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。     

复杂地形下褐飞虱迁飞的数值模拟:个例研究

褐飞虱是影响我国水稻生产的重要迁飞性害虫之一,它的爆发严重影响水稻的生长,并诱发水稻病害,导致水稻减产。研究复杂地形条件下褐飞虱的迁出虫源地、空中迁飞轨迹、降落区,探明复杂地形对褐飞虱迁飞的影响机制,对害虫测报与防治、农业防灾减灾和保障我国粮食安全具有重要的理论意义和实践价值。为了分析覆盖复杂地形的大气动力场、温度场、湿度场对褐飞虱迁入及降落分布的影响,采用WRF-Flexpart耦合轨迹计算模式和GIS空间分析等方法,对2008年9月30日—10月3日发生在广东曲江、肇庆、梅县三站和湖北宜昌、安徽东至、江西吉安三站的褐飞虱迁入和降落过程进行了数值模拟,以揭示复杂地形条件下褐飞虱种群降落和密度分布的时空变化结构。(1)广东曲江、肇庆、梅县三站的后向轨迹模拟结果显示,迁入三站的虫源均来自该站点的西北方向。地形较高且复杂多变时,褐飞虱难以穿越且迁飞距离较短、方向多变。(2)湖北宜昌、安徽东至、江西吉安三站的前向轨迹模拟结果显示,当站点附近的山脉较低且有山谷通道,褐飞虱沿山脉顺风方向迁飞,且迁飞距离较远。当山脉地势较高且没有明显的山谷,则褐飞虱遇到山脉阻挡而转向造成种群滞留。(3)褐飞虱迁飞种群的密度沿山脉走向呈带状分布,山坡较为陡峭、断崖显著时,向远离山体的方向迁飞。若山脉由多个山岭构成,则褐飞虱可从其峡谷穿越,密度分布较为分散。(4)强水平气流有利于褐飞虱的远距离迁飞,下沉气流对褐飞虱降落起着重要的作用,当有强下沉气流且气温较高时,有利于褐飞虱种群的降落,并聚集形成高密度迁入区。(5)垂直方向上,在一定的温度范围内,褐飞虱趋向于在暖层中迁飞。褐飞虱密度沿河谷地带呈带状分布且密度高值区多分布在较温暖的地区。秋季,褐飞虱降落区多分布在相对湿度50%左右的区域。模拟的褐飞虱迁飞轨迹、迁飞方位角和迁飞距离等与实际发生的褐飞虱迁飞路径和降虫区之间偏差较小,该模拟方法较大程度地提高了我国迁飞性害虫的业务预报水平。未来拟提高测报褐飞虱虫情数据的时空分辨率,以为得到较高准度和精度的模拟结果。     

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。     

FLEXPART模式模拟褐飞虱回迁的适用性

褐飞虱是威胁我国水稻生产安全的主要害虫之一,已经严重地威胁到我国南方地区水稻的安全生产。褐飞虱作为一种风媒迁飞性昆虫,与大气气溶胶粒子的运动相似。采用褐飞虱迁飞相关参数,利用WRF-FLEXPART模式模拟分析两次褐飞虱秋季回迁过程。通过模拟2013年9月20—24日褐飞虱迁入兴安县的迁飞过程,发现褐飞虱虫量的模拟结果与实验观测到的褐飞虱高空灯诱数据相近、变化趋势一致,相关性达到0.49(P0.01)。褐飞虱迁飞峰的模拟值平均早于观测值1.5h,这可能与褐飞虱起飞迁飞的主动性及其生理特性等有关。模拟2008年10月5—7日一次冷锋无降水天气过程中的褐飞虱迁飞过程,发现此次冷锋南下和降温过程对褐飞虱的回迁影响显著,主要表现在:(1)在迁飞轨迹上,受热带气旋影响,广西、贵州、湖南和广东西部地区以东北风为主,有利于褐飞虱向西南方向的迁飞;(2)在虫量密度分布上,广东中部地区同时具备了较好的动力和温湿条件,促使大量褐飞虱向着该地区(较温暖)迁入,而湖北地区虽以西北—东北风为主,但地面气温较低(低于广东地区),不利于褐飞虱的大量迁入。综上所述,WRF-FLEXPART模式适用于褐飞虱的迁飞模拟且有较好的模拟能力,该研究对我国褐飞虱灾变的准确预警、病虫测报水平的提高具有重要的参考价值。     

监测害虫迁飞的全自动雷达

在过去30年里,专用昆虫雷达大大深化了我们对昆虫迁飞,尤其是在高达1km高度夜间迁飞的认识。早期的昆虫雷达无法开展长期监测,这种缺陷现已被一种新型的全自动雷达所克服。这种“昆虫监测雷达”（IMR）造价低廉,可自动采集并通过电话网远程传输观测数据。其ZLC制式使其能够获得高质量的迁飞个体的飞行参数从而提高目标鉴别能力。目前,在澳大利亚东部的半干旱内陆地区,即迁飞性鳞翅目害虫和澳大利亚疫hortoicetes terminifera)的虫源区,装置了两部IMR并连续监测其迁飞活动,本报告了这两部雷达的部分监测结果。IMR能提供构成昆虫迁飞系统所需的若干参数,即估测迁飞事件在特定季节,特定方向响应于特定环境条件和信号而发生的概率,为害虫治理机构和测报人员提供对主要迁入事件及其目标害虫可能在迁入区的预警,而且,IMR还可用于更广泛的生态监测,特别是空中生物流量年际变化的定量监测。     

