Analysis of population dynamics and flight characteristics of airborne insects along the China-Kazakhstan border
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摘要:目的
为探明中国与哈萨克斯坦（简称中哈）两国边境区域空中昆虫的群落组成、种群动态变化以及飞行特征。
方法本研究于2023-2024年6-8月，在新疆塔城边境区域综合运用昆虫雷达、高空测报灯和地面诱虫灯对空中昆虫开展系统监测，并对其优势物种进行重点研究。
结果结果表明：空中昆虫物种组成以鞘翅目（55.92%）和鳞翅目（30.17%）为优势类群，蜉蝣目占比最低（0.03%）。旋歧夜蛾Scotogramma trifolii（Hufnagel）和棉铃虫Helicoverpa armigera（Hübner）作为优势种群，二者飞行高度均集中在200~300 m，飞行方向均以东北或东偏北方向为主。其中，旋歧夜蛾高峰期、夜间飞行时间和飞行速度分别为2023年7月10日、23:00-次日1:00、0~6 m/s，棉铃虫则依次为2024年8月25日、22:00-次日2:00、14~16 m/s。
结论本研究明确了中哈边境空中昆虫的群落组成以及优势类群的季节动态规律和空中行为特征，为利用昆虫雷达实现中哈边境迁飞害虫的监测预警和区域联防具有重要实践价值。
Abstract:AimThis study aimed to investigate the community composition, population dynamics, and flight characteristics of airborne insects in the China-Kazakhstan (hereafter referred to as Sino-Kazakh) border region.
MethodsA systematic monitoring study was conducted from June to August in 2023 and 2024 in the Tacheng border area of Xinjiang. The research integrated insect radars, high-altitude light traps and ground light traps. The dominant species were also given special attention.
ResultsThe results revealed that Coleoptera (55.92%) and Lepidoptera (30.17%) were the dominant taxonomic groups in the airborne insect community, while Ephemeroptera accounted for the lowest proportion (0.03%). The dominant species were identified as Scotogramma trifolii (Hufnagel) and Helicoverpa armigera (Hübner). The flight heights of both species were primarily concentrated between 200 m and 300 m, with their main flight directions being northeast or east-northeast. Specifically, the peak period, nocturnal flight time, and flight speed for S. trifolii were July 10, 2023; 23:00-01:00 (the next day); and 0~6 m/s, respectively. In contrast, for H. armigera, these parameters were August 25, 2024; 22:00-02:00 (the next day); and 14~16 m/s, respectively.
