近日,草业与草原学院青年教师杨泉峰联合国内外昆虫生态学专家完成的综述论文《Use of functional plants to enhance pest biological control in farming landscapes: progress and prospects》在国际昆虫学期刊《Entomologia Generalis》(中科院一区Top期刊,IF=4.6)上发表。该综述提出并系界定功能植物(functional plants)这一概念,聚焦它们如何通过多种生态机制促进害虫生物防治并服务于更广泛的农业生态系统功能。

害虫是草地、森林生态系统生产力提升以及农田作物高产、稳产的关键制约因素。农林害虫防治长期主要依赖化学农药的大量使用,造成害虫发生再猖獗,并严重损害自然生态系统及人类健康。如何减少化学农药使用、同时有效控制农林害虫暴发,一直以来都是全球农林业生产面临的重大难题。随着科技的进步,目前发展出基于化学(如高效低毒化学农药)、生物学(如抗病虫基因育种)和生态学(调节生态系统植物-害虫-天敌与环境关系)等主要的几类生态环保的害虫防控技术。而无论是高效、低毒化学农药,还是抗病虫基因育种等,都需要在生态系统中应用并会干扰害虫—天敌的平衡关系,因此在农业景观应用生态、农艺措施调节作物-害虫-天敌与环境关系的害虫生态调控是害虫防治的根基。通过在农田、草地外围或林下种植某些特定植物,以趋避害虫或诱集蓄养天敌昆虫控制害虫,是害虫生态调控的重要手段。而以往研究关于这些特定植物有蜜源植物、储蓄植物、栖境植物、诱集植物、花带、覆盖作物等众多名词术语、相关概念界定不一,严重阻碍了相关学术研究的交流讨论、成果整合及在生产实践中的快速推广应用。
功能植物并不是某一种特定植物,而是在农田或农业景观中,有意识配置、以发挥特定生态功能为目标的植物。论文系统梳理其作用机制、生态效应及应用前景,为推进草地、森林和农田生态系统的害虫生态调控提供清晰的理论脉络。论文进一步将功能植物视为一种生态工程工具,从多营养级(multitrophic)视角解析其调控害虫种群的作用路径。本文作者总结了功能植物通过直接抑制害虫(如生物活性物质或寄主替代)以及间接增强天敌作用的两类主要机制,并指出其在促进传粉、改善土壤健康和辅助杂草管理等方面的多重生态功能,为单一作物系统向多功能农业生物多样性转型提供了理论依据。与此同时,文章也强调了现实应用中的关键问题与研究空白:如何基于物种性状和景观格局来选择合适的功能植物、不同情境下控害效应的大小差异、潜在的生态“反作用”(例如诱发非目标物种聚集或增害)、以及农户采纳的社会经济障碍。综述提出了面向田间与景观尺度的实践建议(包括配置时间与空间、匹配作物—害虫—天敌网络、以及监测与适时调整),并呼吁通过更标准化的术语与更多长期、多地点的实证研究来推进该领域的理论与应用落地。

此前,草业与草原学院青年教师杨泉峰围绕景观生态与害虫生态调控,以第一作者或通讯作者相继在《Agriculture Ecosystems and Environment》《Journal of Cleaner Production》《Pest Management Science》《Entomologia Generalis》《应用昆虫学报》《生物多样性》等国内外期刊发表文章10篇,参与本综述的撰写是对前期相关工作的一个系统总结和归纳。青岛农业大学董兆克副教授和北京林业大学青年教师杨泉峰为论文的共同第一作者,中国科学院动物研究所欧阳芳为文章共同作者。山东省农业科学院戈峰研究员和门兴元研究员是本文的共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划(2023YFD1400800)和国家自然科学基金(U24A20412)的支持。
文章链接:https://doi.org/10.1127/entomologia/3143
作者:杨泉峰
审核人:纪宝明
