褐飞虱的降落机制

应用MM5中尺度数值模拟模式和GRADS气象图形软件,对1999年6月22日～7月2日一次褐飞虱迁飞降落过程及其大气背景场进行了个例研究,并侧重对灵川、东至、徽州3个站点的降虫机制做了分析。结果表明：（1）此次迁飞过程有两个明显的降虫区：天柱．灵川．贺县一线范围内（降虫区Ⅰ）和三都-天柱-黔阳-修水-东至-徽州-奉贤-线（降虫区Ⅱ）;（2）低空急流为褐飞虱北迁提供了运载气流,降虫区位于降水区边缘;（3）地形降水胁迫害虫降落是降虫区Ⅰ褐飞虱降落的主要原因,梅雨锋降水导致了褐飞虱集中降落在降虫区Ⅱ;（4）虫源的空间分布差异和不同的天气条件导致了东至、徽州地区不同的降虫分布。     

云南省褐飞虱早期迁入虫源及其发生大气背景分析

为了探明我国西南稻区褐飞虱早期迁入种群的虫源地,为后期预测和防治提供依据,通过对2007—2016年云南植保站4—5月份褐飞虱虫情进行分析,选取出云南省勐海、芒市、江城、师宗、麻栗坡、广南6个代表性站点,利用WRF-FlexPart耦合模式对2013年、2015年和2016年这些站点的早期迁入峰进行了数值模拟,得到近年来云南省褐飞虱早期迁入虫源的虫源地。选取了2013年褐飞虱早期迁入量较大的迁入峰进行了大气背景分析,结合峰期影响褐飞虱迁飞的大气动力场、温度场和相对湿度场,探讨了影响云南省褐飞虱早期迁入的大气背景。研究结果表明:(1)近年来云南省褐飞虱迁入的虫源主要来自缅甸,部分来自老挝和泰国,少数来自越南,还有极少量来自孟加拉国。(2)这一时期,当释放高度分别为1500、2000 m时,褐飞虱的迁飞高度分别集中在2216 m和2489 m,平均迁飞高度分别是2167、2454 m,从不同释放高度回推的褐飞虱迁飞高度的起伏趋势具有较好的一致性,表明模式能较好地反映系统性垂直气流和下垫面起伏对其上层三维流场和种群迁飞的影响。(3)选取2013年5月22—26日发生在云南勐海、麻栗坡和广南的一次典型褐飞虱迁入过程,分析了大气背景场对褐飞虱迁飞的影响,结果显示:受印缅低压控制或影响,高空从境外虫源区至云南降虫区有西南水平气流作为种群输送动力;温场在降虫区东北侧有"低温屏障墙"存在,阻止了种群的继续北迁;垂直速度场上虫源区有上升气流促使种群起飞迁出,降虫区有下沉气流促使种群降落;弱降水形成的拖曳下沉气流对降虫也十分有利;相对湿度场对此次迁飞过程不形成任何胁迫。     

中国盛夏褐飞虱北迁过程的动态数值模拟

以控制和影响褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)迁飞过程的生理生态参数为依据,应用时空分辨率较高的中尺度数值预报模式-MM4和三维轨迹计算方法对我国盛夏褐飞虱的北迁过程进行了动态模拟。模拟结果及其与实测虫情资料的对比研究表明：（1）我国盛夏褐飞虱北迁的虫源地主要在22.5°N～27°N,110°E～116°E之间。（2）空中迁飞路径有三条：主径取32°方位角,副径分别取10°和75°方位角。（3）降落虫汇区有三个：主降区为长江中下游稻区,副降区分别为鄂西北、川东北稻区和浙东南、闽北稻区。（4）理论模拟与实际虫情普查分析比较吻合,说明该模型可作为迁飞害虫灾变机制研究的一个重要工具。     

