Tracing the shifting spatio-temporal migration patterns of rice planthoppers and leafrollers across China
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摘要:目的
水稻“两迁”害虫(褐飞虱、白背飞虱和稻纵卷叶螟)严重威胁我国水稻粮食安全。为明确水稻“两迁”害虫在全球气候变化、种植制度变革等新形势下的发生动态和迁飞规律。
方法本文基于2000年以来的虫情监测数据,系统解析了我国水稻“两迁”害虫的迁飞格局时空演变的特征。
结果稻飞虱全国虫量总体呈下降趋势,并有两个明显阶段;始见期除褐飞虱在长江流域有所延迟外,全国其他地区无明显变化;峰期除白背飞虱在南岭区、岭北区和沿江区提前外,其余地区亦无显著波动。北迁前期,稻飞虱主降区北移趋势显著。进一步聚焦区域尺度发现,部分稻区在总体趋降的背景下仍出现显著波动:南岭区及岭北区春季迁入量未见下降,且峰期提前;江淮稻区稻飞虱发生总体虽呈下降趋势,但变异系数显著上升,表明区域内虫量年际波动加剧;西南地区四川的白背飞虱在春夏季迁入期虫量呈增加态势。稻纵卷叶螟田间赶蛾虫量总体呈下降趋势;始见期在江淮区、云南省有所推迟;主降区在春末北移,使得南岭区呈现峰期提前的现象。
结论本研究结果可为全球变暖新形势下的水稻“两迁”害虫精确测报与有效防控提供理论支持。
Abstract:AimThe 'two migratory' pests of rice (brown planthopper Nilaparvata lugens (Stål), white-backed planthopper Sogatella furcifera (Horváth), and rice leafroller Cnaphalocrocis medinalis (Guenée)) have long posed a serious threat to the safe production of rice in China. This study aims to clarify the occurrence dynamics and migration patterns of the 'two migratory' rice pests under new circumstances such as global climate change and changes in cropping systems.
MethodsBased on pest monitoring data since 2000, the spatio-temporal evolution characteristics of the migration pattern of rice 'two migratory' pests in China was systematically analyzed.
ResultsNationwide, the cumulative population of planthoppers declined over the study period, with two distinct stages. The initial appearance period of brown planthoppers was delayed in the Yangtze River basin, but remained unchanged elsewhere. The peak period of white-backed planthopper advanced in the Nanling area, north of Nanling area and Yangtze River Valley, whereas no significant shifts were detected in other areas. During the initial northward progression, the mean latitude of the main gathering areas shifted significantly poleward. Zooming to regional scale, significant fluctuations were noticed against the overall declining trend: spring immigration into the Nanling and north of Nanling area showed no decline; instead, the peak period advanced. In contrast, the number of rice planthoppers in the Yangtze Huaihe River area declined on the whole, although the coefficient of variation rose sharply, indicating intensified annual fluctuations in local populations. In Sichuan (Southwest China), the population of white-backed planthopper increased during the spring and summer migration seasons. The field population of the rice leafroller generally showed a declining trend; the initial appearance period was delayed in the Yangtze Huaihe River area and Yunnan Province; the main gathering areas shifted northward in late spring, leading to earlier peak periods in the Nanling area.
ConclusionThe results of this study can provide theoretical support for the accurate prediction and effective control of rice migratory pests in the context of global warming.
