我国2008年草地螟大发生种群空间分布特征
2020-09-04
来源:乌哈旅游
主 物镰妇2011.37(4):76—81 Plant Protection 我国 年草地螟大发生种群空间分布特征 黄绍哲 , 罗礼智 , 姜玉英 , 唐继洪 , 张 蕾 (1.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; 2.全国农业技术推广中心,10O125) 摘要[目的]为进一步认识草地螟大发生规律,更好地开展大尺度草地螟发生预测预报,本文对2008年草地螟大 发生种群空间分布特征进行分析。[方法]对2008年我国草地螟1代成虫和2代幼虫发生数量与当地温湿度条件 进行回归分析,找出影响草地螟种群空间分布特征的主要因素。[结果]草地螟成虫发生期的环境温湿度对随后幼 虫发生的空间分布具有显著的影响。草地螟成虫集中分布在湿度6O ~8O 的区域内,而在相对湿度为6O ~ 8O 的区域内,温度是草地螟成虫和幼虫空间分布的主导因素。成虫主要分布在温度高于21℃的区域内,而温度 高于27℃的区域内草地螟成虫量较少。在成虫盛期温度为19--27℃的区域内易形成草地螟幼虫大发生,特别是 在温度为21 ̄25℃区域内发生程度更重,该温度范围与草地螟成虫产卵适温范围相符。[结论]成虫发生期的环 境温湿度指标应是开展大尺度空间草地螟大发生分布预测预报的重要依据。 关键词 草地螟; 大发生; 预测预报; 空间分布 中图分类号:S 431.14:S 433.4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.0529—1542.2011.04.016 Characteristics of spatial distribution pattern of Loxos tege s ticticalis outbreak population in China in 2008 Huang Shaozhe ,Luo Lizhi ,Jiang Yuying ,Tang Jihong ,Zhang Lei (1.State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests,Institute of Plant Protection, Chinese Academy ofAgricultural Sciences,Beijing 100193,China; 2.National Agro-Technical Extension and Service Centre,Beijing 100125,Chia)n Abstract[Objective]For the purpose of better understanding the outbreak dynamics,and improving the forecas— ting of beet webworm outbreak on macro scale,case analysis was conducted on beet webworm outbreak in 2008.  ̄Method]Regression analysis between the amount of the first generation adults and the second generation larvae in 2008 and the local temperature and humidity were made to find the factors affecting the spatial distribution of Loxostege sticticalis.[Result]Environmental temperature and relative humidity conditions during the outbreak period of beet webworm adult greatly affected the spatial distribution pattern of subsequent larvae outbreak popu— lation.Beet webworm adults were mainly distributed within the areas with relative humidity between 60%一8O%, and temperature was the main factor determining the spatial distribution pattern beet webworm adults and larvae within this area.The beet webworm adults were mainly distributed in the areas with a temperature higher than 2 