季风进退和转换对中国褐飞虱迁飞的影响

利用近30年NCEP/NCAR 逐日气象再分析资料及中国褐飞虱逐候灯诱数据,分析季风指数与褐飞虱迁入量的时空关系,以探明季风进退和转换对我国褐飞虱迁入的影响。研究表明:(1)常年3月中、下旬是我国偏北季风转换为西南季风的时期,西南季风开始后的4月上旬是褐飞虱第1次大规模北迁的时期,第1次大规模北迁的主降区为华南稻区和西南稻区,随后迁向其北的其他稻区。(2)6月中旬-8月中旬是偏南季风指数达最大值的时期,也是各稻区褐飞虱北迁峰次最多、迁入量最集中的时期。(3)8月下旬至9月中旬为偏南季风向偏北季风的转换时期,也是褐飞虱北迁的终见期、南迁的始见期,第1次大规模南迁发生在这一时期内,主降区为江淮稻区和江岭稻区。(4)9月下旬至10月中旬是偏北季风的快速增强期、偏南季风的快速衰退期,也是褐飞虱南迁的高峰期。(5)10月下旬开始偏南季风撤出我国大陆,而偏北季风控制我国大陆,由北到南各稻区依次开始出现褐飞虱迁入的终见期。(6)褐飞虱异常发生年份中西南季风北上的早迟决定了褐飞虱在我国迁入始见期的早晚,而偏北季风南下的早迟则决定了我国褐飞虱迁入终见期的早晚。(7)迁入始见期滞后于西南季风的变化,迁入终见期滞后于偏北季风的变化,它们滞后的时间都为1-3候(即5-15d)。     

粤北晚稻褐飞虱发生动态

【目的】粤北地区是褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)(BPJ)后期回迁重点区域。阐释后期褐飞虱回迁对粤北稻区的影响,可为其预测预报提供依据。【方法】利用轨迹分析平台HYSPLIT对2006—2012年粤北地区秋季回迁的褐飞虱主要峰次进行轨迹模拟,用气象制图工具Gr ADS分析2011年粤北褐飞虱回迁的降落机制,解析粤北地区后期回迁褐飞虱虫源地及其降落机制。【结论】(1)粤西北地区主要虫源地分布于湖南南部、福建南部和江西,粤东北地区虫源地主要分布于江西南部、福建南部以及广东东南沿海稻区。其中,地形因素是造成两地虫源差异的主要原因。(2)通过粤北地区2011年秋季几个迁入高峰日各气象要素分析结果显示,低空急流能为主降区输入褐飞虱虫源;低层切变线和强降雨过程是造成粤西北褐飞虱大规模降落的主要因素。(3)2011年粤北晚稻褐飞虱出现两个回迁高峰(8月下旬至9月上旬、9月下旬至10月上旬),随着晚稻进入分蘖抽穗期,良好的食料条件加之两次较大的回迁峰加重了褐飞虱对晚稻的危害。(4)8—9月份虫源地适宜的温度以及降水条件造成褐飞虱增殖暴发重要气候因素。     

粤北晚稻褐飞虱发生动态

【目的】粤北地区是褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)(BPJ)后期回迁重点区域。阐释后期褐飞虱回迁对粤北稻区的影响,可为其预测预报提供依据。【方法】利用轨迹分析平台HYSPLIT对2006—2012年粤北地区秋季回迁的褐飞虱主要峰次进行轨迹模拟,用气象制图工具Gr ADS分析2011年粤北褐飞虱回迁的降落机制,解析粤北地区后期回迁褐飞虱虫源地及其降落机制。【结论】(1)粤西北地区主要虫源地分布于湖南南部、福建南部和江西,粤东北地区虫源地主要分布于江西南部、福建南部以及广东东南沿海稻区。其中,地形因素是造成两地虫源差异的主要原因。(2)通过粤北地区2011年秋季几个迁入高峰日各气象要素分析结果显示,低空急流能为主降区输入褐飞虱虫源;低层切变线和强降雨过程是造成粤西北褐飞虱大规模降落的主要因素。(3)2011年粤北晚稻褐飞虱出现两个回迁高峰(8月下旬至9月上旬、9月下旬至10月上旬),随着晚稻进入分蘖抽穗期,良好的食料条件加之两次较大的回迁峰加重了褐飞虱对晚稻的危害。(4)8—9月份虫源地适宜的温度以及降水条件造成褐飞虱增殖暴发重要气候因素。     

