垂直监测昆虫雷达研究进展

昆虫雷达可以远距离、 大范围、 快速地探测迁飞昆虫, 这极大促进了人类对昆虫迁飞行为的认识。垂直监测昆虫雷达技术是从20世纪70年代发展起来的一种监测高空迁飞昆虫种群的新工具。与传统的扫描雷达相比, 垂直监测昆虫雷达可以获得目标的位移速度、 位移方向、 定向、 体型大小和形状等参数, 因此, 对目标的识别能力更为精确。此外, 垂直监测昆虫雷达实现了在微机控制下的自动运行, 这使得应用昆虫雷达开展迁飞昆虫的日常监测成为可能。本文综述了垂直监测昆虫雷达的发展和应用, 介绍了设计原理和回波参数的解算方法, 讨论了其存在的不足及改进方案, 最后并对其在未来昆虫雷达网络建设中的应用进行了展望。     

迁飞昆虫的研究进展

昆虫迁飞是自然界普遍存在的一种现象,是昆虫在长期进化过程中形成的对环境的一种适应性,是为了减少竞争、躲避周围的不良环境或逃避天敌等而离开原来的生境,为了开拓新的资源而到达另一个生境的一种行为,它使该虫种得以繁衍。许多典型的迁飞昆虫都是重要的农业害虫,因此研究昆虫迁飞对掌握其灾变规律,提高人类控制害虫为害的能力有重大实践意义。本文拟从昆虫迁飞特点、影响迁飞昆虫的环境因子以及迁飞昆虫的生物学特性等方面对昆虫迁飞进行较系统的综述。１昆虫迁飞特点迁飞过去认为是主动地从一个地方飞到另一个地方,是较大范围内…     

追踪天使——雷达昆虫学30年

雷达昆虫学是一门新的学科分支。从它诞生起的30年来,英、美、澳、中四国的观测研究已初步阐明了昆虫在迁飞过程中的成层、定向、集聚等行为现象及其时空分布,揭示了大气结构和运动对昆虫迁飞的影响,为深化人们对昆虫迁飞行为机制的认识提供了许多令人耳目一新的画面;昆虫雷达技术也逐渐从研究走向实用,已经实现了对迁飞性害虫的长期、自动和实时监测。在全国建立VLR网并与GIS相结合,可望实现对我国重大虫灾的及时预警。     

昆虫迁飞行为的参数化

通过对雷达昆虫学研究和其他方法得到的研究成果的综合分析,提出一套昆虫迁飞行为参数化方案。即：起飞时间以日出日 晨昏朦影时 基准,降落时间依目标昆虫的迁飞牧场考具体取值;运行高度取边界层顶与目标昆虫飞行低温阈限所在高度之间的气流层。在运行方向取风向值并以目标昆虫的定中以修饰,运行速度与目标昆虫自身行速度的矢量和。这套方案可作为昆虫迁飞数值模拟的基础,为迁飞性害虫异地预测提供一种有效的工具 。     

昆虫迁飞行为的参数化Ⅰ.行为分析

通过对雷达昆虫学研究和其他方法得到的研究成果的综合分析,提出一套昆虫迁飞行为参数化方案。即：起飞时间以日出日没及晨昏朦影时刻为基准,降落时间依目标昆虫的迁飞特性具体取值;运行高度取边界层顶与目标昆虫飞行低温阈限所在高度之间的气流层,运行方向取风向值并以目标昆虫的定向加以修饰,运行速度为风速与目标昆虫自身飞行速度的矢量和。这套方案可作为昆虫迁飞轨迹数值模拟的基础,为迁飞性害虫异地预测提供一种有效的工具     

迁飞过程中昆虫的行为

根据国内外对昆虫迁飞的雷达观测结果,综述了迁飞过程中昆虫的成层、定向和集聚行为及其生态学意义。昆虫在迁飞过程中不完全是被动地随风飘流,而是在一定程度上自主地选择了自己的运行轨迹。它们选择在气温最高、风力最大和风向最适的高度成层,并通过定向进一步修饰位移方位,从而可最大限度地利用空气动力到达新的栖息地。同时,不同尺度的大气辐合过程使得迁飞昆虫集聚成足以在某种条件下引起局地爆发的高密度种群,而地面大发生种群形成与否取决于大气辐合的发生频率、强度和寿命,以及集聚起来的昆虫是否降落,在何时何地降落,是否还会再迁出等。阐明昆虫在迁飞过程中的各种行为机制是迁飞性害虫测报和防治的关键所在。     

