蔣月麗　曹雅忠　李克斌　尹　姣　武予清　段　云

摘要本文模擬城鎮(zhèn)周圍光照環(huán)境，在室內(nèi)設(shè)置3種光：505nm綠光、589nm黃光、380～780nm白光，光照強度為2～11 1x，對棉鈴蟲的飛翔活動進行了測試。結(jié)果顯示：白光對棉鈴蟲飛翔的主要參數(shù)有顯著影響，如：飛行次數(shù)、累計飛行距離、累計飛行時間、最長持續(xù)飛行時間明顯縮短，最長持續(xù)停飛時間明顯延長等；綠光和黃光對棉鈴蟲的飛翔活動影響不明顯。

關(guān)鍵詞光照；棉鈴蟲；飛翔活動

中圖分類號S 433.4

隨著社會的發(fā)展，很多城市競相上馬“不夜城”亮化工程。家庭照明、高速路燈、商場、酒店的燈光、廣告燈、霓虹燈等各種各樣的“亮麗工程”與“光輝工程”令人眼花繚亂。這些燈光在帶給人們光明的同時，也會產(chǎn)生一定的副作用。光污染對人類健康的危害已經(jīng)引起了社會的廣泛關(guān)注，對野生動植物如蛙類和鳥類的影響也已有人報道，然而這些“不夜城”的光照和城鎮(zhèn)道路間的燈光對城鎮(zhèn)周圍昆蟲活動的影響也是不容忽視的。本文以棉鈴蟲為例，模擬城鎮(zhèn)周圍光照環(huán)境，在室內(nèi)條件下進行了不同波長光照下棉鈴蟲的吊飛試驗，以期明確不同波長光對棉鈴蟲飛翔活動的影響。為開展光污染對昆蟲行為的影響研究起到有益的借鑒作用。

棉鈴蟲是重要的農(nóng)業(yè)害蟲，屬兼性遷飛昆蟲，較強的遷移能力使棉鈴蟲能從空間上適時地逃避不良棲境，直接調(diào)節(jié)種群的數(shù)量動態(tài)。但是，各種環(huán)境因子的改變會對棉鈴蟲的飛翔活動產(chǎn)生一定的影響，吳孔明等在實驗室條件下進行了溫度、濕度、風速及風向?qū)ハx飛翔活動影響的研究。不同波長光照對棉鈴蟲飛翔活動的影響目前還未有人研究。本文模擬城鎮(zhèn)周圍光照環(huán)境，就3種不同波長的光對棉鈴蟲飛翔活動的影響進行了研究。

1材料與方法

1.1供試蟲源

供試蟲源采用人工飼料飼養(yǎng)的棉鈴蟲幼蟲，以10％蜂蜜液飼喂成蟲。飼養(yǎng)環(huán)境條件為光周期L//D=15h//9h，溫度(26±1)℃，相對濕度70％～80％。選擇健壯發(fā)育一致的2日齡棉鈴蟲蛾作試蟲。

1.2試驗裝置

吊飛裝置利用中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所程登發(fā)研究員研制的昆蟲飛翔數(shù)據(jù)微機采集分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)可連續(xù)自動記錄昆蟲飛行時間、距離、速度等參數(shù)。

1.3試驗條件

吊飛室溫20～25℃，相對濕度30％～50％。

設(shè)3個處理組：505nm的二極管綠光燈；589nm的二極管黃光燈；普通的5W日光燈，波長為380～780nm，光照強度均為2～11 1x。燈管豎著設(shè)置在飛行磨的右側(cè)，離地面0.6m，照射方向由右至左，散漫光照射。

對照組：完全黑暗。

1.4試驗方法

測試時選取有代表的成蟲，先將其用乙醚輕度麻醉，除去中胸小盾片上的鱗片，然后用膠水粘在長1.2cm的細銅絲上，固定于飛行磨的吊桿上。計算機系統(tǒng)記錄飛行參數(shù)，計算機處理后輸出；每處理測定40～60頭(雌雄混合群體)。測試時間22：00～08：00，共10h。

1.5分析方法

數(shù)據(jù)處理采用SPSS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

2結(jié)果與分析

2.1不同波長光對棉鈴蟲飛翔次數(shù)和平均飛翔速度的影響

由表1可以看出，白光照射下，對棉鈴蟲的飛翔次數(shù)影響最大，黃光照射下飛翔次數(shù)最多為(47.290±4.982)次，白光最少，僅為(29.750±3.654)次。白光與其他光照之間均存在顯著差異(p<0.05)，原因是白光對棉鈴蟲的飛翔有抑制作用。在平均飛翔速度上，綠光、黃光、白光及黑暗之間均不存在顯著差異，說明不同波長光照射，對棉鈴蟲的平均飛翔速度無影響。

2.2不同波長光對棉鈴蟲累計飛翔距離的影響

由于棉鈴蟲的飛翔情況在個體之間差異太大，為了減小誤差，分析時采用分組處理的方法，對每個處理相應(yīng)分為強、中、弱3組。由表2可以看出，白光照射使棉鈴蟲的累計飛翔距離明顯縮短，在1、2和3組中白光照射下，累計飛行距離均是最短，且與綠光、黃光及黑暗之間存在顯著差異(p<0.05)，綠光、黃光和黑暗之間差異不顯著。

2.3不同波長光對棉鈴蟲累計飛翔時間的影響

由表3可以看出，吊飛10h，累計飛行時間最長的可達(9.349±0.296)h、(5.994±0.173)h、(4.406±0.116)h，白光照射下棉鈴蟲累計飛行距離明顯縮短，1、2、3組分別為(6.642±0.227)h、(3.433±0.361)h、(1.868±0.139)h。1、2、3組中白光與其他三者之間均存在顯著差異(p<0.05)。

