張云慧， 程登發(fā)

（中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所，植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193）

農(nóng)作物重大病蟲災害的實時監(jiān)測和早期預警，是及時、有效地控制其暴發(fā)成災的先決條件之一［1］。由于農(nóng)作物病蟲草鼠等生物災害的發(fā)生危害受作物布局、栽培耕作制度、品種抗性、害蟲的遷飛、滯育規(guī)律、病害流行規(guī)律、農(nóng)田小氣候及氣象條件等諸多因素的影響，鑒于我國幅員遼闊、耕作栽培制度各不相同，加之近年來全球氣候條件的改變，不同地區(qū)耕作制度的變遷，致使我國農(nóng)作物重大病蟲害的發(fā)生危害表現(xiàn)出突發(fā)性和暴發(fā)性［1－2］。另外，一些次生害蟲種群密度逐漸上升，成為農(nóng)田主要害蟲，對糧食的安全生產(chǎn)造成巨大威脅。例如2005年國內(nèi)首次在河北省發(fā)現(xiàn)二點委夜蛾可為害夏玉米苗，此后該害蟲連年發(fā)生，截至2011年，發(fā)生區(qū)域已經(jīng)蔓延至黃淮海夏播玉米區(qū)的7省（市），發(fā)生面積近220萬hm2，嚴重影響了玉米精量播種技術的推廣與應用［3］。草地螟從歷史資料記載為典型的間歇性暴發(fā)成災害蟲，進入第三個暴發(fā)周期，呈現(xiàn)出為害范圍更廣，程度更重，周期持續(xù)時間更長的趨勢。尤其是2008年草地螟2代幼蟲在我國華北、東北再次大規(guī)模暴發(fā)，發(fā)生面積之廣，為害程度之重，持續(xù)時間之長均為歷史罕見［4－5］。2012年8月，沉寂了數(shù)十年的黏蟲在我國華北北部、東北再次暴發(fā)成災，見蟲面積達397.4萬 hm2，比2006－2011年平均值（69.3萬hm2）增加4.7倍，對玉米、谷子、水稻等糧食作物生產(chǎn)安全造成了嚴重威脅［6－7］。

糧食問題歷來是對國計民生具有特殊重要性的重大問題，21世紀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)當前和今后都將長期面臨食物安全保障的重大任務，進一步提高對有害生物災變的預警能力已成為各級政府的共識。害蟲的頻繁發(fā)生和大面積暴發(fā)，已成為影響我國糧食產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因素之一。這些害蟲為何在沉寂多年之后突然暴發(fā)？暴發(fā)原因和成災機理如何？如何才能做好突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲的早期預警，實現(xiàn)有效防控，減少農(nóng)業(yè)損失，是目前亟待解決的關鍵問題。隨著信息技術的發(fā)展，利用現(xiàn)代信息化技術如昆蟲雷達對遷飛性害蟲的遷飛行為進行實時監(jiān)測［8－10］；利用高光譜和低空遙感技術對病蟲危害程度進行監(jiān)測［11］；利用空中氣流場分析研究高空氣流對遷飛昆蟲和病菌孢子的傳播作用以及利用物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡信息技術開展數(shù)字化預測預報和信息的收集與發(fā)布等［12］，對于指導突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲的有效治理將發(fā)揮越來越重要作用。本文總結了突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲的主要研究方法和現(xiàn)代信息技術在害蟲監(jiān)測預警方面的發(fā)展及應用，并提出了存在的問題及建議。

1 我國病蟲害監(jiān)測預警發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國在農(nóng)作物病蟲災害監(jiān)測預警研究和應用等方面已經(jīng)取得了突破性進展。隨著信息技術的發(fā)展，遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)等“3S”技術、生態(tài)環(huán)境建模和計算機網(wǎng)絡信息交換技術已經(jīng)普遍應用于病蟲害的監(jiān)測預警研究。綜合利用各種信息數(shù)據(jù)的集成如病蟲害發(fā)生的歷史數(shù)據(jù)、作物布局、地形、植被及氣象信息；結合空間分析、人工智能和模擬模型等手段和方法的應用，開展系統(tǒng)和科學的分析，在此基礎上進行預測預報和防治決策，將農(nóng)作物病蟲害的監(jiān)測預警提高到一個新的高度。在水稻“兩遷”害蟲的蟲源追蹤、實時監(jiān)測［13－14］，草地螟、黏蟲大發(fā)生的早期預警［5－6］，小麥病蟲害發(fā)生危害的監(jiān)測預警等應用方面都取得了一定的進展。在全國范圍內(nèi)根據(jù)自然生態(tài)區(qū)和病害流行范圍及害蟲遷飛路徑，組成“全國重大病蟲測報網(wǎng)絡”，建成了從農(nóng)業(yè)部到省、地、縣級較為完善的病蟲測報體系，通過信息的標準化采集、網(wǎng)絡化傳輸、自動化處理、可視化發(fā)布，以及信息的咨詢服務、視頻會商與防控指揮、遠程診斷與實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡管理等技術，使農(nóng)作物病蟲害的監(jiān)測預警工作逐漸走向數(shù)字化和信息化。準確的病蟲預測預報技術，可以增強病蟲暴發(fā)危害的可預見性和準確性，提高防治工作的及時性和有效性。

