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     

昆虫迁飞行为的参数化Ⅱ.模式与检验

对通过昆虫迁飞行为分析得到的迁飞时间参数、高度参数、速度和方向参数等分别以一定的数学形式加以表达。其中,起飞时间以日出日没及晨昏朦影时刻为基准,用天文公式求出;边界层顶与飞行低温阈限所在高度及运行高度上的风速、风向由一维湍能（ＴＫＥ）模式以Ｅ－ε闭合做数值模拟：对飞行力较弱的小型或微小昆虫做随风运行处理,而对大型昆虫则根据其自身的飞行速度和定向方位与其飞行高度上的风向风速做矢量运算,求得位移方向和速度。通过我国小地老虎和草地螟标放回收试验结果的检验,表明本文提出的迁飞行为参数化方案是合理可行的。以此为基础组建数值模型进行昆虫迁飞轨迹分析,可望进一步提高迁飞性害虫异地预测的水平     

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。     

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。     

昆虫迁飞行为的参数化

对通过昆虫迁飞行为分析得到的迁飞时间参数、高度参数、速度和方向参数等分别以一定的数学形式加以表达。其中,起飞时间以日出日没及晨昏朦影时刻为基准,用天文公式求出;边界层顶与飞行低温阈限所在高度及运行上的风速、内上一维能（ＴＫＥ）模式以ε闭合做数值模拟;对飞行力较经的小型或微小昆虫做随风运行处理,而对大型昆虫则根据其身的冰行速度和定向方位与其飞行高度上的风向风速做夭量运算,求得位移方向和速度。通过我国     

在中国应用垂直波束雷达监测褐飞虱和其他水稻害虫迁飞的可行性

近年来,可用于昆虫迁飞研究且可自动运行的垂直波束雷达(vertical-looking radar,VLR)的发展使得对迁飞性害虫的周年长期自动监测成为可能。本文提供了我们对能否将这种雷达应用于中国的褐飞虱和其他水稻害虫的监测与预测体系以改善其综合治理的可行性研究结果。以往的研究已经表明,这些害虫一般在300—2000m高度迁飞;而我们根据褐飞虱的雷达和射有效截面的计算结果表明,目前使用的3．2cm波长的VLR对褐飞虱个体目标的最大可检测高度仅约240m;虽然建造一部8．8mm波长的VLR即可覆盖褐飞虱迁飞高度的绝大部分,但其造价和维护费用均过于昂贵。为此,一个更可行的解决方案是,以3．2cm波长的VLR作为包括大多数水稻害虫在内的个体较大的迁飞性害虫的监测工具。     

昆虫迁飞轨迹的数值模拟(英文)

国内外目前应用的迁飞轨迹模型都是大气扩散模型,其时空分辨率难以满足昆虫迁飞轨迹分析的要求,且均未考虑迁飞昆虫自身的行为反应。本文通过将昆虫迁飞行为参数化,并选用一维ＴＫＥ模式,以国家气象局的常规气象资料为基础,以Ｅ－ε闭合求其数值解,模拟出边界层内任意迁飞高度上的风温要素值,从而建立起以边界层气象学和昆虫迁飞行为生态学为基础的昆虫迁飞轨迹分析的数值模型,为昆虫迁飞行为研究和迁飞性害虫的异地预测提供了一个有效的工具,并以国内粘虫、草地螟和小地老虎的标放回收试验结果,进行了个例分析和检验。     

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。     

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。     

昆虫雷达让我们看到了什么?

昆虫雷达的应用深化了人们对昆虫迁飞行为机制的认识。昆虫雷达让我们看到了弱小的昆虫主动起飞 ,以一定的速度爬升到巡航高度乘风远行 ,并对大气风温场表现出令人难以置信的适应和选择能力 ,通过成层 (边界层顶现象 )、定向和集聚等主动行为 ,最大限度地利用空气动力到达新的栖息地。这些全新的画面展示出远迁的昆虫并非完全被动的随风飘流者 ,而是一个个驾舟中流击水的舵手。     

鳞翅目若干迁飞昆虫翅形特征分析(英文)

对鳞翅目蛾类 2科 42种和蝶类 7科 31种昆虫的翅形进行数值分析。结果表明 ,无论是蛾类还是蝶类 ,迁飞昆虫前翅形状均具有区别于非迁飞昆虫的共同特征 ,即前翅相对窄长 ,前缘较平直 ;然而与不同的翅振模式相适应 ,蛾类与蝶类迁飞昆虫的翅形特征又有所不同 :蛾类迁飞昆虫翅外侧较宽阔 ;蝶类迁飞昆虫翅外侧较窄小。     