我国北方稻区1991年稻飞虱大发生虫源形成

北方稻区在一般年份只有少量稻飞虱（褐飞虱Nilaparvata lugens,白背飞虱Sogatella fercifera)迁入,而与虫源区相隔千余公里的沿渤海湾稻区却在1991年稻飞虱暴发成灾,通过分析1991年各地稻飞虱主要迁入峰期的天气学背景和低空急流的时空分布及我国东部稻作区各地虫源的对应关系,表明大尺度低空急流的时空动态与南方（江岭区）大发生虫源的迁出期（区）相吻合的程度及维持时间乃北方稻虱大发生虫源得以形成的关键因子和暴发成灾的触发机制,其北上前缘左侧的暴雨区即远迁种群的集中降虫区,是否存在与南方大发生虫源时空同步且贯通南北的大尺度低空急流及其前缘的暴雨区可作为北方稻虱暴发的预警指标。     

2007年广西早稻田褐飞虱发生动态及虫源分析

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)是我国水稻上的重要害虫,近年来在全国连续大暴发,给我国水稻生产造成严重的损失。广西是境外虫源迁入我国的第一站,分析其早稻田褐飞虱的种群动态和迁飞规律,对全国褐飞虱的预测预报和防治工作意义重大。采用田间系统调查与雌虫卵巢系统解剖的方法研究了2007年南宁地区早稻田的褐飞虱发生动态和世代种群特征,分析全区灯诱数据确定迁入高峰期,并运用美国NOAA网站的HYSPLIT平台对2007年广西褐飞虱早期的6段迁入高峰期进行了数值模拟和虫源地分析。结果表明:(1)2007年广西南宁地区褐飞虱在晚熟品种田的发生虫量明显高于早熟品种田,发生、危害期明显延长,为我国北方其他稻区的褐飞虱的迁入积累了充足的虫源基数。(2)确定了南宁地区的早稻田褐飞虱各发生世代的虫源性质。第2代属于大部迁入型;第3代前期属于本地繁殖,部分迁入型,后期属部分迁出型;第4代属于大部分迁出型。(3)4月下旬-5月上旬,虫源地主要分布在越南、老挝中部的地区(18°-20°N);5月中下旬,虫源地主要分布在越南、老挝较北的地区(20°-22°N),部分来自我国海南省和雷州半岛;而6月上旬桂北地区大规模迁入的虫源地主要分布在越南东北部、广西西南部;低空急流为广西褐飞虱大规模迁入提供了运载气流,而当时的降雨是迫使褐飞虱集中降落的主要原因。     

2012年盛夏多台风发生对褐飞虱迁飞动态的影响

【目的】台风能极大地改变褐飞虱Nilaparvata lugens(Sta1)的迁飞路径和落区分布,阐释连续登陆的台风对褐飞虱种群动态的影响,可为其异地预测提供科学依据。【方法】通过对2012年盛夏的台风"韦森特"、"苏拉"、"海葵"等影响时期的多站点灯诱数据和风场做轨迹分析,解析台风影响下褐飞虱迁飞动态的变化。【结果】2012年盛夏,多个台风在华南江南早稻黄熟收割和褐飞虱羽化迁出高峰期连续登陆我国,高空气流场和雨带分布发生了不利于褐飞虱北迁的变化。华南地区多盛行东北风或偏东风,即使在台风过境后有利北迁的风向影响时,持续强降水、风切变和下沉气流多发而不利北迁。西南季风受台风影响始终无法主导大气流场,北迁通道难以建立,而褐飞虱的第5次北迁进程受阻。【结论】2012年盛夏台风多发严重阻滞了褐飞虱的第5次北迁过程,大大减轻了长江中下游水稻主产区褐飞虱的危害程度。7月中下旬和8月上旬的风场条件和雨带位置是决定我国长江中下游稻区褐飞虱发生程度的重要预警指标。     

