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草地贪夜蛾在中国西北地区的迁飞路径

2022-06-28吴秋琳姜玉英刘媛刘杰马景胡高杨明进吴孔明

中国农业科学 2022年10期
关键词:夜蛾宁夏草地

吴秋琳,姜玉英,刘媛,刘杰,马景,胡高,杨明进,吴孔明

草地贪夜蛾在中国西北地区的迁飞路径

1南京信息工程大学应用气象学院江苏省农业气象重点实验室,南京 210044;2中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室,北京 100193;3全国农业技术推广服务中心,北京 100125;4宁夏回族自治区农业技术推广总站,银川 750001;5南京农业大学植物保护学院,南京 210095

【背景】草地贪夜蛾()是联合国粮食及农业组织(FAO)全球预警的重大迁飞性农业害虫,2018年底入侵中国后对玉米等农作物生产构成了严重威胁。远距离迁飞习性是草地贪夜蛾区域性转移危害的生物学基础,其在东亚季风和印度季风流行的气候环境下,可形成纵贯中国东部地区和西部地区的迁飞路线。据连续两年全国普查,草地贪夜蛾沿西线迁飞路线逐代北侵的终点位于我国西北地区的宁夏全境和内蒙古阿拉善左旗。但目前,入侵中国西北地区的草地贪夜蛾的虫源地尚未明确,该害虫在整个中国西部地区的迁飞路径研究也鲜有报道。【目的】阐释驱动草地贪夜蛾迁入中国西北地区的关键气象动力因子,明确该地区首次入侵种群的虫源地所在,精准解析亚洲季风气候背景下草地贪夜蛾的迁飞路径,为建设监测预警体系和指导区域性治理提供依据。【方法】利用2019—2020年草地贪夜蛾在西北地区宁夏的成虫种群动态监测数据和气象资料,采用中尺度气象数值模拟、昆虫迁飞轨迹模型、地理信息系统等技术手段,分析草地贪夜蛾远距离迁飞的大气动力背景场,模拟计算草地贪夜蛾在中国西北地区连续1—3个夜晚的迁飞路径和回推轨迹落点。【结果】7—9月份出现的偏南夏季风是影响宁夏等西北地区草地贪夜蛾不断迁入的关键气象因子,其虫源主要来自于甘肃东南部、四川东部,其次为陕西西部,此外,重庆西南部、云南东北部和山西西部局部也可为西北地区提供一定的虫源。【结论】在偏南夏季风的主导作用下,草地贪夜蛾经由多个夜晚的连续迁飞可构成其在中国西部地区的主要迁飞路径。该路径源自缅甸,自南向北依次经由中国“云南-四川和重庆-陕西和甘肃-宁夏”,最北可达内蒙古。在7—9月份偏南风盛行期提前和风速偏强的气候条件下要加强西北部玉米种植区草地贪夜蛾的监测预警与防治工作。