2 監(jiān)測預警技術的發(fā)展

2.1 傳統(tǒng)的監(jiān)測預警技術

害蟲的猖獗常決定于以下4個方面：害蟲的發(fā)生基數(shù)和生活勢能（繁殖能力、抗逆能力以及遷移擴散能力）；適宜害蟲繁殖為害的氣象等環(huán)境條件；天敵的種類和數(shù)量；害蟲的食物來源是否充沛。農(nóng)業(yè)上造成嚴重危害的突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲常常具有遷飛習性，在常規(guī)測報上，主要根據(jù)我國的氣候情況，劃分越冬區(qū)劃和遷飛為害區(qū)域。在監(jiān)測上，定期開展越冬蟲源基數(shù)調(diào)查；利用黃板、燈光誘集以及高山網(wǎng)、風箏、無人機等取樣手段，掌握種群動態(tài)變化和獲取蟲源樣本，并利用雌蟲生殖系統(tǒng)解剖［15－17］明確遷入遷出蟲源性質(zhì)；利用飛行磨系統(tǒng)測定潛在飛行能力和模擬環(huán)境條件對飛行能力的影響。通過以上參數(shù)，對發(fā)生期、發(fā)生量、發(fā)生分布和危害程度進行本地或異地預測預報，指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)防治。因此，傳統(tǒng)測報技術主要是根據(jù)害蟲遷飛為害規(guī)律、暴發(fā)成災機理等分析，推測未來一段時間內(nèi)害蟲擴散分布和為害趨勢的綜合性技術，需要應用相關的生物學、生態(tài)學知識和數(shù)理統(tǒng)計、系統(tǒng)分析等方法。

對于突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲傳統(tǒng)監(jiān)測預警技術最值得一提的是標記—釋放—回收技術和方法［18］。該技術對于證實昆蟲的遠距離遷飛習性，揭示害蟲的突發(fā)性、暴發(fā)性具有重要作用。［23］，我國在20世紀60年代，李光博等帶領全國黏蟲協(xié)作組，在1961－1963年先后在9省13個地點進行了17次試驗，總共標記成蟲202萬5千余頭，曾在5個省11個地點共收到標記成蟲12頭，標記回收地點的直線距離約600～1 400 km，成功闡明了黏蟲在我國的遷飛為害情況，并提出了異地測報理論和相應的治理措施，有效緩解了黏蟲的危害［19－20］。根據(jù)黏蟲標記—釋放—回收的成功經(jīng)驗，20世紀70－80年代，國內(nèi)外學者對褐飛虱、稻縱卷葉螟、草地螟和小地老虎等相繼進行了標記—釋放—回收，取得了一系列重要發(fā)現(xiàn)［21－25］，為異地測報和有效防控提供了指導。

2.2 現(xiàn)代監(jiān)測預警技術

隨著現(xiàn)代信息技術的發(fā)展，一些“3S”技術、人工智能技術、數(shù)據(jù)挖掘技術和物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡信息技術逐步被應用到了農(nóng)作物病蟲害的監(jiān)測預警中，發(fā)展了昆蟲雷達學、遙感監(jiān)測學等一些跨學科、跨專業(yè)的學科和技術，推動了農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測預警學科的飛速發(fā)展。

