第貳章 昆蟲遷徙的研究概況
第一節 研究發展沿革
昆蟲因體型較小,分散 (dispersion) 及遷徙 (migration) 活動不像鳥類或魚類之季節性遷徙或迴游受人注目,但事實 上如前言所述,在聖經「出埃及記」中,就有耶和華指使東 風把蝗蟲颳到埃及,懲罰法老王的故事;另外,在「史記– 秦始皇本記」中,記載於公元前243 年蝗蟲在中國遷移危害 的史實,一直至清代陸續有蝗蟲隨風入侵危害農作物的記述 (陳等 1985);在日本及韓國於公元 1000~1500 年間亦有
「蟲」、「蝗」突然大發生,引起作物嚴重損失的紀錄 (岸本 1975;Paik 1977),但對於那些遷移性昆蟲從哪兒來,可能到 哪兒去,在當時尚懵然不知。直到1920~1930 年代才開始有 人利用飛機在高空捕捉浮游於其間之生物,發現至少在4,500 公尺高度範圍內的空中存在有不同種類的昆蟲、蜘蛛和蟎類 (Johnson 1995)。Glick et al. (1939) 利用飛機在美國路易斯安 那不同高度的空中,網捕漂浮於其間的生物,在白天於10,000 分鐘的取樣時間中,共捕獲28,739 隻浮游在空中的生物,包 含昆蟲類、蜘蛛和蟎類,分屬於20 目、216 科、824 屬和 750 個以上已命名的生物種 (species),其中昆蟲大多分布在地面
第貳章 昆蟲遷徙的研究概況
上 1,500 公尺以内,但最高可達 4,200 公尺;而蜘蛛類的分 布最高則可達 4,500 公尺,高度越高捕獲數量越少。在昆蟲 類總捕捉數量中,屬於雙翅目的昆蟲數量最多,其次依序為 鞘翅目、同翅目、膜翅目及半翅目的昆蟲;數量較少者有鱗 翅目、囓蟲目及蜻蜓目等 13 目。夜間在空中可捕捉到昆蟲 的種類較白天捕捉的為少,但密度卻遠高於白天捕捉者。另 外,鄧 (1980) 於 1977~1979 年夏、秋間,利用飛機攜帶捕 蟲網在大陸華中上空捕獲3,565 隻昆蟲,分屬於 84 種,其中 以屬於同翅目昆蟲數量最多,其次為雙翅目和半翅目昆蟲。
事實上,在空中活動昆蟲種類與密度受季節及氣候因素,如 溫度、風速、風向、光度及降雨等的影響很大,一般而言,
體型較大的昆蟲在空中分布的高度較低,而小型昆蟲可分布 至較高的空中,可能與小型昆蟲有相對較大的體表面積,具 有較大的浮力有關 (Glick 1939)。在當時那些在空中不同高 度被捕獲的浮游性昆蟲並未被辨別是否為遷移性昆蟲,直至 1940 至 1960 年代,對於一個地區某種害蟲之突然大量出現 與綜觀幅度天氣系統 (synoptic scale weather system,泛指地 面上對流層以內之空間,主宰水平範圍幾百至幾千公里逐日 天氣變化的氣旋和反氣旋系統之氣象因素) 的關係進行研究 後,有關昆蟲遷移飛行的研究報告開始大量增加,且許多新
技術,如地面上、海上及空中採集遷移昆蟲之裝置,標識釋 放及再回收之應用,地面、海面、或空中雷達對昆蟲遷移飛 行 的 追 蹤 觀 察 , 氣 流 的 後 ( 逆 ) 向 或 前 向 流 軌 線 分 析 (backward or foreward trajectories analysis of air),以及預測之 模擬等之應用於探測昆蟲遷移飛行現象等,大大地增進人們 對昆蟲長距離遷移的認識。藉由這些知識的累積,讓人們確 認了許多新的長距離遷移性昆蟲 (Johnson 1995)。至 20 世紀 末,經確認具有長距離遷移能力之農作物害蟲,在北美地區 主要者有28 種,其中屬於鱗翅目昆蟲者有 18 種 (夜蛾科占 13 種、蝶類 3 種),屬於同翅目昆蟲有 7 種 (蚜蟲 4 種、葉蟬 2 種) (Johnson 1995; Raulston et al. 1986);在歐洲及非洲主要 者有32 種,其中在非洲及地中海地區,蝗蟲類占 11 種為最 多,夜蛾科昆蟲有7 種;在歐洲地區,夜蛾科昆蟲有 4 種,
螟蛾科昆蟲有3 種,其他尚有小菜蛾 (Plutella xylostella)、大 菜 粉 蝶 (Pieris brassica eieris) 、 科 羅 拉 多 金 花 蟲 (Leptinotarsa decemlineata)、沙漠飛蝗、桃蚜 (Myzus persicae) 及 蘇 俄 麥 蚜 (Diuraphis noxia) 等 (Day & Knight 1995;
Dedgley et al. 1995; Gatehoust 1986; Lecoq 1995; Wilson 1995);在澳洲地區主要遷移性害蟲屬於夜蛾科昆蟲有 5 種,
蝗蟲1 種 (Australian plague locust, Chortoicetes terminizera)
研究發展沿革