草地贪夜蛾;中国西北地区;迁飞路径;夏季风;监测预警

0 引言

【研究意义】草地贪夜蛾()原生于美洲热带和亚热带地区,是一种具有远距离迁飞能力、多食性、高繁殖力、抗药性的“超级害虫”[1-2]。2018年12月,我国云南省发现并确认草地贪夜蛾成虫首次入侵,随后迅速迁飞扩散[3]。截至2019年10月8日,草地贪夜蛾已在全国26个省(自治区、直辖市)、1 518个县(市、区)发生,危害我国玉米、高粱、谷子、小麦、水稻、马铃薯等15种作物,对粮食生产造成了极大威胁[4]。2020年9月,草地贪夜蛾被农业农村部列入《一类农作物病虫害名录》,成为国家重点防控害虫。由于我国“西抬东倾”的特殊地势地貌,受亚洲季风的影响,草地贪夜蛾在我国的北扩分布呈现出明显的东、西两条迁飞路径[5-6]。自我国首次发现草地贪夜蛾的重大虫情以来,该害虫经由东线迁飞路线逐代向北迁飞最终可达华北平原和东北地区的辽宁,而沿西迁路线陆续北侵的终点位于我国西北地区的宁夏全境和内蒙古阿拉善左旗[4]。宁夏地处黄土高原西北部、黄河中上游,地势南高北低,具有贺兰山地、银川平原及丘陵的复杂地貌特征,其中,北部贺兰山主峰海拔高度达3 500余米,形成了天然气候屏障;青铜峡以北的银川平原,由黄河冲击而成,地形开阔,多为引黄灌区;青铜峡以南为卫宁灌区[7]。宁夏属典型的大陆性气候,位于我国东部季风区和西北干旱区交界处[8],常年干旱少雨,降水时空分布不均[9]。在宁夏,玉米、小麦、水稻和马铃薯是四大主产粮食作物,也是我国草地贪夜蛾重点防范区。自2018年底我国首次见虫后,草地贪夜蛾不断迁入并迅速蔓延危害。因此,准确解析季风系统背景下大气风温场的时空分布对草地贪夜蛾在我国西北地区迁飞路径的配置作用,对建设监测预警体系和指导区域性治理具有重要意义。【前人研究进展】草地贪夜蛾幼虫可以取食包括粮食作物在内的42属353种植物[10];由于没有滞育现象,成虫通过迁飞躲避不良环境、寻找适宜生境完成多个世代的繁殖[1,11],而这些长期进化出的生存策略,也是草地贪夜蛾大范围辗转危害甚至易于暴发成灾的原因[12]。在北美地区,草地贪夜蛾周年繁殖区北界可达美国佛罗里达州及德克萨斯州南部[1,11],在春季美洲热带和亚热带周年繁殖区的成虫向北迁飞进入温带地区,夏季末可在加拿大安大略省和魁北克地区发生危害[13-15]。在我国,草地贪夜蛾周年繁殖区在28°N以南,而越冬区位于28°N—31°N,包括云南、广西、海南、广东、福建、贵州和四川[16]。我国地处欧亚大陆东岸和太平洋西岸,地势西高东低且呈阶梯状,既受到南海和孟加拉湾两个热带海洋热源和水汽源的共同影响,同时还受到印度季风和东亚季风的交叉控制[17]。由于草地贪夜蛾自身较强的飞行能力,加之在亚洲季风环流系统的动力运载作用下,缅甸草地贪夜蛾虫源在冬季便可以零星进入我国周年繁殖区,华南和西南南部为境外虫源春夏季主要致灾区[2];春季之始,在我国周年繁殖区已成功定殖的种群和境外持续迁入种群便开始进一步向北迁飞进入长江以南,长江中下游和江南是草地贪夜蛾的主降区[18];若经由连续几个夜间的飞行,这一害虫还可迁入更北的秦岭地区、黄淮海地区、内蒙古以及东北平原南部[19-21]。这些研究系统揭示了草地贪夜蛾在境内外各主要农作区之间大尺度的迁飞路径和虫源交流关系。此外,还有不少学者进一步针对一些省(自治区、直辖市)的中小尺度虫源关系和精细化迁飞路径进行了研究,提出我国西南地区的云南草地贪夜蛾境外虫源主要来自缅甸和泰国北部[2-3,22];四川虫源主要来自云南,其次为缅甸和贵州[23-24];中部地区的河南草地贪夜蛾迁入虫源主要来自广西、云南、重庆、贵州、湖南和湖北[25];东部地区的山东虫源地主要分布在河南、安徽和江苏[26]。Li等[5]和陈辉等[6]采用历史风场资料的昆虫迁飞轨迹程序模拟了草地贪夜蛾在我国的东西两条迁飞路径,其中东线迁飞路径源于泰国、老挝和越南,草地贪夜蛾经过3个世代的迁飞便可在6月抵达黄淮海地区,7月进入我国东北;西线则始于缅甸和云南,经由四川、贵州与陕西南部等地共4个代次的迁飞于7月侵入黄河流域和黄淮海地区,为初步掌握草地贪夜蛾在我国的迁飞格局提供了预测依据。但目前,基于草地贪夜蛾在我国西北地区实际入侵发生动态的区域性中小尺度迁飞路径和虫源地研究尚无报道。【本研究切入点】基于我国西北地区地势地貌,以地处我国东西湿润和干旱气候过渡区的宁夏为例[7-8],利用新一代中尺度数值模式Weather Research and Forecasting(WRF)平台[27]模拟输出高时空分辨的高空气象要素背景场,该气象资料用于驱动加入了草地贪夜蛾飞行参数的三维轨迹分析程序[28],最终可输出精细化的迁飞轨迹落点数据。此外,该程序已被应用于黏虫、稻飞虱、美洲棉铃虫()以及草地贪夜蛾等迁飞性昆虫的飞行轨迹和种群溯源研究中[21,28-31]。【拟解决的关键问题】以我国西北地区南缘并地处我国东西气候过渡区的宁夏为研究对象,明确季风系统作用下草地贪夜蛾入侵我国西部地区的大气动力背景,以及西北地区中小尺度源汇关系,为明确草地贪夜蛾在全国的发生规律、加强精准监测、及时发布预报以及科学指导区域性防控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 宁夏草地贪夜蛾的监测调查及始见期

