松嫩平原亚洲飞蝗发生的成因1)

2011-06-13郑树峰王世喜王贵强

东北林业大学学报 2011年10期

郑树峰孙元孙阎王世喜王贵强肖洋

(黑龙江大学，哈尔滨，150080) (大庆市农业技术推广中心) (黑龙江大学)

亚洲飞蝗(Locusta migratoria migratoriaL.)是造成蝗灾的一个重要虫源种类，也是分布于我国的飞蝗3个亚种之一。它具有群集性异地迁飞、选择适宜环境集中产卵的特性，是一种食性极杂、可短期暴发成灾的害虫［1］。

在我国，亚洲飞蝗主要分布在新疆、青海、甘肃、内蒙古、东北等地区的草地上，其分布区海拔高度一般在200～500 m，最高分布可达2 500 m。亚洲飞蝗主要以禾本科和莎草科牧草为食，也喜食玉米、大麦、小麦等作物［2］。

我国昆虫学家在飞蝗及其防治上做了大量卓有成效的研究。在飞蝗的发生机理和数量预测方面，很多学者做了许多探索和贡献［3－4］。关于蝗虫发生气象环境成因研究始于20世纪40年代，其后刘玲［5］，马世骏等［6］也进行了这方面研究。倪绍祥［7］对青海湖地区草地蝗虫研究表明，蝗灾发生上1 a夏秋季气温偏低和当年春夏季节的暖干旱是草地蝗虫发生的有利条件。吴瑞芬［8］、任春光等［9］对白洋淀东亚飞蝗持续大发生的原因分析得到，降雨量的多少和白洋淀水位的高低与东亚飞蝗的发生有密切关系。

我国很多学者将GIS应用于蝗灾发生研究当中。张洪亮等［10］利用GIS建立了青海湖地区草地蝗虫发生信息数据库及气候指标的空间分布式数据库，对青海湖地区草地蝗虫发生与月均温的相关性进行分析;张洪亮等［11］还利用GIS对东亚飞蝗卵块空间格局进行研究;季荣等［12］利用地统计学方法，在GIS平台下研究南大港湿地东亚飞蝗和芦苇种群的空间格局及两者间的关系以及土壤性质空间变异对飞蝗卵块分布格局的影响［13－15］;苑严伟等［16］提出了改进的 BP 算法，预测了东亚飞蝗成虫发生密度，结合GIS空间分析，在数字地图上生成蝗虫发生密度图。

2009年6月至7月、2010年7月在松嫩平原一些地区发生了大面积、高密度的亚洲飞蝗。本文以发生在黑龙江省肇源县与肇州县交界处的大白水苇塘湿地为研究区对松嫩平原地区亚洲飞蝗的发生成因进行分析。

1 研究区概况

研究区位于黑龙江省西南部，松嫩平原中部，地处长春、哈尔滨、大庆“金三角”的中心地带，隶属于大庆市，具体位于北纬 45°30＇～47°28＇，东经 123°44＇～ 126°38＇，肇州县肇州镇中华村与肇源县和平乡华原村交界处，见图1。

这里地势平坦，降水量少，水源缺乏，土质贫瘠;地处黑龙江省第一积温带，属中温带大陆性季风气候，年均日照2 860 h，积温2 800℃，无霜期143 d，降水量457.6 mm。其特点是春季多风、少雨、干旱;夏季酷热、多雨;秋季凉爽，易发生早霜;冬季寒冷、干燥。发生地的地势属相对比较低洼的微波状平原，东边为地势较高的耕地(玉米田)，南边与安肇新河相邻，西边和北边都是草原。

2 研究方法

本研究利用“3S”技术，采用野外调查、室内实验室分析的方法对影响亚洲飞蝗的因素进行综合分析。

野外调查:收集蝗灾发生地及周边地区地形地貌、土壤水文、气象资料，在残蝗活动过的地方采集蝗虫卵块和土壤样本，调查植被状况。利用GPS对蝗灾发生面积进行量算;自7月初开始，选择不同生态环境随机取样挖卵，每点1 m2，每次各生境挖卵5块以上，每10 d调查1次，待孵化初期开始改为每5 d调查1次，直至孵化结束;每个典型地貌类型区和虫卵密度较大地区采集土壤样本，利用GPS记录具体的采样点。