ConclusionThis study further clarifies the community composition, seasonal dynamics, and aerial behavioral characteristics of dominant airborne insect groups along the Sino-Kazakh border. The findings hold significant practical value for utilizing entomological radar in the monitoring, early warning, and regional cooperative management of migratory pests in this border region.
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Keywords:
- China-Kazakhstan border /
- insect radar /
- population dynamics /
- flight altitude /
- flight direction
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昆虫迁飞影响着农业生态安全，具有突发性，暴发性和毁灭性等特点，全球迁飞性害虫每年导致作物损失占害虫损失较大（Chapman et al.，2010；黄建荣等，2022），因此对空中昆虫的监测极为重要。种群动态是生态学中的核心研究领域，旨在揭示种群数量、结构及其随时间变化的动态规律。（徐汝梅，1987）。研究空中昆虫的种群动态可直接应用于农业害虫防治、维护生态系统平衡以及评估环境变化对生物多样性的影响等多个方面（Smith et al.，2000；Reynolds et al.，2005）。已研究发现中、大型昆虫（部分蝗虫、蜻蜓、夜蛾等）在空中飞行过程中存在共同定向和聚集成层行为（胡高等，2020；陈辉等，2020；Gao，2022）。因此，解析昆虫迁飞的种群动态规律与飞行特征，不仅是生态学基础研究的核心，更是构建区域性精准防控体系的基础，对昆虫的跨境迁飞监测预警及指导区域性精准防控工作具有重要意义（陈培育等，2023）。
早期对空中昆虫的监测主要通过肉眼观测、飞机网捕等工具，近年来研究方法发展为高空探照灯、地面虫情测报灯和昆虫雷达等监测手段，使昆虫迁飞研究的高度和广度有了进一步提升（于毅等，2018）。高空探照灯和昆虫雷达是监测空中虫群的高效工具，高空探照灯能有效诱集夜晚空中昆虫，昆虫雷达能够实现更广范围内的空中昆虫虫情动态监测（Feng et al.，2004；张云慧，2008；于毅等，2018）。已通过利用昆虫雷达、高空灯和地面灯等设备，对中哈边境塔城地区的空中昆虫主要类群，如旋歧夜蛾Scotogramma trifolii、蝗虫等空中昆虫进行了研究，发现昆虫种类主要集中在鳞翅目和鞘翅目，结合昆虫雷达扫描模式下发现雷达回波主要集中在22:00-02:00，回波点高度主要集中在200~600 m（曹凯丽等，2020），重点分析了旋歧夜蛾的迁飞行为及种群数量，发现其迁飞高峰期飞行高度主要集中在200~500 m之间，并深入剖析了其飞行速度、方向以及气象条件的相关性（杨静等，2023）。同时分析中国哈萨克斯坦（简称中哈）两国边境塔城地区迁飞蝗虫降落的气象背景，发现气流和风向变化是影响蝗虫降落的主要因素，不同的高度下对应着不同的气流动态变化（查绪栋等，2021）。截至目前，有关中哈边境的相关空中昆虫的研究已有初步的探究，揭示了旋歧夜蛾、迁飞蝗虫等关键物种的迁飞高度、时间规律及其与气象因子的密切关联，而持续并深化该地区空中昆虫种群动态及飞行特征的研究，具有极其重要的战略意义和迫切的现实需求。
塔城地区位于中亚迁飞场域主要通道，位于欧亚大陆腹地，是昆虫跨国迁飞的必经之路（曹凯丽等，2020）。中哈边境区域处在中亚干旱区，年均气温、降水量无显著差异，气候冬冷夏热，降水稀少，昆虫迁飞受中纬度西风环流影响明显（Yu et al.，2020）。该地区有关昆虫迁飞的研究主要集中在迁飞性昆虫夜蛾类、蝗虫等方面，而塔城地区是新疆重要农牧区，夜蛾类和蝗虫都是重大害虫，且跨境迁飞风险高，病虫害可能通过迁飞扩散到邻国或传入我国（陈鑫等，2025）。本研究以中哈边境塔城地区为研究样区，借助昆虫雷达、高空测报灯等观测技术平台，通过连续两年研究空中昆虫群落物种组成、种群动态、飞行高度及飞行方向的特征，旨在阐明中哈边境空中昆虫种群动态规律及飞行特征，以期为理解中亚迁飞场中的昆虫迁飞规律提供了重要的实证数据，同时为该地区开展空中昆虫监测预警提供了理论基础。