基于WRF-Flexpart的一次褐飞虱回迁过程模拟研究

褐飞虱是影响亚洲地区水稻生产的迁飞性害虫,其远距离迁飞与种群分布会受到大气环流和局地天气条件的影响。采用WRF-Flexpart耦合模式、GIS空间分析和Vincenty方位角/距离估计等方法,选取2009年9月30日—10月7日发生在中国15个植保站的褐飞虱迁入过程,并根据模式输出、GIS分析和轨迹计算结果探讨了多种大气物理胁迫共存下大气动力场、降水、温度场和湿度场对褐飞虱秋季回迁过程及其降落虫量分布的影响。研究结果表明:(1)此次重大迁飞过程中,大气动力场、降水、温度场和湿度场在不同地区、不同时间段对褐飞虱种群的迁入和降落起了不同的作用,因而造成了迁入虫量分布的时空差异。(2)从各虫源地迁出的褐飞虱种群是向着温暖而湿润的地方迁飞的,迁飞方向主要受所经区域盛行风向的影响,迁飞距离由途径区的风速所决定。(3)当迁飞种群途径局地降水较多的区域时,初期迁入量并不多,经过短暂的一段时间后降虫量会突然增加。(4)在一定的温度范围内,大气湿度条件会影响褐飞虱的迁入虫量:褐飞虱迁入虫量在近地面温度高于26℃、相对湿度(925 hPa)大于70%且下沉气流较强的地区分布最多,而在近地面温度低于24℃、相对湿度(925 hPa)小于50%、无明显下沉气流的地区未发现有褐飞虱的迁入。     

白背飞虱重大迁入过程的大气动力背景

为了揭示白背飞虱迁入的大气动力背景,为其灾变预警奠定气象学基础,根据2003年全国69个植保站提供的白背飞虱虫情资料,在ArcGIS9.0支持下对该年我国白背飞虱的时空分布规律进行了地学分析。利用MM5中尺度数值预报模式和由PCVSAT系统接收的气象数据对2个典型的白背飞虱南、北迁降落过程的大气背景进行了数值模拟和客观分析,模拟和分析结果表明:(1)850hPa等压面上气压场的配置及其随时空的演变是控制和影响白背飞虱迁入的最重要的大气环流因素。(2)850hPa高度上的偏南气流有利于白背飞虱种群的北迁,925hPa等压面上的偏北气流有利于其南迁,这两个高度上风场的气旋式风向切变区有利于白背飞虱的起飞迁出,反气旋式切变区有利于其迁入降落。(3)降水对白背飞虱的降落有着十分重要的动力胁迫作用,但其在北迁降落过程中的作用明显强于南迁。(4)垂直气流场中强下沉气流可迫使白背飞虱大量降落,表明气流胁迫是风载迁飞性害虫灾变性迁入的一个极其重要的大气动力机制。     

基于两种轨迹模型的褐飞虱迁飞轨迹比较研究

异地预测是迁飞性害虫发生预测的重要内容,迁飞轨迹模拟和预测是能较好地反映害虫迁飞时空动态的一种异地预测方法。褐飞虱作为我国水稻生产上的一种重要迁飞性害虫,其迁飞轨迹的准确预报,可为其灾变预警和有效防控提供科学依据。为了比较选择一些准确性好、分辨率高、易于推广应用的害虫迁飞轨迹模型,选取2006年7月初发生在湖南省洪江市的一次褐飞虱重大北迁过程作为典型个例,运用中尺度天气研究和预报模式WRF,结合NCEP气象再分析数据,利用HYSPLIT和FLEXPART两种轨迹计算模式对褐飞虱迁飞轨迹进行模拟,并验证模型模拟和计算的准确度和精确度。研究结果表明:(1)WRF-HYSPLIT和WRF-FLEXPART两种轨迹计算模式在虫源地、迁飞路径(迁飞方位角和走向)、迁飞高度、迁飞速率和迁飞距离计算上总体趋势一致,但存在一定的差异,后者的起伏变化大于前者。(2)尽管两种耦合模式在调用WRF模式输出的预报场物理变量方面有很多相同之处,但WRF-FLEXPART耦合模式在运行计算过程中比WRF-HYSPLIT耦合模式多考虑了对流参数、地表胁迫和各种地形参数,因而能更全面地反映中尺度天气过程(特别是对流性天气过程)对昆虫起飞、空中飞行和降落的动力作用,也能更真实地反映地表物理过程、大气湍流结构和地形起伏对褐飞虱种群迁飞的影响。(3)从褐飞虱种群对生境和取食条件选择上看,两种模式模拟的各高度迁入种群的虫源区、迁飞路径和降落地都是合理的、准确的。但从褐飞虱迁出、空中飞行和降落所处的三维流场来看,WRF-FLEXPART模式轨迹走向与盛行气流方向的吻合度要明显高于WRF-HYSPLIT模式。(4)两种模式均可作为业务工具在迁飞性害虫测报中推广应用。     

