我国草地螟轻发年份时空特征及其气候背景

揭示我国草地螟在长时间序列上的年度间变化规律,探明轻发年份特点和研究意义,阐释气候变化背景对草地螟发生的影响方式。分析了1949—2012年我国草地螟发生面积的时间序列和轻重年份差异,利用2006—2012年北方主发区每年各代次各虫态发生期出现时间、有效持续时间和发生县点数等数据分析了轻发年份的时空分布特征。在1951—2012年可追溯的时间序列上,研究了北方草地螟主发区(169个具有连续气象资料的发生站点)年平均气温、1月月平均气温、6—8月累计降雨量等气候背景变化趋势与草地螟年度发生动态的相关性。结果表明:(1)在62年的长时间序列上,我国草地螟轻发年份频次多于重发年份;(2)轻发年份的总体特征是发生期迟、发生盛期短、发生区域少;(3)大尺度气象条件变化是引起草地螟年度发生动态波动的重要因素,与1951—2012年年度发生面积进行相关分析发现,年平均气温和1月份月平均气温与草地螟发生面积呈显著正相关关系,6—8月累计降雨量与发生面积呈显著负相关关系。分析指出,轻发年份是草地螟种群长期消长动态中不可忽视的环节,对轻发年份的研究是揭示其年度发生变化规律的重要途径;在长时间序列的分析方法上,可采用年度发生(幼虫)面积作为判断轻重年份发生程度的主要量化指标;利用草地螟发生区多点大尺度气象数据,与年度发生面积进行相关性分析,可作为阐释气候背景影响草地螟长期发生趋势的方法之一。     

草地螟第三个暴发周期的发生特点、成因及防治对策

分析了1949年以来草地螟3次周期性大暴发的原因。通过对1979-2001年康保县23年草地螟系统监测资料的分析,重点剖析了草地螟第3个暴发周期发生特点、成因,认为种群数量、气候和耕作制度是导致草地螟暴发的重要原因,并提出防治对策。     

我国北方农牧区草地螟暴发周期特点及原因剖析

通过对１９７９～１９８５年草地螟暴发的历史资料和近年来发生情况的研究分析,明确了草地螟暴发周期的特点、越冬区的变迁以及造成种群数量暴发的原因。     

东北地区草地螟（Loxostege sticticalis）越冬代成虫虫源地轨迹分析

草地螟是我国东北地区重要的暴发性害虫,某些年份春季越冬代成虫的来源无法应用传统理论来解释.分析了1997～2007年草地螟历次迁入峰的虫源地,结果表明:华北地区草地螟"发生基地"的种群虽可迁入东北构成当地大发生虫源之一,但并非主要虫源.多数年份天气系统不利于华北地区的草地螟向东北进行远距离迁飞.最近一次暴发周期中(1996～2007年),东北地区草地螟种群主要来自当地及境外越冬区.全球变暖使二代幼虫发生频率明显增加是越冬虫茧在这一地区大量出现的原因.     

极端气候成为我国草地螟暴发周期终结的重要因子

【目的】草地螟Loxostege sticticalis L.具有间歇性猖獗的特点。本研究旨在揭示我国草地螟第2和3个暴发周期结束的原因,以加深对草地螟间歇性猖獗机理的认识。【方法】利用轨迹分析方法,分析1983和2009年草地螟成虫的迁飞动态;通过计算气温距平、降雨量距平百分率,探索影响种群波动的气候背景;利用月平均再分析资料,分析异常气候条件的大气环流背景。【结果】1983年6月我国东北及俄罗斯东西伯利亚地区出现极端低温多雨天气,而我国华北北部出现严重的干旱,引发了大范围的草地螟种群崩溃事件。1983年秋季,集中越冬区仅局限在山西北部的高海拔地区。山西北部天敌寄生率在1984年春天达到较高的水平,进一步压低了草地螟种群的数量,导致第2个发生周期的结束。2009年6月东北亚地区出现了与1983年6月类似的极端恶劣气候,致使我国东北、华北以及俄罗斯东西伯利亚、远东地区再次出现大范围的草地螟种群崩溃事件,直接导致第3个周期的结束。大气环流异常是这两次极端气候事件的直接原因。【结论】极端气候事件已成为我国草地螟发生周期结束的重要因素。鉴于极端气候的出现具有很大的不确定性,我国草地螟发生周期的结束目前尚难以实现长期预测。     