2.2.1 遷飛昆蟲的雷達遙感技術

昆蟲雷達是經(jīng)過專門改進或設計的一種雷達系統(tǒng)，可對空中遷飛的昆蟲開展實時監(jiān)測。其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在能同時監(jiān)測到空中不同高度層（昆蟲一般遷飛高度在2 km以內(nèi)）的昆蟲飛行過程，相對于傳統(tǒng)方法，能夠提供大范圍的空間自動取樣；同時由于雷達自身主動發(fā)射電磁波，監(jiān)測不受白天黑夜的限制，而且昆蟲在飛越雷達上空時不受雷達電磁波的干擾，這種方法對于監(jiān)測夜間飛行的空中昆蟲具有無與倫比的優(yōu)勢。昆蟲雷達的出現(xiàn)可以更好地用于研究昆蟲空中飛行行為參數(shù)，實現(xiàn)了空中昆蟲遷飛由定性分析到定量研究的轉變［1］。昆蟲雷達在研究昆蟲的起飛、巡航高度、定向、成層及其與環(huán)境條件如高空溫度、氣流等的關系方面作用突出［26－30］，可以揭示昆蟲在遷飛過程中各種行為特征以及其大氣結構和運動對昆蟲飛行行為的影響，極大地推動了遷飛昆蟲學的發(fā)展［31］。

目前，國內(nèi)外雷達昆蟲學家利用昆蟲雷達在研究昆蟲遷飛行為、遷飛與大氣邊界層的關系等方面都取得了一定的研究成果，尤其是數(shù)據(jù)采集的自動化，使昆蟲雷達系統(tǒng)逐漸走向自動化和網(wǎng)絡化［1］，雷達監(jiān)測技術也逐漸走向成熟，由研究型逐漸轉入應用型，被廣泛用于空中昆蟲種群動態(tài)的實時監(jiān)測，用于預測害蟲暴發(fā)的種類和時間以及數(shù)量［32］。長期的監(jiān)測數(shù)據(jù)也為了解昆蟲遷飛規(guī)律提供了基礎性信息資料，具有非常重要的實用價值。

2.2.2 害蟲暴發(fā)為害的高光譜遙感技術

遙感技術是20世紀60年代發(fā)展起來的綜合性探測技術，在與測定目標沒有物理接觸的情況下，通過獲取、處理和分析電磁波能量與探測目標間信息（如空間、光譜和時間），來實現(xiàn)對觀測目標的監(jiān)測、分析和評價［33］。近年來，我國開展的農(nóng)業(yè)遙感研究主要集中在農(nóng)作物面積提取、農(nóng)作物遙感估產(chǎn)、生長狀況監(jiān)測等方面。國際上針對森林和草地的病蟲危害監(jiān)測研究，已經(jīng)從定性研究進入了通過建立數(shù)學模型的定量、定位研究階段，技術也較成熟，基本上達到了業(yè)務化運行的程度［34］。農(nóng)業(yè)病蟲害發(fā)生危害遙感方面，我國目前研究作物對象較單一，以小麥、水稻為主。以地面高光譜遙感觀測技術為主，航空遙感較少，航天遙感幾乎沒有；遙感數(shù)據(jù)處理方法簡單，以常規(guī)的光譜分析技術為主，很少涉及神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量機等智能化自動化處理技術研究。

在精確的農(nóng)作物病蟲害管理中，實時準確獲取的病蟲害分布及危害程度情報，可以為管理人員提供何時何地噴灑農(nóng)藥的實用信息。由于受害植物與健康植物的光譜特性相比，某些特征波長的反射光譜值會發(fā)生不同程度的變化，應用高光譜遙感技術，研究受害植物光譜特性的信息變異，可以為大規(guī)模監(jiān)測植物病蟲害發(fā)生動態(tài)提供可靠的依據(jù)。Mirik等研究了受俄羅斯麥蚜危害的冬小麥反射率光譜和蟲量間的相關關系，并提出了預測蟲量的光譜指數(shù)［35］。喬紅波等在不同生育期內(nèi)對麥蚜不同為害水平的冬小麥冠層光譜進行測定，確定了不同時期、不同蚜量為害的小麥光譜特征以及監(jiān)測的敏感波段和敏感時期，并對影響光譜測量的因素進行了初步探討［36］。劉占宇等選擇對水稻病蟲害響應的敏感光譜區(qū)域和譜段，構建病蟲害脅迫指數(shù)，探索對水稻不同病蟲害的危害等級分類和色素含量、病害嚴重度指數(shù)、蟲情指數(shù)等危害指標的估算方法研究，并運用QuickBird影像提取稻飛虱危害面積和產(chǎn)量損失評估［37］。