1. 材料和方法
1.1 研究地区域
新疆“塔城昆虫迁飞生物学野外科学观测研究站”（以下简称“观测研究站”）位于中国新疆塔城地区库鲁斯台草原西部（46°38′14′′N，82°52′15′′E），海拔443 m，距哈萨克斯坦边境约3 km。研究站周围地势平坦，无高大建筑和和树木干扰。区域内主要有藜科Chenopodiaceae、禾本科Poaceae、豆科Fabaceae和蒿属Artemisia等草本植物，周边种植的农作物有玉米Zea mays L.、甜菜Beta vulgaris L.等，是夜蛾类昆虫主要的寄主植物。主要的昆虫种类有旋歧夜蛾、宽胫夜蛾Protoschiniascutosa schiffermüller、甘薯天蛾Agrius convolvuli、草地螟Loxostege sticticalis、亚洲飞蝗Locusta migratoria migratoria和意大利蝗Calliptamus italicus等。
1.2 数据采集
利用高空灯（JDGK-2，佳多科工贸股份有限公司）使用光源为1 000 W金属卤化物灯泡（ZJD，上海亚明），地面灯诱集昆虫，诱集时间与昆虫雷达运行时间保持一致。每日北京时间上午8:00更换诱虫袋，取出袋中昆虫，保存在-20℃冰柜内冷冻，待试虫死亡后用分析天平（ME204E，梅特勒-托利多仪器有限公司，± 0.1 mg）抽样称量每个物种的体重，并进行数量统计和分类鉴定。所有昆虫标本借助《新疆昆虫原色图鉴》《新疆林木害虫野外识别手册》《中国草原害虫图鉴》等专业书籍完成初步鉴定，同时经新疆大学胡红英教授和中国科学院动物研究所姜春燕研究员两位分类专家复核。
2023-2024年连续两年于6-8月逐日使用双模式昆虫雷达（KC-08XVSD型，无锡立洋电子科技有限公司）进行观测。KC-08XVSD型雷达兼具垂直监测昆虫雷达和扫描昆虫雷达功能，观测盲区降至100 m以下，垂直监测模式观测高度范围为100~5 000 m，扫描模式下监测范围为3 000 m。本研究采用12°、18°、28°、45°和56°仰角进行扫描，实时采集数据RHI（Range height indication）、PPI（Plan position indication）和3PPI（3plan position indication）等自动存入电脑，以备后期分析使用。除雨天和机械故障外（2023年8月雷达故障，主机送回厂家维修，未获得8月数据），雷达观测系统每日晚上22:00开启，次日早晨7:00关闭。设定1 h为一个观测段，每日共9个观测时间段。并通过VLRDA软件提取空中昆虫质量、回波点高度、数量以及飞行速度和方向。
1.3 数据处理与统计分析
昆虫种群优势度的计算：采用Berger-Parker优势度指数（D）（刘全超等，2024）:
$$ D=Ni/N $$ 其中Ni：空中昆虫种群的数量，N：所有空中昆虫种群的数量，D≥0.1时, 该种群为优势种。
恒常指数：提出的恒常指数（庞雄飞等，1990）（Constancy Index，C）是根据某物种在监测时段内出现的天数，来表示物种发生频率的指数概念：
$$ C=(p / n) \times 100 \% $$ p为某种昆虫被监测到的天数，n为监测总天数。根据此指数可将空中昆虫划分为恒有种（Constancy species）、常见种（Accessory species）和偶见种（Accidental species）三大类群：当c > 50%时，判定该昆虫为群落中的恒有种；当25% < c≤50%时，为常见种；当c≤25%时，为偶见种。
运用非实时程序VLRDA自动计算每个目标的高度、飞行方向、位移速度和质量等参数（Huang et al.，2024），分析空中昆虫群落高度、昆虫数量、飞行方向及速度变化，数据分析和作图使用Origin和R4.3.3语言软件。
2. 结果与分析
2.1 中哈边境空中昆虫群落的物种组成
2023年6-8月高空灯共诱集昆虫17 352头，隶属于11目37科98种。其中，鞘翅目昆虫数量最多，占46.48%，隶属12科32种；鳞翅目次之，占37.17%，隶属8科37种。脉翅目(6.69%)、直翅目（3.67%）、双翅目（2.37%）、革翅目（1.52%）、半翅目（1.37%）、膜翅目（0.54%）、螳螂目（0.13%）、襀翅目（0.03%）和蜉蝣目（0.03%）总计占比16.36%。鞘翅目中以步甲科数量最多，占鞘翅目昆虫总数的54.95%。其次为金龟科，占比34.23%。鳞翅目中数量最多的为夜蛾科，占鳞翅目昆虫总数的71.43%。夜蛾科中旋歧夜蛾、黑麦切夜蛾Euxoa tritici、棉铃虫Helicoverpa armigera分别占比32.82%、17.71%、16.65%（见表 1）。