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水稻是我国重要的粮食作物,2024年我国水稻播种面积达4.35亿亩(国家统计局,2025)。我国60%以上的人口以大米为主食,水稻是名副其实的“中国第一大口粮作物”。因此,水稻在我国粮食生产中占据重要地位。然而,水稻“两迁”害虫(稻飞虱和稻纵卷叶螟)作为亚洲地区最常见的水稻害虫,具有迁飞性、突发性和暴发性等特点,频繁暴发成灾,造成严重的水稻产量损失。其中,稻飞虱在我国常年发生面积超过2 000万hm2,其发生面积、防治面积、实际损失等常年占水稻各种病虫害总数的20%以上。而稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis在我国年均发生面积约1 600万hm2;在水稻生产上,每年可造成水稻产量损失约480万t(刘万才等,2016;陆明红等,2018;陆明红等,2020;姜玉英等,2021)。此外,除直接为害外,稻飞虱还是多种水稻病毒的重要传播媒介(Otuka,2013;Liu et al.,2015;赖坤龙等,2021),严重影响水稻的产量和品质。基于以上因素,稻飞虱和稻纵卷叶螟被列入我国《一类农作物病虫害名录》,是我国粮食安全保障的重大威胁。
作为水稻常发性重大害虫,稻飞虱和稻纵卷叶螟是我国长期系统监测的重点对象,两者在我国的迁飞规律和暴发机制的研究已较为成熟。我国水稻“两迁”害虫迁飞规律的探索可追溯到上世纪70年代。当时,国内组织了全国大范围多学科协作,包括全国褐稻虱科研协作组、全国白背飞虱科研协作组等对全国水稻“两迁”害虫开展包括越冬区域及北界调查,同期突发现象观察,灯诱、高山网捕、飞机空捕、海上航捕以及卵巢解剖分级,天气资料分析等多方位调查,证实了其在我国东部进行季节性南北往返迁飞(程遐年等,1979;邓望喜,1981;张孝羲等,1981)。经过近50年的接续研究,目前已明确褐飞虱Nilaparvata lugens在我国有5次北迁和3次回迁过程。其北迁进程又可概括为2个阶段:自中南半岛迁飞至我国华南地区,进而由华南地区进入长江流域(程遐年等,1979;Hu et al.,2017,2019)。相较于褐飞虱,我国白背飞虱Sogatella furcifera北迁峰次更为频繁,而且北进速度也更快。根据全国白背飞虱科研协作组(1981)对我国各地发生规律的研究和航捕、高山网捕等观测表明,每年3月中下旬,白背飞虱从中南半岛进入我国南方稻区;4月中旬,境外迁入虫源可以到达29°N左右,5月中旬可超过30 ºN;5月下旬到6月上中旬,我国南部白背飞虱作为虫源种群向北迁出,最北至35°N。稻纵卷叶螟与白背飞虱同样从3月中下旬开始从中南半岛迁入我国,并与褐飞虱一样经历5次北迁和3次回迁过程(张孝羲等,1981)。
水稻“两迁”害虫的迁飞格局并非一成不变,其与耕作制度、气候变化等多种因素有关(Hu et al.,2011;Lv et al.,2023;Zhang et al.,2025)。气象要素是昆虫迁飞过程中的重要影响因素。稻飞虱和稻纵卷叶螟在昆虫中个体较小,其迁飞过程中自主能力不强,需要大气环流提供动力保障;同时,其迁飞过程中的起飞、运行、降落均会受到气象因素的影响(侯婷婷等,2003;包云轩等,2008;齐国君等,2011;容美妍等,2024)。近年来部分研究显示,我国稻飞虱和稻纵卷叶螟迁飞规律在气候变化的影响下已被打破。其中,Lv et al.