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。

當然，有遷徙習性的昆蟲絕非僅此一家。科學家已經發現很多昆蟲都有遷徙或遷飛的習性，而且昆蟲遷飛的個體數量可能遠遠超過人們的想象。近期發表在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3.5萬億次，把這些昆蟲個體加起來總重量能夠達到3200噸。單就質量來說，相當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]。

遷徙的動物對生態系統有雙重作用。一方面，動物的季節性遷徙通過匯集大量的捕食者、獵物和競爭者直接對生態系統產生影響；另一方面，大量的能量、營養物質和病原體隨著遷徙動物的轉移能夠間接地影響生態系統。目前已有大量研究揭示了脊椎動物的遷移對生態系統過程和生態服務功能的影響。然而，盡管昆蟲的遷徙從數量上遠超過其它高空遷徙的動物（如鳥類），大多數昆蟲跨緯度遷飛的數量還沒有被定量研究過。

為了了解昆蟲的大量遷徙對生態系統過程和生態服務功能的影響，來自中國南京農業大學的胡高博士和英國洛桑試驗站的科學家們對收集了10年（2000年－2009年）的監測數據展開分析。監測數據來自洛桑試驗站和設在英國其它兩處的昆蟲監測雷達站。數據通過兩種監測方式獲得：垂直監測昆蟲雷達監測和網捕監測。垂直監測雷達每隔15分鐘收集5分鐘監測范圍內（高于150米的高空）飛過的昆蟲的相關信息，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。網捕監測是通過掛在離地平面200米左右的捕蟲網收集春、夏和秋季飛入網中的昆蟲。雷達用于監測重量在10毫克以上的蟲子，而網捕則用于監測重量小于10毫克的蟲子。在這項研究之前，雷達技術僅被運用于少數幾種夜間飛行的農業害蟲的監測，而這項研究是科學家首次運用雷達技術監測日間飛行昆蟲的大量遷移。經過對十年的監測數據進行對比分析，科學家們發現蟲子的遷移量有很大的季節變化。大量的昆蟲在春季往北遷移，在秋季則往南遷移。

馬來氏網：昆蟲學研究中常用的野外采集工具之一，也是長期監測昆蟲種群動態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物質，每年如此大量的遷移量，其重要性是不可估量的。被監測的昆蟲中很多種類能夠提供重要的生態服務并且維持生態系統的健康，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系統平衡。另外，昆蟲的遷徙是一種非常復雜的行為，是經過上百萬年進化的結果，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象的衰退，因為氣溫的升高會使一些昆蟲原來的棲息范圍已經不適宜它們生存。另一方面，一些具有高適應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，反而可能擴大。分布范圍擴大意味著它們可以到達原來沒有到達的地方，吃到新的農作物而變成當地的害蟲；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作物而變成更厲害的害蟲。洛桑試驗站的這個發現對研究昆蟲遷徙對態系統過程和生態服務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，這將對生態系統有災難性的后果。

生物的生態，進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測獲得。這個發現可以說是長期生物監測產生重大發現的又一成功案例。

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，文章的主導作者胡高博士來自于南京農業大學，進行此項研究時正在英國洛桑試驗站做訪問學者。這再一次說明，中國學者毫無疑問也能做出高質量的研究。但為什么很多中國學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，是因為我們國內沒有數據供研究者使用以完成這樣的發現。縱觀近年來昆蟲學乃至生物學上的原創性發現，多是基于對生物現象進行長期監測的結果。例如，發現北美熊蜂（bumblebees）大面積衰退的是美國伊利諾斯大學的Sydney Cameron教授領銜的團隊，他們經過了3年的田間監測調查和統計分析北美各大昆蟲標本館收集100年的熊蜂標本才得出了這樣的成果。類似的重大發現沒有出現在中國，根本原因就是我們缺少這樣的長期生物監測，所以根本就沒有數據可用。可喜的是，中國的這種狀況有好轉的趨勢。例如中國科學院生物多樣性委員會從2004年開始組織建設了中國生物多樣性監測網絡；2015年中國科學院在中國生物多樣性監測網絡的基礎上提出建設中國生物多樣性監測與研究網絡，將建立10個專項網和1個綜合監測管理中心。

不是都在呼吁做創新性研究嗎？那就請從建立長期生物監測網做起吧。

編輯：婉珺

排版：曉嵐

參考文獻：

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

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