自我国发生草地贪夜蛾以来,宁夏全区27个县(市、区)已建立了331个性诱监测点,布设性诱装置3万余套,自动虫情测报灯27台,高空测报灯40台,用以开展草地贪夜蛾的监测调查。高空测报灯采用金属卤化物灯,主波波长约为600 nm,1 000 W,由多个波段的峰组成,呈白色光;自动虫情测报灯是365 nm波长的黑光灯;田间调查取样采用五点取样法,每点取10株,调查受害株及其受害部位,调查卵、幼虫、蛹及其天敌数量。其他省份各级监测站田间虫情数据由全国农业技术推广服务中心病虫害测报处提供。

通过系统观测,2020年7月9日,固原市原州区当年始见草地贪夜蛾,较2019年提前22 d(表1),当日诱捕成虫共5头,分别为彭堡镇别庄村1头,彭堡村3头,中河乡中河村1头。2019年和2020年,宁夏分别共有16个和10个县(市、区)发现草地贪夜蛾成虫,但均未调查到幼虫发生。从入侵扩散距离来看,宁夏草地贪夜蛾2019年与2020年始见地点最南均位于泾源县(35.50°N;106.34°E),最北分别达平罗县(38.92°N;106.54°E)和利通区(37.99°N;106.22°E),南北直线距离跨度分别为384.04和279.51 km。

1.2 草地贪夜蛾迁飞的大气环流背景场分析

气象数据来源于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA5再分析风速资料,此数据空间分辨率为0.25°×0.25°,利用Grid Analysis and Display System(GrADS)2.0软件从中提取2019—2020年成虫诱捕日期当日850 hPa高度场20:00至次日6:00的逐时风向和风速,以明确草地贪夜蛾在侵入宁夏的飞行过程中的大气动力条件。其中,平均风向是通过圆形分布统计方法Circular Statistics计算获得,并采用Rayleigh检验(Fisher 1993)进行统计分析。对于风向分布,该检验方法可输出3个参数:(1)平均方向;(2)每个方向分布的平均向量长度(从0到1,表示风向的聚合度,值越大说明气流越集中,气象条件越稳定);(3)风向分布的概率。即:若Rayleigh检验中值<0.05,表示风向分布明显为单峰分布,则表明草地贪夜蛾在迁飞期间风向较为集中。此外,本研究结合宁夏海拔高度,基于1981—2010年(共30年)历史逐月风场平均值,计算并绘制2019年至2020年7月850 hPa月平均风场距平,剖析宁夏各发生县(市、区)草地贪夜蛾首次入侵事件的风场背景差异。

表1 2019[32]—2020年宁夏草地贪夜蛾首次发生情况

1.3 基于WRF模式的三维轨迹分析

1.3.1 WRF模式气象初始场与地形资料 在计算草地贪夜蛾精细化迁飞路径和虫源地分析时,采用美国国家环境预报中心(National Centers for Environment Prediction,NCEP)/美国国家大气研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)的全球再分析资料(final analysis,FNL)为WRF模式[27]的初始场数据和边界条件。此数据集时间分辨率为每6 h一次,空间分辨率为1.0°×1.0°。气象数值模拟中地形数据分辨率2′,覆盖全球的中分辨率空间遥感仪(moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS)和地形重力波阻力(gravity wave drag by orography,GWD)数据。FNL再分析气象资料输入WRF模式数值模拟后,输出每小时一次的20 km×20 km格距气象要素场,作为驱动昆虫迁飞轨迹计算程序的背景条件。

