植食性昆虫对植物采食，即昆虫植食作用，是全球陆地生态系统最为常见的种间相互作用之一。昆虫植食作用在多个层次对植物个体适合度、种群动态、群落结构与生态系统功能具有深远影响。然而，在全球尺度上，不同区域的植物所遭受昆虫植食作用的强度有何差异？何种环境因子驱动昆虫植食作用强度？气候变化下不同区域植物所遭受昆虫植食的作用将会发生何种变化？对于这些问题，目前学界仍知之甚少。

为回答上述问题，自2021年以来，兰州大学科研团队针对我国主要天然草地开展了大尺度野外调查研究，构建了中国天然草地昆虫植食作用强度数据集。在此基础上，科研团队进一步收集全球范围内已发表的昆虫植食作用强度数据，最终形成了囊括9682条包括地理坐标、植物物种和植食作用强度的数据集。

基于该数据集，科研团队综合运用随机森林模型等机器学习算法，构建了全球昆虫植食作用强度精细图谱。研究发现木本植物昆虫植食作用强度存在中纬度强，而低纬度弱的纬度格局；但草本植物并不存在上述纬度格局。草本植物昆虫植食作用强度主要受土壤中阳离子交换量的调控；而木本植物昆虫植食作用强度则在较大程度上受到气候的影响。在未来气候变化背景下，北方针叶林等生态系统的昆虫植食作用会进一步增加，并可能对生态系统功能产生显著影响。

图1 研究团队基于野外调查与数据整合构建了全球昆虫植食作用强度数据集

图2 研究团队基于随机森林模型构建了全球昆虫植食作用强度精细图谱

上述研究成果以“Global insect herbivory and its response to climate change”为题，发表在国际生物学知名刊物CurrentBiology上。兰州大学生态学院青年研究员刘木为论文第一作者，刘向青年研究员为通讯作者；硕士生蒋佩禧和德国综合生物多样性研究中心Jonathan Chase教授也参与了本研究。该成果主要受国家重点研发计划青年科学家项目（2023YFF0806800）、国家自然科学基金面上与青年项目（32201291, 32371611）、中央高校基本科研业务费项目（lzujbky-2023-ey12）和青海省“帅才科学家负责制”项目（2024-SF-102）的支持。

原文链接：

Global insect herbivory and its response to climate change

内容来源 | 兰州大学生态学院

编辑 | 温彩霞

责编 | 彭倩