中国稻纵卷叶螟发生特点及北迁的大气背景

稻纵卷叶螟因其发生面积大、暴发频率高、致害程度重而成为我国水稻生产上的重要害虫。为了阐明大气背景对其北迁重大过程的影响,利用2000—2012年中国稻纵卷叶螟灯诱数据分析了我国水稻主产区稻纵卷叶螟迁入的主要特征;选取2007年7月下旬的一次重大北迁过程作为典型个例,运用中尺度天气研究和预报模式WRF,结合NCEP气象再分析资料,模拟了这一过程的大气背景,推算了稻纵卷叶螟的迁飞轨迹,并分析了大气背景对稻纵卷叶螟灾变性迁入的影响。研究表明:(1)这13年中,我国稻纵卷叶螟的迁入大多在3月初始见,3—8月为北迁期,从南到北先后在华南、西南、江岭、江淮稻区出现迁入峰;9—11月为南迁期,从北到南先后迁入江淮、江岭、华南稻区并出现相应的迁入峰,10月底至11月初为终见期。(2)北迁个例中各站逆推轨迹分析显示:包括再迁飞在内的不同时段虫源地基本上位于降虫区的西南方,迁飞高度都变化于550—850 m之间,但在沿海地区降落的稻纵卷叶螟迁飞轨迹是复杂的。(3)水平气流是稻纵卷叶螟远距离北迁的主要运载动力,925 h Pa上南方稻区一致的偏南气流对稻纵卷叶螟北迁极为有利;三维流场的起伏、特别是垂直气流的强弱变化对迁飞高度的变化起重要的作用。(4)下沉气流和降水是稻纵卷叶螟降落的关键动力因素,两者都对降虫有明显影响。(5)在这一北迁过程中,稻纵卷叶螟种群多降落在相对湿度大的区域,降虫区的相对湿度均在75%以上。     

褐飞虱迁飞参数的数值模拟

迁飞性害虫褐飞虱对中国和亚洲其它国家和地区的水稻有着十分严重的危害,其迁飞参数的时空变化是种群迁飞这一生态行为的重要体现。应用目前国际上先进的中尺度数值预报模式MM5 (V3.2 )对我国褐飞虱北迁、南返的过程进行了数值模拟,根据模拟结果对害虫的迁出虫源地、迁飞路径、降落区、空中迁飞速率、迁飞高度、迁飞历时和迁飞距离等迁飞参数进行了一系列的数值计算和客观分析,得到了与实际虫情普查和雷达观测资料相当吻合的结果,从而比较精确地阐明了褐飞虱迁出起飞、空中定向飞行、降落迁入等迁飞行为的动力学机制。     

Simulation of the Long Range Migration of Brown Planthopper,Nilaparvata lugens (Stal), by Using Boundary Layer Atmospheric Model and the Geographic Information System

Brown planthopper (Nilaparvata Lugens) is a migrant pest which can migrate from tropical area into subtropical and temperate area every year and caused a lot of damage in rice production. To understand the migration process of this pest, the Boundary Layer Atmospheric (BLAYER) model and Geographic Information System (GIS) were used to analyze the migration waves from June to July in 1997, 1998 and 1999 in South Korea. The simulation results showed: 1) Each migration wave had different mass distribution and immigration area at different time; 2) The vertical air current value distributed in BPH taking-off and landing area was about several centimeters per second, which is lower than BPH flight ability. 3) The trajectory route showed that BPH had different migration routes emigrated from different source areas according to the weather system. The main source of BPH immigrated in South Korea was from the East part of Guangdong Province and South East part of Fujian Province, People's Republic of China. 4) Comparing with the different migration heights (733 m, 1,348 m and 1,963 m above ground level), BPH mass distributed more northwestward in low height than in high height. 5) BPH mass movement also gave another evidence to identify the light trap data in late July.     

