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。     

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)。     

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。     

光照、温度及食物的变化对稻纵卷叶螟迁飞的效应

本文分析了各发生区域稻纵卷叶螟迁出期间的主要自然条件,并在实验室人工控制条件下模拟稻纵卷叶螟自然种群发生区域光照、温度及食物的季节性变动对迁飞的效应。春夏季北迁主要是由逐渐上升的高温所引起;秋季光照的逐渐缩短并伴随温度的逐渐降低是诱导南迁的主要因素。春夏季北迁的临界高温是日均温逐渐上升至28.2℃;秋季南迁的临界光照为日光照逐渐缩短至13小时30分,温度降为24℃。各自然发生区域迁出的临界值有所不同。幼虫期食物及成虫期补充营养对迁飞有显著的影响。     

稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis)迁飞的多普勒昆虫雷达观测及动态

在2007年7～9月江淮稻区稻纵卷叶螟大发生期间,利用多普勒昆虫监测雷达在南京市浦口区对稻纵卷叶螟成虫的迁飞活动进行了监测,结合大气风温场的数值模拟,研究了稻纵卷叶螟成虫的空中飞行参数和种群迁飞动态。结果表明：稻纵卷叶螟多选择在黄昏18：30以后大规模起飞,空中虫群密度在20：00～22：00时最大,迁飞过程可持续到次日5：00;稻纵卷叶螟主要选择在500m以下高度飞行。空中虫群具有聚集成层的现象,虫层多在100～500m高度之间形成,有时形成两个虫层,成层现象与低空急流关系密切,与温度没有直接关系。迁飞过程分析表明,浦口区的六（4）代稻纵卷叶螟在台风、副热带高压和江淮气旋的影响下,先后出现了多次迁入迁出过程。低压系统外围的下沉气流很可能是稻纵卷叶螟两次集中迁入的主要原因。     

稻纵卷叶螟2010年的一次迁飞过程及其虫源分析

2010年6月10-12日, 我国华南、 江南南部稻区出现了稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis （Guenée）的大范围同期突增。为了明确此次同期突增的虫源性质, 进一步揭示稻纵卷叶螟大规模降落的大气动力学机制, 我们利用HYSPLIT轨迹分析平台、 地理信息系统ArcGIS和气象图形软件GrADS, 对稻纵卷叶螟的迁飞过程及大气背景场进行了个例研究。结果表明： （1）粤北大范围的稻纵卷叶螟突增以外地迁入种群为主, 部分为本地繁殖种群; （2）西南低空急流为稻纵卷叶螟的远距离迁飞提供了运载气流, 稻纵卷叶螟迁飞种群的集中降落是降雨造成的, 主降区位于雨区边缘的曲江、 紫金、 佛冈等地区, 降雨区的空间分布直接导致了曲江、 南雄地区降虫量的巨大差别; （3）稻纵卷叶螟迁入峰的主要虫源地分布在广东西南部稻区, 6月上旬以阳春为代表的虫源地的双季早稻进入扬花灌浆期 乳熟期, 叶片营养恶化, 稻纵卷叶螟处于成虫盛发期, 存在为粤北大规模迁入提供虫源的可能。     

2010年广西兴安地区稻纵卷叶螟发生动态及迁飞轨迹分析

稻纵卷叶螟是我国水稻上的重要害虫,近年来给我国水稻生产造成严重的损失。兴安地区位于广西东北部是每年稻纵卷叶螟在我国南北往返的必经之路,分析该地区稻纵卷叶螟的种群动态和迁飞规律,对全国稻纵卷叶螟的预测预报和防治工作意义重大。采用灯光诱捕、田间系统调查与雌蛾卵巢解剖的方法研究了2010年广西兴安地区稻纵卷叶螟的发生动态和世代虫源性质,并运用大气质点轨迹分析平台HYSPLIT和气象图形处理软件GrADS对2010年广西兴安地区稻纵卷叶螟迁飞高峰期进行了迁飞轨迹和气象背景分析。结果表明:(1)稻纵卷叶螟种群数量在广西兴安地区随季节变化明显,年发生6代,于4月底迁入,迁飞活动主要集中在5月下旬-8月中旬。在双季早稻田、单季中稻田和双季晚稻田均发生3代,且在不同类型田中重叠发生,其在双季早稻田的发生量明显高于单季中稻田和双季晚稻田。(2)明确了兴安地区稻纵卷叶螟各世代虫源性质。第2、3代主害双季早稻,均为迁入虫源;第4代数量最多,主害双季早稻,属于迁入虫源在本地繁殖世代;7月中下旬连续降雨天气阻碍第四代稻纵卷叶螟从本地迁出,滞留单季中稻为害。第5代主害单季中稻,虫源性质复杂,主要为本地虫源本地繁殖型,既有迁入,又有迁出;第6代前期主害单季中稻,后期主害双季晚稻,第7代为害双季晚稻,虫源性质均为本地虫源大部迁出型。(3)2010年广西兴安5月上旬稻纵卷叶螟迁入虫源地来自广东沿海阳江和湛江稻区,6月中旬大规模迁入虫源地主要来自广东沿海雷州半岛稻区。低空激流为稻纵卷叶螟的迁入提供了运载气流,而当时的降雨是迫使稻纵卷叶螟集中降落的主要原因。10月中旬从本地迁出的稻纵卷叶螟,随东北气流南下可到达广西沿海北海市。     