2.2.3 害蟲暴發(fā)成災的早期預警技術

計算機網(wǎng)絡信息技術具有傳播速度快速、價廉、可靠等優(yōu)勢，加之與計算機多媒體技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、地理信息系統(tǒng)技術和人工智能技術相結合，對于農(nóng)作物病蟲災害監(jiān)測信息的傳輸、預警和治理決策信息的發(fā)布和植物保護信息的普及，可以發(fā)揮非常重要的作用。在許多發(fā)達國家，相繼建立了相應的農(nóng)作物生物災害監(jiān)測和治理的網(wǎng)絡設施和植物保護信息研究中心，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務。

我國在20世紀80年代研究昆蟲遷飛路線時，廣泛應用空中風場對黏蟲、草地螟的遷飛路線進行推測，取得了一定的成果［38］。近年來，隨著信息技術的發(fā)展，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所監(jiān)測預警實驗室、南京農(nóng)業(yè)大學信息生態(tài)實驗室等，在地理信息系統(tǒng)平臺上，運用HYSPLIT、GRADS等空間分析和圖形處理等高新技術手段［39－40］，把昆蟲雷達監(jiān)測到的實時數(shù)據(jù)與不同的天氣學背景相結合，分析了草地螟、黏蟲、稻飛虱、稻縱卷葉螟等突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲的蟲源性質(zhì)、成災機制［41－46］。探討了稻飛虱、稻縱卷葉螟在中南半島不同國家地區(qū)間往返遷飛的路徑模式［47］，并對重大遷飛性害蟲在南北遷飛降落過程的大氣背景進行了數(shù)值模擬和客觀分析［48－49］。綜合應用重大病蟲害區(qū)域性暴發(fā)的歷史數(shù)據(jù)、地形地貌數(shù)據(jù)，結合室內(nèi)、田間試驗結果，區(qū)域性大尺度監(jiān)測結果以及統(tǒng)計模型分析結果，研究了基于地理信息系統(tǒng)的重大農(nóng)作物病蟲害暴發(fā)成災動態(tài)機理模型和早期預警模型，提供了農(nóng)作物病蟲害預警與治理的決策支持。

2.2.4 監(jiān)測預警信息獲取與發(fā)布技術

數(shù)字化監(jiān)測預警系統(tǒng)的建設是提高農(nóng)作物重大病蟲害測報能力的重要途徑和手段。近年來，全國農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心已經(jīng)初步建成了全國農(nóng)作物重大病蟲害數(shù)字化網(wǎng)絡信息平臺，顯著加快了測報信息的傳遞速度和處理能力［1］。數(shù)字化監(jiān)測預警系統(tǒng)平臺的內(nèi)容基本覆蓋了主要糧食、經(jīng)濟作物以及果樹、蔬菜病蟲害近百種，占各地監(jiān)測對象的85%以上；該系統(tǒng)的功能基本覆蓋了測報信息上報、數(shù)據(jù)智能分析、預報信息發(fā)布、監(jiān)測站點管理、內(nèi)部網(wǎng)絡辦公等功能。目前系統(tǒng)應用基本覆蓋了國家系統(tǒng)平臺及20多個省級系統(tǒng)以及約1 340個病蟲測報區(qū)域站、監(jiān)測點，推廣使用測報站點覆蓋率達85%以上，江蘇、安徽等省數(shù)字化系統(tǒng)實現(xiàn)了全覆蓋。實現(xiàn)了測報數(shù)據(jù)報送網(wǎng)絡化、加快了信息傳輸速度；初步實現(xiàn)了測報信息分析智能化、提升了快速反應能力；實現(xiàn)了預報發(fā)布方式多元化，提高了測報信息到位率；實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫建設標準化，初步建成國家病蟲測報數(shù)據(jù)庫。顯著提高了重大病蟲害的監(jiān)測預警信息傳播和分析能力，為植保防災減災提供了有力的技術支撐［50－52］。

數(shù)字化與信息化是測報工作的發(fā)展方向和未來，必須抓住機遇、審時度勢，充分利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代科學技術，加快構建功能完善的數(shù)字化網(wǎng)絡平臺，進一步提高重大病蟲害監(jiān)測預警能力和水平，為政府決策和廣大農(nóng)民開展防控提供更加科學、高效的技術支持與信息服務，為植保防災減災和保障國家糧食安全做出更大貢獻。

