翟保平

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲學(xué)系，農(nóng)業(yè)部病蟲害監(jiān)測與治理重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，南京 210095）

我國農(nóng)作物病蟲種類繁多，災(zāi)害頻仍，病蟲害發(fā)生消長此起彼伏，屢屢暴發(fā)成災(zāi)。但暴發(fā)和成災(zāi)是兩個(gè)層面的事情，無論再大的暴發(fā)，只要防治措施及時(shí)得當(dāng)就不會成災(zāi)。而實(shí)現(xiàn)有效防治的前提是對病蟲害發(fā)生的時(shí)空動(dòng)態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測和準(zhǔn)確預(yù)測，此項(xiàng)工作的缺失或不足恰恰是造成防治失敗而致災(zāi)的根本原因。因而，病蟲測報(bào)學(xué)科在確保我國糧食安全方面具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。

1 本學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)律和研究特點(diǎn)

回顧1970年代以來病蟲測報(bào)研究的歷程，來自其他學(xué)科的思路、方法和技術(shù)一直是病蟲測報(bào)能夠取得長足進(jìn)展的重要因素，因而決定了病蟲測報(bào)學(xué)科是一門交叉學(xué)科。有關(guān)病蟲災(zāi)變預(yù)測的研究迫切需要突破在單學(xué)科、單一系統(tǒng)的封閉框架內(nèi)進(jìn)行研究的方式而代之以開放的多學(xué)科交叉和多途徑綜合研究。3S（遙感RS、地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS）技術(shù)、昆蟲雷達(dá)技術(shù)等高新技術(shù)的應(yīng)用和非線性科學(xué)、大氣科學(xué)等的迅猛發(fā)展，為進(jìn)一步對災(zāi)變發(fā)生的關(guān)鍵信息和引發(fā)災(zāi)變的關(guān)鍵因子進(jìn)行大規(guī)模綜合研究提供了前所未有的基礎(chǔ)平臺和技術(shù)手段。

同時(shí)，病蟲測報(bào)學(xué)又是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科，其優(yōu)先研究領(lǐng)域和當(dāng)前國家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重大科技需求及潛在的需求高度相關(guān)，國家宏觀政策的調(diào)整、農(nóng)技推廣隊(duì)伍的變化、農(nóng)作物種植制度和栽培方式的演替都隨時(shí)在影響著病蟲測報(bào)研究的重點(diǎn)和方向。因此，病蟲測報(bào)研究從來都是緊扣國家目標(biāo)、緊貼生產(chǎn)實(shí)際、與國家行政部門和農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門密切互動(dòng)共同發(fā)展的。

2 近年來本學(xué)科領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和存在的問題

中國的糧食問題歷來是對國計(jì)民生具有特殊重要性的大問題，21世紀(jì)的中國糧食問題對世界的影響更為舉世矚目。人口和資源的雙重壓力使我國農(nóng)業(yè)當(dāng)前和今后都將面臨著長期食物安全保障的重大任務(wù)，進(jìn)一步提高對有害生物的災(zāi)變預(yù)警能力已成為各級政府的共識。2006年，我國植保界正式提出了“公共植?！焙汀熬G色植?！钡男吕砟睢?007年6月14日在廣西南寧召開的全國水稻重大病蟲防控暨重大植物疫情阻截帶建設(shè)現(xiàn)場會上，又進(jìn)一步提出要全面推進(jìn)“公共植?！焙汀熬G色植?！保瑢⑥r(nóng)作物病蟲害的測報(bào)和防控從專業(yè)技術(shù)部門的研究和推廣行為上升到了國家層面的政府行為［1］。

