长江中游稻区夏季飞机航捕迁入褐飞虱的轨迹分析

根据1977～1979年3年的7月份飞机航捕褐飞虱Nilaparvata lugens的资料, 应用轨迹分析模型,得出了长江中游稻区夏季迁入褐飞虱的中尺度虫源地及迁入路径。1）湘东北-鄂东南稻区虫源来自桂中至湘中稻区（24°～ 28°N,109°～114°E）,褐飞虱的迁入路径有两条：①柳州→桂林→衡阳→该区;②柳州→桂林→邵阳→该区。2）赣北-鄂东稻区虫源来自桂中至赣西稻区（24°～29°N,110°～115°E）,褐飞虱的迁入路径有一条：蒙山→倏县→宜春→该区。3）湘中、东部稻区虫源来自桂南至湘南稻区 （23°～27°N,109°～113°E）,褐飞虱的迁入路径有一条：南宁→柳州→桂林→该区。     

低空急流对中国褐飞虱重大北迁过程的影响

低空急流是褐飞虱远距离迁飞的理想空中通道之一,为了揭示低空急流对褐飞虱北迁的动力作用机制,在全面分析2007年中国褐飞虱虫情资料的基础上,筛选出典型个例,结合相应的气象背景资料,对低空急流在褐飞虱北迁中的动力影响进行了系统的研究.研究表明:(1)低空急流作为一种大尺度天气系统,对2007年中国褐飞虱的重大北迁产生了重要的影响,这种影响体现在对虫源输送和降虫上;(2)低空急流的时空分布和强度变化对褐飞虱降虫时段、降虫范围、降虫量多少和主降虫区位置的选择有重要的影响;(3)逆推轨迹计算的结果显示:迁入主降区的褐飞虱是由低空急流输送的,这与其动力作用相吻合;(4)低空急流中的下沉气流对降虫区分布有着决定性的影响.     

褐飞虱的降落机制

应用MM5中尺度数值模拟模式和GRADS气象图形软件,对1999年6月22日～7月2日一次褐飞虱迁飞降落过程及其大气背景场进行了个例研究,并侧重对灵川、东至、徽州3个站点的降虫机制做了分析。结果表明：（1）此次迁飞过程有两个明显的降虫区：天柱．灵川．贺县一线范围内（降虫区Ⅰ）和三都-天柱-黔阳-修水-东至-徽州-奉贤-线（降虫区Ⅱ）;（2）低空急流为褐飞虱北迁提供了运载气流,降虫区位于降水区边缘;（3）地形降水胁迫害虫降落是降虫区Ⅰ褐飞虱降落的主要原因,梅雨锋降水导致了褐飞虱集中降落在降虫区Ⅱ;（4）虫源的空间分布差异和不同的天气条件导致了东至、徽州地区不同的降虫分布。     

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。     

2012年盛夏多台风发生对褐飞虱迁飞动态的影响

【目的】台风能极大地改变褐飞虱Nilaparvata lugens(Sta1)的迁飞路径和落区分布,阐释连续登陆的台风对褐飞虱种群动态的影响,可为其异地预测提供科学依据。【方法】通过对2012年盛夏的台风"韦森特"、"苏拉"、"海葵"等影响时期的多站点灯诱数据和风场做轨迹分析,解析台风影响下褐飞虱迁飞动态的变化。【结果】2012年盛夏,多个台风在华南江南早稻黄熟收割和褐飞虱羽化迁出高峰期连续登陆我国,高空气流场和雨带分布发生了不利于褐飞虱北迁的变化。华南地区多盛行东北风或偏东风,即使在台风过境后有利北迁的风向影响时,持续强降水、风切变和下沉气流多发而不利北迁。西南季风受台风影响始终无法主导大气流场,北迁通道难以建立,而褐飞虱的第5次北迁进程受阻。【结论】2012年盛夏台风多发严重阻滞了褐飞虱的第5次北迁过程,大大减轻了长江中下游水稻主产区褐飞虱的危害程度。7月中下旬和8月上旬的风场条件和雨带位置是决定我国长江中下游稻区褐飞虱发生程度的重要预警指标。     

“海棠”台风气流场对褐飞虱北迁路径的影响

基于GIS、GrADS软件和HYSPLIT 4.8轨迹模式,分析了0505号台风“海棠”发生期间（2005年7月19—21日）中国10个省42个虫情观测点的逐日灯诱褐飞虱虫量、850 hPa等压面的风场和20个虫情监测点的褐飞虱迁飞轨迹.结果表明：台风“海棠”登陆中国后,改变了引导褐飞虱向北迁飞的西南气流,造成风场在台风西南部的辐合和大范围的转向,阻止了褐飞虱的向北迁飞,迫使其在某些区域集中迫降;850 hPa等压面上切变线附近是褐飞虱集中降落的区域;在台风衰亡时期,台风东南部气流暖式切变区是大量降虫的区域;台风整体登陆后,西南气流的再次建立,造成褐飞虱的大量北迁.     