表 1 中哈边境2023年和2024年空中昆虫群落的物种组成Table 1 Species composition of the airborne insect communities at the China-Kazakhstan border in 2023 and 2024目
Order科
Family种数Species number 虫量（头）
Insect abundance科占比例（%）
Relative abundance of families目占比例（%）
Relative abundance of orders2023年 2024年 2023年 2024年 2023年 2024年 半翅目Hemiptera 蝽科Pentatomidae 2 238 515 1.37 2.18 1.37 2.18 脉翅目Neuroptera 蚁蛉科Myrmeleontidae 3 888 548 5.12 2.32 6.69 2.99 草蛉科Chrysopidae 1 272 158 1.57 0.67 襀翅目Plecoptera 襀科Nemouridae 1 6 8 0.03 0.03 0.03 0.03 蜉蝣目Ephemeroptera 蜉蝣科Ephemeridae 1 5 11 0.03 0.05 0.03 0.05 膜翅目Hymenoptera 姬蜂科Ichneumonidae 1 90 756 0.52 3.20 0.54 3.20 土蜂科Scoliidae 1 4 - 0.02 0.00 双翅目Diptera 大蚊科Tipulidae 2 225 424 1.30 1.79 2.37 1.79 蚁科Formicidae 1 2 - 0.01 0.00 蝇科Muscidae 1 185 - 1.07 0.00 鞘翅目Coleoptera 鳃金龟科Melolonthidae 2 244 1 949 1.41 8.24 46.48 55.92 犀金龟科Dynastidae 1 9 84 0.05 0.36 豉甲科Gyrinidae 1 49 169 0.28 0.71 金龟科Scarabaeidae 4 2 761 2 003 15.91 8.47 龙虱科Dytiscidae 2 260 577 1.50 2.44 水龟虫科Hydrophilidae 1 237 185 1.37 0.78 步甲科Carabidae 10 4 433 8 054 25.55 34.06 虎甲科Cicindelidae 3 17 136 0.10 0.58 蜣螂科Scarabaeidae 2 28 29 0.16 0.12 埋葬甲科Silphidae 1 3 17 0.02 0.07 瓢甲科Coccinellidae 1 9 1 0.05 0.00 隐翅甲科Staphylinidae 2 11 19 0.06 0.08 芫菁科Meloidae 2 4 - 0.02 0.00 革翅目Dermaptera 蠼螋科Labiduridae 1 58 4 0.33 0.02 1.52 0.35 球螋科Forficulidae 1 205 79 1.18 0.33 螳螂目Mantodea 螳螂科Mantoidea 2 23 37 0.13 0.16 0.13 0.16 直翅目Orthoptera 斑翅蝗科Oedipodidae 8 496 133 2.86 0.56 3.67 3.16 螽斯科Tettigoniidae 2 3 51 0.02 0.22 蟋蟀科Gryllidae 2 133 553 0.77 2.34 蝼蛄科Gryllotalpoidae 1 5 11 0.03 0.05 夜蛾科Noctuidae 17 5 016 6 402 28.91 27.08 37.17 30.17 天蛾科Sphingidae 5 388 388 2.24 1.64 灯蛾科Arctiidae 1 3 24 0.02 0.10 鳞翅目Lepidoptera 尺蛾科Geometridae 2 54 33 0.31 0.14 毒蛾科Lymantriidae 1 18 10 0.10 0.04 螟蛾科Pyralidae 4 947 277 2.75 1.17 舟蛾科Notodontidae 1 23 - 0.13 0.00 总计Total 17 352 23 645 注：“-”代表该年份未监测到该昆虫种类；Note: "-" indicated that the insect species was not detected in that year. 2024年6-8月高空灯诱集昆虫数量23 645头，隶属于11目32科83种。