國家植保方針的這種戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變也為農(nóng)作物病蟲測報(bào)學(xué)科的發(fā)展造就了新的平臺。正是從這時(shí)起，國家對病蟲害測報(bào)與防控技術(shù)的研究和推廣的投入大幅度增加，一批“973”項(xiàng)目和公益性行業(yè)專項(xiàng)先后立項(xiàng)，國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的建設(shè)全面開始，國家植保工程大規(guī)模鋪開，國家級和省級病蟲測報(bào)區(qū)域站得到了前所未有的大發(fā)展。由全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心牽頭與全國600多個(gè)區(qū)域站點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)，初步實(shí)現(xiàn)了病蟲情報(bào)的網(wǎng)絡(luò)化傳輸、自動(dòng)化處理和可視化發(fā)布，為病蟲測報(bào)研究的深入開展和逐步實(shí)現(xiàn)有害生物的數(shù)字化預(yù)警奠定了良好的基礎(chǔ)。

在研究層面，國內(nèi)專門從事病蟲測報(bào)研究的單位目前有南京農(nóng)業(yè)大學(xué)信息生態(tài)實(shí)驗(yàn)室、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病害流行學(xué)實(shí)驗(yàn)室和中國農(nóng)科院植保所農(nóng)業(yè)有害生物監(jiān)測預(yù)警研究室。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)信息生態(tài)實(shí)驗(yàn)室近年來連續(xù)得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、“973”項(xiàng)目、“948”項(xiàng)目、國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、國家公益性行業(yè)專項(xiàng)和國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)項(xiàng)目的資助，開展了以3S技術(shù)為平臺、以兩遷害蟲（稻飛虱和稻縱卷葉螟）異地預(yù)測為核心的一系列害蟲監(jiān)測和災(zāi)變預(yù)警研究［2－8］。2007年以來，該實(shí)驗(yàn)室與植保技術(shù)推廣部門密切合作，組織力量千里追蹤兩遷害蟲，開展了在全球氣候變化和耕作制度演替的新形勢下兩遷害蟲發(fā)生規(guī)律的再研究［9－15］。目前，已形成了以3S技術(shù)、多普勒昆蟲雷達(dá)技術(shù)和大氣中尺度模擬技術(shù)為支撐的兩遷害蟲監(jiān)測預(yù)警和研究平臺。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病害流行學(xué)實(shí)驗(yàn)室是目前國內(nèi)唯一一家做病害流行的單位。該實(shí)驗(yàn)室最突出的貢獻(xiàn)是為推進(jìn)曾士邁院士在新世紀(jì)之初提出的宏觀植物病理學(xué)的概念而做出的努力［16］。他們利用GIS技術(shù)在小麥條銹病越夏越冬區(qū)的宏觀分析和氣候區(qū)劃方面獨(dú)樹一幟，其基于衛(wèi)星遙感和高光譜遙感技術(shù)的小麥條銹病發(fā)生流行的監(jiān)測研究已有了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，對小麥條銹病孢子的遠(yuǎn)距離風(fēng)傳擴(kuò)散的研究也有了良好的開端［17－26］。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所農(nóng)業(yè)有害生物監(jiān)測預(yù)警研究室在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的連續(xù)資助下，完成并完善了X頻帶掃描昆蟲雷達(dá)控制程序設(shè)計(jì)和編制，實(shí)現(xiàn)了昆蟲雷達(dá)的數(shù)字化觀測，使國內(nèi)雷達(dá)昆蟲學(xué)的發(fā)展上了一個(gè)臺階。目前，該實(shí)驗(yàn)室擁有多部昆蟲雷達(dá)，包括厘米波和毫米波掃描昆蟲雷達(dá)（觀測基地在山東長島和廣西興安）及垂直波束昆蟲監(jiān)測雷達(dá)（觀測基地在內(nèi)蒙古烏盟），近十年的連續(xù)觀測產(chǎn)出了一系列新發(fā)現(xiàn)［27－33］。近年來，該實(shí)驗(yàn)室先后主持了國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、“973”項(xiàng)目、國家公益性研究專項(xiàng)等多項(xiàng)關(guān)于重大害蟲區(qū)域性暴發(fā)監(jiān)測與預(yù)警的研究課題。目前，國內(nèi)唯一一個(gè)“測報(bào)學(xué)”碩士學(xué)位學(xué)科點(diǎn)就設(shè)在中國農(nóng)科院植保所。