稻褐飞虱迁飞规律的研究

褐飞虱已成为我国当前水稻生产上的重要害虫。初步查明,褐飞虱在我国过冬地区的分布大体以一月份12℃等温线为北限,由于各年冬季气温高低的不同,越冬北界摆动于北纬21—25°之间;冬季田间有无稻苗存活,是能否在当地过冬的生物指标。按越冬分市可划分为:1.终年繁殖区:北纬19°以南的海南岛南端;2.少量越冬区:海南岛中部至北回归线之间;3.不能越各区:常年在北回归线以北无越冬。 褐飞虱常年不能越冬的广大稻区内,每年春夏季发生的虫源,经近年来多方面研究,证明是自南向北远距离迁飞而来。 根据褐飞虱在我国的越冬分布,南、北各稻区发生的代数和季节性种群消长规律,试将我国东半部划分为六个发生区:即终年繁殖区、少量越冬区、南岭6、7代区、岭北5代区、沿江4代区、沿淮2—3代区。 近三年的研究,特别是1977年在我国各稻区设点进行迁飞跟踪观察表明,春、夏季向北迁飞有五个过程,秋季又有三次向南回迁。褐飞虱在我国东半部的迁飞途径大体是:4月中、下旬—5月上旬第一次“北迁”,是由19°N以南终年繁殖区迁到两广南部20—23°N之间;5月中、下旬—6月上旬第二次“北迁”,是由海南岛中部往北及中南半岛同纬度地区迁到我国两广南部和南岭地区;6月中、下旬—7月初第三次“北迁”,是由两广南部稻区主迁到南岭以北至长江南岸;7月上、中旬第四次“北迁”,是由南岭地区主迁到长江中下游地区,井波及淮河流域;7月下旬—8月初第五次“北迁”,是自岭北、沿江区南部迁到江淮间及淮北稻区。8月下旬—9月初沿淮、淮北中稻成熟,开始往南回迁,9月中旬出现由江淮间迁向长江以南的回迁峰;9月下旬—10月上旬,由长江中、下游回迁到南岭以北各地;10月中旬起—11月间,由江南、岭北回迁到华南以及更南地区。通过上述研究,初步提出我国东半部地区褐飞虱的发生区划与迁飞路线图。     

2003年我国稻纵卷叶螟特大发生的气候背景

2003年稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis Guenée在我国特大暴发,给水稻生产带来了严重的损失。为了揭示大发生种群形成的原因,本文对2003年稻纵卷叶螟种群动态和气候背景进行了分析。结果表明:气候异常是2003年稻纵卷叶螟特大发生的主要原因。(1)2月越南北方、华南南部气温异常偏高,导致成虫始见期为历史最早年份,初始虫源量成倍增长。(2)7月份西北太平洋副热带高压异常偏强、偏西,导致江南地区出现严重的高温干旱,促使江西、湖南早、中稻上的稻纵卷叶螟大规模北迁至长江中下游单季晚稻区。(3)8月份下旬—9月上旬,西太平洋副热带高压的南撤较常年明显偏迟,高压区长时间控制我国华东地区,形成了秋季高温、季风转换推迟的现象,导致江淮地区六(4)代成虫未能回迁,而是滞留在当地,比常年多发生了一个世代。     

我国低空急流的时空分布与稻飞虱北迁

利用国家气象局高空气象资料（CD版）统计了1986－1995年间昆虫迁飞季节内（3－9月份）低空急流发生的时空变化和抉学,并与稻飞虱的北迁作了相关分析。结果表明,低空急流的发生区域分布于百色,锦州,嫩江一线的东侧,长时间,大尺度的低空急流有利于稻飞虱的远距离北迁和大范围降落,3月下旬和5月下旬稻飞虱始见期的北界与低空急流的16．5℃等温线相吻合,而后其始见期北界与低空急流前缘所至基本吻合。据此提出可以低空急流作为监测稻飞虱迁飞的预警参数,再结合虫情资料预测稻飞慢迁入区的分布。     

Changing patterns of the East Asian monsoon drive shifts in migration and abundance of a globally important rice pest