其中鞘翅目昆虫数量最多，占55.92%，隶属于12科28种。鳞翅目次之，占比30.17%，隶属于7科28种。直翅目（3.16%）、膜翅目（3.20%）、脉翅目（2.99%）、半翅目（2.18%）、双翅目（1.79%）、革翅目（0.35%）、螳螂目（0.16%）、蜉蝣目（0.05%）和襀翅目（0.03%）总计占比13.91%鞘翅目中以步甲科数量最多，占鞘翅目昆虫总数的60.91%。鳞翅目中数量最多的为夜蛾科，占鳞翅目昆虫总数的89.74%。夜蛾科中棉铃虫、旋歧夜蛾、协夜蛾分别占比50.40%、25.59%、5.03%（见表 1）。
2.2 中哈边境空中昆虫种群数量及动态变化
2023年中哈边境空中昆虫群落中，恒有种共有17种，占总物种的17.35%，其中优势种群为旋歧夜蛾（图 1-A）。高空探照灯逐日诱虫量所示，诱虫高峰日分别有7月4日、7月8日、7月10日、7月22日、7月29日和8月16日，其中7月10日是旋歧夜蛾的发生高峰日。旋歧夜蛾被监测到的天数占总天数的94.74%。具体如下：6月下旬诱捕昆虫513头，旋歧夜蛾270头。7月上旬诱捕昆虫3 132头，旋歧夜蛾305头。7月中旬诱捕昆虫2 504头，旋歧夜蛾270头。7月下旬诱捕昆虫3 115头，旋歧夜蛾466头。8月上旬诱捕昆虫387头，旋歧夜蛾148头。8月中旬诱捕昆虫5 019头，旋歧夜蛾304头。8月下旬诱捕昆虫2 682头，旋歧夜蛾214头。
图 1 2023年和2024年高空灯逐日诱虫数量Fig. 1 Daily insect catch of high-altitude light trap in 2023 and 2024
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2024年中哈边境空中昆虫群落中，恒有种共有12种，占总物种数的13.58%，其中优势种群为棉铃虫（图 1-B）。高空探照灯逐日诱虫量所示，诱虫高峰期分别有6月23、7月29日和8月25日，其中8月25日是棉铃虫的发生高峰日。棉铃虫被监测到的天数占总天数的74.65%。具体如下：6月下旬诱捕昆虫5 738头，棉铃虫30头。7月上旬诱捕昆虫1 527头，棉铃虫36头。7月中旬诱捕昆虫4 870头，棉铃虫37头。7月下旬诱捕昆虫4 971头，棉铃虫417头。8月上旬诱捕3 024头，棉铃虫1 213头。8月中旬诱捕昆虫1 606头，棉铃虫538头。8月下旬诱捕昆虫1 817头棉铃虫940头。
2.3 中哈边境空中昆虫的飞行特征分析
分析2023年和2024年1 500 m范围内空中昆虫在不同飞行高度范围出现的频次（图 2）发现，在高度范围500~600 m间空中昆虫出现的数量最多，高达6 193头，占比11.81%。400~500 m次之，数量为5 392头，占比为10.28；100~200 m高度范围内出现的频次最少，仅有61头，占比1.26%。100~500 m空中昆虫数量随着高度的升高不断增加，昆虫数量依次661头、2 508头、3 924头和5 392头，分别占比1.26%、4.78%、7.48%、10.28%。600 m以后，空中昆虫数量随着高度的升高开始减少。昆虫数量分别为5 382头、5 137头、4 658头、4 219头、3 961头、3 712头、2 802头、2 230头和1 654头，分别占比10.26%、9.80%、8.88%、8.05%、7.55%、7.08%、5.35%、4.25%和3.15%。
图 2 空中昆虫高度分布图Fig. 2 Vertical distribution map of airborne insects下载:
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对旋歧夜蛾高峰期（2023年7月10日）飞行高度进行分析发现（图 3-A），旋歧夜蛾在200~300 m高度范围内分布最多，占比13.56%。在1 300~1 400 m和1 400~1 500 m高度范围内分布最少，占比均为2.60%。在100~200 m、700~800 m、300~400 m、400~500 m、600~700 m、500~600 m、800~900 m、900~1 000 m、1 000~1 100 m、1 200~1 300 m、1 100~1 200 m，占比分别为10.55%、10.14%、9.73%、9.45%、8.90%、8.77%、6.85%、5.07%、4.52%、3.97%、3.29%。