1.3.2 WRF模式模拟区域与参数设置 结合宁夏玉米种植分布信息及当地地形,以每个诱捕到草地贪夜蛾的发生站点作为迁入降落起点,利用2019年与2020年7—9月逐日夜间气象数据回推模拟迁飞轨迹。在本次研究中,采用单层嵌套的WRF模式的网格设计方法,以40°N、115°E为中心位置,每20 km的格距设计了研究模拟区域,覆盖范围25°N—55°N、95°E—135°E。本研究中网格设计的控制试验边界层、辐射过程和微物理处理方案同吴秋琳等[2,18]。

1.3.3 轨迹计算 结合草地贪夜蛾的迁飞生物学特征,昆虫三维轨迹分析程序中顺推轨迹的模拟计算基于以下迁飞特征和参数:(1)草地贪夜蛾顺风迁飞,定向为向右偏角30°[33];(2)自身飞行速度4.5 m·s-1[33-34];(3)在夜间迁飞且飞行1—3个夜晚[15,35],傍晚集中起飞发生在日落后0.5—1 h(宁夏当地时间20:00—21:00),终于翌日凌晨6:00[15,36];(4)草地贪夜蛾飞行高度在距地面200—700 m[36],结合起飞起点地形高度,本研究设置起点迁飞高度为距海平面高度1 000、1 250、1 500、1 750、2 000、2 250、2 500和3 000 m。由于空中个体每一整点时间都可能降落,通过回推轨迹计算可能迁飞路径时,以降虫区为起点,在诱捕日6:00逐时回推至草地贪夜蛾迁出时刻。模拟的虫源降落在有寄主种植且存在草地贪夜蛾虫源的区域为有效点,同时利用ArcGIS®10.0软件[37]将落点按照县(市、区)进行计数并计算来自该地的草地贪夜蛾虫源概率(该区域落点总数/该区域行政面积×100%),再以不同梯度的颜色与地图叠加后成图显示。此外,为探明草地贪夜蛾首次入侵种群的虫源地分布格局和迁飞距离,本研究利用空间统计分析工具(spatial statistics tools)分析了首批成虫入侵宁夏的地理位置均值中心,并利用analysis tools统计回推轨迹落点到该均值中心的直线距离[38]。

2 结果

2.1 2019年和2020年宁夏草地贪夜蛾中小尺度虫源及中小尺度迁飞格局

结合草地贪夜蛾成虫首次入侵宁夏的时间和地点,通过回推轨迹分析发现,2019年共计算出270.29万个有效虫源落点,2020年共80.15万个。草地贪夜蛾种群在虫源地起飞后,经过1—3个夜晚的连续迁飞,可完成数百公里的远距离飞行进入宁夏(图1)。其中,2019年和2020年首批入侵的草地贪夜蛾第1个夜晚飞行距离分别为(326.40±107.07)和(199.42± 62.35)km;若连续迁飞2个夜晚,则可分别飞行(421.55±115.35)和(345.29±149.28)km;若经过连续3个夜晚的迁飞,可分别飞行(535.75±120.11)和(357.93±109.06)km,此外,2019年极少数草地贪夜蛾个体通过连续3个夜晚迁飞,最远飞行距离可达969.39 km。由图1可得,本研究模拟得到的回推轨迹落点分布较为集中,主要位于甘肃东南部、四川东部和陕西西部,此外,重庆西南部、云南东北部和山西西部局部也可提供一定的虫源。根据落点概率统计结果,表明甘肃、四川草地贪夜蛾种群基数是2019— 2020年首批侵入成虫的主要来源,部分首次入侵宁夏的草地贪夜蛾虫源地还可来自陕西。其中,2019年甘肃秦州区、西和县、甘谷县是宁夏主要虫源地,2020年虫源区分布在甘肃崆峒区、甘谷县和武山县,上述地区草地贪夜蛾仅可通过1个夜晚的飞行便可抵达宁夏;若草地贪夜蛾连续飞行2个夜晚,2019年宁夏虫源主要可来自四川青川县、甘肃成县及清水县,2020年则可主要来自甘肃甘谷县、礼县和陕西陇县;若该害虫可实现连续3个夜晚的飞行,甘肃成县、四川昭化区、甘肃武都区是2019年宁夏草地贪夜蛾的主要虫源所在,而四川涪城区、游仙区和青白江区是宁夏2020年主要虫源地。