(2023)基于1978-2019年我国东部地区褐飞虱监测数据和相关气象资料,发现2000年以来,伴随着西太平洋副热带高压系统强度增强、位置西移,夏季长江以南地区西南风减弱,降雨量增加,而江淮地区夏季降水量减少,导致华南地区的褐飞虱向北迁飞的距离缩短,长江下游地区水稻主产区迁入量减少,发生程度降低。而针对长江下游地区稻纵卷叶螟的研究发现:近年来随着东亚夏季风撤退推迟,8月中下旬以后偏南风频率显著上升、持续时间显著延长,阻碍了长江下游地区稻纵卷叶螟的向南回迁,更是导致稻纵卷叶螟大量迁入长江下游这一“生态陷阱”(Zhang et al.,2025)。此外,水稻种植制度也深刻影响着水稻“两迁”害虫的时空动态和迁飞模式。我国水稻单双季混作区主要分布在湖北南部和东部、安徽南部、浙江南部和中部、湖南大部、江西北部。然而,以上地区自1997年以来,双季稻的种植面积已大大减少,单季稻种植面积增加。褐飞虱对单季稻适宜性高,且自上世纪90年代以来,秋季持续变暖,导致褐飞虱可在8月下旬、9月上旬迁飞至长江中下游,延长了长江中下游地区褐飞虱的为害时间(Hu et al.,2011)。以上研究均证实了稻飞虱和稻纵卷叶螟的迁飞格局并非是固定不变的。然而,全国范围内稻飞虱和稻纵卷叶螟迁飞格局的时空变化特征是如何的,目前还未可知。
本研究以水稻“两迁”害虫稻飞虱(褐飞虱和白背飞虱)、稻纵卷叶螟为研究对象,基于2000年以来全国范围的监测数据,对3种害虫长时间序列的关键迁飞要素(迁飞时间、虫量和主降区等)进行分区域分析,探究包括北迁和南回的整个迁飞季的迁飞格局变化,以期明确我国水稻“两迁”害虫迁飞格局的变化趋势,为重新阐释我国水稻“两迁”害虫的迁飞规律提供基础,为全球变暖新形势下水稻“两迁”害虫的精确测报和有效防控提供理论指导和技术支撑。
1. 材料与方法
1.1 数据来源
本研究所用虫情数据来自全国农业技术推广服务中心。其中,稻飞虱采用的是2000-2023年共计24年523个站点的灯诱数据,稻纵卷叶螟则是采用2000-2024年共计25年341个站点的田间赶蛾数据。
1.2 方法
根据稻飞虱和稻纵卷叶螟在我国的发生情况,并结合我国地形地貌,将全国划分为:华南南部(北回归线以南)、南岭区(23.5-26°N)、岭北区(26-28°N)、长江中下游沿江区(28-32°N)、江淮区(32-35°N)、云南省、贵州省、重庆市、四川省(程遐年等,1979)。
1.2.1 虫量的归一化计算
衡量各个区域的区域虫量时,参照Schmucki et al.(2016),基于区域所有站点的全年数据,构建区域广义加性模型(Generalized additive model,GAM),并进一步通过广义线性混合模型(Generalized linear mixed model,GLMM)计算区域年度归一化指数(Collated index)。该方法考虑了站点间的随机效应,可解决站点数据缺失并规避不同年份站点不一致的问题。最后对年份和虫量的归一化指数Collated index进行Spearman相关性分析。由于西南地区褐飞虱和稻纵卷叶螟的数据存在一定缺失,且数据量较少,难以进行模型拟合。因此,当对西南地区水稻“两迁”害虫虫量进行分时段的区域计算时,首先需要对虫量数据加1后取对数(log10),以对数据进行标准化处理。随后,提取该时段虫量的90百分位数来代表这一时段的虫量(Lv et al. 2023)。在对水稻“两迁”害虫的迁飞时段(包括迁入期、北迁期和回迁期)进行划分时,主要依据各区域监测站点多年来始见期、始盛期及峰期的分布时间,并结合各区域的水稻种植情况。为了比较各个区域虫量在年内的变化幅度或稳定性,选择提取各个区域主害期中80%年份有数据记录的监测站点的数据,同样对虫量进行对数转换后计算每年的变异系数(Coefficient of variation,Gross et al.,2014;Zhou et al.,2023)。变异系数由标准差除以平均值获得。将各区域峰期的分布范围与各区域水稻生育期相结合,作为判断区域主害期的依据(骆玉川和张朝,2022)。