近百年来欧亚大陆草地螟发生的时空动态

【目的】草地螟LoxostegesticticalisL.是一种世界性害虫,主要分布在北温带36°N-55°N范围内。明确草地螟在整个欧亚大陆的发生动态,对于阐明其灾变机理具有重要意义。【方法】通过查阅有关中、俄草地螟的文献资料,分析1900年以来欧亚大陆草地螟的发生情况。【结果】从20世纪20年代中期至今,草地螟在欧亚大陆先后于1925-1936年、1948-1960年、1969-1989年和1995-2014年出现了4个大的群发期。在1925-1936年、1969-1989年和1995-2014年3个群发期内,存在着草地螟重发生区沿着欧亚大草原东西向蔓延的现象。在1948-1960年这个群发期,草地螟主要发生范围局限在东北亚地区。此外,草地螟种群在不同区域内呈现出不同的暴发周期。在俄罗斯欧洲部分,草地螟的暴发周期为10年左右,但在1937-1968年间出现了长达30余年的间歇期。在我国东北及华北地区,草地螟的暴发周期为20年左右。在俄罗斯西伯利亚,由于其位于欧亚大陆两个主要的发生基地之间,无论草地螟重发生区自西向东还是自东向西传播,都会在当地造成危害,因此发生也更频繁。【结论】草地螟在欧亚大陆的猖獗为害具有群发性,重发生区会沿着欧亚大草原东、西向蔓延。草地螟在一个地区内的间歇性猖獗不仅与当地的环境因素有关,还可能受到草地螟重发生区在大陆尺度上转移的影响。     

黑龙江省草地螟第三个暴发周期特点及成因分析

草地螟Loxostege sticticalisL.是我国北方农牧区重要突发性害虫,黑龙江省是主要迁入危害区,自1996年进入第3个暴发周期后,每年均有不同程度发生危害,该周期比上一周期发生时间提前5~7d,周期持续时间也延长了5年。此周期内该省草地螟累计发生面积近1 333万hm2次,比上个周期增加了近800万hm2,草地螟1代幼虫密度最高达每m210 000头以上,尤其2004年在该省大范围内达到特大发生,有13个县(市)田间百步惊蛾达到万头以上,个别高达50 000头以上。作者根据这一周期草地螟发生实况,分析了草地螟种群暴发与气候条件变暖的关系,包括天气、湿度、种植结构、天敌等因素的影响,为草地螟综合治理提供依据。     

基于Maxent模型的不同气候变化情景下我国草地螟越冬区预测

草地螟(Loxostege sticticalis L.)是我国华北、东北和西北地区农牧业生产的重大害虫,其每年暴发成灾的程度及造成的经济损失与越冬虫源基数或面积密切相关,但我国草地螟主要越冬区的变化规律至今尚未见报道。为了阐明全球气候变化条件下我国草地螟越冬区的变化规律,以1951—2000年我国草地螟越冬场所及面积为基础,结合政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告发布的BCC-CSM1.1气候模式数据,采用最大熵(Maxent)模型预测了4种气候变化(RCP 2.6,4.5,6.0和8.5)情景下2050s及2070s我国草地螟越冬区的变化情况。研究结果:1)训练数据集和测试数据集的受试者工作特征曲线下的面积(AUC)分别为0.989和0.987,表明模型的模拟精度很好。2)经Jackknife方法检验,降雨量变化方差bio_15是最重要的变量,最湿月份降雨量bio_13次之,最后为10月份降水量prec_10及年温变化范围bio_7。这些环境变量对模型的贡献率均超过10%,是模型构建最重要的环境变量。3)在各种气候变化情景下,到2050s及2070s我国草地螟的越冬区面积和位置相对于当前都有不同程度的扩大和北移。其中高适宜越冬区面积为当前的1.41—2.94倍,其质心位置向北移动78.79—226.97 km。这些结果表明,我国未来草地螟越冬场所将会扩大和北移。     