目前存在的問題：

（1）病蟲測報(bào)研究需要長期穩(wěn)定的經(jīng)費(fèi)支持

在以前很長一段時(shí)間里，決策部門只關(guān)心應(yīng)急，往往只在病蟲大暴發(fā)大流行時(shí)才立項(xiàng)研究，一旦病蟲消退就沒人再關(guān)心相關(guān)研究。這就造成了研究工作時(shí)斷時(shí)續(xù)，資料數(shù)據(jù)殘缺不全；而植保推廣部門對此起彼伏的病蟲暴發(fā)防不勝防、疲于應(yīng)付。病蟲害預(yù)測預(yù)報(bào)是一種公益事業(yè)和政府行為，其效益主要體現(xiàn)在社會效益上。但測報(bào)準(zhǔn)確程度的提高可大大減少農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的損失，同時(shí)又可降低農(nóng)藥使用量而減輕環(huán)境污染，故其經(jīng)濟(jì)和社會效益均十分顯著；尤其是若能把生物災(zāi)變預(yù)報(bào)準(zhǔn)確的話，其經(jīng)濟(jì)和社會效益將更為可觀。因此，只有依靠政府部門的持續(xù)投入和研究人員踏踏實(shí)實(shí)的基礎(chǔ)性工作，生物災(zāi)變預(yù)測才能出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步。國家自然科學(xué)基金委2002年曾對“災(zāi)害性病蟲害預(yù)測預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)研究”實(shí)行長期資助計(jì)劃就是非常明智的政策。而小麥銹病全國協(xié)作組能維持?jǐn)?shù)十年不散，也是得益于有關(guān)部門的長遠(yuǎn)目光。建議基金委將此長期資助項(xiàng)目制度化，每年都遴選1～3個(gè)與病蟲害測報(bào)相關(guān)的選題給予長期支持。

（2）國內(nèi)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和共享程度決定了測報(bào)研究究竟能走多遠(yuǎn)

沒有系統(tǒng)、規(guī)范、完整、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，即使有再先進(jìn)的軟件和硬件，病蟲預(yù)測也無從談起。所以情報(bào)的收集和初始信息的處理居于特別重要的地位。情報(bào)質(zhì)量的高低和信息量的大小對預(yù)報(bào)目標(biāo)的逼近關(guān)系極大，尤其是對初始信息極敏感的災(zāi)變預(yù)測對象，初始信息量的充分性直接決定了預(yù)報(bào)的成敗。必須指出的是，近年來我國病蟲測報(bào)系統(tǒng)的人才隊(duì)伍很不穩(wěn)定且日益老化，而在現(xiàn)有的人事制度和公考制度框架下，年輕的專業(yè)人才很難進(jìn)入測報(bào)系統(tǒng)，其直接后果就是病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量越來越難以保證。而近年來誘蟲燈具的更新?lián)Q代，則使幾十年來積累的歷史病蟲數(shù)據(jù)無法與新的燈誘數(shù)據(jù)匹配，統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)從而難以為繼。

同時(shí)，由于各部門的資料數(shù)據(jù)都有各自的權(quán)屬，不同機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)難度極大，很多研究工作因數(shù)據(jù)無法共享而出現(xiàn)難以逾越的人為障礙。測報(bào)學(xué)科有些科學(xué)問題往往就剩了一層窗戶紙，但就因數(shù)據(jù)的不可得而難以捅破。因此，有待于國內(nèi)科研生態(tài)的進(jìn)一步健康發(fā)展，數(shù)據(jù)的質(zhì)量和共享程度將決定病蟲測報(bào)研究究竟能走多遠(yuǎn)。