图1 宁夏2019年(A—C)和2020年(D—F)首次入侵草地贪夜蛾成虫虫源分布及概率

2.2 2019年和2020年宁夏草地贪夜蛾首次入侵的大气动力背景

为了明确草地贪夜蛾成虫首次迁入西北地区的大气动力条件,分析了2019年、2020年7—9月各监测点夜间850 hPa高空的风温场条件,结果表明在该时期夜间温度保持在15℃以上(图2),因此温度并不会成为7—9月我国西部地区草地贪夜蛾迁飞的限制因素。从高空风场条件上看,2019年和2020年7—9月我国西部均盛行一致的偏南-东南夏季风,风速普遍为0—4 m·s-1(图2)。尤其在草地贪夜蛾首次迁入西北地区时期,偏东南季风出现的频率最高(图3),其中,在2019年和2020年宁夏各入侵站点诱虫期夜间平均风向分别为(144.30°±33.20°)(mean±sd;Rayleigh检验:=0.51,<0.01)和(147.80°±30.64°)(mean±sd;Rayleigh检验:=0.56,<0.01),表明2020年西北地区草地贪夜蛾首次入侵时期风向更为集中,此外,2019年和2020年诱虫期风速接近,分别为(4.05±0.17)m·s-1(mean±se)和(4.02±0.25)m·s-1(mean±se)。

图2 2019年和2020年7—9月850 hPa月夜间平均风温场

图3 宁夏草地贪夜蛾成虫始见期各监测站点上空850 hPa下风风向

此外,通过进一步对比2019年7月和2020年7月夜间850 hPa月平均风场距平(图4),结果表明对比2019年7月以及历年同期风场条件,2020年7月在甘肃东南和宁夏全境存在一致的偏南风,且南向风向优势显著。这进一步表明,东南风在该时期出现的频率较2019年以及1981—2010年历史同期偏多,风速较历史同期偏高0.5—2 m·s-1,因此成为2020年草地贪夜蛾首次迁入宁夏的较佳大气动力条件,也是导致当年成虫始见期比2019年早22 d的关键因素。

图4 2019年(A)和2020年(B)7月850 hPa月平均风场距平

3 讨论

我国幅员辽阔,地跨热带、亚热带、暖温带、中温带和寒温带等多个气候带,由于受到亚洲季风系统的影响,拥有季节性、多样化生境和丰富的食料条件。亚洲季风系统由东亚季风系统和印度季风系统共同组成,两个系统相互独立,爆发时间、推进过程以及在不同的区域影响差异显著,但是又密切联系[39]。亚洲季风首先在孟加拉湾爆发后,紧接着在中国南海爆发,随后可分别向北方和西北方推进、发展,形成的东亚季风和印度季风自南向北贯穿我国[40-41]。草地贪夜蛾虽具有较强的自主飞行能力,但是其大尺度、跨区域的远距离迁飞必须借助高空风场的动力运载作用来完成[11,21]。因此,东亚季风和印度季风的进退主导着包括稻飞虱[29,42-43]、稻纵卷叶螟()[44]、草地贪夜蛾[2,21]等重大农业害虫的远距离迁飞过程,也造成了其周年季节性的南北往返迁飞危害[4,16,45]。