草地螟(Loxostege sticticalis)一次迁飞过程的数值模拟

利用PSU／NCAR的中尺度非静力数值预报模式MM5,对2004年5月24—25日河北坝上地区出现的一次草地螟迁飞过程进行了数值模拟,并利用模式输出的较高时空分辨率的结果,就有关物理量及其对迁飞过程的作用进行了诊断分析。结果表明：（1）5月24日傍晚草地螟越冬区种群的大规模外迁与冷锋过境有密切的关系;（2）迁出种群大部分向东北迁飞,迁飞途中发生迫降,主降区位于丰宁等地。此次草地螟迁飞种群的中途迫降是强下沉气流造成的,与温度、降水无关。在草地螟飞行高度上,下沉气流区域中心的垂直速度在30cm／s以上,发生范围与草地螟主降区相吻合;（3）下沉气流的出现与高原地形有着密切的关系。阴山山脉和坝上高原使冷锋发生变形、近地面水平流场发生不规则扰动,进而出现了异常的对流运动。     

新疆阿勒泰地区草地螟成虫发生特征

【目的】明确草地螟Loxostege sticticalis成虫在新疆阿勒泰地区发生消长规律以及卵巢发育与种群动态和迁飞之间的关系。【方法】采用高空探照灯诱集草地螟成虫并解剖卵巢,观察卵巢发育进度。【结果】研究区域存在草地螟成虫数量突增突减现象; 2015年发生量比2016年多,2015年草地螟8月30日消失,2016年草地螟8月22日消失。2015和2016年草地螟成虫夜间在第2时段(00:10-01:50)、第3时段(01:50-03:30)出现次数多。2015年第一代草地螟成虫数量突然增加时,65. 5%的雌蛾卵巢发育处于Ⅲ级;自7月下旬第一代草地螟成虫数量呈现下降趋势,此时69. 1%的雌蛾卵巢发育处于Ⅱ级。2016年第一代草地螟成虫数量突然增加时,71. 25%的雌蛾卵巢发育处于Ⅳ级。2015和2016年第一代草地螟雌蛾中各级别卵巢均能解剖到,但是Ⅲ和Ⅳ级卵巢的比例仍然最高。【结论】2015和2016年新疆阿勒泰地区草地螟属于外地虫源迁入和本地虫源形成的混合种群。     

A quantitative assessment of crop residue feedstocks for biofuel in North and Northeast China

Crop residue resources may affect soil quality, global carbon balance, and stability of crop production, but also contribute to future energy security. This study was performed to evaluate the spatial and temporal variation in residue quantities of field crops in five provinces of North China (NC) and three provinces of Northeast China (NEC). The availability of biomass resources was derived from statistical data on crop yields for all crops on the provincial and even county level. We found that cereals – wheat, maize, and rice – were the biggest resource of crop residue feedstock. The ranking of these crops as a source of biomass for bioenergy is determined by the acreage in each region and the crop‐specific yield. Annually, the average amount of total residue of 83.0 Mt (Mt = Mega tonnes) in NC (16.9 Million ha) comprised 76.6 Mt field residues and 6.4 Mt process residues on an air‐dried basis. The average amount of total biomass residue of 105.7 Mt in NEC (19.8 Million ha) comprised 92.8 Mt field residues and 12.9 Mt process residues. Averaged for 2008, 2009, and 2010, the total standard coal equivalent (SCE) in NC amounted to 46.4 Mt, which comprised 42.4 Mt field residues and of 3.9 Mt process residues. In NEC, the SCE value of 57.0 Mt comprised 49.7 Mt field residues and 7.4 Mt process residues. The temporal availability of field residues was mainly concentrated in the period between July and September, followed by the period between October and December. In the period between July and September, the amount of field residue available amounted to 40.9 and 53.1 Mt in NC and NEC, respectively. An accurate assessment of field residues may guide policy makers and industry to optimize the utilization of the crop residue resource.     