1.2.2 始见期和峰期的提取
在研究跨区域迁飞害虫的发生动态时,始见期和峰期是两个关键的时间节点,用于描述害虫的季节性发生规律。其中,始见期定义为站点全年首次见虫的时间。虫情数据整理为自3月起的逐候(5天为1候,每月的第6候为3~6 d)数据,3月的第一候记为1。峰期的确定是依据区域GAM模拟出的各区域虫量飞行曲线。飞行曲线展示了逐日变化的相对虫量,通过对这些曲线的分析,从整个北迁期(3月至8月上旬)中精准提取出虫量最为集中的最大峰期。
1.2.3 主降区划定
稻飞虱和稻纵卷叶螟在我国的迁飞有明显的阶段性,根据《稻飞虱测报调查规范》(GB/T 15794-2009)划分的稻飞虱在我国8个发生世代,以代次为依据分时段对稻飞虱进行主降区纬度的年际变化分析。稻纵卷叶螟的迁飞代次参照张孝羲等(1981)的5次北迁和3次回迁的时段划分。其中,主降区选择每候虫量大于90百分位的站点,取其纬度作二维密度图。
2. 结果与分析
2.1 我国水稻“两迁”害虫虫量的年际变化
2.1.1 稻飞虱虫量的年际变化
从2000-2023年全国褐飞虱全年灯诱总虫量来看,褐飞虱年发生量总体下降但下降趋势不显著。虫量变化情况表现为2个阶段:2000-2008,虫量有上升趋势;2009-2023年,虫量呈下降趋势(图 1-A)。进一步分析不同区域在褐飞虱迁入、北迁、回迁期三个不同迁飞阶段的灯诱虫量变化,可见:我国东部,迁入期,仅有南岭区的灯诱虫量近年来有所增加,但趋势不明显(图 2-A)。6-7月主迁期,华南南部和南岭区灯诱虫量有显著或不显著的增加,岭北区、沿江区、江淮区等其他区域的灯诱虫量均表现为减少。8月下旬进入回迁期后,除岭北区虫量有增加趋势外,华南南部、南岭区、沿江区和江淮区的虫量呈显著或不显著减少趋势。西南地区除重庆外,其他省市的虫量在其不同阶段有减少趋势。尽管重庆在迁入期褐飞虱的虫量有增加趋势,但从过去24年的长期监测数据来看,重庆市褐飞虱的总体虫量一直处于相对较低水平,90百分位虫量在一候中不超过百头(图 3-A)。通过分析2000年以来褐飞虱虫量变异系数的变化发现,我国东部的岭北区、江淮区和西南的四川省的变异系数呈增加趋势,表明区域内虫量的变化幅度越来越大。而华南南部、云南、贵州的变异系数呈不显著下降趋势,表明区域内虫量的变化幅度越来越小。南岭区、沿江区和重庆不同年份变异系数的变化很大,无明显趋势(图 4-A)。
图 1 我国水稻“两迁”害虫历年整体虫量变化注:A~C分别为褐飞虱灯诱虫量、白背飞虱灯诱虫量、稻纵卷叶螟田间赶蛾虫量。Fig. 1 Historical trends in the overall population of rice 'two migratory' pests in ChinaNote: A~C represented the light trap catches of brown planthopper, light trap catches of white-backed planthopper and field trap catches of rice leafroller, respectively.综上,在全国褐飞虱虫量总体下降的背景下,我国东部的华南南部、南岭区及岭北区虫量在不同时期虫量表现为虫量稳定或增加。沿江区、江淮区虫量下降,但江淮区的虫量变异系数有增加趋势,虫量波动幅度越来越大。