桂东北稻区第七代褐飞虱迁飞规律及虫源分析

褐飞虱是我国水稻上的一种重要迁飞性害虫,在桂东北稻区不能越冬。近年来,作为次害代的第7代褐飞虱在桂东北稻区频繁暴发,桂东北稻区作为褐飞虱南北往返迁飞的重要通道,研究阐明该稻区第7代褐飞虱的迁飞规律及虫源分布,对第7代褐飞虱的早期预警和有效防控意义重大。利用灯光诱捕的方法研究了2007—2010年桂东北稻区褐飞虱的迁飞动态,并运用大气质点轨迹分析平台HYSPLIT(Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory)和气象图形处理软件GrADS(Grid Analysis and Display System)对褐飞虱迁入、迁出峰次进行轨迹分析和气象背景分析。结果表明:(1)桂东北稻区第7代褐飞虱每年都会出现2—3次迁飞高峰,虫量高峰期主要集中在9月底至10月上旬。(2)迁入虫源主要来自江西中西部和湖南中东部稻区,从本地起飞的部分褐飞虱飞行24 h或36 h后能到达广西南部沿海、越南北部和海南等越冬区。(3)925 hPa的温度高则褐飞虱虫量高;盛行东北气流较多的年份,褐飞虱发生严重;微弱的下沉气流和无雨天气有利于褐飞虱的迁飞。     

稻飞虱种群发生的调查与取样技术

稻飞虱是中国和许多国家水稻生产上的主要害虫,属r对策暴发危害类型。其中,褐飞虱和白背飞虱是典型的远距离迁飞性害虫,具有大区域同期"突增"和"突减"的灾变特性;灰飞虱则主要以本地越冬为主,远距离迁飞对种群结构的影响较小,但其传播的病毒病对水稻生产的影响更甚。针对3种稻飞虱的生物学特性,本文发展了稻飞虱田间种群发生与危害等的调查与取样技术,为其种群发生及其监测预警提供技术支撑。     

褐飞虱又一种危害方式及其损失估计

褐飞虱Nilaparvatalugens（Stal）是水稻的主要害虫,常年其自然为害损失超过其它任何一种害虫。对褐飞虱的刺限为害同人早有共识,但有一种为害方式──以产卵器划破德颈产卵,导致水稻产量下降,至今未有报道。为了弄清其危害损失程度,给测报和防治提供依据,我们就此进行了调查,现将结果报道于下。1调查方法1．1田间调查：选择褐飞虱不同密度的稻田（品种汕优63）,在水稻收获前跳跃式取样,每点2穴,共查20穴;并数得20穴总株数。将20穴所有穗颈有产卵痕的稻穗取下,观察产卵痕部位,同时在同一穴中取相当数量和大小的无褐飞虱产卵痕…     

水稻飞虱的抗药性监测研究

1989-1993年选用有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯三大粪12种常用杀虫剂,对水稻褐飞虱和白背飞虱进行了5年系统的抗药性监测研究,发现两种飞虱对药剂的敏感性年度间变化较大,分析可能与其迁飞习性有关。将我们所测的LD50与日本Nagata(1967)测定结果比较．褐飞虱对有机磷类的抗性倍数为3.22-16．12倍,对氨基甲酸酯类为5．59-9．12倍;白背飞虱对有机磷类的抗性为48．90-208.16倍．对氨基甲酸酯类为3．29-19．50倍．抗性发展速率明显高于褐飞虱。两种飞虱对菊酯类药剂的敏感性差异较大。抗马拉硫磷的褐飞虱种群对二氯苯醚菊酯表现较高交互抗性。     

绿僵菌及其与dsRNA混合使用对褐飞虱的防治效果

褐飞虱Nilaparvata lugens Stl是我国重要的迁飞性水稻害虫,本文研究了金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae及其与dsRNA混合使用对褐飞虱的防治效果。绿僵菌悬浮液1.6×108孢子/m L至8×106孢子/m L对褐飞虱2龄、4龄和成虫进行喷药,发现1.6×107孢子/m L对各个虫态虫龄均有良好致死效果,并且成虫和4龄若虫均好于2龄若虫。在交配行为上来看,绿僵菌处理过的褐飞虱成虫活跃度非常低,从配对开始一直到交配结束的各个阶段都受到明显影响,处理组3 h的交配率只有3.70%,而对照组的交配率为24.44%。还把褐飞虱几丁质合成酶基因A的dsRNA与绿僵菌混合使用防治褐飞虱2龄和4龄若虫,结果表明0.5μg/μL ds CHSA与绿僵菌混合使用的防治效果最好,2龄若虫的死亡率为89.63%,4龄若虫的死亡率达到93.94%。而0.2μg/μL ds CHSA与绿僵菌的混合,对2龄和4龄若虫的致死率为65.56%-76.52%。研究结果为褐飞虱的生物防治提供了新的思路。     

A REINTERPRETATION OF THE ONTOGENY OF THE ASCOCARP OF SPECIES OF THE ERYSIPHACEAE

A study of four species of Erysiphaceae (Uncinula salicis, Podosphaera leucotricha, Erysiphe cichoracearum, and Microsphaera diffusa) revealed that the binucleate stages of the ascocarp are initiated in a similar manner to those of Diporotheca rhizophila Gordon & Shaw. The “appendages” developing on immature ascocarps are considered to be receptive hyphae. Appendages characteristic of mature ascocarps are produced much later. Lysis of certain centrum cells occurs, and asci are initiated from some of the remaining binucleate centrum cells. Resorption of centrum cells by the asci is supported by this investigation, corroborating Björling's earlier studies on Erysiphe graminis.