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。     

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。     

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℃）。     

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。     

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。     

东北地区草地螟1999年大发生的虫源分析

草地螟是我国北方重要的迁飞性害虫,对其虫源地及迁飞路线尚缺乏全面的认识。本文分析了1999年各地草地螟主要迁入峰期的天气学背景,并对风场的时空分布及草地螟迁飞轨迹进行了模拟。结果表明：1999年东北地区大发生的草地螟只有少部分来自以往认为的“主要发生基地”,其主要虫源来自蒙古共和国东部及中蒙边境地区;草地螟盛发期东北地区气旋性天气系统对草地螟的迁入和扩散有密切的关系,据此提出可将“东北低压”、“东北低涡”的发生、发展趋势与虫源地的情况结合起来作为监测草地螟迁入的预警指标。     

海南南部夜间空中昆虫群落结构研究

海南南部是中国农作物冬季南繁育种的重要基地。为了明确南繁基地空中昆虫群落结构,利用探照灯诱虫器于2017年-2018年监测了空中飞行的昆虫种类和动态。共计发现396种昆虫,隶属于13目88科307属,其中包括粘虫、棉铃虫、稻飞虱、稻纵卷叶野螟等重大迁飞性害虫以及黑肩绿盲蝽、异色瓢虫等迁飞性天敌昆虫。鳞翅目(206种,52.02%),半翅目(85种,21.46%)和鞘翅目(57种,14.39%)是该地区的三大优势目。本研究明确了我国重要的农作物南繁基地夜间空中昆虫群落的结构,为指导作物害虫测报和防控工作提供了依据。     

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.     

Lepidoptera captured on the East China Sea in 2005 and predicted migration sources

This paper provides a list of moths captured in a region at latitudes 29–32°N and longitudes 127–130°E on the East China Sea on 14–28 June and 1–7 July 2005. Sixteen species of moths from the families Plutellidae, Crambidae, Sphingidae and Noctuidae were identified. Among these, three species were recorded on the East China Sea for the first time. The migration paths of the captured moths were analyzed using a three‐dimensional backward trajectory analysis method. Predicted migration sources for these moths are Taiwan and Fujian, Guangdong, Jiangxi, Zhejiang, Jiangsu, and Anhui provinces in China.     

The winter migration of Adelie penguins breeding in the Ross Sea sector of Antarctica

Satellite telemetry was used to monitor the migratory movements of a single Adelie penguin (Pygoscelis adeliae) from Cape Hallett (72.31°S, 170.21°E) following the 1997/1998 breeding season. Locations were obtained using the ARGOS satellite system and compared with the migratory paths taken by two penguins from the Northern Colony at Cape Bird, Ross Island (77.22°S, 166.48°E) following the 1990/1991 breeding season. Although the sample sizes are small, if representative they would indicate that: (1) Adelie penguins breeding in the Ross Sea follow a common migratory path, (2) Adelie penguins breeding in the Ross Sea may travel to a common over-winter feeding ground west and north of the Balleny Islands, and (3) Adelie penguins breeding at 77°S on Ross Island travel nearly twice the distance during their over-winter migration as do those penguins breeding at Cape Hallett and colonies further north. While the Cape Hallett penguin was tracked successfully for 172 days, a record for Adelie penguins, the problem of long-term attachment of transmitters to penguins remains.     

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。     

Can long‐distance migratory birds adjust to the advancement of spring by shortening migration distance? The response of the pied flycatcher to latitudinal photoperiodic variation

Many organisms use day length as a cue for synchronizing their life cycles with seasonal changes in environmental productivity. Under rapid climate change, however, responses to day length may become maladaptive, and photo‐responsive organisms may only be able to evade increasingly unsuitable habitats if they can accommodate to a wide range of photoperiodic conditions. A previous experiment showed that the pied flycatcher, Ficedula hypoleuca, a Palaearctic‐Afrotropical migratory bird, would strongly advance the timing of spring migration and reproductive maturation if it shifted its wintering area from sub‐Saharan Africa to the Mediterranean region. However, it is unknown whether this marked response to latitudinal variation in photoperiodic conditions is continuous over the entire range of potential wintering areas, and if a shortening of migration distance would be an effective mechanism to adjust the timing of migration to rapidly changing climatic conditions. Here, we experimentally show that a moderate northward displacement of the pied flycatcher's current wintering grounds by 10° would result in a clear advancement of the termination of prenuptial moult and the initiation of spring migratory activity and gonadal growth. However, we found no further advancement under conditions simulating higher wintering latitudes, suggesting the existence of a critical photoperiodic threshold or a steep gradual response within a narrow geographical range between 10° and 20° northern latitude. Because habitat conditions in this area are deteriorating rapidly, the potential for pied flycatchers to adjust their life cycle to changing climatic conditions by shortening the migration distance may be limited in the future.     

Landscape features along migratory routes influence adaptive genomic variation in anadromous steelhead (Oncorhynchus mykiss)

Organisms typically show evidence of adaptation to features within their local environment. However, many species undergo long‐distance dispersal or migration across larger geographic regions that consist of highly heterogeneous habitats. Therefore, selection may influence adaptive genetic variation associated with landscape features at residing sites and along migration routes in migratory species. We tested for genomic adaptation to landscape features at natal spawning sites and along migration paths to the ocean of anadromous steelhead trout (Oncorhynchus mykiss) in the Columbia River Basin. Results from multivariate ordination, gene–environment association and outlier analyses using 24,526 single nucleotide polymorphisms (SNPs) provided evidence that adaptive allele frequencies were more commonly associated with landscape features along migration paths than features at natal sites (91.8% vs. 8.2% of adaptive loci, respectively). Among the 45 landscape variables tested, migration distance to the ocean and mean annual precipitation along migration paths were significantly associated with adaptive genetic variation in three distinct genetic groups. Additionally, variables such as minimum migration water temperature and mean migration slope were significant only in inland stocks of steelhead that migrate up to 1,200 km farther than those near the coast, indicating regional differences in migratory selective pressures. This study provides novel approaches for investigating migratory corridors and some of the first evidence that environment along migration paths can lead to substantial divergent selection. Consequently, our approach to understand genetic adaptation to migration conditions can be applied to other migratory species when migration or dispersal paths are generally known.