对白背飞虱2000-2023年的虫量分析显示,白背飞虱年发生量总体下降且下降趋势显著;虫量变化情况与褐飞虱相似,同样表现为两个阶段:2000-2008年,年发生量增加;2008年后,虫量呈下降趋势(图 1-B)。进一步分析不同区域在白背飞虱迁入、北迁、回迁期3个不同迁飞阶段的灯诱虫量变化。我国东部,南岭区和岭北区迁入期虫量不显著增加,华南南部北迁期虫量减少,沿江、江淮区在7月以后虫量下降(图 2-A)。西南地区四川省在迁入期虫量增加,云南贵州回迁期虫量增加(图 3-A)。此外,对白背飞虱虫量变异系数的变化发现,东部的岭北区、江淮区和西南的重庆市的变异系数呈增加趋势,表明区域内虫量的变化幅度越来越大。而华南南部和沿江区的变异系数呈下降趋势,表明虫量的变化幅度越来越小(图 4-A)。
综上,与褐飞虱相似,白背飞虱也表现为全国虫量总体下降,但却在东部地区的南岭区、岭北区迁入期虫量不变。不同于褐飞虱的是,白背飞虱在西南地区的四川省迁入期虫量增加,褐飞虱在西南地区的重庆市迁入期虫量增加。且白背飞虱虫量增加区域的南岭区、岭北区和四川省的虫量变异系数均增加。而白背飞虱与褐飞虱同样在沿江区和江淮区的全时段表现为虫量下降,且江淮区虫量变异系数有增加趋势,虽虫量下降,但虫量波动很大。
2.1.2 稻纵卷叶螟虫量的年际变化
分析2000-2024年稻纵卷叶螟在全国田间赶蛾的虫量变化,结果显示,稻纵卷叶螟田间赶蛾的年发生量呈显著下降趋势;虫量变化趋势与稻飞虱相似,表现为两个阶段,即2000-2007年,年发生量增加;2008年开始,虫量呈下降趋势(图 1-C)。
进一步分析我国东部各个区域稻纵卷叶螟迁入、北迁、回迁三个不同迁飞阶段的虫量变化,田间赶蛾数据显示,整个东部地区,稻纵卷叶螟仅在南岭区迁入期时虫量不显著增加,其他所有区域所有时段虫量均表现为减少。而西南地区除重庆虫量显著减少外,其他省份的虫量变化不大(图 2-B、图 3-B)。
分析稻纵卷叶螟在不同区域主害期虫量变异系数的年际变化,田间赶蛾数据虫量变异系数显示,我国东部的华南南部、沿江区和西南的云南变异系数均呈减小趋势,表明区域内虫量的变化幅度越来越小。只有重庆表现出虫量变异系数增加的趋势,虫量变化幅度有所增加。而南岭区、岭北区、江淮区、贵州和四川的变异系数没有显著趋势,但变异系数本身的波动幅度很大(图 4-B)。综上,稻纵卷叶螟田间虫量下降,仅南岭区在迁入期有相反趋势。
2.2 我国水稻“两迁”害虫始见期和峰期的年际变化
2.2.1 稻飞虱始见期和峰期的年际变化
通过统计所有站点褐飞虱始见期的时段发现,华南南部始见期集中在3月上旬-5月上旬,南岭区集中在3月下旬-5月下旬,岭北区集中在5月上旬-6月上旬,沿江区集中在5月上旬-7月下旬,江淮区集中在6月中旬-8月中旬,云南集中在3月下旬-5月中旬,贵州集中在4月下旬-6月中旬,重庆集中在4月上旬-7月下旬,四川集中在5月中旬-8月上旬(图 5-A)。统计各站点白背飞虱始见期出现高频次的时段发现,华南南部始见期集中在3月上旬-5月上旬,南岭区集中在3月中旬-5月下旬,岭北区集中在4月下旬-6月上旬,沿江区集中在5月上旬-7月上旬,江淮区集中在6月中旬- 7月下旬,云南集中在3月上旬-5月上旬,贵州集中在3月下旬-5月中旬,重庆集中在3月下旬-7月下旬,四川集中在4月下旬-7月下旬(图 5-B)。
