的遷徙從數(shù)量上遠(yuǎn)超過(guò)其它高空遷徙的動(dòng)物（如鳥類），大多數(shù)昆蟲跨緯度遷飛的數(shù)量還沒有被定量研究過(guò)。

為了了解昆蟲的大量遷徙對(duì)生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程和生態(tài)服務(wù)功能的影響，來(lái)自中國(guó)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的胡高博士和英國(guó)洛桑試驗(yàn)站的科學(xué)家們對(duì)收集了10年（2000年－2009年）的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)展開分析。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自洛桑試驗(yàn)站和設(shè)在英國(guó)其它兩處的昆蟲監(jiān)測(cè)雷達(dá)站。數(shù)據(jù)通過(guò)兩種監(jiān)測(cè)方式獲得：垂直監(jiān)測(cè)昆蟲雷達(dá)監(jiān)測(cè)和網(wǎng)捕監(jiān)測(cè)。垂直監(jiān)測(cè)雷達(dá)每隔15分鐘收集5分鐘監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)（高于150米的高空）飛過(guò)的昆蟲的相關(guān)信息，包括昆蟲的體重，飛行高度，空中密度，位移速度和方向，以及飛行航向等。網(wǎng)捕監(jiān)測(cè)是通過(guò)掛在離地平面200米左右的捕蟲網(wǎng)收集春、夏和秋季飛入網(wǎng)中的昆蟲。雷達(dá)用于監(jiān)測(cè)重量在10毫克以上的蟲子，而網(wǎng)捕則用于監(jiān)測(cè)重量小于10毫克的蟲子。在這項(xiàng)研究之前，雷達(dá)技術(shù)僅被運(yùn)用于少數(shù)幾種夜間飛行的農(nóng)業(yè)害蟲的監(jiān)測(cè)，而這項(xiàng)研究是科學(xué)家首次運(yùn)用雷達(dá)技術(shù)監(jiān)測(cè)日間飛行昆蟲的大量遷移。經(jīng)過(guò)對(duì)十年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)蟲子的遷移量有很大的季節(jié)變化。大量的昆蟲在春季往北遷移，在秋季則往南遷移。

馬來(lái)氏網(wǎng)：昆蟲學(xué)研究中常用的野外采集工具之一，也是長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)昆蟲種群動(dòng)態(tài)和多樣性的有效工具之一。拍攝：陳華燕。

昆蟲本身富含各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，每年如此大量的遷移量，其重要性是不可估量的。被監(jiān)測(cè)的昆蟲中很多種類能夠提供重要的生態(tài)服務(wù)并且維持生態(tài)系統(tǒng)的健康，如傳粉作用，作物害蟲的捕食和寄生作用，以及為食蟲的鳥類和蝙蝠提供食物。它們的遷徙可能會(huì)影響到其它物種的種群變化甚至生態(tài)系統(tǒng)平衡。另外，昆蟲的遷徙是一種非常復(fù)雜的行為，是經(jīng)過(guò)上百萬(wàn)年進(jìn)化的結(jié)果，并且對(duì)氣候條件非常敏感。一方面，近年來(lái)熱議的全球氣候變化可能會(huì)造成很多昆蟲種類遷飛現(xiàn)象的衰退，因?yàn)闅鉁氐纳邥?huì)使一些昆蟲原來(lái)的棲息范圍已經(jīng)不適宜它們生存。另一方面，一些具有高適應(yīng)性的昆蟲由于不受氣候變化的影響，其分布范圍不僅不會(huì)縮小，反而可能擴(kuò)大。分布范圍擴(kuò)大意味著它們可以到達(dá)原來(lái)沒有到達(dá)的地方，吃到新的農(nóng)作物而變成當(dāng)?shù)氐暮οx；即使范圍不變，由于其它害蟲或天敵減少了，它們就可以吃更多的農(nóng)作物而變成更厲害的害蟲。洛桑試驗(yàn)站的這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)研究昆蟲遷徙對(duì)態(tài)系統(tǒng)過(guò)程和生態(tài)服務(wù)功能的影響有重要的意義。例如，如果由于人類活動(dòng)的影響，遷徙昆蟲中的大部分被阻礙，這將對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有災(zāi)難性的后果。

生物的生態(tài)，進(jìn)化和保育等方面的研究涉及生物的歷史信息，而這些信息一般只能通過(guò)長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)獲得。這個(gè)發(fā)現(xiàn)可以說(shuō)是長(zhǎng)期生物監(jiān)測(cè)產(chǎn)生重大發(fā)現(xiàn)的又一成功案例。

黃盤誘集法：利用昆蟲對(duì)黃色的趨向性而收集掉入裝有肥皂水的黃盤中的昆蟲，是采集和監(jiān)測(cè)各種生境的昆蟲群落最高效的方法之一。拍攝：陳華燕。

值得一提的是，文章的主導(dǎo)作者胡高博士來(lái)自于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，進(jìn)行此項(xiàng)研究時(shí)正在英國(guó)洛桑試驗(yàn)站做訪問學(xué)者。這再一次說(shuō)明，中國(guó)學(xué)者毫無(wú)疑問也能做出高質(zhì)量的研究。但為什么很多中國(guó)學(xué)者的高水平研究都是在國(guó)外的時(shí)候做出的呢？?jī)H就這個(gè)案例而言，是因?yàn)槲覀儑?guó)內(nèi)沒有數(shù)據(jù)供研究者使用以完成這樣的發(fā)現(xiàn)。縱觀近年來(lái)昆蟲學(xué)乃至生物學(xué)上的原創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)，多是基于對(duì)生物現(xiàn)象進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的結(jié)果。例如，發(fā)現(xiàn)北美熊蜂（bumblebees）大面積衰退的是美國(guó)伊利諾斯大學(xué)的Sydney Cameron教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)，他們經(jīng)過(guò)了3年的田間監(jiān)測(cè)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析北美各大昆蟲標(biāo)本館收集100年的熊蜂標(biāo)本才得出了這樣的成果。類似的重大發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)在中國(guó)，根本原因就是我們?nèi)鄙龠@樣的長(zhǎng)期生物監(jiān)測(cè)，所以根本就沒有數(shù)據(jù)可用?？上驳氖牵袊?guó)的這種狀況有好轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。例如中國(guó)科學(xué)院生物多樣性委員會(huì)從2004年開始組織建設(shè)了中國(guó)生物多樣性監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)；2015年中國(guó)科學(xué)院在中國(guó)生物多樣性監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提出建設(shè)中國(guó)生物多樣性監(jiān)測(cè)與研究網(wǎng)絡(luò)，將建立10個(gè)專項(xiàng)網(wǎng)和1個(gè)綜合監(jiān)測(cè)管理中心。

不是都在呼吁做創(chuàng)新性研究嗎？那就請(qǐng)從建立長(zhǎng)期生物監(jiān)測(cè)網(wǎng)做起吧。

編輯：婉珺

排版：曉嵐

參考文獻(xiàn)：

Hu, G., et al., Mass seasonalbioflows of high-flying insect migrants. Science, 2016. 354(6319): p.1584-1587.

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