3 病蟲測報(bào)學(xué)科的發(fā)展方向

研究生物災(zāi)變預(yù)測的目的在于事先的應(yīng)變，即盡力找到引發(fā)害蟲災(zāi)變的觸發(fā)點(diǎn)和臨界值，以便在災(zāi)變發(fā)生前采取相應(yīng)措施，化解大發(fā)生種群的形成。生物災(zāi)變的發(fā)生具有大強(qiáng)度、小概率、復(fù)雜性（多因子相互作用）、混沌性（非常規(guī)趨勢）和突變性（量變到質(zhì)變，能量積累后的突然釋放）的特點(diǎn)，多尺度效應(yīng)是復(fù)雜系統(tǒng)所具有的典型特征。系統(tǒng)的變異程度往往取決于研究時(shí)所取的尺度。在非常細(xì)微的時(shí)空尺度上，隨機(jī)現(xiàn)象會使系統(tǒng)變得不可預(yù)測；但若放大研究尺度，也即將不可預(yù)測和無法重復(fù)的個(gè)例上升到這些事例的集合，系統(tǒng)的行為便可表現(xiàn)出某種程度的規(guī)律性，從而使系統(tǒng)的變異性下降而可預(yù)測性增強(qiáng)。因此，開展宏微觀結(jié)合、多學(xué)科交叉的多尺度和多途徑綜合研究應(yīng)是最好的選擇。

3.1 方法論研究

自“六五”以來，國家組織力量連續(xù)攻關(guān)，對病蟲害的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率已可達(dá)80%。但實(shí)際上，能夠成災(zāi)的，也是最需要預(yù)警的害蟲種群的暴發(fā)性突增恰恰是用常規(guī)預(yù)測方法報(bào)不出來的那20%。究其原因，除了基礎(chǔ)研究薄弱使得科學(xué)儲備不足與有害生物災(zāi)變預(yù)測的難度所形成的巨大反差外，方法論上的障礙也顯而易見。從方法論入手，探索有害生物災(zāi)變的機(jī)制和預(yù)警方法及因應(yīng)之道，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中亟待解決的一個(gè)棘手問題。

生物災(zāi)變的發(fā)展演化是在生物圈這個(gè)大背景下一種多尺度的生態(tài)過程，是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)流、能量流和信息流相互作用的結(jié)果。復(fù)雜系統(tǒng)（如農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)）內(nèi)變量眾多，且變量之間并非簡單的因果關(guān)系而呈非線性關(guān)系，這就使得用于線性系統(tǒng)的常規(guī)預(yù)測方法（統(tǒng)計(jì)預(yù)測）無能為力。同時(shí)，災(zāi)變發(fā)生是種群數(shù)量不連續(xù)的突然變化，突變的出現(xiàn)改變了系統(tǒng)發(fā)展的方向和性質(zhì)，也使得預(yù)測的基本原則失效。此外，災(zāi)變的突發(fā)是小概率事件，又具有多因素性、非線性和不確定性的特點(diǎn)，其大尺度的時(shí)空變化過程未必呈周期性，有的事例甚至絕無僅有，故基于類推原則和連貫原則的傳統(tǒng)預(yù)測理論和方法完全不適用，因此亟待開展突發(fā)事件的預(yù)測理論和方法論的研究，盡快形成一整套全新的預(yù)測方法和完整的軟、硬件配套技術(shù)。

害蟲災(zāi)變的發(fā)生在空間上既具有全域性，又具有區(qū)域性，在時(shí)間上既表現(xiàn)無序的非穩(wěn)定性，某種程度上又存在有序的規(guī)律性和周期性。生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜、有自組織現(xiàn)象的非線性結(jié)構(gòu)，許多非線性理論都是從生態(tài)學(xué)研究中發(fā)展起來的，如物種競爭與協(xié)同學(xué)、邏輯斯諦模型與混沌、病蟲害暴發(fā)與突變等。因此，利用非線性理論研究害蟲種群的暴發(fā)與崩潰是自然而然的事情。借助非線性科學(xué)工具，如分形、混沌、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析等，探索生物災(zāi)變發(fā)生行為的動(dòng)力學(xué)特征和時(shí)空分布規(guī)律，構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)中災(zāi)變預(yù)測的理論框架和全新的方法論，從而形成害蟲災(zāi)變預(yù)警的綜合集成體系。