1 oC,and the adult population was relatively low when the temperature was over 27℃.Larvae outbreak hap— pened within areas with a temperature between 19--27℃during the outbreak period of beet webworm adult,and more severe outbreaks occurred when the temperature was between 21—25℃,which was the most suitable tem— perature range for adult oviposition.[Conclusion]The environmental temperature and relative humidity should e btaken as important parameters in forecasting the spatial distribution of outbreak population of beet webworm on macro scale. Kev words Loxostege sticticalis; outbreak; forecasting;spatial distribution :206专-0题9 修订日期:2OlO一11-120&l ̄Et1!It1家0攻-0基金项目: 国家攻关专题 (2005BA529A03 2005BA529A04);中央财政国家重点实验室自主研究课题专项(, ;中央财政匡l冢重点实验室目王针冤课题专呗 SKL2009S…R02)) 关基金项目:国*通信作者 E-mail:lzluo@ippcaas.cn ,37卷第4期 黄绍哲等:我国2008年草地螟大发生种群空间分布特征 ・77・ 草地螟(Loxostege sticticalis L.)(鳞翅目:螟蛾 科)是一种世界性分布的迁飞害虫,广泛分布于欧亚 盟、呼和浩特市、包头市、鄂尔多斯市、巴彦淖尔市、 乌海市、阿拉善盟,以及宁夏、山西、陕西、河北、北 京、天津的发生区定义为华北发生区。将内蒙古的 锡林郭勒盟、赤峰市、通辽市、兴安盟、呼伦贝尔盟, 以及辽宁、吉林、黑龙江的发生区定义为东北发生 区。本文中采用了研究区域内的1l省区的76个监 大陆的前苏联加盟共和国、中国、蒙古以及美国和加 拿大等,集中在北纬36。~53。之间的狭长地带[1 ]。 新中国成立以来,草地螟已经在我国有3个大发生 周期共28年暴发成灾,给三北地区的农牧业生产造 成了巨大的经济损失_5 ]。由于其重要的经济意义, 中外学者均对草地螟基本生物学特性,越冬和迁飞 测站的数据,站点的地理位置,部分系作者调查过程 中用GPS测得,部分为地方提供,还有小部分站点 规律 1 ,世代区划[ 以及发生为害规律[12-13 进行 了长期的研究,并成功地应用于草地螟大发生的预 测预报l1乳14]。 在迁飞害虫大发生的预测预报实践中,由于其 具有远距离扩散迁飞能力,对其在大尺度空间分布 的预测会对预测预报的准确性和有效性产生极大的 影响l_l5]。已有的关于草地螟空问分布的研究中,主 要包括越冬种群分布[ "],成虫迁飞[ J 引,以 及幼虫大发生分布的年度间变化特征_1 ,但是对 于大尺度的草地螟幼虫大发生空间分布特征及其影 响因素的研究则鲜见报道。而且环境条件的不断变 化,例如“退耕还林还草”对传统发生区内植被条件 的改善,全球气候变暖等,草地螟的大发生亦表现出 了新的特点[6]。因此,要求从事草地螟研究的科研 工作者和相关的植保工作者对草地螟的基本生活史 对策,预测预报技术和综合防治技术进行持续的研 究,否则将无法应对未来的草地螟大发生挑战。本 文即对2008年我国草地螟大发生空间分布特征及 其影响因子进行分析,以期进一步认识草地螟发生 规律,并为开展大尺度草地螟大发生空间分布的预 测预报提供科学依据。 1材料与方法 1.1虫情资料 本文所引2008年1代草地螟成虫,2008年2代 草地螟幼虫大发生分布数据,由各省植保站调查获 得,并由全国农业技术推广服务中心测报处汇总提 供。草地螟成虫数量采用灯诱监测,草地螟幼虫发 生数据则来自大田调查,调查方法参考《农区草地螟 预测预报技术规范》[2 。数据统计范围包括内蒙 古、宁夏、山西、陕西、河北、北京、天津、辽宁、吉林、 黑龙江省(市)、自治区。其中将内蒙古的乌兰察布 系由地方提供详细地址,再经《全中国电子地图》系 统中测得。本文分析中所用2008年1代草地螟成 虫数量,为1代成虫盛发期的7月下旬至8月上旬 的灯下诱蛾总量。 1.2气象资料 本文所引气象资料均从中国气象科学数据共享 服务网下载获得(http:∥cdc.cma.gov.cn),文中所 用温湿度旬均值数据均由平均气温和平均相对湿度 日值数据计算而来。 