对褐飞虱始见期和峰期的趋势分析显示,我国东部地区,褐飞虱在岭北区、沿江区和江淮区的始见期有所延迟,且沿江区和江淮区峰期呈不显著延迟趋势。其余地区始见期和峰期均无显著变化趋势(图 5-A、图 6-A)。对白背飞虱的始见期和峰期的研究结果显示,全国不同地区始见期均无显著变化趋势。而在峰期上,南岭区、岭北区及沿江区的峰期均有显著提前的趋势。比较褐飞虱与白背飞虱在始见期和峰期变化趋势上的差异可见,在长江流域,白背飞虱的迁入时间有所提前,而褐飞虱迁入略受阻碍。
2.2.2 稻纵卷叶螟始见期和峰期的年际变化
对各站点稻纵卷叶螟田间赶蛾的始见期高频时段统计结果显示,华南南部始见期集中在3月下旬-5月中旬,南岭区集中在4月下旬-5月下旬,岭北区集中在5月上旬-6月上旬,沿江区集中在5月下旬-7月上旬,江淮区集中在6月下旬-7月下旬,云南集中在6月中下旬,贵州集中在5月上旬-6月中旬,重庆集中在4月下旬-7月上旬,四川集中在6月上旬-7月中旬(图 5-C)。
对稻纵卷叶螟始见期和峰期变化趋势研究显示,我国东部地区的江淮区、西南地区的云南省的始见期延迟,南岭区始见期提前,西南地区的四川省始见期提前,其他地区的始见期无明显趋势(图 5-C)。稻纵卷叶螟北迁期峰期在华南南部及岭北区有所延迟,南岭和沿江区有所提前(图 6-B)。
2.3 我国水稻“两迁”害虫主降区分布情况的年际变化
2.3.1 稻飞虱主降区分布情况的年际变化
分析2000-2023年不同代次褐飞虱的主降区分布(图 7-A),结果显示,从3月-11月的8个代次中,褐飞虱的主降区在5月下旬之前表现为北移,且趋势显著。这一现象说明在褐飞虱的前期北迁过程加速。随后5月下旬-8月中旬(5月下旬-6月中旬、6月下旬-7月中旬、7月下旬-8月中旬)的北迁期褐飞虱主降区显著南移,表明褐飞虱的迁飞进程受阻。而褐飞虱回迁期时,主要种群分布更靠南。但总体而言,褐飞虱全年的主降区更加集中在22~26°N。
继而分析2000-2023年不同代次白背飞虱的主降区分布(图 7-B),结果显示,6月下旬之前(3月- 4月中旬、4月下旬-5月中旬、5月下旬-6月中旬),白背飞虱主降区北移趋势显著;7月下旬开始(7月下旬-8月中旬、8月下旬-9月中旬、9月下旬-10月中旬、10月下旬-11月),白背飞虱的主降区南移趋势显著。结合始盛期和主降区的变化趋势可得,自2000年以来,我国白背飞虱前期(6月下旬之前)北迁进程加速。
比较褐飞虱和白背飞虱的主降区变化趋势,其均在春季(3月-4月中旬、4月下旬-5月中旬)表现为主降区北移,依据我国各个区域稻飞虱北迁期虫量变化及始见期变化趋势,可以解读为由南岭区稻飞虱虫量增加导致。而在7月下旬-8月中旬、8月下旬-9月中旬、9月下旬-10月中旬表现为主降区南移,结合全国各区域虫量变化情况,秋季长江流域稻飞虱虫量下降,从而显示主降区持续向南移动。
2.3.2 稻纵卷叶螟主降区分布情况的年际变化
对不同代次稻纵卷叶螟的主降区分布趋势进行分析(图 7-C),结果显示,4月下旬-5月中旬这个时段主降区北移,7月下旬-8月中旬、8月下旬-9月中旬主降区南移。结合始见期、峰期和主降区趋势可得,稻纵卷叶螟迁入南岭区有所提前。
3. 结论与讨论
褐飞虱和白背飞虱是我国水稻生产中的两种重要迁飞性害虫,对水稻产量和品质构成严重威胁。尽管两者同属飞虱科,但其在我国的发生规律和迁飞格局存在一定差异。已有研究表明,白背飞虱的发生时间通常早于褐飞虱,特别是在华南地区(Hu et al.,2017);而在西南稻区,普遍存在白背飞虱发生期更早、发生虫量更大和为害范围更广的现象(金星等,1998;马利等,2013;王梓英等,2013;徐小燕等,2023),这也造成了两者在迁飞格局上的不同表现。在本研究中,通过统计全国各区域白背飞虱和褐飞虱始见期的时段,也能证明白背飞虱普遍早于褐飞虱发生。