3.2 境外蟲源研究

我國農(nóng)作物幾種重大的遷飛性害蟲都是來自中南半島（越南、老撾、緬甸及泰國北部），在國內(nèi)無法進(jìn)行越冬蟲源的監(jiān)測和控制，無法預(yù)測中南半島春季遷出蟲源的發(fā)生量和致害性變化，也無法實(shí)施全年周期性綜合治理。更為嚴(yán)重的是，近年來由于境外蟲源區(qū)栽培制度和防治藥劑的改變，境外蟲源區(qū)與我國稻區(qū)的水稻品種和用藥環(huán)境趨于相同，使得這些遷飛性害蟲在我國高強(qiáng)度用藥環(huán)境中逐漸產(chǎn)生的抗性基因無法在境外越冬地獲得稀釋，從而使害蟲抗藥性迅速增加，境外殘留蟲量大增，形成了巨量的遷出蟲源，致使我國遷飛性害蟲連年暴發(fā)。且由于遷入量大而落地成災(zāi)，難以實(shí)施有效的綜合治理，只能進(jìn)行高強(qiáng)度的連續(xù)打藥而形成惡性循環(huán)：其抗藥性越來越強(qiáng)，種群數(shù)量越打越多連續(xù)翻倍增長，秋季回遷進(jìn)入中南半島的蟲量也越來越多，翌年春季再度遷入我國的初期蟲源自然也水漲船高數(shù)量劇增，國際水稻所和東南亞植保界因此把我國稱之為“bug maker”［34］。由于與相關(guān)國家的相關(guān)部門并無正式的雙邊合作關(guān)系，我們無法獲得對這些害蟲測報(bào)和防治至關(guān)重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：境外蟲源如何分布、其種群數(shù)量如何變化、何時(shí)何地能為我國提供多少有效遷入蟲源等。而且老撾、緬甸由于經(jīng)濟(jì)落后，其植保技術(shù)力量極其薄弱；越南雖有較強(qiáng)的植保技術(shù)力量，但因兩國關(guān)系的波折導(dǎo)致雙方溝通不暢。所幸的是，中越兩國農(nóng)業(yè)部已于2008年末簽署了兩國關(guān)于水稻遷飛性害蟲的雙邊合作協(xié)議，但能否順利實(shí)施落實(shí)到位還有待觀察。

因此，要控制遷飛性害蟲的暴發(fā)危害，需建立與中南半島五國（越、老、緬、泰、柬）的聯(lián)防體制，交流蟲情情報(bào)，對國外蟲源進(jìn)行有效的監(jiān)控，通過統(tǒng)一調(diào)控農(nóng)藥的使用，實(shí)施區(qū)域性綜合治理和源頭治理，是解決遷飛性害蟲問題的關(guān)鍵所在。建議國家基金委與中南半島國家建立合作關(guān)系，通過5～10年的努力，使我國對遷飛性害蟲早期遷入的異地預(yù)測上一個(gè)臺階，實(shí)現(xiàn)遷飛性害蟲蟲情、抗藥性和致害性的跨境監(jiān)測和源頭治理。

3.3 害蟲暴發(fā)的臨界條件的多尺度演化

鑒于復(fù)雜系統(tǒng)的多尺度層次性和自組織臨界性，探明各尺度和各層次間的互作及其信息交換、引發(fā)災(zāi)變的臨界條件在多時(shí)空尺度背景下的演化過程及突變點(diǎn)，對生物災(zāi)變預(yù)警將有突破性的意義。

對于遷飛性害蟲，僅對某一地區(qū)的小范圍研究無法理解其遷入、遷出動(dòng)態(tài)及其機(jī)制；只有在更大的空間尺度（全國或跨國）和更長的時(shí)間尺度上以地面資源配置的變化與天氣系統(tǒng)的演化和運(yùn)動(dòng)為參照，才可得到遷飛種群大規(guī)模起降的規(guī)律和異地預(yù)測的參數(shù)。

