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。     

南京地区12种常绿阔叶树种冬季抗寒性动态变化

选取南京地区露地引种的12种常绿阔叶树种,借助电导法对其抗寒性进行研究,结果表明:12种常绿树种在2003年与2005年冬季期间,抗寒能力高低排序具有很好的一致性与重复性.12种常绿树种在2005年10月至2006年3月期间随冬季低温诱导进行其抗寒能力呈逐渐增强趋势,其中在1月中旬树种抗寒能力均达到最强,而通常在10月份或3月份期间树种抗寒能力最弱.比较而言,12种常绿阔叶树种对冬季低温条件响应的快慢程度各有差异,其中樟科的香樟(Cinnamomum camphora)、浙江樟(Cinnamomum japonicum)属于低温快速响应型,而冬青科的冬青(Ilex purpurea)、大叶冬青(Ilex latifolia)属于低温滞缓响应型,其余树种为正常响应型.12种常绿阔叶树种试验所得抗寒能力结果与引种地冬季观察结果具有很好的对应性.研究结果可为常绿阔叶树种进一步向较高纬度地区的引种与栽培管理工作提供重要的参考.     

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)。     

常绿阔叶树种的耐低温特性及其生态学评价

选取在南京地区已露地引种的 2 4种常绿阔叶树种 ,其自然分布北界止于亚热带不同的纬度 ,运用生理生态方法 ,测定它们在模拟低温处理下的电导率 ,并结合寒冷指数和引种后其适应性表现 ,分析这些树种的耐低温能力。结果表明 ,以某一树种自然分布北界气象资料为依据的寒冷指数与其自然植被的水温条件关系更为密切 ,寒冷指数有时不能反映树种本身耐低温能力的高低。如乐东拟单性木兰 ,其自然分布于亚热带南部 2 6°N,引种到南京耐低温表现明显好于自然分布于亚热带北部的香樟。而采用低温循环仪自动降温程序模拟冰冻处理来测定离体叶片的相对电导率 ,计算出各常绿阔叶树种叶片的半致死温度 ,能定量地反映这些树种本身的耐低温能力高低。在测试中如借助已知耐低温能力的树种作对照 ,其数据结果可作为常绿园林阔叶树种能否向更高纬度引种的重要参考依据。在上述研究基础上选出 6种 ,以其离体叶片为试材 ,测定其可溶性糖和游离脯氨酸含量 ,结果显示 ,随处理温度的降低 ,可溶性糖和游离脯氨酸的含量呈增加趋势 ,然而只有在适宜的处理下才呈现规律性变化 ,这些研究结果可作为树种耐低温能力的定性补充证据。对常绿阔叶树种的耐低温能力评价及预测有重要的参考价值     

近30年气候异常对江苏省褐飞虱灾变性迁入的影响

近30年来,中国褐飞虱的灾变性迁入因受气候变化的影响而出现了明显的时空变异,为了揭示气候异常对褐飞虱区域性灾变的影响,为我国褐飞虱灾变预警及其区域危害的防控提供理论依据,在收集1983—2008年江苏省32个植保站褐飞虱灯诱资料、1981—2008年太平洋海表温度和南方涛动指数数据及1983—2008年江苏省70个气象台站降水和气温观测资料的基础上,选取高邮、通州和宜兴作为江苏省不同水稻生长区的代表性测站(其中高邮代表江淮稻区,通州代表苏北沿海稻区,宜兴代表苏南稻区),通过对近30年来太平洋海温场、南方涛动、迁入区降水和温度异常与江苏省褐飞虱发生程度之间关系的分析,探讨了气候异常对该省褐飞虱灾变性迁入的影响。结果表明:(1)赤道东太平洋海表水温持续偏高的厄尔尼诺事件多引发江苏省褐飞虱偏重以上程度的发生,且其首次迁入峰的出现时间与厄尔尼诺事件开始期之间有1—14个月的滞后期。(2)南方涛动指数(SOI)持续出现负值的厄尔尼诺事件发生的当年或次年,褐飞虱为偏重以上的发生程度,且其首次迁入峰的出现时间滞后于SOI负值开始期1—14个月。(3)登陆并影响江苏的强热带气旋偏多的拉尼娜年也会出现褐飞虱偏重以上的发生。(4)降水对褐飞虱迁入的影响明显,但有限制条件;降水量大、降水日数多的年份褐飞虱迁入量大、发生程度重;以6—10月降水量、降水日数和降水强度为预报因子,建立了褐飞虱发生等级的回归方程,方程拟合和试报效果好。(5)夏秋季6—10月地面气温的异常对江苏省褐飞虱迁入的发生有一定的影响,秋温偏高的年份常导致江苏省褐飞虱偏重以上的发生。     

大气低温胁迫对中国褐飞虱年内初始迁入的影响

为了揭示大气低温胁迫对中国褐飞虱年内初始迁入的影响,更好地预警来自境外的褐飞虱早期迁入,通过统计2000-2017年中国华南、西南两个稻区褐飞虱年内的始见期和首次迁入峰日,逆推其迁飞轨迹和虫源区,分析大气温度场对迁飞过程产生的作用,比较了褐飞虱在我国不同稻区、不同年内初始迁入期受大气低温胁迫产生的作用差异。结果表明：（1）近年来褐飞虱初始迁入中国的时间提前,初始迁入华南稻区的时间比西南稻区早,华南稻区始见期提早可能与褐飞虱种群越冬北界北移有关。（2）西南稻区褐飞虱年内初始迁入的境外虫源主要来自缅甸,华南稻区年内初始迁入的境外虫源主要来自越南和老挝的中北部。（3）对盛行迁飞层的温场分布研究表明,在褐飞虱年内初始迁入过程中低温屏障发生的概率约为54.4%,迁入当晚降虫地的平均低温强度为13.45℃,平均降温幅度为1.88℃。其中低温胁迫在华南稻区表现更为显著（发生概率为58.3%,平均强度为13.18℃）,在始见期表现得更明显（发生概率为70.6%,平均强度为12.53℃）。     

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。     

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。