3.1 2019年和2020年中国西北地区草地贪夜蛾首次迁入种群虫源地

2019年7月31日宁夏各监测区域开始陆续出现草地贪夜蛾成虫,证实我国西北地区存在草地贪夜蛾的远距离迁飞现象。但经全区大力排查,一直未见幼虫[32],这表明在宁夏草地贪夜蛾并没有成功定殖,该区诱捕到的成虫并非本地虫源。基于WRF模式的昆虫迁飞轨迹程序计算模拟结果,发现甘肃东南部、四川东部,其次为陕西西部是宁夏早期入侵种群的虫源基地。经全国农业技术推广服务中心部署的全国各站监测虫情数据证实(全国农业技术推广服务中心,未发表数据),上述地区草地贪夜蛾幼虫和成虫的发生均显著早于宁夏,例如:2019年甘肃秦州首次发现草地贪夜蛾2—5龄期幼虫时间为7月14日,首次发生面积为0.2 hm2;甘肃青川于6月24日已证实4—5龄幼虫危害,首次发生面积高达66.67 hm2;甘肃成县在7月8日首次报道了3—5龄幼虫的发生情况,发生面积为0.02 hm2;2020年甘肃崆峒于8月3日调查到1.07 hm2受害玉米田,田间多为3—4龄幼虫;甘肃甘谷7月22日查见3龄幼虫,发生面积有0.04 hm2;四川涪城7月7日发现3龄幼虫,发生面积共0.22 hm2,因此在7—9月夏季风(偏南风)盛行期的大气动力运载条件下,甘肃、四川和陕西均可为宁夏源源不断地提供迁入虫源。

3.2 草地贪夜蛾在中国西部的远距离迁飞路径

Wu等[20]通过剖析秦岭-淮河地区草地贪夜蛾虫群的迁入实况和大气动力条件,结果表明受复杂的地形地貌的影响,秦岭山区(中经甘肃南部和陕西南部)种群与淮河流域虫源的迁飞规律存在明显差异,其中,在地势平坦的淮河流域,草地贪夜蛾8月中旬之前主要随季风顺东线向北迁飞,华北平原是主降区但可能波及到东北平原,8月中旬开始向南回迁至长江流域;秦岭山区草地贪夜蛾在9月中旬之前沿西线以北迁为主,西北地区的宁夏和内蒙古自治区是其主要迁入地。陈辉等[6]通过进一步细化我国农作区草地贪夜蛾的时空分布,发现西线始于缅甸,缅甸种群在云南南部和贵州东南部定殖后进一步迁出,向北侵入四川东部、重庆和陕西南部,最终降落在黄河流域。吴秋琳等[18]研究结果也表明,在夏季云南草地贪夜蛾主要向东北方向迁飞后进入四川。此外,云南草地贪夜蛾最早可于4月下旬迁入川西南及川南地区,5月上中旬进入大规模迁入和向北扩展期,6月中旬进一步向北迁飞可达陕西,除川西高原外,四川省各地均可见虫[23-24]。上述相关结论均与本研究结果基本吻合,本研究也进一步完善了我国草地贪夜蛾经由“(缅甸-)云南-四川和重庆-陕西和甘肃-宁夏(-内蒙古)”的西线迁飞路线。但是,有关草地贪夜蛾在我国形成东、西两条迁飞路径的机制尚需要更深入的剖析。经种群生物型分子特征鉴定,我国草地贪夜蛾种群源于美国佛罗里达州的地理种群,是一种偏好取食玉米的特殊的“玉米品系”[46]。结合我国主要农作物分布格局,草地贪夜蛾在我国西部的迁飞路径覆盖了我国南部主要的玉米种植带,这进一步表明,捋清草地贪夜蛾在我国的西线迁飞规律,对建设我国的草地贪夜蛾监测预警体系和指导区域性防控工作具有重要意义。

3.3 2020年宁夏草地贪夜蛾首次迁入期提前的主要原因分析

经过持续2年的全国范围的田间调查发现,草地贪夜蛾在我国无滞育现象[16],2020年宁夏草地贪夜蛾迁入比2019年首次入侵年份明显提前,其根本原因是具有充足的虫源基础。姜玉英等[16]通过2019年12月至2020年3月的田间调查结果表明,草地贪夜蛾在我国28°N以南可以顺利越冬,包括云南、广西、广东、海南、四川、福建和贵州共7个省(自治区),在温暖年份,越冬北界可进一步偏北达31°N。2019年是草地贪夜蛾首次由国外迁入我国的时期,而2020年境内已存在大量越冬虫源。全国监测数据还表明,2020年1—3月发生扩展明显快于2019年,2020年同期共发生354个县,是2019年同期的8.6倍。此外,对比2019年的逐步北扩过程,2020年草地贪夜蛾成虫跨区域迁飞现象更加明显,例如江苏邳州(位于北纬34.40°)3月31日始见成虫,比2019年同期广西宜州(北纬24.48°)北推了近10个纬度[21]。此外,草地贪夜蛾在国内外的远距离迁飞通常借助于高空气流的携载作用[14-15,45,47]。经对比分析发现,2020年7月自甘肃、陕西和四川等地至宁夏一带的高空风场条件较2019年7月具有更有利的向北运载的动力。张向才等[48]对宁夏、内蒙古等春麦区麦蚜发生和迁入规律进行了多年的观察,结果发现宁夏有翅麦蚜的迁入与持续的西南风密切相关,这与本研究中草地贪夜蛾的迁入背景场条件十分吻合。此外,西北地区玉米种植密度自2009年以来最高(6.77万株/hm2)[49],草地贪夜蛾一旦在该玉米区成功定殖,更易迅速传播危害。因此,尚需要通过更多的试验研究、更多个例的剖析,从中寻求西北地区草地贪夜蛾的迁飞规律。