認(rèn)識和理解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為如何在不同尺度上發(fā)生改變，可望為災(zāi)變預(yù)警提供可識別的多因素前兆?？稍诓煌叨壬蠈Χ喾N因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，密切注意是否存在一觸即發(fā)的危險(xiǎn)前兆，能量的積累是否已接近其臨界點(diǎn)；同時(shí)，用全新的思路和方法重新梳理數(shù)十年來積累的歷史蟲情和氣象氣候資料，以地理信息系統(tǒng)（GIS）為平臺，發(fā)掘?yàn)?zāi)變的機(jī)制和規(guī)律，從中提取可預(yù)測信息，尤其是長期預(yù)測指標(biāo)。

3.4 害蟲間歇性猖獗的生態(tài)機(jī)制

病蟲害的猖獗都是間歇性的，往往在沉寂多年之后突然暴發(fā)，猖獗一段時(shí)間后又銷聲匿跡。我們迫切需要知道大發(fā)生種群是怎樣形成的，什么時(shí)候、什么條件下會暴發(fā)？是什么因素造成了原本低密度的種群突然迅速增加？其種群質(zhì)量和生命參數(shù)有了何種變化？大發(fā)生種群從量變到質(zhì)變的觸發(fā)機(jī)制和臨界條件是什么？栽培制度、品種布局、作物長勢、管理水平和發(fā)生區(qū)的氣象氣候條件等對大發(fā)生種群的最終形成有怎樣的放大或壓制作用？這恰恰需要對間歇期的低密度種群進(jìn)行深入細(xì)致的研究。

因此，需從種群質(zhì)量和適合度入手，在更大的空間尺度（跨國）和更長的時(shí)間尺度（數(shù)十年來的歷史蟲情）上通過多學(xué)科交叉、宏微觀結(jié)合、多尺度多途徑的攻堅(jiān)，探索引發(fā)種群性質(zhì)突變的關(guān)鍵階段和關(guān)鍵因子及其從低密度種群到大發(fā)生種群轉(zhuǎn)折的觸發(fā)點(diǎn)和臨界點(diǎn)，闡明病蟲害間歇性猖獗的宏觀規(guī)律和微觀機(jī)制，從而得到有關(guān)大發(fā)生種群形成的可預(yù)測性指標(biāo)和遷飛性害蟲境內(nèi)外各稻區(qū)、各發(fā)生地之間中小尺度的蟲源銜接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化異地預(yù)測和源頭治理。

3.5 遷飛性害蟲的地域性降蟲規(guī)律

國內(nèi)通過對各農(nóng)作區(qū)種植制度和歷年主害代遷入遷出期的分析，基本明確了幾種遷飛性害蟲的遷入遷出動(dòng)態(tài)和銜接關(guān)系及其相關(guān)的天氣過程。但這些零星的定性研究還無法形成可預(yù)測的信息，也難以滿足生產(chǎn)上對害蟲突發(fā)的預(yù)報(bào)要求。如利用空間分析手段在GIS平臺上重現(xiàn)稻飛虱北遷的降落過程，可見其降落分布與當(dāng)年闡釋的遷飛規(guī)律相差甚遠(yuǎn)。顯然，只有明確害蟲降落分布的規(guī)律和機(jī)制，才能形成具有實(shí)際意義的可操作的預(yù)警指標(biāo)。因此，要從根本上揭示遷飛性害蟲的降落機(jī)制，需要從更高層次上鳥瞰昆蟲的遷飛過程。

深入研究害蟲的遷飛過程和地域性降蟲規(guī)律可確定大發(fā)生蟲源形成的觸發(fā)點(diǎn)和臨界值，為異地預(yù)測提供基本參數(shù)。這需要借助專門的研究工具（如昆蟲雷達(dá)）和多學(xué)科交叉（如邊界層氣象學(xué)、天氣學(xué)等），通過連續(xù)幾年的數(shù)據(jù)積累，再綜合高空和地面風(fēng)溫場、作物信息及相關(guān)地理信息，用GIS對逐日蟲情做大區(qū)域的空間分析和三維軌跡分析，可望闡明遷飛性害蟲的時(shí)空分布、行為參數(shù)和空中種群參數(shù)及特定天氣系統(tǒng)與不同立地條件下空中種群的降落分布規(guī)律，據(jù)此得出主降區(qū)、遷入量、遷入類群及其發(fā)育期距等災(zāi)變預(yù)警參數(shù)。

