捕食风险塑造猎物的密度和性状。食虫蝙蝠与蛾类之间的相互作用是研究捕食者猎物关系的经典模型,蝙蝠作为捕食者发出的超声波所产生的恐惧景观(Landscape of fear)通过影响蛾类的生理、行为及适合度等方面进而产生非消耗性效应。除了关注食虫蝙蝠对飞蛾的消耗性效应(CE)外,越来越多的研究开始关注蝙蝠超声波对飞蛾的非消耗性效应(NCE)。为了量化有耳害虫在蝙蝠恐惧声音景观(Soundscape of fear)中的NCE,评估飞蛾对不同频谱特征声波回放的响应差异,明确蝙蝠在农业生态系统中提供的间接生态系统服务。本研究选择了一种世界性作物害虫甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)(鳞翅目,夜蛾科)为研究对象。在实验室条件下将其暴露于野外录制到两种捕食甜菜夜蛾的蝙蝠即小菊头蝠(Rhinolophus pusillus)和大耳菊头蝠(Rhinolophus macrotis)和一种与甜菜夜蛾同域分布的东方棕蝠(Eptesicus pachyomus)的回声定位声波中。其中,两种菊头蝠属蝙蝠声波为窄带高能率环(high duty cycle,HDC)的恒频(FM-CF-FM)声波,主频分别为58k Hz和110k Hz;东方棕蝠的声波为宽带低能率环(low duty cycle,LDC)的调频(FM)声波,频带范围在20-110k Hz之间。本研究以这三种蝙蝠的回声定位声波代表绝大多数食虫蝙蝠声波的频谱特征,利用超声波回放技术系统探究甜菜夜蛾整个生活史内,不同类型、频率的回声定位声波对其取食行为、繁殖行为和生活史的影响,以及声波对成虫的驱避作用。结果表明:(1).调频声波回放组成虫的飞行、移动、求偶以及交尾频次显著低于静音对照,受声波胁迫最强烈。在两个恒频声波回放组中,大耳菊头蝠发出的主频在58k Hz的声波对成虫繁殖和活动水平影响较大,主频在110k Hz左右的小菊头蝠声波对成虫行为无显著影响。三组蝙蝠声波处理组均对雌蛾产卵量无显著影响。白噪声对照组与静音对照组在活动频次和产卵水平均无显著差异。本研究在以上结果的基础上选择对甜菜夜蛾影响最强烈的调频回声定位声波,测量该种声波刺激下甜菜夜蛾的分布模式。相比于静音对照,甜菜夜蛾成虫在调频声波刺激下表现出强负趋性,表现为远离声源的分布,这表明声波刺激对飞蛾产生了较强的驱避作用。(2).相较于静音和噪声对照,调频声波显著抑制了甜菜夜蛾幼虫的取食行同时显著增加了幼虫的体重;两种恒频声波对甜菜夜蛾幼虫的取食量、各龄期鲜重无显著影响,但主频在58k Hz的大耳菊头蝠声波回放组的蛹期。相比于两组对照,东方棕蝠和大耳菊头蝠回声定位声波回放组的成虫寿命显著降低。综上所述,本文研究了三种食虫蝙蝠的不同声学特征的超声波对甜菜夜蛾的非消耗性效应,包括活动频次降低、取食量降低、体重增加、存活率降低等,且非消耗效应的强度随声波频率变化。甜菜夜蛾对其同域物种东方棕蝠的调频声波的敏感性高于其他两种捕食者发出的恒频声波。这一研究结果也暗示:一些发声频率在蛾类听力阈值内的食虫蝙蝠,尽管它们不能直接捕食蛾类,但其发出的超声波可对蛾类产生显著的非消耗效应。本研究对深入理解蝙蝠-害虫之间的相互关系具有重要科学意义,将为“以蝠治虫”的绿色防治技术提供新的思路。