1.3气象数据空间估计 本文中对所获得的气象数据,经地质统计学软 件GS+分析后,选择最佳拟合模型,再用地理信息 系统软件SuperMap2008(北京超图软件公司)进行 克里格插值(Kriging),并进行空间分析,最后生成 布局图。 1.4其他统计方法 为确定成虫盛发期环境温湿度对草地螟成虫空 间分布的影响,以及成虫数量,成虫盛发期环境温湿 度对随后的幼虫种群空间分布的影响,分别将草地 螟成虫数量和幼虫数量进行对数(1g)转换,再运用 SAS8.02进行逐步回归分析,以确定各因子对草地 螟成虫和幼虫种群空间分布的影响。回归分析中所 用的监测点环境温湿度数据,系从环境温湿度插值 结果中提取得到。 2结果与分析 2.1 2008年草地螟1代成虫种群空间分布特征 2008年,我国草地螟1代幼虫轻发生,全国仅 发生7O万hm 左右,主要分布在内蒙古东部,且密 度较低。然而由于7月底至8月初大量草地螟1代 成虫从俄罗斯东部地区和蒙古国东部地区大量迁入 我国[6],并向华北和东北地区扩散,导致包括内蒙 ・ 78 ・ {豇筠镰船 20ll 古、陕西、山西、宁夏、河北、北京、天津、辽宁、吉林、黑 龙江省(市)自治区出现大面积高密度1代成虫,发生 面积达2 000万hrn2。除天津和河北中南部地区外, 回归分析表明,环境湿度对草地螟成虫的空间数量 没有明显的影响。另外,通过对草地螟成虫盛发期 的8月上旬环境平均相对湿度的插值分析(R 一 0.949)可以看出(图1),草地螟成虫广泛分布在平 华北和东北各地灯下诱蛾量大,多数站点在7月底至 8月初出现单灯单日诱蛾量过万的情况,内蒙古商都 县更是在7月29日至8月6日之间连续多天诱蛾量 均相对湿度高于50 的区域内,雌虫的卵巢发育级 别以3~4级为主,大多数成虫分布在平均相对湿度 在60 ~8O 的区域内,在这一区域内成虫分布并 不均匀,表明在适宜的湿度范围内,湿度不再是影响 成虫空间分布的主要因素。 过l0万,最高的单El单灯诱蛾量达53万头,黑龙江 桦南县在8月6目的单灯诱蛾量达到85万头。 通过对成虫盛发期的环境温湿度对成虫总量的 图1 2008年草地螟1代成虫分布与8月上旬平均相对湿度的关系 通过对成虫盛发期的环境温湿度对成虫总量的 回归分析表明,环境温度对草地螟成虫的空间数量 有极显著的影响(F一17.41,p<0.01)。而通过对 草地螟成虫盛发期的8月上旬环境平均温度的分析 (R。一0.992)可以看出(图2),除内蒙古额尔古纳右 随后幼虫种群密度的回归分析发现,成虫盛发期的 环境湿度对随后幼虫发生没有显著的影响。另外, 通过对幼虫发生的空间分布与成虫盛发期8月上旬 的环境平均相对湿度分布的关系分析可以看出(图 3),在成虫盛期内湿度大于5O 的区域内,随后草 旗外,草地螟成虫分布区的平均温度均高于21℃。 但在平均温度高于27℃的天津,以及河北中南部地 地螟幼虫普遍发生,特别是在湿度为6O ~80 的 区域内形成重发生,黑龙江省的幼虫密度高达300 ~区成虫数量明显较少,多数站点在7月底至8月上 5。0头/m 。同样在相对湿度为70 9/6~8O 的河 旬的累计诱蛾量不超过1 000头。这表明,在湿度 条件适宜的情况下,温度对草地螟成虫的空间分布 具有明显的影响。 2.2 2008年草地螟2代幼虫空间分布特征 北北部和河北中南部及北京、天津、幼虫发生格局不 同,河北北部地区的康保县和丰宁县的幼虫密度分 别达到了700头/m 和300头/m 。但是在北京、天 津和河北中南部地区,虽然之前有成虫分布,却很少 有幼虫发生,仅在天津和河北沧县发现低密度幼虫。 这表明,适宜的湿度范围内,湿度对幼虫发生的空间 分布亦无明显的影响。 2008年草地螟2代幼虫特大发生,为历史上发 生最重的年份和代次,幼虫的主要发生期为8月中 下旬。通过对成虫盛发期种群数量和环境温湿度对 ・ 80 ・ i氢物‘曩、好 2O11 生,例如天津幼虫密度仅为1头/m2,而河北沧县 则仅有0.1头/m 。这表明,在湿度条件适宜的情 况下,温度对幼虫发生的空间分布具有明显的 影响。 对成虫盛发期种群数量和环境温湿度对随后幼 虫种群密度的回归分析还发现,除成虫盛发期环境 温度对随后幼虫的空间分布有影响外,成虫数量亦 对幼虫发生有显著的影响(F一4.36, <0.05)。 图4 2008年草地螟2代幼虫发生与1代成虫盛发期平均温度的关系 3讨论 关于环境温湿度条件对草地螟大发生的影响, 响,幼虫发生主要集中在温度为l9~27℃的区域 内,特别是在温度为21~25℃区域内发生程度更 重,这与草地螟的最适产卵温度范围相符。在温度 高于27℃的天津和河北中南部地区的成虫量较小, 这表明温度对成虫的空间分布亦有一定的影响,因 有过部分的研究,中俄学者均认为,环境温湿度条件 是草地螟种群空间分布的决定性因子,并将其用于 生产实践中的预测预报¨7 吨 。室内研究发 此温度是通过对草地螟成虫迁飞和产卵的调控来决 定草地螟幼虫发生的空间分布。