室内分析:在实验室内，首先将田间调查卵块破开，逐粒检查，挑出死卵，并分析原因，统计每平方米活卵量，预报各生境发生量。每次挑取挖得各生境的活卵各50粒，用10%漂白粉液浸泡2～3 min，待卵壳溶薄后取出，清水洗净，用强光透视或解剖检查胚胎发育程度，统计胚胎原头期、胚转期、显节期和胚熟期的数量及所占百分率，用期距法预测孵化盛期;然后，孵化期间挖卵调查，统计实际孵化率和存活率，进一步确定孵化盛期和密度。对所采土样进行理化分析，主要分析土壤的酸碱度。

图1 研究区位置

利用高分辨率的卫星遥感影像(图2)结合野外实地调查情况，对蝗灾发生前后当地的土地利用及植被覆盖状况进行研究;利用GIS对遥感影像解译，并对土壤数据、水文条件、气象数据、地形地貌数据及虫卵数量进行空间叠合分析。

图2 2009年7月研究区ETM影像

3 结果与分析

3.1 蝗虫发生概况

黑龙江省亚洲飞蝗发生目前尚无史料记载，仅在民间听几位百岁老人说发生过蝗灾。

2009年7月，大庆市肇源县与肇州县交界处(当地人称大白水)的苇塘、草原和部分农田上，首次暴发了建国以来的大范围、高密度的亚洲飞蝗。飞蝗发生面积489.6 hm2，其中苇塘和草原475 hm2，耕地14.6 hm2，核心区面积为329.6 hm2(其中肇源占四分之三)。7月18日发现高密度蝗蝻100头/m2左右，核心区密度高达1 000头/m2，局部地块10 000头/m2以上;虫龄1～4龄，但大都处3龄阶段，并由核心区向苇塘四周扩散。蝗灾爆发后，黑龙江省各级政府高度重视，积极组织广大干部群众对蝗虫发生区域，采取飞防、机防和人防相结合的方式，进行地毯式的喷药灭杀。累计出动防治人员12 000多人次，出动大型机载喷雾机4台，出动推土机、拖拉机和四轮车500多台次，累计防治面积达到1万多hm2。防治效果达到99.9%以上，取得了灭蝗工作的全面胜利。

3.2 亚洲飞蝗发生原因

影响蝗虫发生和消长的环境因素主要有自然因素、天敌因素和人类活动等。其中自然因素包括气候因素、土壤水文状况、地形地貌以及植被类型等。

3.2.1 气候因素

气象条件直接作用于蝗虫的生长、发育、繁殖和活动，影响到蝗虫的分布、发生和消长。气候异常对蝗虫灾害发生起着重要作用。研究区各月降水分布不均，十年九春旱;近几年，发生夏旱、夏伏旱、伏秋旱，甚至几旱相连(表1)。

表1 研究区1988—2009年降水量 mm

研究区1 a中1月份降水最少，以7月份降水量最多，7、8两月的降水量占总降水量的53%左右(表2)。

表2 研究区2007—2009年1—10月降水量 mm

2009年气候特殊，是大庆地区近60 a来不遇的5月大旱、6月多雨、7月份干旱少雨的特殊气候。旱、涝相间出现，蝗虫发生随之严重。2005年涝灾后，库、洼积水，减少了蝗虫栖息和产卵场所，影响了蝗卵的孵化，当年蝗虫发生较轻。2006年水退后，杂草丛生，地面板结，适宜蝗虫取食、产卵，蝗虫随之迁入。另外，连年的大旱是造成蝗虫大量发生的主要原因。研究区2006—2009年连续干旱，这种时段性、区域性干旱较为频繁的出现，致使当地湿地、湖泊脱水现象普遍，适宜飞蝗发生。

在蝗虫生命史的所有阶段中，气温对蝗卵孵化的影响显得最为重要，8月是蝗虫交尾、产卵的主要时期，气温决定蝗虫能否正常进行产卵或产卵的日距;研究区2008年8月和9月气温比历年平均气温偏高，保证了蝗虫的正常产卵而且缩短了蝗虫产卵的日距，使得蝗虫的产卵数量增加，从而影响了2009年蝗虫的暴生。1月是蝗虫越冬的关键时期，由于这一阶段虫卵存在于表土中，因此虫卵对土壤的温度和湿度都有一定的要求。研究区2008年出现了暖冬现象，2009年1月气温高于历年平均气温，也促使亚洲飞蝗虫卵的成活率增加。

受异常气象条件(表3)和“温室效应”的影响，增加了亚洲飞蝗的突发性、频发性，以及迁飞危害的可能性。尤其是蝗灾发生上1 a或2 a的夏秋季干旱而翌年春季或初夏降水较多，往往导致使当年蝗虫发生严重。研究区2009年5月高温，6月低温，7月昼夜温差较大，白天气温不高，夜间最低气温较低。多年平均年有效积温为3 173℃，2008年有效积温降到3 001℃，2009年为3 096℃。2009年之前连续多年的暖冬，亚洲飞蝗越冬条件改善，导致高密度、大面积亚洲飞蝗突然爆发。