华北地区昆虫秋季迁飞的雷达观测

1999年9－10月利用昆虫雷达对华北地区昆虫秋季回迁的观测表明,秋季迁飞主要发生于19：00－05：00时,飞行高度一般在300－2000m。迁飞方向与风向一致,多为从东北向西南方向迁飞。运行速度和飞行高度成正相关,迁飞个体的平均运行速度由392m高度的4.8m/s增加到2000m处的27.8m/s。空中灯光诱捕表明,甜菜夜蛾和棉铃虫为优势迁飞种类。     

小菜蛾远距离迁飞的证据研究综述

随着气候变暖,十字花科作物种植区北移,小菜蛾成为我国北方地区的重要害虫.远距离迁飞不仅引起小菜蛾大面积突然爆发,而且增大了抗药性基因扩散范围,导致抗药性大面积发展.阐明小菜蛾远距离迁飞对于早期监测预警与综合防治策略制订有重要意义.迄今为止,我国尚未对小菜蛾迁飞开展系统研究.本文总结了国内外有关小菜蛾远距离迁飞的研究结果,提出了小菜蛾远距离迁飞的证据:1)在冬季寒冷地区(如日本北部、加拿大西部和中国东北),小菜蛾无法越冬,推测翌年春季大量发生虫源是远距离迁飞而至;2)在海上观察船、山顶、海岛上或空中捕获到小菜蛾成虫,或直接观察到数量巨大的蛾群,为小菜蛾远距离迁飞提供了直接证据;3)小菜蛾地面成虫突增与昆虫远距离迁飞的适宜气象条件(如夜间逆温层、锋线过境等)相一致,为小菜蛾的远距离迁飞提供了适宜条件;4)垂直昆虫雷达识别的目标昆虫特征与小菜蛾的实验室测量特征和地面诱捕数据相吻合;5)小菜蛾不同地理种群的生物学性状和基因差异程度与地理距离无关,推测不同地点的小菜蛾之间进行频繁的基因交流;6)吊飞试验表明,小菜蛾具有远距离迁飞所需的飞行能力,且寄主植物的适合度下降可能是诱发小菜蛾迁飞的原因之一.最后展望了未来的研究方向:构建小菜蛾远距离迁飞轨迹模型,明确小菜蛾在我国远距离迁飞的路径;研究小菜蛾远距离迁飞的生理生化和生态学基础;提出小菜蛾迁飞条件下的种群抗药性治理策略.     

昆虫定向机制研究进展

许多昆虫具有定向运动的行为。对部分社会性昆虫和迁飞性昆虫定向行为的大量研究已经初步阐明太阳、地磁场、天体、风及地面标志物等都可能成为昆虫返巢和迁飞定向的线索。社会性昆虫具有对不同定向线索进行整合而实现精确导航的能力。日间迁飞性昆虫利用时间补偿太阳罗盘进行定向的机制亦已明确,但夜间迁飞昆虫的定向机制尚需深入研究。迁飞性害虫定向机制的明确将有助于判断害虫迁飞路径及降落区域,为迁飞害虫的准确预测提供科学依据。本文对昆虫的定向机制研究进展进行了综述。     

昆虫迁飞的调控基础及展望

昆虫迁飞是在长期适应多变的环境过程中进化形成的一种行为对策,也是昆虫的种类和数量繁多,以及迁飞害虫经常暴发成灾的主要原因.昆虫迁飞行为的发生不仅受到外界环境因素的影响,而且受到本身生理因素的调控.目前,国内外对此类研究主要集中在生态环境、生理因素、行为学以及种群遗传学方面的调控机制.随着分子生物学技术的发展,昆虫迁飞行为发生的分子调控机制也越来越受到重视.在对国内外主要昆虫迁飞调控机制概述的基础上,对新的分子生物学技术在昆虫迁飞调控中的应用进行了探讨与展望.