2.4不同波長光對棉鈴蟲個體最長持續(xù)飛翔時間的影響

由表4可以看出，不同波長光照射，對棉鈴蟲的最長持續(xù)飛翔時間也有一定的影響。1、2組中最短的均是白光，在1組中，白光與對照組黑暗存在顯著差異(p<0.05)，黃光和綠光與黑暗之間差異不顯著，綠光與其他處理之間均不存在顯著差異，2組中白光與其他處理之間均存在顯著差異(p<0.05)，綠光、黃光和黑暗之間差異不顯著，3組中綠光與黃光、白光和黑暗之間差異不顯著，黃光與黑暗之間存在顯著差異(p<0.05)。

2.5不同波長光對棉鈴蟲個體最長持續(xù)停飛時間的影響

由表5可以看出，在1組中，不同光波照射對最長持續(xù)停飛時間影響不明顯。2、3組中，白光照射下最長持續(xù)停飛時間明顯延長，且與其他處理之間存在顯著差異(p<0.05)，說明白光抑制棉鈴蟲飛翔，使停飛時間延長。

3小結(jié)與討論

關(guān)于光對昆蟲行為的影響問題很早已有人研究，但是關(guān)于昆蟲復(fù)眼對光的反應(yīng)以及波長如何影響昆蟲行為的問題還沒有確切的解釋。一般認為，昆蟲飛向光源是一種趨光行為，但國內(nèi)外很多學者認為這種行為是光源對昆蟲正常活動的干擾，并非是昆蟲的趨性。一般情況下，夜蛾類昆蟲夜間活動，白天不活動或活動微弱，但是本文研究結(jié)果顯示，在有光照射時的吊飛狀態(tài)下，棉鈴蟲蛾仍然飛翔，這可能與昆蟲的趨光、避光行為有關(guān)，在光照射時，棉鈴蟲趨向光源，或者尋找避光場所，在飛行磨強制的狀態(tài)下都表現(xiàn)為飛翔行為，這也與魏國樹的研究結(jié)論棉鈴蟲蛾的趨光、避光行為的波長及光強度選擇機制相似符合。

本研究是模擬城鎮(zhèn)周圍光照環(huán)境，在室內(nèi)進行的。結(jié)果顯示：在相同光照強度范圍內(nèi)，單色光黃光、綠光對棉鈴蟲飛翔次數(shù)影響不明顯，白光對棉鈴蟲的飛翔次數(shù)有顯著的影響，白光照射下，與對照組黑暗相比，飛翔次數(shù)明顯減少，且與其他處理差異顯著；3種不同波長光對棉鈴蟲的平均飛行速度均無影響；白光對棉鈴蟲的累計飛翔距離也有顯著的影響，白光照射下棉鈴蟲的累計飛翔距離最短，且與其他處理存在顯著差異；從飛翔時間上來看，白光照射下，棉鈴蟲的累計飛行時間和個體最長持續(xù)飛行時間，均最短，個體最長持續(xù)停飛時間最長，且與對照有顯著差異，這些結(jié)果說明：模擬城鎮(zhèn)周圍燈光環(huán)境，白光對棉鈴蟲的飛翔行為具有明顯的抑制作用。因此可以推測，城鎮(zhèn)周圍的燈光環(huán)境對棉鈴蟲夜間的飛翔活動可能產(chǎn)生一定的影響。所以，如今城市的“亮麗工程”以及城鎮(zhèn)道路間的光照，會對棉鈴蟲的遷飛產(chǎn)生一定的影響。隨著社會的發(fā)展，“燈光工程”會越來越嚴重，原始的生態(tài)環(huán)境將被逐步改變，環(huán)境改變對人類的影響已經(jīng)引起了高度重視，然而對昆蟲的影響也是不容忽視的。蔣湘于2002年7月12日報道北京市見到大量亞洲小車蝗成蟲，作者通過觀察初步認為，該種蝗蟲主要在夜間遷飛，因它具有較強的趨光性，因而在城市中燈光強烈的地方則吸引大量的亞洲小車蝗成蟲。由于城市燈光，使從來沒有出現(xiàn)過亞洲小車蝗的城市，突然出現(xiàn)了大量的亞洲小車蝗，這是光照對昆蟲遷飛影響的一個很好的例子。隨著城市“亮麗工程”的擴大，夜間的黑暗環(huán)境逐漸被取代，在夜間遷飛的昆蟲也勢必會受到影響，有可能會增強或者是抑制其遷飛能力，也可能會使要遷飛的昆蟲停止遷飛活動，不該遷飛的昆蟲可能遷飛。遷飛是一種適應(yīng)，使昆蟲可以開發(fā)利用隨時間和空間進行變化的資源，以減輕貫穿整個生活史中因環(huán)境惡化所帶來的影響。若由于環(huán)境的改變影響昆蟲的遷飛，有可能會導致害蟲的局部成災(zāi)。對昆蟲來說，夜間過亮的室外照明，也會使不少的益蟲直接撲燈而死，如法蘭克福游樂場的霓虹燈每晚要烤死數(shù)萬只有益昆蟲，美國杜森市夏夜蚊蟲多的原因之一和該城市千組霓虹燈“殺害”了無數(shù)食蚊蟲的益蟲和益鳥有關(guān)。因此，研究光照對昆蟲行為的影響，對于研究光污染對昆蟲生態(tài)的影響具有重要的意義。本研究由于時間、條件的限制，還存在著一定的局限性，對于光對昆蟲飛翔活動的影響還有必要進一步的深入研究。