(Gregg et al. 1995; McDonald 1995; Walden 1995);在亞洲則 以 褐 飛 蝨 (Nilaparvata lugens) 、 白 背 飛 蝨 (Sogatella furcifera) 、 斑 飛 蝨 (Laodelphax striatellus) 、 瘤 野 螟 (Cnaphalocrocis medinalis)、粟夜盜 (Mythimna separata)、小 地老虎 (Agrotis yipsilon )、直紋稻苞蟲 (Parnara guttata) 及 東亞飛蝗 (Locusta migratoria manilansis) 等為主 (甘肅農科 院 1984;李 1964;張等 1980;程等 1979;賈 1985;Hirai 1984; Kisimoto 1976; Otuka 2009; Otuka et al. 2010, 2012;
Syobu et al. 2011) , 其 他 如 馬 來 黑 蝽 象 (Scotinephora coarctata) (Chang et al. 1991; Sagun et al. 1991)、蚜蟲類,以 及紫斑蝶、青斑蝶等蝶類 (陳 2014;趙 2009;流等 2004;
Chu 1991; Murai 1991; Wiktelius 1984) 等亦有零星報導。
從上述不同地區已紀錄之長距離遷移性害蟲種類中,有 許 多 害 蟲 , 如 球 菜 夜 蛾 ( 切 根 蟲 ) 、 蕪 菁 夜 蛾 (Agrotis segetum)、擬尺蠖 (Trichoplusia ni)、蕃茄夜蛾 (玉米穗蟲) (Helicoverpa armigera)、粟夜盜 (Mythimna separata)、甜菜 夜 蛾 (Spodoptera exigua) 、 小 菜 蛾 、 桃 蚜 、 玉 米 蚜 (Rhopalosiphum maidis)、麥長管蚜 (Macrosiphum avenae) 及 粟縊管蚜 (Rhopalosiphum padi) 等,已紀錄於歐、非、北美 及亞洲等地區 (Colvin 1995; Dixon et al. 1968; Harcourt &
Cass 1966; Ishii & Hidaka 1979; Kennedy 1950; Nottingham et al. 1991; Riley et al. 1992; Showers et al. 1993; Smelser et al.
1991; Walters & Dixon 1984; Yamada & Umeya 1972)。雖然上 述害蟲也有分布於臺灣,但在臺灣迄今尚無有關該等昆蟲遷 徙之研究報告可供查考,有待進一步探究。
有關昆蟲遷徙的研究報告自 1960 年代以後開始大量增 加,其中除沙漠飛蝗及少數昆蟲外,遷移性昆蟲的研究報告 絕大多數出現於溫帶地區,可能與亞熱帶或熱帶地區因大多 數昆蟲可以在當地周年繁殖,只是其族群因季節變化而有起 伏消長,而且因世代重疊嚴重,很少有人注意到是否有昆蟲 由外地遷入,或由本地遷出之現象。但從近年研究,已可瞭 解除溫帶地區外,在亞熱帶及熱帶地區昆蟲之長距離遷移已 有許多案例可考,如早年從菲律賓遷入臺灣之東亞飛蝗 (王 1949;素木等 1933),在西非及馬達加斯加 (Madagascar) 之 亞洲飛蝗 (Locusta migratoria migratorioides)、馬達加斯加飛 蝗 (Locusta migratoria capito),及在北非、南歐與印度間遷 徙之沙漠飛蝗等 (Pedgley et al. 1995)。此外,如褐飛蝨及白 背飛蝨等可自南越遷往北越,然後再由北越或菲律賓的呂宋 島遷往臺灣、華南、華中、華北、日本及韓國等地區 (汪等 1982;Sogawa 1995, 1997; Kishimoto & Sogawa 1995);在馬
研究發展沿革
來 亞 及 菲 律 賓 遷 移 之 馬 來 西 亞 稻 黑 蝽 象 (Scotinophara coatrctata) (Chang et al. 1991; de Sagun et al. 1991),以及最近 在臺灣頗受人們關注的紫斑蝶,在臺灣南北遷徙的事例都發 生在亞熱帶及熱帶地區,顯示昆蟲長距離遷飛的現象並非只 限於在溫帶地區。
在亞熱帶及熱帶地區,人們一直以為因天氣溫暖適於昆 蟲周年繁衍,而很少注意到因乾旱的天氣以及寄主營養的衰 弱 (無論是受氣象因素或耕作制度的影響) 等因素,亦可引 起昆蟲之遷徙。吾人除應留意可能在本地遷徙十幾至數十公 里之害蟲外,需特別留意到有哪些害蟲可能自海外臨近地區 遷入臺灣,因為那些由海外遷入者之生理特性 (如生物 (理) 小種、抗藥性及可能媒介之病害等) 可能有異於本地種 (劉 等 2004;Matsumura et al. 2007; Sogawa 1992),尤以同翅目 昆蟲 (如蚜蟲、葉蟬、飛蝨及粉蝨類等) 之遷徙,因有可能 傳播病毒病害,更值得留意有否可能自境外遷入臺灣。此外 與家畜、家禽和人類疾病有關之衛生昆蟲,如蚊、蠅、蚋等 類,有很多種是為重要病害之媒介昆蟲,這些昆蟲有否可能 由境外隨氣流遷徙侵入臺灣,亦應需要特別留意 (Stein 1986)。