气候变化背景下中国农业气候资源变化Ⅸ.中国农业气候资源时空变化特征

利用中国558个气象台站1961-2007年地面气象观测资料,分析了不同区域农业气候资源变化的差异,并分析和比较了1961-1980年(时段Ⅰ)和1981-2007年(时段Ⅱ)的农业气候资源变化特征.结果表明： 与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ中国年均气温增加了0.6 ℃,喜凉作物生长期内≥0 ℃积温和喜温作物生长期内≥10 ℃积温分别平均增加123.3和125.9℃·d;1961-2007年,年均气温增幅最大的区域是东北地区,喜温作物生长期内≥10 ℃积温增幅最大的是华南地区.对全国而言,与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ在全年、喜凉和喜温作物生长期内日照时数分别减少了125.7、32.2和53.6 h;1961-2007年,长江中下游地区年日照时数的减幅最多,喜凉和喜温作物生长期内日照时数减少量最大的地区分别是华北和华南地区;在全年、喜凉和喜温作物生长期内,中国的降水量和参考作物蒸散量总体均表现为减少趋势,其中,华北地区在全年、喜凉和喜温作物生长期内降水量的减幅均最大,长江中下游地区参考作物蒸散量在全年和喜温作物生长期内的减幅最大,西北地区参考作物蒸散量在喜凉作物生长期内的减幅最大.研究期间,中国气候在全年和喜温作物生长期内总体表现为暖干趋势,其中,喜温作物生长期内西南、华北和东北地区为暖干趋势,长江中下游、西北和华南地区为暖湿趋势,喜凉作物生长期内华北地区为暖干趋势,西北地区为暖湿趋势.     

Changes of China agricultural climate resources under the background of climate change: IX. Spatiotemporal change characteristics of China agricultural climate resources

Based on the 1961-2007 ground surface meteorological data from 558 meteorological stations in China, this paper analyzed the differences of agricultural climate resources in China different regions, and compared the change characteristics of the agricultural climate resources in 1961-1980 (period I) and 1981-2007 (period II), taking the year 1981 as the time node. As compared with period I, the mean annual temperature in China in period II increased by 0.6 degrees C, and the > or = 0 degrees C active accumulated temperature in the growth periods of chimonophilous crops and the > or = 10 degrees C active accumulated temperature in the growth periods of thermophilic crops increased averagely by 123.3 degrees C x d and 125.9 degrees C x d, respectively. In 1961-2007, the mean annual temperature increased most in Northeast China, and the > or = 10 degrees C active accumulated temperature in the growth periods of thermophilic crops increased most in South China. The whole year sunshine hours and the sunshine hours in the growth periods of chimonophilous crops and of thermophilic crops in period II decreased by 125.7 h, 32.2 h, and 53.6 h, respectively, compared with those in period I. In 1961-2007, the annual sunshine hours decreased most in the middle and lower reaches of Yangtze River, while the sunshine hours in the growth periods of chimonophilous crops and of thermophilic crops decreased most in North China and South China, respectively. In the whole year and in the growth periods of chimonophilous and thermophilic crops, both the precipitation and the reference crop evapotranspiration in this country all showed a decreasing trend, with the largest decrement in the precipitation in the whole year and in the growth periods of chimonophilous and thermophilic crops in North China, the largest decrement in the reference crop evapotranspiration in the whole year and in the growth periods of thermophilic crops in the middle and lower reaches of Yangtze River, and the largest decrement in the reference crop evapotranspiration in the growth periods of chimonophilous crops in Northwest China. In 1961-2007, the climate in China in the whole year and in the growth periods of thermophilic crops showed an overall tendency of warm and dry, and the climate in the growth periods of thermophilic crops became warm and dry in Southwest China, North China, and Northeast China, but warm and wet in the middle and lower reaches of Yangtze River, Northwest China, and South China, whereas the climate in the growth periods of chimonophilous crops became warm and dry in North China, but became warm and wet in Northwest China.     

