在森林生态系统中，鳞翅目幼虫作为重要的植食性昆虫类群，其多样性不仅受植物的直接影响，同时作用于更高营养级的寄生性天敌。最近，中国科学院动物研究所和中国科学院成都生物所研究所，联合中国科学院植物研究所、德国哥廷根大学等多家研究单位，在BEF-China大型树种多样性实验平台开展了一项为期4年的研究，揭示了树种多样性对鳞翅目幼虫及其寄生蜂群落的调控机制。在为期4年的监测中，朱朝东组王明强博士（现已就职中国科学院成都生物研究所）通过振布法采集了8519头鳞翅目幼虫，经DNA条形码鉴定共获得747个分子操作分类单元（MOTUs）。其中尺蛾科（Geometridae）和裳蛾科（Erebidae）为优势类群。通过对所有鳞翅目幼虫进行饲养，总共获取548头寄生蜂（145个MOTUs，以茧蜂科Braconidae和姬蜂科Ichneumonidae为主）。
研究发现，寄生蜂的丰度与物种丰富度均与毛毛虫的丰度和物种丰富度呈显著正相关（图1）。此外，寄生蜂物种丰富度还与寄主植物叶片镁含量和单宁含量的群落加权均值（CWM）显著正相关。寄生率在两种模型中均受树种丰富度显著正向影响，而树木功能多样性仅在以毛毛虫物种丰富度为预测变量的模型中表现出显著负效应（图1，图2）。部分低多样性样地也出现了较高的毛毛虫和寄生蜂多度与丰富度或寄生率，表明多营养级动态存在较大自然异质性，尤其在低树种多样性条件下寄生率波动更大。此外，叶片钙含量的CWM与寄生率显著负相关，而单宁含量的效应则始终较弱且不显著。
另一方面，研究揭示了有趣的矛盾现象：虽然树木物种丰富度显著提高了寄生率（寄生蜂寄生鳞翅目幼虫比例），但树木功能多样性却对寄生率产生负面影响。这可能是因为高功能多样性的植物群落导致鳞翅目幼虫的宿主质量异质性增加，影响了寄生蜂的寄生效率。此外，研究还发现，鳞翅目幼虫群落的个体数量与寄生率呈负相关，表明寄生率可能受到鳞翅目幼虫密度制约的影响。寄生蜂与鳞翅目幼虫在群落一致性之间表现出高度一致性，反映了寄生蜂对宿主的专一性依赖（图3）。然而，树木与寄生蜂之间的一致性较弱，进一步证明植物主要是通过调节鳞翅目幼虫群落的数量、多样性和组成，间接作用于寄生蜂群落。结构方程模型的结果支持这一多营养级作用路径，揭示了树种多样性和功能性状通过自下而上的机制影响寄生蜂群落结构与生态功能。
上述研究表明，在亚热带森林中，树种丰富度在塑造多营养级相互作用和维系生态系统功能方面发挥着关键作用。树种多样性不仅能提升寄生率这一重要的自上而下过程，还能推动从初级生产者到植食性昆虫及其寄生蜂等多个营养级的协同变化。研究进一步揭示，植食性昆虫群落是连接树种多样性与更高营养级（寄生蜂）的关键中介，其多样性和丰度均正向影响寄生蜂群落结构。同时，树木的功能性状——如叶片镁含量和单宁含量——也会通过改变寄主昆虫的数量与质量，间接影响寄生蜂的多样性。然而，树木功能多样性对寄生率的作用方向与树种丰富度相反，可能因增加性状差异而导致营养级间的“功能错配”，削弱寄生效率。这些发现强调了不仅要维持物种丰富的树种组合，还应关注功能性状在营养级间的协调性，以在全球变化背景下保障多营养级联系和生态系统的韧性。
该研究首次从多营养级角度阐明了树木多样性影响鳞翅目幼虫-寄生蜂食物链的关键机制，强调了植物多样性保护对维持森林昆虫群落功能的重要性。研究指出，在森林保护实践中，应特别关注对鳞翅目幼虫具有重要支持作用的树种，同时考虑树种功能性状的合理配置，以促进天敌昆虫控害功能的发挥。研究结果对制定基于生物多样性的森林害虫管理策略具有重要指导价值。
上述研究结果以“Cascading effects of tree diversity loss on herbivore-parasitoid interactions”为题在Biological Conservation期刊在线发表。中国科学院成都生物所王明强副研究员为第一作者，硕士研究生张凯为共同第一作者。中国科学院动物研究所朱朝东研究员和哥廷根大学Andreas Schuldt教授为论文通讯作者，共同构思了课题并指导了论文的写作。朱朝东研究员团队长期在江西新岗山致力的昆虫和节肢动物多样性监测工作仍在开展，后续有望从更多角度全面揭示昆虫多样性的维持机制和动态变化机制。该研究得到了“BEF-China”亚热带森林植物多样性实验基地的工作人员的大力支持与帮助。同时，该工作得到了国家重点研发计划（2022YFF0802300），科技部基础资源调查专项（2023FY100203），国家自然科学基金青年基金（32100343），中国科学院先导B专项（XDB310304）和德国洪堡奖学金等项目的资助。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006320725004550?dgcid=author
图1 寄生蜂多度、寄生蜂物种丰富度、寄生率、植食者多度、植食者丰富度、功能性状群落加权平均值（CWM）值与树种丰富度的关系
图2 树种丰富度间接通过鳞翅目幼虫和寄生蜂群落对寄生率的影响
图3 Procrustes残差与预测因子之间的关系