这与前人的室内研 现,高温对成虫产卵有极显著的影响,即使作用时间 比较短,也可以导致其卵量的严重下降,而且即使草 地螟雌虫已经有发育成熟的卵,在经过高温刺激后, 究相符,草地螟产卵适温范围应是未来开展大尺度 草地螟大发生预测预报中的一个重要依据。 其卵的生命力亦严重下降L2 。16℃和34℃是草地 螟成虫产卵温度的下限和上限,而19 ̄25℃为其产 卵适温范围[2 。低于44 的相对湿度对草地螟雌 本文研究表明,成虫盛期种群数量对随后的幼 虫大发生亦有影响。而2008年我国草地螟的1代 成虫主要系迁入虫源,因此本文的分析结果具有一 虫的产卵有明显的抑制作用_2 。在本研究中,分析 定的局限性。对于刚羽化的草地螟成虫,室内研究 的结果与室内研究结果一致,草地螟成虫趋向于集 中在湿度6O 9/6~80 9/6之问的高湿环境内。2008年 大量的1代成虫从俄罗斯和蒙古国迁入我国后,进 一表明温湿度对其产卵均有影响[26,29],由于大田观测 结果在预测预报实践中作用更为突出,尚需对大田 环境条件下温湿度对本地羽化草地螟成虫的影响作 进一步的分析,以完善环境温湿度对草地螟成虫和 幼虫大发生空间分布的影响。 对迁飞害虫的大尺度空间发生预测预报是一个 步向华北和东北地区扩散_6],因此,环境湿度系通 过调控草地螟成虫飞行行为的发生,进而影响其在 空间上的分布。在平均相对湿度为60 ~8O 的 区域内,成虫和幼虫的分布主要受到环境温度的影 很具有挑战性的课题,基于本文的研究结果,结合对 37卷第4期 黄绍哲等:我国2008年草地螟大发生种群空间分布特征 [14]罗礼智.我国2004年一代草地螟将暴发成灾[J].植物保护, 2004,30(3):86—88. 草地螟成虫种群的实时监测,及对环境温湿条件的 预测预报,可以对草地螟的大尺度发生进行比较准 确的预测预报。而由于草地螟是一种大尺度迁飞性 害虫,且在我国的相邻国家亦有大量的分布L3 ,要 在生产实践中实现对其较精确的预测预报,还有以 下几个问题需要进一步的研究:1)草地螟成虫的迁 飞机制,特别是气流因子的作用,以及草地螟成虫的 多次迁飞;2)草地螟虫源调查,及迁飞轨迹的预测; 3)大面积草原及农牧交错区的草地螟成虫种群监 测。如果这些问题能够比较好地解决,结合地理信 息系统平台的应用,未来即可以建立起我国草地螟 比较精确的大发生空间分布预测技术体系,为我国 草地螟防控工作提供很好的支撑。 参考文献 [1]罗礼智,李光博.草地螟的有效积温及世代区的划分_J].昆虫 学报,1993,36(3):332—339. [2]Pepper J H.The effect of certain climatic factors on the distri— bution of the beet wehworm(Loxostege sticticalis L)in North America[J].Ecology,1938,19(4):565—571. r3]Knor I B,Bashev A N,Alekseev A A,et a1.Effect of popula— tion density on the dynamics of the meadow moth Loxostege sticticalis L.(Lepidoptera,Pyralidae)口].Entomologicheskoe Obozrenie,1993,72(2):268—274. [4]Kong Hailong,Luo Lizhi,Jiang Xingfu,et a1.Effects of larval density on flight potential of the beet webworm,Loxostege sticticalis(Lepidoptera:Pyralidae)[J].Environmental Ento— mology,2010,39(5):1579—1585. [5]黄绍哲,江幸福,雷朝亮,等.草地螟周期性大发生与太阳黑子 活动的相关性[J].生态学报,2008,28(10):4823—4829. [6]罗礼智,黄绍哲,江幸福,等.我国2008年草地螟大发生特征 及成因分析口].植物保护,2009,35(1):27—33. [7]全国草地螟科研协作组.草地螟发生及测报和防治的研究 [J].中国植保导刊,1987(增刊):1—9. [8]杨素钦,马桂椿.草地螟迁飞路径的探讨[J].中国植保导刊, 1987(增刊):122—128. [91罗礼智,李光博.草地螟不同蛾龄成虫飞行能力和行为的研究 [C].青年生态学者论丛,1992:303—308. [1o]Knop M_B ̄ymmfi MOTBUIeK B a3HaTCKOfl u ̄aCTH CffASPEJ].  ̄JIMTa Pacrem ̄fi,1990,11:52—56. [111 Feng H Q,wu K M。