表3 研究区1988—2009年平均气温 ℃

3.2.2 植被条件

亚洲飞蝗喜食禾本科植物和莎草科牧草，研究区植被类型以禾本科(Gramineae)为主，分布最多的就是芦苇(Phragmites australis)，禾本科的植物还有拂子茅(Calamagrostis epigeios);除了禾本科的植物外，还有黎科(Polygonum)［大叶黎(Chenopodium hybridum)、滨黎(Atriplex canescens)和碱蓬(Suaedasp.)］，蓼科(Polygonaceae)［碱蓼(Polygolum sibiricum)］，菊科(Asteraceae)［大蓟(Cephalonoplos setosum)、草地风毛菊(Saussurea amara)］，蔷薇科(Rosaceae)［鹅绒萎菱菜(Potentilla ansrina)］，茜草科(Rubiaceae)［蓬子菜(Galium verum)］。芦苇是飞蝗的主要食物，也是其主要栖息和产卵的场所。芦苇的生长期是5月到9月，而飞蝗从虫卵发展成若虫和成虫的过程主要集中在7月和8月，作为飞蝗的主要食物，当地芦苇的生物量完全可以满足飞蝗从虫卵发展成若虫以及从若虫发展成成虫食物的需求。

3.2.3 地貌、土壤、水文状况

亚洲飞蝗多分布在海拔154～2 000 m的范围内，一般在200～500 m。大庆市肇源县与肇州县交界处的大白水地区的海拔高度在140 m左右。飞蝗的适生环境往往表现为地形较低洼，多数是洼地或湖沼，研究区的地貌表现为波状起伏的低平原，相对高差不大，低处多为排水不畅的季节性积水洼地和低位沼泽，这些积水洼地和地位沼泽适合亚洲飞蝗的生活和产卵。

研究区处在东亚大陆地带性土壤黑土—黑钙土带内，此外还发育了较大面积的隐域性土壤盐碱化草甸土和沼泽土。在土壤分类学上可分为:黑钙土、草甸土、碱土、沼泽土等几个土类。这几个土壤类型都是亚洲飞蝗可能分布的土壤类型。

安肇新河流经此区，另有通向水泡子的小水沟，地下水位相对较高，呈季节性的地面积水，局部常有0.5 m深的积水，苇塘周边土壤时干时湿，以干为主。这种土壤多为干时的条件比较适合飞蝗产卵。如果产卵适宜地的湖滨滩地内泛水，成虫不能在此产卵而被迫产卵于湖滩外围或含盐量高(pH值在8以上)的滩地，而虫卵采集的结果表明，在大多数土壤含盐量比较高的地方基本上都能够采集到虫卵，抽样测定结果显示，采集到虫卵的土壤pH值为8.15～8.31。

4 结论与讨论

松嫩平原河流湖泊众多，适于蝗虫发生危害的苇塘、湿地星罗棋布。湿地以沙壤土为主，飞蝗喜食的芦苇等禾本科植物分布广阔，适宜飞蝗产卵孵化和蝗蝻取食，且以上区域人烟稀少，人为对环境的干扰少，有利于飞蝗种群繁殖和积累。

松嫩平原亚洲飞蝗的发生受地形地貌、气候、土壤、水文及植被类型等多种因素的影响，其中气候因素是最主要的影响因素，2008年夏秋季干旱而2009年初夏降水较多都是造成亚洲飞蝗发生的主要原因。此外，虽有适宜的生境条件，如果虫口基数甚低，也不能大量发生;野外调查的结果显示，虫口基数已经达到一定数量，所以造成了松嫩平原蝗灾的发生。

气候变暖加快了蝗虫的发育进度，使蝗虫发生期提前、发生世代增加。在适宜的温度范围内，温度越高，所需发育时间越短，高温干旱年完成1代所经历时间较低温多雨年短，在我国除东亚飞蝗1 a可发生2～4代外，其它蝗种都是1 a发生1代。受全球气候变暖的影响，使亚洲飞蝗发生带北移，建国以后，在黑龙江亚洲飞蝗暴发尚属首次。这次蝗灾虽然在各级政府和专家及群众的共同努力下得到了控制，但是不可能消灭干净，如果气候条件适合，很有可能再次爆发，发生带也会随全球气候变暖再次北移。

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