2.3 突發(fā)性暴發(fā)性害蟲監(jiān)測預警實例

2.3.1 水稻“兩遷”害蟲的蟲源追蹤和遷飛為害的實時監(jiān)測

我國稻飛虱、稻縱卷葉螟主要來自中南半島（越南、老撾、緬甸及泰國北部等），在國內(nèi)難以開展越冬蟲源的監(jiān)測和控制，無法預測中南半島春季遷出蟲源的種群數(shù)量。2008年以來，為了弄清我國稻飛虱的蟲源性質(zhì)，南京農(nóng)業(yè)大學翟保平教授研究團隊與全國多家研究單位合作組團，考察越南、老撾、緬甸、泰國近30余次，基本上明確了我國東部稻區(qū)（包括滇東、滇東南）稻飛虱的早期遷入蟲源來自越南中南部和中部、老撾萬象平原和沙灣拿吉及泰東北，主遷峰蟲源來自越南紅河三角洲，而滇西和滇西南的蟲源來自緬甸伊洛瓦底平原和泰北。2011年和2013年的6次回遷種群考察，初步明確了回遷到越南的稻飛虱種群因食物鏈被打斷而全軍覆沒，而春季遷入我國的稻飛虱種群源于越南中部稻區(qū)稻飛虱種群的重建。種群重建的蟲源則來自于越南中南部沿海稻區(qū)廣南、廣義和平定三省，富安省及柬埔寨洞里薩湖周邊稻區(qū)也能提供少量蟲源。

中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所與成都錦江電子系統(tǒng)有限公司合作，成功組建了毫米波掃描昆蟲雷達，2007年以來，設置在廣西興安縣的農(nóng)業(yè)部桂林有害生物防治野外科學觀測試驗站，開展水稻“兩遷”害蟲的實時監(jiān)測。研究結果表明，褐飛虱遷飛主要分布在300～1 100 m高度，通常在300～400、500～700和800～1 100 m高度層形成3個蟲層，秋季遷飛具有定向現(xiàn)象，大致呈南—北定向，與當時的東北風向呈一定的夾角［46］。5、6月份的蟲源主要是在西南氣流的運載下，從廣西南部和越南北部遷入而來。隨著本地早稻的成熟，在西南氣流的支持下稻飛虱將飛往湖南中東部稻區(qū)。白背飛虱在3－5月份主要從廣西南部和廣東西南部以及海南稻區(qū)遷向廣西興安縣一帶，大發(fā)生的年份越南北部也能為其提供大量蟲源，個別蟲源可以來自緬甸的北部稻區(qū)。白背飛虱主要借助西南氣流或西南偏南氣流北遷，西南低空急流為其大規(guī)模北遷提供了氣流支持，降雨可使白背飛虱大量降落。

稻縱卷葉螟在日落前30 min開始起飛，20：00左右達到起飛高峰，起飛可持續(xù)1～1.5 h；遷飛高度主要在1 000 m以下，遷飛蟲群在垂直高度上的密度分布不均勻，空中蟲群有聚集成層現(xiàn)象，可形成2～3層，在400～500 m高度成層密度最大。成層現(xiàn)象與局部風速極值有關，與風向關系不大，但最大密度并不總是出現(xiàn)在最大風速處。5月遷入蟲源來自廣西東南稻區(qū)和廣東西南稻區(qū)，部分來自越南中部和海南西部稻區(qū)。6月遷入蟲源主要來自廣西東南部、廣東西南部和海南北部稻區(qū)。西南和偏南低空激流是稻縱卷葉螟北遷的運載氣流，降雨是引起稻縱卷葉螟集中降落的主要原因［14］。

2.3.2 草地螟蟲源監(jiān)測及防控

草地螟是我國北方農(nóng)牧區(qū)重要的遷飛性害蟲，其周期性大規(guī)模的暴發(fā)給農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大威脅。自2005年以來，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所程登發(fā)研究團隊在吉林、內(nèi)蒙古、北京等地開展了多年的雷達監(jiān)測，結合空中風場和軌跡分析，初步闡明了2007－2012年草地螟大規(guī)模遷飛的蟲源，并提出蒙古共和國、俄羅斯、中蒙、中俄等3國交界處都可以形成我國草地螟大發(fā)生的蟲源，做好境外蟲源的監(jiān)測工作對于草地螟的早期預警和有效防治具有重要意義［41］。