图 3 空中昆虫飞行高度分布图注：A，旋歧夜蛾；B，棉铃虫。Fig. 3 Flight altitude distribution map of airborne insectsNote: A, Scotogramma trifolii; B, Helicoverpa armigera.下载:
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对棉铃虫高峰期（2024年8月25日）飞行高度进行分析发现（图 3-B），棉铃虫在400~500 m高度范围内分布最多，占比18.37%。1 400~1 500 m高度范围内分布最少，占比0.29%。500~600 m、700~800 m、600~700 m、800~900 m、300~400 m、1 000~1 100 m、1100~1200 m、200~300 m、1 200~1 300 m、1 300~1 400 m，占比分别为17.78%、12.83%、11.95%、7.29%、7.29%、6.41%、5.25%、3.50%、2.33%、1.17%。
随着夜间时间的推移，空中昆虫的活动高度和数量均呈现出显著变化。如图 4-C所示为2023年和2024年夜间空中昆虫的高度分布图，发现23:00至次日0:00时间段的昆虫数量达到峰值，共计7 563头。此时，飞行高度主要集中于500~600 m区间，该高度层的昆虫数量占比16.00%。紧随其后的次日凌晨0:00-1:00时间段，昆虫数量有所下降，为7 467头，其飞行高度分布同样以500~600 m为主，占比15.43%。此后，随着夜晚向黎明过渡，空中昆虫数量呈现持续下降趋势。至6:00-7:00时段，观测到的昆虫数量降至最低，仅有1 248头。对旋歧夜蛾和棉铃虫高峰日夜间空中昆虫飞行高度的分布进行分析（见图 4-A、B），发现旋歧夜蛾夜间飞行时间主要集中在23:00-1:00，飞行高度主要集中在500~600 m，占比该时间段的18.79%。而棉铃虫飞行时间主要集中在22:00-2:00，飞行高度主要集中在500~600 m，占该时间段的21.30%。
图 4 空中昆虫夜间不同时间上的高度分布注：A，旋歧夜蛾；B，棉铃虫；C，空中所有昆虫。Fig. 4 Nocturnal height distribution of airborne insects over timeNote: A, Scotogramma trifolii; B, Helicoverpa armigera; C, All airborne insects.下载:
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对旋歧夜蛾和棉铃虫高峰日的昆虫飞行速度和飞行方向进行提取并分析发现（图 5和图 6），旋歧夜蛾在夜间22:00-23:00，其飞行方向以东北方向为主，其飞行速度以0~6 m/s为主，占比70.12%。夜间23:00-0:00时间段内，其飞行方向以北偏东方向，飞行速度以12~16 m/s为主，占比58.09%。零点后，其飞行方向以北偏东为主，飞行速度6~10 m/s，占比42.76%。棉铃虫在夜间22:00-23:00，其飞行速度以16 m/s为主，占比36.1%，飞行方向以北为主。23:00-24:00，飞行速度以14~16 m/s为主，占比81.9%，飞行方向向北偏东偏移。零点后，空中昆虫飞行速度明显降低，以6~8 m/s为主，占比29.8%，飞行方向仍以北偏东为主。
图 5 2023年旋歧夜蛾高峰日雷达回波飞行方向图Fig. 5 Flight direction map of radar echoes on the peak day of Scotogramma trifolii in 2023下载:
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图 6 2023年棉铃虫高峰日雷达回波飞行方向Fig. 6 Flight direction map of radar echoes on the peak day of Helicoverpa armigera in 2023下载:
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3. 结论和讨论
