论文部分内容阅读
白背飞虱（Sogatella furcifera）属迁飞性昆虫，是我国重要水稻害虫之一。进入本世纪以来，随着全球气候变暖、水稻种植面积增加，白背飞虱种群数量，分布区域扩大，对我国粮食生产安全构成严重威胁。云南地处我国西南边疆，与白背飞虱主要发生区的中南半岛诸国接壤，是我国白背飞虱危害的重灾区。云南东部又是云南白背飞虱危害最严重的地区。2007年以来，云南东部白背飞虱危害面积急剧增大，对水稻生产造成的损失创历史新高。
白背飞虱危害具有突发性、暴发性、毁灭性特征。白背飞虱向局部区域的迁移汇集是构成白背飞虱种群危害的重要原因。白背飞虱迁移过程受多种因素影响，至今未能有效监测，对白背飞虱的防控也因此长期处于滞后被动的局面。因此，揭示白背飞虱迁移规律和灾害成因是目前实现白背飞虱有效防控的关键科学问题。
本研究在充分总结前人研究成果的基础上，创新研究思路，完善研究路线，以大量野外调查为基础，从白背飞虱迁移时空始点着手，采用精细网格布局取样，种群迁移跟踪调查，结合地理信息系统、生物统计相关的研究技术和分析手段，对云南东部白背飞虱种群越冬、种群迁移及种群动态进行系统研究，对白背飞虱越冬区域和特征、迁移路径和规律等关键学科问题进行深入探讨，取得如下重要研究成果。
1.首次全面揭示了云南东部白背飞虱越冬区域、越冬虫态及越冬栖息地特征。对云南省东部白背飞虱越冬种群进行了连续3年的系统调查和深入研究,运用生态位分析法(ENFA)对白背飞虱冬季栖息地环境因素进行综合分析，采用BIOCLIM模型对云南东部白背飞虱冬季适生区进行全面阐释。研究揭示，白背飞虱在云南东部越冬区域位于24.12N°以南，海拔1500m以下的地区，基本上沿河谷和坝区分布，总体上呈现带状和斑状分布格局。研究表明，最冷月最低温是白背飞虱冬季分布的关键限制因子，最冷季平均温和海拔是影响其分布的重要因子，寄主是白背飞虱冬季分布的必要条件。研究发现，近年来随着文山州和红河州越冬区水稻种植面积的减少，白背飞虱越冬寄主丧失，冬季栖息地面积的减小，该区域白背飞虱越冬区域面积和越冬种群数量显著下降。研究还发现，白背飞虱越冬种群数量受气温影响年际差异较大，各翅型及虫龄均可以越冬，但以长翅型成虫为主。该项研究首次明确了云南东部白背飞虱的越冬区域及种群数量和结构，为确认白背飞虱春季迁移种群来源及早期预警提供了重要科学数据。
2.首次全面揭示并系统阐释了白背飞虱在云南东部的迁移过程及基本规律。对白背飞虱种群迁移过程进行连续3年全程跟踪调查，全面掌握了白背飞虱在云南东部的迁移行程和散布区域，采用密度空间插值模拟揭示了云南东部白背飞虱种群密度空间动态分布，运用ENFA生态位分析探讨了气候因子对白背飞虱迁移过程的作用。研究表明，云南东部白背飞虱于每年三月下旬开始，从其冬季分布区出发，随北上气流及水稻种植时序，由南向北扩散迁移，历时4个月，于六月达到云南北部省界。白背飞虱迁移过程跨越了7个纬度，历经近2000m海拔高差。迁移具体行程可以概括为，从三月初至四月中旬，白背飞虱从冬季分布区，沿河谷和低海拔坝区逐渐向北迁移。迁移区域发生在平均海拔为1800m以下以中山、盆地和河谷地区，主要包括红河州、文山州及玉溪市南部等地。从四月下旬至五月上旬，白背飞虱开始向海拔为1900m的云南中部高原爬升，迁移区域包括昆明、曲靖广大坝区，五月末扩散至坝区的北部边缘。进入当年六月，白背飞虱继续快速向北推进，迁入深谷、平坝高山相间、地形复杂的滇东北高原面。研究揭示，白背飞虱迁移往往与云南东部水稻生长期同步进行，提出寄主水稻和环境温度是白背飞虱迁移进程的关键因子。低纬高原区因海拔因素造成的三、四月气温大部分地区平均气温在20℃以下，对白背飞虱早期迁移有明显阻滞作用。该海拔阻滞效应较好解释了在相同纬度下，云南东部白背飞虱向北迁移进度远远慢于我国东南沿海地区的原因。
3.首次在局域尺度下对白背飞虱的迁移行程进行了深度调查，较好阐释了在特定地区白背飞虱迁移规律。通过白背飞虱种群时空变动系统跟踪调查，采用种群结构分析，结合种群密度空间插值法，辨析了白背飞虱种群迁移的基本模式。白背飞虱迁移过程是白背飞虱种群空间扩张的基本形式，迁移进程和路径受地形、海拔、气温和寄主等因素综合影响。云南东部白背飞虱具有明显的逐代推进、分批迁移的基本特征。具体表现为迁入种群就地繁殖，提高种群数量，然后再向前迁移，如此往复渐次推进。对元江至寻甸一线白背飞虱迁移过程全程跟踪调查揭示，从低海拔向高海拔迁移过程中，白背飞虱每次迁移的进程平均为50-60km，在同一海拔面上可达120km。该研究是我国首次对白背飞虱迁移进程和推进速度的量度，其研究方法可为相关领域同类研究提供借鉴，并为在该区域开展白背飞虱精确预警和有效监控提供重要技术支撑和科学数据。
4.首次提出云南东部白背飞虱种群增长模式。基于白背飞虱种群动态多年监测历史数据和本研究调查结果，结合相关性分析和逐步回归分析，综合分析了气候因素对白背飞虱种群变动的关键因子及其影响效应，归纳出对云南东部白背飞虱种群三种基本增长模式。(1)以本地种群为增长主力，迁入种群为基本虫口基数的种群增长模式，以红塔区为代表的滇中坝区，种群增长主要由本地种群增长造成的，迁入种群为其提供了基本虫源。(2)以迁入种群为主含有当地种群的种群增长模式，以金平县为代表的南部边境双季稻种植区，白背飞虱种群增长主要由迁入种群造成，本地繁殖种群的数量贡献较小。(3)以迁入种群与本地种群数量大体相当的种群增长模式，以富宁县为代表的南部低海拔热区，种群增长同时受到迁入种群及当地繁殖种群共同影响。三种种群增长模式取决于地理位置、地形条件、迁入种群数量，以及水稻种植制度等因素。三种种群增长模式首次揭示了迁入和本地种群在白背飞虱增长中的作用，为进一步阐释白背飞虱成灾机制提供了重要线索，也为制定该地区白背飞虱种群防控提供了重要依据。