2003年稻纵卷叶螟重大迁入过程的大气动力机制分析

为了探明稻纵卷叶螟灾变性迁入的大气动力学机制,本研究在ArcGIS中对2003年我国稻纵卷叶螟的时空分布规律进行了简要的地学分析。在此基础上,选取了有典型意义的重大迁入过程2个,从PCVSATTM接收系统中调取覆盖各迁飞过程的实测气象数据和T213数值预报产品,输入MM5中尺度数值预报模式对迁飞和降落期间的大气动力场进行了数值模拟和客观分析。结果表明：（1）用850 hPa和925 hPa高度风向来分别描述稻纵卷叶螟北迁和南迁主迁飞层种群迁移的方向是比较合适的。北迁时,从源地到迁入地之间有比较一致的偏南气流;南迁时,从源地到迁入地之间则有相对均一的偏北气流。水平风场上的气旋式曲率区有利于害虫的起飞迁出,反气旋式曲率区则有利于其迁入降落。（2）垂直气流场中下沉气流的推动作用是稻纵卷叶螟迁入和降落的最直接大气动力机制,当稻纵卷叶螟迁入某一即将危害的稻区时,其降落前36～12 h以内的850 hPa等压面上常表现为相对强而宽广的下沉气流区。（3）在稻纵卷叶螟迁入与为害前36～12 h内的高空850 hPa和925 hPa散度场上,降虫区上空对应着比较一致的高值正散度区,表明有较强的下沉气流存在,这对降虫十分有利。（4）850 hPa、925 hPa等压面上的水平流场、垂直气流场和散度场的特征分布对预测稻纵卷叶螟的迁入和降落具有很好的指示意义。     

东亚夏季风进退对我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟发生的影响

为了探明东亚季风对我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟迁飞的影响,为中短期预警提供科学依据,利用2000—2016年中国稻纵卷叶螟赶蛾量数据,结合NECP气象再分析资料,分析了东亚夏季风进退与我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟迁飞的关系,结果表明:(1)稻纵卷叶螟的初始迁入与东亚夏季风的向北推进密切相关,除华南稻区稻纵卷叶螟迁入始期提前于东亚夏季风北界经过该区的时间外,在其他稻区两者基本同步;东亚夏季风北边界在不同稻区首次和二次出现的早晚对该稻区稻纵卷叶螟的向北迁入的始期具有一定的指示意义。(2)各稻区北迁的高峰期一般都发生在东亚夏季风控制范围内,其中6月中旬—8月上旬东亚夏季风活动范围到达30°N以北地区,此时是我国南方稻区稻纵卷叶螟北迁峰次最多、迁入量最集中的时期;东亚夏季风北界在本30°N以北地区持续时间的长短与稻纵卷叶螟年发生程度呈显著的正相关。(3) 8月中下旬是东亚冬、夏季风的转换期,也是稻纵卷叶螟种群的"混合迁"发生期,此时,西南稻区和江淮稻区北部迎来初次南迁峰;9月后东亚夏季风开始南撤,东北冬季风快速南下,稻纵卷叶螟种群也随之不断向南迁飞。(4)2007年稻纵卷叶螟在江淮稻区特大爆发的大气背景是:6月末—7月的强西南季风使沿江稻区迁入虫量比常年显著增加,也为7月下旬至8月下旬稻纵卷叶螟大规模向江淮稻区迁入奠定了虫源基础;7月份江南、华南地区的降水异常偏少使喜湿的稻纵卷叶螟种群进一步向沿江和江淮地区聚集;8月份东亚夏季风的回撤偏晚以及9月份华北地区和江淮地区北部的相对偏暖,使江淮稻区稻纵卷叶螟种群在当地滞留时间偏长、南迁起始期和高峰期异常偏晚。     

2015年福建省局部地区褐飞虱暴发成灾主要原因分析与防控对策

针对福建省2015年水稻褐飞虱暴发成灾,从昆虫种群生态学原理出发,结合历史相关资料,总结研究了导致2015年褐飞虱暴发成灾的主要原因.褐飞虱本地虫源和外来迁入虫源是重要诱因,极高的种群增长率是决定性关键内因,异常气候与水稻抽穗灌浆期契合形成的适宜环境及食物营养条件是决定性关键外因,田间防治技术问题则是导致灾害并造成重大损失的直接原因.褐飞虱持续治理对策方面,需加强褐飞虱种群监测与预警,开展抗药性监测与治理,实施稻田肥料和农药减施技术,并加强防控应用技术的研究与推广及技术培训,加快推进实施褐飞虱专业化防治.