Numerous insects including pests and beneficial species undertake windborne migrations over hundreds of kilometers. In East Asia, climate-induced changes in large-scale atmospheric circulation systems are affecting wind-fields and precipitation zones and these, in turn, are changing migration patterns. We examined the consequences in a serious rice pest, the brown planthopper (BPH, Nilaparvata lugens) in East China. BPH cannot overwinter in temperate East Asia, and infestations there are initiated by several waves of windborne spring or summer migrants originating from tropical areas in Indochina. The East Asian summer monsoon, characterized by abundant rainfall and southerly winds, is of critical importance for these northward movements. We analyzed a 42-year dataset of meteorological parameters and catches of BPH from a standardized network of 341 light-traps in South and East China. We show that south of the Yangtze River during summer, southwesterly winds have weakened and rainfall increased, while the summer precipitation has decreased further north on the Jianghuai Plain. Together, these changes have resulted in shorter migratory journeys for BPH leaving South China. As a result, pest outbreaks of BPH in the key rice-growing area of the Lower Yangtze River Valley (LYRV) have declined since 2001. We show that these changes to the East Asian summer monsoon weather parameters are driven by shifts in the position and intensity of the Western Pacific subtropical high (WPSH) system that have occurred during the last 20 years. As a result, the relationship between WPSH intensity and BPH immigration that was previously used to predict the size of the immigration to the LYRV has now broken down. Our results demonstrate that migration patterns of a serious rice pest have shifted in response to the climate-induced changes in precipitation and wind pattern, with significant consequences for the population management of migratory pests.     

Brown planthopper Nilaparvata lugens was concentrated at the rear of the typhoon Soudelor in Eastern China in August 2015

Sometimes, extreme weather is vital for the population survival of migratory insects by causing sudden population collapse or outbreak. Several studies have shown that rice planthopper migration was significantly influenced by typhoons in eastern Asia. Most typhoons occur in the summer, especially in August. In August, brown planthopper Nilaparvata lugens (Stål) migrates northward or southward depending on wind direction, and thus typhoons can potentially influence its migration process and population distribution. However, this has not yet been studied. This paper reported a case study on the effects of Typhoon Soudelor on the summer migration of N. lugens in eastern China in 2015. The migration pathways of N. lugens were reconstructed for the period under the influence of a typhoon by calculating the trajectories and migration events in eight counties of the Yangtze River Valley region with ancillary information. Trajectory modelling showed that most migrants took short distance migrations (less than 200 km) under the influence of the Typhoon Soudelor. Numerous N. lugens migrants were concentrated and deposited at the rear of the typhoon during the last 5 days of Typhoon Soudelor on August 9–13 due to horizontal convergence, and this led to an outbreak population. These results indicated that the N. lugens population was redistributed by the typhoon in the summer and that the population dynamics at the rear of a typhoon should be kept under close surveillance. This study provided insight into migratory organisms adapting to atmospheric features.     

不同水稻品种对稻纵卷叶螟生长发育、存活、生殖及飞行能力的影响

系统研究了稻纵卷叶螟在6种不同水稻品种(常规粳稻武育粳3号,杂交粳稻宁粳1号,常规籼稻TN1,杂交籼稻汕优63,超级杂交籼稻两优培九,超级杂交籼粳稻甬优9号)上取食后的发育历期、存活率、卵巢发育进度、繁殖力和飞行能力.结果表明,武育粳3号和宁粳1号能显著延长稻纵卷叶螟未成熟期的发育历期,降低其存活率,延缓卵巢发育进度,降低成虫繁殖率,并提高成虫的飞行能力;不同水稻品种间的影响存在显著差异,其影响从大到小排列为杂交粳稻＞常规粳稻＞常规籼稻＞杂交籼稻＞超级杂交稻.这说明,幼虫期营养对稻纵卷叶螟的生长发育、存活、生殖和飞行能力具有显著影响.     

基于最大熵模型预测气候变化下河蚬在中国的潜在分布

河蚬是一类在我国广泛分布的底栖贝类,具有重要的经济价值及生态价值。近年来,河蚬野生资源量锐减,了解河蚬在国内的潜在分布能为河蚬的保护和合理利用提供重要参考。基于河蚬在中国的136个分布点和8个环境因子,采用ENMeval包和biasfile优化后的最大熵模型(MaxEnt)预测分别河蚬现代和未来(2041—2060年和2081—2100年) 6个气候情景下的潜在分布。综合Jackknife检验、置换重要值和环境因子贡献率评估影响现代河蚬潜在分布的主要因子,比较未来气候情景下潜在适生区差异从而分析预测河蚬适宜分布的变化。结果表明：(1)优化后的MaxEnt模型预测准确度极高,平均AUC值为0.900±0.037,平均AUC_DIFF值为0.019,现代河蚬潜在分布区域总面积为188.33×10⁴ km²,主要集中在长江流域、海河流域、淮河流域、珠江流域、东南沿海区域以及黄河流域下游和渤海湾沿岸区域。(2)影响河蚬潜在分布的主要环境因子为海拔、温度(年均温和温度年较差)和降水(年降水量)。(3)在未来6种气候情景下,河蚬主要潜...     

