幾千噸的昆蟲大遷移，可不只是壯觀那么簡單

昆蟲中最著名的遷徙莫過于黑脈金斑蝶（Danaus plexippus）超過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完成一次完整的遷徙。每年千百萬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，而且昆蟲遷飛的個體數(shù)量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人們的想象。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)3.5萬億次，把這些昆蟲個體加起來總重量能夠達(dá)到3200噸。單就質(zhì)量來說，相當(dāng)于在英格蘭和非洲之間遷徙的3千萬鳴鳥總重量的7倍還要多[1]。

遷徙的動物對生態(tài)系統(tǒng)有雙重作用。一方面，動物的季節(jié)性遷徙通過匯集大量的捕食者、獵物和競爭者直接對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響；另一方面，大量的能量、營養(yǎng)物質(zhì)和病原體隨著遷徙動物的轉(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物的遷移對生態(tài)系統(tǒng)過程和生態(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)超過其它高空遷徙的動物（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。

為了了解昆蟲的大量遷徙對生態(tài)系統(tǒng)過程和生態(tài)服務(wù)功能的影響，來自中國南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的胡高博士和英國洛桑試驗(yàn)站的科學(xué)家們對收集了10年（2000年－2009年）的監(jiān)測數(shù)據(jù)展開分析。監(jiān)測數(shù)據(jù)來自洛桑試驗(yàn)站和設(shè)在英國其它兩處的昆蟲監(jiān)測雷達(dá)站。數(shù)據(jù)通過兩種監(jiān)測方式獲得：垂直監(jiān)測昆蟲雷達(dá)監(jiān)測和網(wǎng)捕監(jiān)測。垂直監(jiān)測雷達(dá)每隔15分鐘收集5分鐘監(jiān)測范圍內(nèi)（高于150米的高空）飛過的昆蟲的相關(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)測是通過掛在離地平面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)測重量在10毫克以上的蟲子，而網(wǎng)捕則用于監(jiān)測重量小于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，而這項(xiàng)研究是科學(xué)家首次運(yùn)用雷達(dá)技術(shù)監(jiān)測日間飛行昆蟲的大量遷移。經(jīng)過對十年的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，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。

馬來氏網(wǎng)：昆蟲學(xué)研究中常用的野外采集工具之一，也是長期監(jiān)測昆蟲種群動態(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)過上百萬年進(jìn)化的結(jié)果，并且對氣候條件非常敏感。一方面，近年來熱議的全球氣候變化可能會造成很多昆蟲種類遷飛現(xiàn)象的衰退，因?yàn)闅鉁氐纳邥挂恍├ハx原來的棲息范圍已經(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)站的這個發(fā)現(xiàn)對研究昆蟲遷徙對態(tài)系統(tǒng)過程和生態(tài)服務(wù)功能的影響有重要的意義。例如，如果由于人類活動的影響，遷徙昆蟲中的大部分被阻礙，這將對生態(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長期的監(jiān)測獲得。這個發(fā)現(xiàn)可以說是長期生物監(jiān)測產(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)作者胡高博士來自于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，進(jìn)行此項(xiàng)研究時正在英國洛桑試驗(yàn)站做訪問學(xué)者。這再一次說明，中國學(xué)者毫無疑問也能做出高質(zhì)量的研究。但為什么很多中國學(xué)者的高水平研究都是在國外的時候做出的呢？僅就這個案例而言，是因?yàn)槲覀儑鴥?nèi)沒有數(shù)據(jù)供研究者使用以完成這樣的發(fā)現(xiàn)?？v觀近年來昆蟲學(xué)乃至生物學(xué)上的原創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)，多是基于對生物現(xiàn)象進(jìn)行長期監(jiān)測的結(jié)果。例如，發(fā)現(xiàn)北美熊蜂（bumblebees）大面積衰退的是美國伊利諾斯大學(xué)的Sydney Cameron教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)，他們經(jīng)過了3年的田間監(jiān)測調(diào)查和統(tǒng)計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，根本原因就是我們?nèi)鄙龠@樣的長期生物監(jiān)測，所以根本就沒有數(shù)據(jù)可用?？上驳氖?，中國的這種狀況有好轉(zhuǎn)的趨勢。例如中國科學(xué)院生物多樣性委員會從2004年開始組織建設(shè)了中國生物多樣性監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)；2015年中國科學(xué)院在中國生物多樣性監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提出建設(shè)中國生物多樣性監(jiān)測與研究網(wǎng)絡(luò)，將建立10個專項(xiàng)網(wǎng)和1個綜合監(jiān)測管理中心。

不是都在呼吁做創(chuàng)新性研究嗎？那就請從建立長期生物監(jiān)測網(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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