虽然在迁飞格局上存在差异,两种飞虱在迁飞格局变化上却表现出了一定的相似性。具体来说,我国褐飞虱和白背飞虱整体虫量均表现为下降趋势,且均在南岭区出现虫量不变现象,而沿江区和江淮区呈现虫量下降现象,且江淮区的虫量变异系数呈增加趋势。结合稻飞虱虫量及主降区变化情况来看,两种飞虱均在南岭区异于全国整体变化趋势,表现为迁入期虫量不变,成为主降区的频次增加。且两种飞虱均在长江中下游区域的沿江区、江淮区的虫量显著下降,这与Lv et al.(2023)的研究中提到的7月长江下游褐飞虱虫量历年呈下降趋势的研究结果相吻合。而稻纵卷叶螟同样在南岭区表现为迁入期虫量不变,4月下旬-5月中旬这个时段主降区北移,且主降区主要分布在南岭区。因此,3种水稻害虫虽规律各异,但均在南岭区出现虫量不变的现象。进一步分析对比两种飞虱迁飞格局在西南地区的变化发现,白背飞虱在西南地区出现特异性高发态势,虫量在云南、贵州、四川的不同时期表现为增长趋势,尤其是四川地区,其迁入期的虫量显著上升;相比之下,褐飞虱仅在西南地区重庆的迁入期虫量有所增加。
从目前分析结果来看,稻飞虱在华南稻区虫量无显著变化,而在长江中下游稻区虫量下降。然而,面对稻飞虱,仍需保持高度警惕。尽管全国总体发生量有所减少,但局部地区仍存在偏重发生的风险。此外,长江下游地区作为我国重要的水稻产区,该区域褐飞虱的发生频率和为害程度常高于其他稻区(Hu et al.,2011,2014)。虽然近期研究显示长江下游一带褐飞虱虫量有所减少(Lv et al.,2023),但作为强繁殖力的迁飞性害虫,稻飞虱繁殖速度快,一旦环境适宜且缺乏有效防治,褐飞虱便会大量繁殖。同时,两种飞虱在江淮区虫量变异系数逐年增加也侧面证明了虽然长江下游发生量减少,但是虫量变化幅度很大,易出现突然暴发的现象。以2020年为例,稻飞虱在长江下游地区灯诱虫量和田间虫量剧增,多地出现“冒穿”、“虱烧”现象,导致水稻严重减产、品质下降。分析其大发生原因,显示本地大量繁殖是导致后期田间褐飞虱大暴发的重要原因之一(张国等,2022)。因此,无论何时,水稻“两迁”害虫的防控工作都不能有丝毫懈怠。各地应进一步强化监测预警体系,在害虫迁入初期便精准预警并采取有效防控措施,切实降低虫口基数。与此同时,水稻中后期的防控工作同样不容忽视,必须持续发力,确保全生育期的防控无缝衔接,全方位保障水稻生产安全。
探讨稻飞虱和稻纵卷叶螟迁飞格局变化背后共同的外界原因,其可能与气候变化、种植制度改变及防治体系全面升级等方面密切相关。作为体型微小且具有长距离迁飞特性的昆虫,水稻“两迁”害虫的种群繁殖和迁飞行为均会受到气候条件的显著影响。首先,温湿度是影响3种害虫生长发育繁殖的重要影响因素。如红河三角洲地区,当3月平均气温降至20℃以下时,稻飞虱繁殖减缓,导致其迁入我国的迁入期延迟约半个月;而暖冬却会使越南等境外虫源地的稻飞虱迁入期提前(霍治国等,2002)。在全球变暖背景下,中南半岛冬、春气温显著上升(金相皓等,2023)。受此驱动,虫源地越冬发育进度加快(Sun et al.,2021),从而促使稻飞虱和稻纵卷叶螟在华南南部、南岭区、岭北区这些偏南区域出现始见期的提前。此外,迁飞性昆虫在起飞、迁飞、降落过程都会受大气背景的影响。如海温变化可通过影响大气环流和气候异常来影响我国褐飞虱的发生程度。已有研究表明,华南南部褐飞虱的发生程度与不同类型的厄尔尼诺事件密切相关(容美妍等,2024);厄尔尼诺事件持续时间越长、发生强度越大,导致我国褐飞虱大发生的概率越大,厄尔尼诺年尤其是强厄尔尼诺年与我国褐飞虱中等偏重至大发生密切相关(冼晓青等,2007;李袭杰等,2017)。