2008年奧運會前夕，草地螟在我國內(nèi)蒙古、河北、山西、黑龍江、吉林、遼寧等省自治區(qū)大規(guī)模暴發(fā)，發(fā)生面積之廣，為害程度之重，持續(xù)時間之長均為歷史罕見。8月3日北京城區(qū)出現(xiàn)大規(guī)模遷入草地螟，直接威脅奧運場館和園林綠化帶，給奧運會的順利召開帶來了嚴重挑戰(zhàn)。8月4日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所程登發(fā)研究團隊臨危受命，配合奧組委、農(nóng)業(yè)部、全國農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心、北京市農(nóng)業(yè)局、北京市園林綠化局等多家單位，根據(jù)多年昆蟲雷達監(jiān)測經(jīng)驗和對草地螟遷飛規(guī)律、空中飛行參數(shù)的掌握，通過蟲源地實時考察、昆蟲雷達監(jiān)測、空中氣流分析，明確了遷入華北和東北地區(qū)的草地螟蟲源性質(zhì)，掌握了大區(qū)蟲情動態(tài)，及時提出了探照燈空中阻截、地面燈誘殺、奧運場館燈光管控和植物源農(nóng)藥防治相結合的綜合防控措施。為草地螟的有效防控提供了強有力的技術支撐，保障了奧運會的順利召開，得到了農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司、北京市農(nóng)業(yè)局的高度贊揚［5］。

2.3.3 黏蟲成災機制及預測預報

20世紀80年代前，黏蟲是我國主要糧食作物上的重要害蟲，隨著種植結構的調(diào)整，大大壓低了黏蟲在越冬區(qū)的種群密度，20多年來未對糧食生產(chǎn)構成大的威脅。2012年8月上旬3代黏蟲幼蟲在我國華北北部和東北地區(qū)突然暴發(fā)，面積之大、范圍之廣、密度之高為近年罕見［7］。

中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所監(jiān)測預警研究室多年來一直堅持開展重大遷飛性害蟲的野外監(jiān)測工作，監(jiān)測蟲情數(shù)據(jù)及時上報全國農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心，為黏蟲的預測預報和防控決策提供了技術支持。針對2012年3代黏蟲的暴發(fā)，本團隊通過探照燈和垂直昆蟲雷達的多年連續(xù)監(jiān)測，結合氣象因素、遷飛高峰期的天氣背景分析和遷飛路線的軌跡模擬進行了分析。前期蟲源的逐代累積是3代黏蟲暴發(fā)前提條件，適宜的環(huán)境條件和遷飛動力場是黏蟲暴發(fā)的外在推動力，遷飛后的聚集降落是造成華北北部和東北地區(qū)大面積暴發(fā)的主導因素。軌跡分析顯示華北北部地區(qū)3代黏蟲大暴發(fā)的蟲源大部分是從周邊地區(qū)遷飛擴散而來，是遷入種群和本地種群在適宜氣象條件下共同作用的結果，與東北黏蟲種群關系不大。東北地區(qū)3代黏蟲的蟲源大部分來自本地，受偏西氣流和降雨的影響，東北地區(qū)2代成蟲不能有效遷出，黑龍江北部2代成蟲在偏南氣流的運載下向南遷飛，受鋒面天氣影響降落在黑龍江、吉林交界處，與東北地區(qū)北部和華北地區(qū)遷入的成蟲匯集后，造成了東北局部地區(qū)的嚴重發(fā)生［6］。

針對大家對第4代黏蟲可能會繼續(xù)暴發(fā)成災，并且發(fā)生面積和為害程度可能超過3代黏蟲的擔心，我們根據(jù)前人研究資料和近年的野外監(jiān)測結果、大氣環(huán)流對成蟲遷飛的影響、農(nóng)作物生育期、暴發(fā)為害的氣候條件等方面，分析預測了第4代黏蟲不會在我國農(nóng)作物上造成大范圍的危害，建議局部地區(qū)加強監(jiān)測，同時，加強2013年1、2代黏蟲的監(jiān)測。該建議于2012年9月14－15日在北京召開了全國黏蟲監(jiān)控工作研討會上提出，得到了農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司和全國農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心的認可。從目前情況來看，當時的預測是完全準確的，為指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)防治提供了有力的技術支撐。