中南半岛前期异常气候条件对中国南方稻区褐飞虱灾变性迁入的影响及其预测模型

近30多年来,气候变化对中国褐飞虱的灾变性迁入带来了明显的影响,为了进一步了解虫源地的异常气候变化对我国褐飞虱迁入量的影响,利用1980—2016年中国各植保站提供的褐飞虱虫情资料及同期美国国家环境预测中心(NCEP)提供的全球气象再分析资料,分析了中国褐飞虱境外主要虫源地中南半岛前期异常气候条件对中国南方稻区褐飞虱发生程度的影响,并对褐飞虱发生等级与影响其迁飞的气象因子进行了相关性分析,筛选出关键预报因子,分别应用支持向量机(SVM)、BP神经网络和多元回归分析3种方法对代表站点褐飞虱年发生等级进行了预测,并比较了3种预测模型的优劣。结果表明:(1)中南半岛气候异常区主要分布在北部,异常气候的发生次数在中南半岛呈现出北高南低的特征,并从北向南呈环状递减。(2)中南半岛前期温度偏高(暖冬、暖春)、相对湿度偏大(湿冬、湿春),易引起褐飞虱在中国南方稻区的偏重以上发生;若中南半岛前期气候偏冷(冷冬、冷春)、偏干(干冬、干春),则常导致褐飞虱在中国南方稻区的偏轻以下发生。(3)通过比较3种模型的历史回代率和预测准确率,发现3种模型对褐飞虱的发生程度均有一定的预测能力,其中SVM模型的预测效果最好,BP神经网络次之,多元线性回归模型最差,表明SVM更加适用于生产实际中的褐飞虱发生程度预测。     

黄土丘陵沟壑区典型流域径流输沙对土地利用/覆被变化的响应

基于动力水文过程测定技术和景观生态学测度方法,对位于黄土丘陵沟壑区第三副区的甘肃天水罗玉沟流域1986—2004年土地利用/覆被变化对流域径流输沙的影响进行了研究.结果表明：研究期间,罗玉沟流域土地利用/覆被变化对年径流输沙有显著影响,1995—2004年的输沙量比1986—1994年减少约63.0%,且随着年降水量的增多,其减沙效应明显;土地利用/覆被变化对流域径流输沙的影响具有季节性特征,相对于1986—1994年而言,研究区1995—2004年的减沙效应主要集中在5—10月,且月降水越多,后期的月均输沙量较前期减少得越多.降雨和洪峰流量频率分析表明,若具有相同频率分布的雨强,则任一重现期下罗玉沟流域1995—2004年的洪水平均含沙量小于1986—1994年.     

土地利用变化对寻乌县生态系统服务价值的影响

为了解寻乌县生态系统服务价值对土地利用变化的响应。首先通过监督分类Landsat TM/OLI影像,获取寻乌县1995年、2006年和2016年3期的土地利用数据;进而对研究时段寻乌县土地利用的变化特征进行分析;最后利用当量因子法对3个时期寻乌县4种土地利用类型的4类生态系统服务进行价值评估。结果表明:(1)1995—2016年,寻乌县农田减少近一半,果园增加约一倍,林地所占百分比减少近10个百分点,水体增加一倍,建设用地增加近5倍;(2)1995—2016年,寻乌县年生态系统服务价值减少4.91亿元;(3)4种土地利用类型中,3个时期均是林地生态系统服务的价值最大,但2016年比1995年减少26.04亿元;(4)4种生态系统服务类型中,3个时期均是调节服务价值最大,但2016年比1995年减少1.51亿元;(5)丹溪、龙廷、留车、南桥和晨光5个乡(镇)生态系统服务价值增加,其余乡(镇)均减少。能为寻乌县乃至东江流域今后生态补偿标准的制定提供基础数据。     

降水对新疆马铃薯甲虫分布的影响

为明确降水在中国新疆地区对马铃薯甲虫分布的影响,揭示制约马铃薯甲虫分布扩散的关键环境因子,为马铃薯甲虫的持续防控和综合治理提供理论依据。该研究结合新疆历史降水数据,对马铃薯甲虫现有分布区内的降水时空格局展开分析,比较了马铃薯甲虫危害程度与降水时空格局的关系。结果表明:马铃薯甲虫现主要分布于新疆年降水量在150 mm以上地区,早期定殖的地区降水量大于后期定殖区,其扩散方向为自西向东,同时年降水量也逐渐减少。马铃薯甲虫危害程度也随着经度增加而递减,早期发现马铃薯甲虫的地区受危害程度较重。降水量减少导致的水分缺乏对马铃薯甲虫的分布扩散具有一定的制约作用。     