本研究利用KC-08XVSD型双模式昆虫雷达等对中哈边境塔城区域空中昆虫群落的物种组成及对优势种群动态及飞行特征进行了研究，为跨境害虫监测预警提供了关键数据支持。首先，本研究发现，2023年和2024年两个年度均以鳞翅目（如棉铃虫）和鞘翅目昆虫为空中群落的优势类群，与河南新乡等地的研究结果一致（张智，2013；黄建荣等，2022）。旋歧夜蛾和棉铃虫作为跨境迁飞性害虫，其在中哈边境的种群动态可能受周边农业区作物布局影响（陆宴辉等，2023；杨静等，2023）。已有研究说明中哈边境塔城区域昆虫迁飞时段集中在22:00-03:00，迁飞高度介于200~600 m，具有明显的成层现象（季荣等，2019），本文在验证了这一结果的同时，并进一步明确了飞行时间段主要集中在23:00-2:00，迁飞高度主要集中在500~600 m。对2023年和2024年的诱虫总量进行比较，发现2024年的诱虫总量（23 645头）远远高于2023年的诱虫总量（17 352头）。这可能与当年塔城地区的天气，但其中原因仍有待进一步研究。综合月份间的变化趋势，2023年和2024年6-8月份昆虫飞行平均高度6月下旬至7月上旬呈上升趋势，2023年7月上旬至7月下旬飞行高度仍在上升，但上升速度减慢。2024年7月上旬至8月下旬平均飞行高度不断下降。整体上，2024年空中昆虫平均飞行高度较高。
从空中昆虫种群在不同飞行高度的角度分析，空中昆虫飞行高度在500~600 m范围内被监测到的数量最多，与已有的研究中提到中哈边境塔城区域空中昆虫在夜间迁飞时段主要在22:00-02:00，迁飞高度范围为200~600 m，与本文的研究结果内容相一致，证实了空中昆虫在飞行过程中聚集成层和对高度的选择特性（曹凯丽等，2020）。从夜间动态变化上研究发现，日落后23:00-次日凌晨1:00，空中昆虫的数量最多，与吴孔明团队研究结果发现日落时分大多数个体在800 m以下的高度被监测到的结果相吻合（Liu et al.，2021）。分析原因可能与该时段地表在短时间内快速释放热量，促使贴近地面的空气层形成稳定结构，这种稳定气层从地表开始向上逐步发展，最终构建出贴近地面的逆温层结构，此类气象条件为昆虫的远距离迁移活动提供了有利环境（张云慧，2008；高月波，2011；周燕，2022；杨诗俊，2023）。夜间迁飞活动呈现明显的时序特征，日落后23:00-01:00为高峰期，随后数量减少且飞行方向分散，由正北方向逐渐向东北方向偏移。这一现象与迁飞昆虫利用稳定气流进行定向迁移的策略密切相关（曹凯丽等，2020）。夜间飞行速度开始的集中且速度较大，到逐渐分散，速度大小减小，与吴孔明团队研究发现日落后，蝗虫虫群的飞行方向排列整齐，随后飞行方向也同样变得分散结果相一致（Liu et al.，2021），该团队在渤海观测站的研究表明，迁飞昆虫在日落初期倾向于集群飞行以降低能耗，而随气流变化逐渐分散。
本研究对空中昆虫种群的发生规律及飞行特征作了深入探究，发现除自身因素以外，还受到气象因素的影响，下一步将以本研究为切入点进一步探究该地区各迁飞性害虫的行为以及与高空各气象因素之间的关系。
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图 1 2023年和2024年高空灯逐日诱虫数量
Fig. 1 Daily insect catch of high-altitude light trap in 2023 and 2024
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图 2 空中昆虫高度分布图
Fig. 2 Vertical distribution map of airborne insects
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图 3 空中昆虫飞行高度分布图
注：A，旋歧夜蛾；B，棉铃虫。
Fig. 3 Flight altitude distribution map of airborne insects
Note: A, Scotogramma trifolii; B, Helicoverpa armigera.
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图 4 空中昆虫夜间不同时间上的高度分布
注：A，旋歧夜蛾；B，棉铃虫；C，空中所有昆虫。
Fig. 4 Nocturnal height distribution of airborne insects over time
Note: A, Scotogramma trifolii; B, Helicoverpa armigera; C, All airborne insects.