2013年5月底6月初，黃淮、華北和東北地區(qū)多個監(jiān)測點同期出現(xiàn)燈下蛾峰，北京延慶雷達監(jiān)測點6月5－8日探照燈誘蟲器日誘蟲量在2萬頭以上，6日接近10萬頭，卵巢發(fā)育主要集中在2～3級，對夏玉米造成了極大威脅。今年各級植保部門對黏蟲的發(fā)生為害給予了高度的重視，在農(nóng)業(yè)部的統(tǒng)一部署下，及時做好蟲情監(jiān)測、預測預報和防控工作，使2代黏蟲幼蟲得到了有效的控制。雖然21世紀以來我國北澇南旱的趨勢正在形成，植被條件適宜于雜食性害蟲在我國北方地區(qū)暴發(fā)為害，7月底2代黏蟲成蟲量在一些地方仍然居高不下，但由于今年我國大部分地區(qū)長時間持續(xù)高溫，勢必會對第3代黏蟲在我國的大發(fā)生造成抑制，因此，筆者初步分析認為今年我國的第3代黏蟲會重于常年，但不會像2012年那樣突然大暴發(fā)。建議加強監(jiān)測，對局部地區(qū)的暴發(fā)及時應對。

3 存在的問題和對策

隨著全球氣候變化的加劇，近年來我國氣候出現(xiàn)北澇南旱、氣溫急劇變化等特點，導致我國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境發(fā)生明顯改變，由于北方雨水充沛使得北方地區(qū)農(nóng)作物和雜草等都長勢旺盛，為雜食性害蟲如草地螟、黏蟲等的大暴發(fā)提供了有利條件。環(huán)境條件的變化，也導致遷飛性害蟲的暴發(fā)危害規(guī)律發(fā)生重大變化，其大發(fā)生的頻率和程度都不同程度的加大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

3.1 目前我國植物病蟲害監(jiān)測預警存在的問題

“十二五”期間，由于國家改變了項目的設立機制，一些科研單位也在研究導向方面發(fā)生了一些改變，農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測預警、預測預報的研究被納入了不同的作物之中，使其研究力量有所分散，重視程度也不如以前，評價體系也使一些年輕人不愿從事田間生態(tài)方面的宏觀研究，導致監(jiān)測預警研究遇到困難。學科的設置，也使監(jiān)測預警學科后繼乏人，特別是隨著高等教育改革后第一批大學畢業(yè)生陸續(xù)退休，病蟲害監(jiān)測預警方面的人才又再次面臨青黃不接的局面，亟待引起各級部門的高度重視。

3.2 對策及建議

針對近年來我國農(nóng)作物上主要病蟲害呈現(xiàn)突發(fā)性、暴發(fā)性危害的特點，我們一方面要加強暴發(fā)危害機理的研究，同時也要加強“3S”技術等高新技術在病蟲害發(fā)生危害實時監(jiān)測和早期預警方面的研究和推廣應用。只有微觀和宏觀相結合、傳統(tǒng)手段和高新技術相結合，科研、教學和推廣密切結合，才能最終使監(jiān)測預警技術應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐。

4 展望

遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位技術以及物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡信息技術的迅猛發(fā)展，也為突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲的監(jiān)測預警提供了良好的發(fā)展機遇，信息技術的飛速發(fā)展也將使害蟲監(jiān)測預警技術發(fā)生重大變革。如應用“3S”技術、生態(tài)環(huán)境建模分析和計算機網(wǎng)絡信息交換技術，提高了多種重大病蟲害監(jiān)測預警和防控決策能力。針對農(nóng)作物病蟲害多發(fā)、重發(fā)、頻發(fā)的態(tài)勢，以國家相關科技計劃為依托，采取科研、教學、推廣與試驗示范應用、研究開發(fā)產(chǎn)業(yè)相結合，開展病蟲害災變規(guī)律、監(jiān)測預警與綜合防控技術協(xié)作攻關，通過推廣應用，在防災減災中發(fā)揮重要作用。

農(nóng)業(yè)部余欣榮副部長在2012年中國植物保護學會成立50周年的農(nóng)作物重大病蟲科學防控高層論壇上“建設現(xiàn)代植保，服務現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”的講話中提出，要創(chuàng)新理念，建立科學植保、公共植保和綠色植保，其中就要求實現(xiàn)農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測預警的信息化，采取重大措施大力推進植?？萍紕?chuàng)新與應用，大力加強重大病蟲監(jiān)測預警工作。相信有各級領導的重視和支持以及全體植?？萍脊ぷ髡叩呐Γ貙⑼苿游覈O(jiān)測預警工作的向前發(fā)展。

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