3.6 傳毒蟲媒的生物學(xué)與生態(tài)學(xué)及植物病毒病的流行學(xué)

20世紀(jì)60年代中期起，灰飛虱曾在我國長三角地區(qū)傳播病毒病危害。本世紀(jì)以來，灰飛虱已在長三角稻區(qū)傳播水稻條紋葉枯病引起嚴(yán)重危害；近年又在山東、河北等地傳播玉米粗縮病，而且所傳播的黑條矮縮病也呈上升趨勢?；绎w虱一直被認(rèn)為是本地害蟲，可是近年明顯北擴(kuò)，并在山東大面積發(fā)生，甚至在東北也出現(xiàn)大量灰飛虱。同時(shí)，日本和韓國也出現(xiàn)大量灰飛虱，其條紋葉枯病帶毒率也與我國長三角稻區(qū)灰飛虱的帶毒率相同。2008年6月上旬日本突然在吸蟲裝置中捕到大批灰飛虱，日方提出該批蟲源來自江蘇。由于我國與日本農(nóng)藥使用情況不同，我國灰飛虱種群已對吡蟲啉產(chǎn)生了抗藥性，而日本種群已對氟蟲腈產(chǎn)生了抗藥性?？墒墙鼇砣毡揪胖菀餐蝗话l(fā)現(xiàn)了抗吡蟲啉的灰飛虱種群，這一種群是否來自中國？灰飛虱是否也會被氣流攜帶而表現(xiàn)出遷飛習(xí)性呢？

故應(yīng)對灰飛虱遷飛的可能性及其飛行行為開展研究。在研究灰飛虱翅型分化、生殖特性、飛行行為、飛行能力的基礎(chǔ)上，通過全國稻區(qū)以及日本、韓國燈下蟲量動(dòng)態(tài)及卵巢發(fā)育程度的比較分析，闡釋不同地理區(qū)域灰飛虱種群遺傳特性的變化規(guī)律，確定是否存在大范圍同期突增和遷飛現(xiàn)象。在初步確認(rèn)具有遷飛可能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展灰飛虱的空間動(dòng)態(tài)規(guī)律研究。同時(shí)，深入研究水稻與灰飛虱及其傳播的病毒病的互作關(guān)系，明確與病毒病流行相關(guān)的種間互作關(guān)系和機(jī)理，包括介體灰飛虱的獲毒和傳毒能力，傳毒方式及其影響因子，帶毒種群形成的分子機(jī)理，病毒攜帶對介體灰飛虱種群生長發(fā)育、生殖生理、遷飛能力的影響及其機(jī)制，病毒病流行的歷史波動(dòng)性與介體昆蟲種群動(dòng)態(tài)、病毒消長及農(nóng)業(yè)技術(shù)變化的關(guān)系等，從而揭示灰飛虱種群擴(kuò)張與水稻條紋葉枯病和黑條矮縮病暴發(fā)的生態(tài)機(jī)理以及病原病毒與介體灰飛虱協(xié)同致災(zāi)效應(yīng)及其機(jī)制。

3.7 植物真菌病害病原孢子的風(fēng)傳擴(kuò)散及沉降機(jī)制

經(jīng)過數(shù)十年的連續(xù)攻關(guān)，近年來我國在小麥銹病菌源區(qū)研究方面有了較大突破，西南麥區(qū)已進(jìn)入我們的視野。需進(jìn)一步研究國內(nèi)各菌源區(qū)之間病害流行的因果關(guān)系，借助GIS空間分析技術(shù)和大氣動(dòng)力學(xué)原理分析歷年來病害流行的時(shí)空動(dòng)態(tài)與銜接路徑，闡明病原孢子的風(fēng)傳擴(kuò)散規(guī)律及沉降機(jī)制。

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