Use of wetlands at the mouth of the Yangtze River by shorebirds during spring and fall migration

ABSTRACT.   The mouth of the Yangtze River is an important stopover site for migratory shorebirds using the East Asian-Australasian Flyway. From 1984 to 2004, we censused and banded shorebirds and monitored hunting activities at the mouth of the Yangtze River to understand how shorebirds used the study area. Counts and banding data revealed greater numbers of shorebirds at the mouth of the Yangtze River during northward migration (spring) than during southward migration (fall), with ratios varying from 1.5:1 to 7.2:1 at different sites from 1984 to 2005. The most common species observed during spring (northward) migration were Great Knots ( Calidris tenuirostris ), Red Knots ( Calidris canutus ), Bar-tailed Godwits ( Limosa lapponica ), Sharp-tailed Sandpipers ( Calidris acuminata ), and Red-necked Stints ( Calidris ruficollis ). During spring 2003–2004, 96.98% of the shorebirds observed were adults (ASY or older) and 3% were after hatching-year and second-year birds (AHY or SY). In contrast, almost all (94.73%) birds counted during the fall were hatching-year (HY) birds. These results indicate that adult shorebirds either use a different migration route during fall migration or use the same route, but do not stop at the mouth of the Yangtze River. HY birds, however, may depend on the coastal stopover sites for feeding during their first southward passage.     

中国有尾两栖类地理分布格局与扩散路线

通过绘制我国有尾两栖类的地理分布图,分析该类群的地理分布格局与可能的起源和扩散路线。研究结果表明,有尾两栖类在我国的地理分布格局,有三个关键区域:1.位于长江上游的、有尾两栖类物种丰富度最高的横断山区,是有尾两栖类的分布中心,该区域很可能亦为有尾两栖类的起源中心及主要特化中心;2.三个次级分布与特化中心,大别山-淮河流域区、南岭-珠江流域区、浙闽山地-江南水乡区;3.四个小型的三级分布与特化中心,台琼海岛区、东北长白山-三江流域区、秦巴山地-汉江渭河流域区、天山-伊犁河流域区。另外,该类群可能的迁移和扩散路线可归纳为:沿着各水系,从分布中心分别向东西南北四个方向迁移和扩散,其中以向北和向东为主,向南和向西扩散的种类较少。向北扩散的主要是小鲵科(Hynobiidae)的一些种类,向东扩散的种类则以蝾螈科(Salamandridae)物种为主。广布于我国东部的隐鳃鲵科(Cryptobranchidae)种类,极可能是该类群向北和向东这两个方向扩散的结果。研究结果表明,东亚两栖动物区系具有明显的整体性,即东亚两栖动物区系是单源的、本地起源的。本项研究结果支持中国日本界假说。     

Field evaluation of effects of transgenic <Emphasis Type="Italic">cry1Ab/cry1Ac,cry1C</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">cry2A</Emphasis> rice on <Emphasis Type="Italic">Cnaphalocrocis medinalis</Emphasis> and its arthropod predators

The impacts of transgenic Bt rice on target pests and their predators need to be clarified prior to the commercialization of Bt rice. In this study, the percentages of folded leaves of three transgenic Bt rice lines and non-transgenic parental rice line caused by Cnaphalocrocis medinalis were studied over two successive growing seasons. In addition, the population densities, relative abundance and population dynamics of C. medinalis and four species of its natural arthropod predators were investigated at three sites in China. The results showed that rice line significantly affected the percentages of folded leaves and population densities of C. medinalis larvae. Significantly higher percentages of folded leaves were observed on the non-transgenic rice compared with the three transgenic Bt rice on most sampling dates. Significantly higher densities of C. medinalis larvae and higher relative abundance of C. medinalis within phytophages were found on non-transgenic rice compared with three transgenic Bt rice at different sites across the study period. The population dynamics of C. medinalis larvae were significantly affected by rice line, rice line×sampling date, rice line×year, rice line×sampling date×year. However, there was little, if any, significant difference in the relative abundance, population density and population dynamics of the four arthropod predators between the three Bt rice lines and non-transgenic rice. The results of this study indicate that the Bt toxin in transgenic Bt rice can effectively suppress the occurrence of C. medinalis, but has no significant effects on the occurrence of the four predatory arthropod species.