据统计,1950-2000年共发生14次厄尔尼诺事件,平均约2.7次/十年,其中超强事件2次;而2001-2020年20年内已发生6次,平均频次升至约3.0次/十年,并出现1次超强事件(赵宗慈等,2023)。因此,伴随着厄尔尼诺发生频次及极端强度出现的概率的增加,我国迁飞害虫异常暴发的概率或同步增加。同样地,2000年以来,提供回迁运载气流的东亚夏季风撤退推迟,导致了稻纵卷叶螟在夏末秋初大量迁入长江下游地区,落入“生态陷阱”(Zhang et al.,2025),这或许解释了在全国总虫量下降的背景下,江淮区秋季虫量何以保持不减。而西太平洋副热带高压作为影响我国天气的重要环流系统,2000年以来,其强度增强、位置西移,直接影响了雨带和西南气流的变化,导致了7月长江下游褐飞虱虫量的减少(Lv et al.,2023)。种植制度变化同样也是影响水稻“两迁”害虫迁飞格局变化的重要原因之一。以华南南部褐飞虱在主要迁入期和回迁期虫量增加为例探讨种植制度的影响,华南南部从上世纪到现在仍然为单双季稻种植且双季稻为主的种植制度格局,两种水稻种植制度在二十年间较为稳定,单双季稻转换面积小。而长江中下游地区“双改单”的变化趋势剧烈,单季稻种植面积不断扩大(Hu et al.,2011;蒋敏等,2019)。这使得不管是害虫早期迁入期还是后期回迁期华南南部都存在大量寄主,且长江中下游地区的单季中稻、双季晚稻种植也给稻飞虱提供了合适的寄主,可能导致回迁虫量的增加(齐国君等,2010)。随着农业技术的不断进步,水稻病虫害防治手段经历了从传统化学防治到绿色、精准、高效综合防治的全面升级。2006年,我国提出“公共植保、绿色植保”理念;2007年,全国绿色防控座谈会上提出推广绿色防控技术;2011年,农业农村部出台《关于推进农作物病虫害绿色防控的意见》;2015年,启动农药、化肥使用量“双减”行动;随后各省将水稻全程绿色防控纳入政府购买服务,统防统治与绿色防控融合实施。这一系列措施在一定程度上压低了水稻“两迁”害虫的数量,可能导致全国水稻“两迁”害虫整体虫量的下降。
虽然气候因素、种植制度和化学防治等均可能是影响水稻“两迁”害虫迁飞格局变化的外在因素,但目前尚未明确这些因素对害虫迁飞格局变化的具体驱动比重。同时,鉴于不同水稻“两迁”害虫物种的发生特点及规律存在差异,导致其迁飞格局变化的影响因素也可能各不相同。因此,未来研究方向可以聚焦于深入探究这些格局变化背后的具体原因,并基于这些原因进一步开展水稻“两迁”害虫的精准预测与科学预报工作,以期为害虫的有效防控提供更为科学的理论依据和实践指导。
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图 1 我国水稻“两迁”害虫历年整体虫量变化
注:A~C分别为褐飞虱灯诱虫量、白背飞虱灯诱虫量、稻纵卷叶螟田间赶蛾虫量。
Fig. 1 Historical trends in the overall population of rice 'two migratory' pests in China
Note: A~C represented the light trap catches of brown planthopper, light trap catches of white-backed planthopper and field trap catches of rice leafroller, respectively.
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