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图 5 2023年旋歧夜蛾高峰日雷达回波飞行方向图
Fig. 5 Flight direction map of radar echoes on the peak day of Scotogramma trifolii in 2023
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图 6 2023年棉铃虫高峰日雷达回波飞行方向
Fig. 6 Flight direction map of radar echoes on the peak day of Helicoverpa armigera in 2023
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表 1 中哈边境2023年和2024年空中昆虫群落的物种组成
Table 1 Species composition of the airborne insect communities at the China-Kazakhstan border in 2023 and 2024
目
Order科
Family种数Species number 虫量（头）
Insect abundance科占比例（%）
Relative abundance of families目占比例（%）
Relative abundance of orders2023年 2024年 2023年 2024年 2023年 2024年 半翅目Hemiptera 蝽科Pentatomidae 2 238 515 1.37 2.18 1.37 2.18 脉翅目Neuroptera 蚁蛉科Myrmeleontidae 3 888 548 5.12 2.32 6.69 2.99 草蛉科Chrysopidae 1 272 158 1.57 0.67 襀翅目Plecoptera 襀科Nemouridae 1 6 8 0.03 0.03 0.03 0.03 蜉蝣目Ephemeroptera 蜉蝣科Ephemeridae 1 5 11 0.03 0.05 0.03 0.05 膜翅目Hymenoptera 姬蜂科Ichneumonidae 1 90 756 0.52 3.20 0.54 3.20 土蜂科Scoliidae 1 4 - 0.02 0.00 双翅目Diptera 大蚊科Tipulidae 2 225 424 1.30 1.79 2.37 1.79 蚁科Formicidae 1 2 - 0.01 0.00 蝇科Muscidae 1 185 - 1.07 0.00 鞘翅目Coleoptera 鳃金龟科Melolonthidae 2 244 1 949 1.41 8.24 46.48 55.92 犀金龟科Dynastidae 1 9 84 0.05 0.36 豉甲科Gyrinidae 1 49 169 0.28 0.71 金龟科Scarabaeidae 4 2 761 2 003 15.91 8.47 龙虱科Dytiscidae 2 260 577 1.50 2.44 水龟虫科Hydrophilidae 1 237 185 1.37 0.78 步甲科Carabidae 10 4 433 8 054 25.55 34.06 虎甲科Cicindelidae 3 17 136 0.10 0.58 蜣螂科Scarabaeidae 2 28 29 0.16 0.12 埋葬甲科Silphidae 1 3 17 0.02 0.07 瓢甲科Coccinellidae 1 9 1 0.05 0.00 隐翅甲科Staphylinidae 2 11 19 0.06 0.08 芫菁科Meloidae 2 4 - 0.02 0.00 革翅目Dermaptera 蠼螋科Labiduridae 1 58 4 0.33 0.02 1.52 0.35 球螋科Forficulidae 1 205 79 1.18 0.33 螳螂目Mantodea 螳螂科Mantoidea 2 23 37 0.13 0.16 0.13 0.16 直翅目Orthoptera 斑翅蝗科Oedipodidae 8 496 133 2.86 0.56 3.67 3.16 螽斯科Tettigoniidae 2 3 51 0.02 0.22 蟋蟀科Gryllidae 2 133 553 0.77 2.34 蝼蛄科Gryllotalpoidae 1 5 11 0.03 0.05 夜蛾科Noctuidae 17 5 016 6 402 28.91 27.08 37.17 30.17 天蛾科Sphingidae 5 388 388 2.24 1.64 灯蛾科Arctiidae 1 3 24 0.02 0.10 鳞翅目Lepidoptera 尺蛾科Geometridae 2 54 33 0.31 0.14 毒蛾科Lymantriidae 1 18 10 0.10 0.04 螟蛾科Pyralidae 4 947 277 2.75 1.17 舟蛾科Notodontidae 1 23 - 0.13 0.00 总计Total 17 352 23 645 注：“-”代表该年份未监测到该昆虫种类；Note: "-" indicated that the insect species was not detected in that year. -
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