蝙蝠作为害虫防治的先驱：在中国南方山区农业生态系统中发挥的季节性作用

本研究于2023年5月至9月在张江湖自然保护区的山地农业生态系统中对中华菊头蝠和铅笔菊头蝠的食性动态、害虫控制能力及宿主植物保护进行评估。通过DNA条形码技术分析发现，两种蝙蝠在夏季害虫控制效果最显著，平均每晚捕食量达21.30公斤，且显著超过益虫消耗量，为可持续农业害虫管理提供了科学依据。

陈 Zhang | 高 霍 | 彭 结 | 程 正 | 刘 刚 | 冯 江 | 刘 英

中国吉林省动物资源保护与利用重点实验室，东北师范大学，长春

摘要

在中国南部的山区农业生态系统中，蝙蝠是关键的生物控制剂，但它们在这些复杂景观中的季节性害虫控制作用仍缺乏研究。通过DNA宏条形码技术，我们调查了2023年5月至9月期间Rhinolophus sinicus和R. pearsonii在 Zhangjiangyuan 自然保护区的觅食动态、害虫控制能力以及对寄主植物的保护作用。这两种蝙蝠在春季和秋季扩大了猎物范围，而在夏季则主要捕食关键的害虫类群。研究结果表明，这两种优势物种共捕食了至少325种害虫，涉及204个植物属，其中包括对农作物造成严重损害的害虫，如Helicoverpa armigera。从5月到9月，这两种蝙蝠每晚消耗的害虫量分别为7.73–21.30公斤（相对群体活动量约为1000–3500只）。捕食活动在8月达到高峰，平均每晚消耗21.30公斤害虫。研究结果表明，蝙蝠对害虫的捕食影响远远超过了它们对有益昆虫的消耗，这表明蝙蝠在害虫控制中具有潜在作用。本研究为山区农业生态系统的害虫管理提供了基础数据，强调了保护蝙蝠种群以维持这些生态服务的紧迫性。

引言

全球农业生态系统持续面临害虫侵扰的挑战，导致农作物损失和经济损失（Savary等人，2019；Zhang等人，2022）。据联合国粮食及农业组织（FAO）估计，每年害虫造成的农业损失超过2200亿美元（FAO，2021）。传统的害虫管理主要依赖化学农药，虽然短期内有效，但导致了环境退化，包括土壤和水污染、生物多样性丧失以及抗药性害虫的出现（Sharma等人，2019；Liess等人，2021；Manjarres-López等人，2021；Tang等人，2021）。作为回应，综合害虫管理（IPM）策略逐渐受到重视，强调采用生物控制剂等可持续方法，以减少对化学农药的依赖并提高生态系统韧性（Naranjo等人，2015）。在这些控制剂中，自然捕食者在调节害虫种群方面发挥着关键作用，提供了一种成本效益高且环保的替代方案。

蝙蝠作为夜行性食虫动物，是非常有效的生物控制剂，每晚消耗的害虫量占其体重的61–84%（Kurta等人，1989；Kalka和Kalko，2006；Kunz等人，2011），某些物种在哺乳等高能量时期甚至超过100%（Kunz和Stern，1995）。最近在包括葡萄园和稻田在内的多种农业生态系统中的研究表明，蝙蝠可以将害虫损害减少50%，每公顷可节省56欧元的开支（Tuneu-Corral等人，2024；Korányi等人，2025；Sierra-Durán等人，2025）。然而，蝙蝠在害虫控制中的生态服务价值高度依赖于具体环境，受栖息地类型、猎物可用性和觅食行为季节性变化等因素的影响（Wray等人，2021；Ewert等人，2025）。尽管潜力巨大，但在IPM框架中蝙蝠仍被低估利用，尤其是在农业系统多样的地区（Kunz等人，2011；Weier等人，2019）。

中国南部以广阔的山区农业生态系统为特征，这些系统与其他低地或温带农田有显著差异（Huang和Tan，2023）。这些系统具有复杂的垂直分层结构，低地主要用于水稻种植，山坡中部种植果树和森林，高海拔地区则以高覆盖率的原生森林为主（He等人，2025）（图1）。这些破碎的小规模农业景观受到复杂地形和微气候的影响，导致劳动密集型的人工害虫控制方法效率低下且成本高昂（Lu等人，2018；Duan等人，2021）。因此，利用该地区丰富的物种多样性（包括大量的蝙蝠种群）进行生物害虫控制对于有效和可持续地抑制害虫至关重要，从而减少对化学干预的依赖并增强生态系统韧性。江西省赣州的Zhangjiangyuan自然保护区就是一个典型的例子，其混合的农业和森林区域支持着多样的蝙蝠群落（NFB，2017；Li，2025）。马蹄蝠（Rhinolophus属）在这些地区数量众多，因此可能在当地农业生态系统中发挥重要作用（Hu等人，2020；Chen和Nie，2024）。此前在中国的一些研究主要基于孤立系统（如森林或农田）的单一时间点采样来评估蝙蝠的害虫控制作用（Gong等人，2025；Liu等人，2024；Wang等人，2025），这无法全面反映它们的真实生态贡献。因此，缺乏对蝙蝠生态服务季节性贡献的评估，尤其是在复杂的垂直分层农业生态系统中。

本研究考察了两种优势马蹄蝠物种——Rhinolophus sinicus（中国马蹄蝠）和R. pearsonii（Pearson马蹄蝠）在Zhangjiangyuan自然保护区山区农业生态系统中的季节性害虫控制作用。2023年5月至9月期间，收集了粪便样本，并通过DNA宏条形码技术分析，以识别猎物种群、分类其生态角色（害虫、中性或有益），并将害物种群与其寄主植物在属水平上进行关联，以评估蝙蝠对农作物和森林的保护效果。害虫消耗量通过结合蝙蝠体重和饮食比例的生物量公式进行量化。我们的目标是：（1）描述蝙蝠饮食和害虫捕食的月度变化；（2）比较两种蝙蝠之间的害虫消耗量；（3）评估它们在中国南部山区农业景观中的生态服务价值。通过阐明这一垂直分层农业生态系统中的季节性害虫控制动态，本研究突显了蝙蝠在复杂山区增强可持续IPM方面的潜力。

研究地点和样本采集

本研究于2023年5月至9月在中国江西省赣州市的Zhangjiangyuan自然保护区进行（图1）。该保护区主要旨在保护亚热带常绿阔叶林生态系统及其相关的喀斯特地貌和稀有动植物物种，同时也包含长期管理的农业用地和经济林。这种管理方式形成了一个异质性景观

结果

经过质量控制后，从70个样本中保留了376万个序列，平均每个样本53,763个序列。在所有样本中检测到707个猎物MOTU；其中455个（64%）被鉴定到物种水平，代表325种猎物。在这707个MOTU中，287个仅属于R. sinicus，299个仅属于R. pearsonii。

讨论

本研究调查了中国南部山区农业生态系统中两种优势蝙蝠物种的季节性饮食变化和害虫控制能力。通过对Zhangjiangyuan自然保护区中这些物种的饮食分析，我们记录了猎物组成、害虫捕食和寄主植物保护的明显季节性变化，突显了蝙蝠作为中国山区农业害虫天敌的潜在作用及其可能的

作者贡献声明

陈 Zhang：撰写初稿、方法论、调查、数据分析、概念化。高 霍：方法论、调查。刘 英：监督、资金获取。彭 结：方法论、调查。程 正：方法论、调查。刘 刚：方法论、调查。冯 江：监督、资金获取。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（资助编号 32192424、32430066、32171484）和国家科技基础研究发展专项基金（资助编号 2021FY100301）的资助。