4 结论

在偏南夏季风的影响下,草地贪夜蛾经由“(缅甸-)云南-四川和重庆-陕西和甘肃-宁夏(-内蒙古)”自南向北通过连续1—3个夜晚的迁飞可构成其在中国西部地区的渐次北上的迁飞路线。在偏南风盛行期提前和风速偏强年份,我国西北玉米区应密切关注高空风场条件,加强监测防控工作,警惕草地贪夜蛾的提前发生与危害。

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Migration Pathway ofin Northwestern China

1Key Laboratory of Agricultural Meteorology of Jiangsu Province, School of Applied Meteorology, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044;2State Key Laboratory for Biology of Plant Disease and Insect Pests, Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193;3National Agro-Tech Extension and Service Center, Beijing 100125;4Agricultural Technology Extension Station of Ningxia Hui Autonomous Region, Yinchuan 750001;5College of Plant Protection, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095

【Background】As a major migratory insect pest putting the whole world on alert, the fall armywormwarned by Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) poses a serious threat to the agriculture production (including maize) of China from the end of 2018. Taking advantages of the long-distance transport of seasonal monsoons and its self-powered migratory capacity,performs two migration pathways to fly across the eastern and western China separately, which has caused regional dispersal and severe infestation. According to 2-year systematic investigation in China, the west migration route ofends in northwestern China, especially in Ningxia and Alxa Left Banner of Inner Mongolia. However, little is known about the source areas ofpopulation invading northwestern China, and few reports explore the migration route of this devastating pest through the whole western China.【Objective】The objective of this study is to accurately analyze on the key atmospheric factors driving the immigration ofinto the northwestern China, source regions of the first populations to arrive, and Asian monsoon-induced migration pathways of, which can provide fundamental evidence for the early warning and regional management and control of this invasive pest in China.【Method】Based on the invasion dynamics ofin Ningxia of the northwestern China and meteorological data, a meso-scale numerical model, insect’s flight trajectory calculating program, and Geographic Information System (GIS) were used to identify the atmospheric transport backgrounds, simulate the succussive 1-3 night migration routes and trace their source regions ofin the Northwestern China.【Result】The southerly summer monsoon from July to September each year was the key factor for the successive and successful immigration ofinto Ningxia and other regions of Northwestern China, of which their major source populations ofwere located in southeastern Gansu and eastern Sichuan, while some were from western Shaanxi. In addition, southwestern Chongqing, northeastern Yunnan and part of western Shanxi could possibly provide population source of.【Conclusion】Under the influence of southerly Asian summer monsoons,can fly towards the north for 1-3 successive nights via its west migration pathway “Yunnan-Sichuan and Chongqing-Shaanxi and Gansu-Ningxia” in China, which originates from Myanmar and ends in Inner Mongolia, China. In particular, the government should be vigilant against the occurrence and damage of this devastating pest in the maize-cropping regions of Northwestern China while the preponderance of early southerly wind is advanced and wind speed gets strong during July to September.

; northwestern China; migration pathway; summer monsoon; monitoring and early warning

2021-11-10;

2021-12-28

宁夏回族自治区重点研发计划(2020BBF03004)、国家重点研发计划(2021YFD1400702)、国家自然科学基金(31727901,31901873)

吴秋琳,E-mail:wuqiulin89@126.com。通信作者吴孔明,E-mail:kmwu@ippcaas.cn

10.3864/j.issn.0578-1752.2022.10.006

(责任编辑 岳梅)

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