Cheng D F,et a1.Spring migration and summer dispersal of Loxostege sticticalis(Lepidoptera:Pyrali— dae)and other insects observed with radar in northern China [J]_Population Ecology,2004,33:1253—1265. [12]罗礼智,李光博,曹雅忠.草地螟第3个猖獗为害周期已经来 I ̄fi[J].植物保护,1996,22(5):50—51. _13]屈西锋,邵振润,王建强.我国北方农牧区草地螟暴发周期特 点及原因分析口].昆虫知识,1999,36(1):11—14. [15]Day R K,Knight J n Operational aspects of forecasting mi grant insect pests[M]∥DrakeV A,Gatehouse A G,Insect migration:Tracking resources through space and time.Cam— bridge:Cambridge University Press,1995:323—334. [161孙雅杰,陈瑞鹿.草地螟迁飞、发生区与生活史的研究_J].华 北农学报,1995,10(4):86—91. [171屈西锋,邵振润.对我国北方近几年草地螟越冬虫源的分析 [J].植保技术与推广,1999,19(6):5—7. [182陈瑞鹿,暴祥政,王素云,等.草地螟迁飞活动的雷达观测_J]. 植物保护学报,1992,19(2):171—174. [19]曹卫菊,罗礼智,徐建祥.我国草地螟的迁飞规律及途径[J]. 昆虫知识,2006,43(3):279—283. [2O]张云慧,陈林,程登发,等.草地螟2007年越冬代成虫迁飞行 为研究与虫源分析[J].昆虫学报,2008,51(7):720—727. [21]陈晓,翟保平,宫瑞杰,等.东北地区草地螟(Loxostege sticti— calis)越冬代成虫虫源地轨迹分析[J].生态学报,2008,28 (4):1521—1535. [22]陈晓,陈继光,薛玉,等.东北地区草地螟1999年大发生的虫 源分析口].昆虫学报,2004,47(5):599—606. [23]中华人民共和国农业部.NY/T 1675—2008.农区草地螟预测 预报技术规范[s].北京:中国标准出版社,2008. [24]Knor I B,Tibatina I A.The ecology of the meadow moth (Loxostege sticticalis L)in Western Siberia[J].Izvestiya Sibirskc-go Otdeleniya Akademii Nauk SSSR,Biol,1978,2:62 68. [25]Khomyakova O,Bykova E P.Ecological preconditions for more precise forecasting of the development and distribution of the meadow moth(Loxostege sticticalis L)in the northern Causasus[C]} Proceedings of the All-Union Research Institute for Plant Protection in 1980.Ecological and physiological pre— conditions for a modern system of control of the meadow moth.Leningrad,USSR:All—Union Lenin Academy of Agri cultural Sciences,1982. [26]罗礼智,李光博.温度对草地螟成虫产卵和寿命的影响_J].昆 虫学报,1993,36(4):459—464. [27]罗礼智,屈西锋.我国草地螟2004年危害特点及2005年一代 危害趋势分析口].植物保护,2005,31(3):69—71. [28]Tribel’S A,Kolmaz G V.Ecological factors and the numerical strength of the beet webworm[J].Zashchita Rastenii,1981, 2:4O一41. [29]孟正平,陈玉宝,刘一凌.草地螟生殖力及卵孵化与湿度的关 系口].中国植保导刊,1987(增刊):115—120. [3o3 KNee,otot 几JIyromfi MOTMJIeK a㈣ )ye H[J].3aIIJ,HTa H KapaHTttHPacTemff,,2001,6:20—21. [31]MaToB Mym ̄fi MOTSUIeK B/VIHP[J].[ ̄J,ITa Pacwem ̄if. 1984,6:53. [32]IIIex F x Myromfi MOrblJIeK B KaaLxeraRe[J].3aiiLtlTa PacTe1@iif. 1981,6:23—24.