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…     

昆虫迁飞行为及其调控机制

迁飞是昆虫长期适应资源与环境的季节性变化所形成的一种行为策略.迁飞昆虫不仅通过迁飞逃避不良环境,也因其极高的繁殖力确保种群在新的生境中实现快速增长甚至暴发成灾,对整个自然生态系统和农业生态系统影响甚大.本文首先基于部分迁飞概念,描述了迁飞型和居留型个体在形态、行为、生理上的差异,重点介绍了迁飞与生殖的耦合关系,以及诱导迁飞的外界环境因子,最后综述了昆虫迁飞行为调控的分子机制方面的研究进展.从感受不良环境信号到决定迁飞,从起飞、飞行、降落到决定继续迁飞或终止迁飞,这一系列过程受昆虫内分泌、表观等诸多因素的调控,但其背后的分子机制有待深入研究.     

昆虫迁飞的类型及生理、生态机制

<正> 六十年代以来,国内外对迁飞昆虫的研究进展迅速,特别是Johnson(1960)、Kennedy(1961)及Sou-thwood(1962)的研究认为,迁飞是一种明显的行为和生理的综合适应特性,基本上不受特定的方向性支配。 Taylor(1958)认为,靠风运载的昆虫都首先主动向上飞过边界层(Boundery layer),超过这个层便不能自己控制方向而靠风运载。边界层的高度对各种类是不相同的。 Dinglc认为,迁飞是一种滞育的地理上的转移(非迁飞型的滞育则仅为时间上的转移),也是对不良外界环境条件的一种高度的适应性。     

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.     

迁飞昆虫生物学参数反演及种类辨识分析

虫害严重威胁着我国的粮食安全,迁飞昆虫中有许多是农业害虫,其远距离迁飞是导致虫害异地暴发的重要原因.昆虫雷达是观测昆虫迁飞最有效的工具,在迁飞昆虫的监测和预警中发挥着越来越重要的作用,但传统昆虫雷达不能准确获取昆虫的各项生物学参数,因此无法实现昆虫种类的精确识别.随着雷达技术的创新和发展,通过昆虫雷达获得较为准确的昆虫生物学参数成为可能,为基于昆虫雷达实现迁飞昆虫个体种类辨识提供了依据.本文综述了从雷达回波中提取多频和极化散射参量,然后基于不同的电磁散射反演昆虫生物学参数的方法,并对比分析了基于不同方法的昆虫体重、体长、体宽和振翅频率的反演精度.最后基于生物学参数,采用5种机器学习算法以高精度实现了 23种迁飞昆虫的种类辨识,并分析了昆虫生物学参数的测量误差对迁飞昆虫种类辨识精度的影响,初步验证了利用雷达实现高精度迁飞昆虫种类辨识的可行性.     

昆虫迁飞随气流散布若干问题的商榷

昆虫通过飞翔从一个生境迁移到另一个新的生境,是普遍存在的自然现象,而随气流远距离季节性迁飞是在特定环境条件下产生的,是昆虫与环境在进化过程中的统一。对于迁飞的个体,“从A迁飞到B,并在B获得生境”是随机事件,但对于迁飞的群体则存在统计规律。迁飞昆虫以被动的随气流散布方式,获得对环境的主动适应。     

迁飞昆虫标记释放方法的应用

<正> 近年来国内外学者对远距离迁飞昆虫的研究工作,普遍引起重视。我国粘虫Leucaniaseparata Walker、褐飞虱Nilaparvata lugens Stal、稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis Guenee的迁飞规律研究进展已众所周知,各省区的地方规律都在深入研究中。为了验证昆虫的迁飞特性和迁飞途径,研究中广泛开展了越冬调查、虫源性质分析、雌虫生殖系统解剖,以及飞机航捕。海面捕捉、高山网捕等项工作,研究结果相继有专题文章论述了。在探索昆虫迁飞的特性和迁飞途径过程中,都把标记释放回收有色昆虫作为迁飞定性的一个重要手段。 昆虫远距离迁飞特性是物种本身的一种适     

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。     

气旋波与昆虫的迁飞降落

<正> 稻白背飞虱Sogatella furcifera(Horvath)、褐稻虱Nilaparvata lugens Stal、稻纵卷叶螟Cna-phalocrocis medinalis Guenee等重要害虫,具有远距离迁飞扩散的习性。它们在我国大陆部分基本不能越冬,每年春季虫源主要是从19°N以南地区迁飞而来,并且随着水稻生长季节的来临,逐渐向北迁移定居。据研究,这类昆虫的迁飞,须经历起飞升空、空中运行和降落入境三个过程,并且与大气气流的运动紧密相关。处于羽化幼期后期的迁飞性昆虫,具有要求迁飞的内因,但它们的迁飞“三部曲”,须在一定的天气条件配合下才能完成。