The significance of cytogenetic investigation for the estimation of Chernobyl accident consequences

The results of the cytogenetic investigation of people, which were exposed to radiation in the result of the Chernobyl NPP accident, were presented. Also the possibilities of the application of cytogenetic findings for dose estimations and for the prediction of the radiation influence consequences were examined. During the period of time since 1986 till 2004 the cytogenetic investigations of 1724 liquidators participating in the liquidation works after the Chernobyl accident were carried out. The radiation dose estimated by the frequency of dicentrics in 1986 was about 0.16 Gy. The doses for liquidators were determined by the frequency of translocations (FISH method) during the period from 1992 till 1995. For liquidators who worked in Chernobyl only in 1986 the average dose of radiation was about 0.19 Gy and for liquidators who worked repeatedly during the period from 1986 till 1995 - 0.39 Gy. There was shown that during the whole period of investigation (1986-2004) the frequency of dicentrics in peripheral blood lymphocytes was significantly higher than the control level. The cytogenetic investigation of Bryansk region inhabitants which was carried out in 1992-1994 discovered heightened value in 5 times than the control one. Findings are of great importance for the prediction of ill effects of radiation and for the development of sensitive criterions for early exposure disturbances in state of health.     

气候变化对中国农作物病害发生的影响

基于全国农区527个气象站点1961—2010年逐日气象资料、逐年农作物病害发生面积以及产量资料,从气温、降水、日照等角度,采用相关分析方法,研究了气候变化背景下各气象要素变化对中国农作物病害发生的影响。结果表明:近50年来,气候变化导致的各气象因子变化总体有利于病害发生,年平均温度以0.27℃·10a-1的速率升高,其每升高1℃,可导致病害发生面积增加6094.4万hm2次;年平均降雨强度以0.24mm·d-1·10a-1的速度增加,其每增加1mm·d-1,可导致病害发生面积增加6540.4万hm2次;年平均日照时数以47.4h·10a-1的速率减少,其每减少100h,可导致病害发生面积增加3418.8万hm2次;在气候变化导致的光、温、水变化中,温度增加对病害发生面积增加的影响最为显著,其次为日照时数减少、第三为平均降雨强度增大,其标准化回归系数依次为0.508、-0.374、0.112。     

The role of nectar plants in severe outbreaks of armyworm Mythimna separata (Lepidoptera: Noctuidae) in China

The period from March to mid April, when oriental armyworm Mythimna separata (Walker) moths migrate from South China to Central China over several nights, is an important window of time in annual armyworm population increase. The presence of nectar sources along the pathway of the migratory population is a prerequisite for moths to reach target habitats and lay eggs. Using flowering periods and geographic distributions, the major spring nectar plants suitable for M. separata moths were identified from among 102 species/varieties of apicultural nectar plants. The nectar plants proposed as important to M. separata include milk vetch Astragalus sinicus L., rape Brassica napa L. and six other species. Spearman's rank correlation analyses were conducted between the annual population size of M. separata and the acreages of milk vetch and rape in the daily stopover areas for migrating populations of M. separata during 1950-1979. The Spearman's coefficient between milk vetch and M. separata was 0.6259 and the correlation was highly significant (P<0.001). Further regression analysis with data from 1950-1979 and from 1980-1992 also revealed a close relationship between annual acreage of damaged crops/wheat and acreage of milk vetch. These results strongly suggest that the unprecedented enlargement in the geographic distribution of milk vetch from Central China into South China was the key factor in the frequent severe oriental armyworm outbreaks that occurred during 1966-1977. This is thought to be the first report in the world that reveals the key role of nectar sources in long distance, regional scale, migration of moths. The argument for the key role of milk vetch is supported by the simultaneous decline in the level of damage inflicted by M. separata and the acreage of milk vetch after 1980.