东亚夏季风及局地环流对中国南方稻纵卷叶螟发生的影响

作     者：王明飞 

作者单位：南京信息工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：包云轩

授予年度：2019年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 

主      题：稻纵卷叶螟 东亚夏季风 局地环流 迁飞 始见期 HYSPLIT模式 

摘      要：稻纵卷叶螟是威胁我国水稻生产的一种重要农业害虫,其迁飞活动与大气背景有着密切关系。一方面受东亚季风影响每年在我国东部地区季节性往返迁飞为害;另一方面稻纵卷叶螟的爆发具有间歇性,突发性和很强的地区差异,南方稻区不同地形形成了复杂多样的局地小气候,也往往导致稻纵卷叶螟在同一地区连年大爆发。本研究从大尺度的季风环流和中小尺度的局地环流出发,分别探讨稻纵卷叶螟的中短期迁飞规律和短期迁飞与降落机制,为稻纵卷叶螟预测预报提供科学依据。1.对2000—2016年稻纵卷叶螟在我国南方稻区发生特点进行了统计分析,得到如下结论:(1)稻纵卷叶螟在我国各稻区发生时间由南往北依次缩短,华南稻区发生时间最长,常年在210—230d左右;江淮稻区、西南稻区北部发生时间较短,平均每年48—70d。(2)统计得到17a中最大日迁入量大于500头的迁入过程146个,以4—6代爆发最为频繁,为害范围最广;江淮、西南和江岭北部稻区大发生频次最高,且大发生连续时间长;江岭稻区东部稻纵卷叶螟大发生频率最低。2.运用东亚夏季风北边界指数分析了东亚夏季风与我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟迁飞的关系,结果表明:(1)稻纵卷叶螟的向北迁飞与东亚夏季风的向北推进密切相关,东亚夏季风北边界首次和二次出现的时间对该稻区稻纵卷叶螟迁入的始见期具有一定的指示意义,各稻区北迁的高峰期一般都发生在东亚夏季风控制范围内。(2)6月中旬—8月上旬东亚夏季风活动在30°N以北地区,此时是我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟北迁峰次最多、迁入量最集中的时期;夏季风北边界偏北的年份江淮稻区稻纵卷叶螟发生量偏多,华南、西南和江岭稻区发生量偏少。(3)8月中下旬是东亚冬、夏季风的转换期,也是稻纵卷叶螟种群的“混合迁发生期,此时,西南稻区和江淮稻区迎来初次南迁峰;进入9月份后东冬季风快速南下,稻纵卷叶螟种群也随之不断南迁。(4)2007年稻纵卷叶螟在江淮稻区特大爆发的大气背景是:6月末—7月的强西南季风使沿江稻区迁入虫量比常年显著增加;7月份江南、华南地区的降水异常偏少使喜湿的稻纵卷叶螟种群随偏南季风进一步向沿江和江淮地区聚集;8月份东亚夏季风的回撤偏晚以及9月份华北地区和江淮地区北部的相对偏暖,使江淮稻区稻纵卷叶螟种群在当地滞留时间偏长、南迁始见期和高峰期异常偏晚。3.利用HYSPLIST模式分别对黔东南山谷地区、皖南河谷地区以及华南沿海地区,三种典型地型条件下稻纵卷叶螟迁入的个例进行了轨迹模拟,并对影响迁飞和降落的大气背景场进行了诊断分析,结果表明:(1)2015年6月2日—3日,黔东南地区虫源主要来自广西西部地区,迁飞路径上广西北部气流的上升运动对稻纵卷叶螟由低海拔迁向高海拔区迁飞十分有利,850和925hPa高度上的西南气流是稻纵卷叶螟迁入的主要动力。稻纵卷叶螟降虫区无明显下沉气流,地形胁迫系本次稻纵卷叶螟降落的主要因素。水平风场减弱和地形阻挡,使得气流对稻纵卷叶螟水平输送作用下降,加之榕江县位于黔东南三面环山的峡谷地带使得稻纵卷叶螟能在当地集中降落。(2)2005年9月6日—7日迁入桐城和贵池的虫源均来自安徽中部,925hPa高度上一致的偏北风是本次迁飞的主要动力。本次迁入无降水影响,垂直方向上气流的下沉运动是降落的主要动力。地形及山脉的分布对降虫区具有重要影响,在偏北风和下沉气流的共同作用下,稻纵卷叶螟主要降落在山脉迎风面一侧的桐城和贵池站,而背风面未出现降虫。(3)2009年10月22日和23日发生在华南南部沿海地区两日逆推轨迹显示:阳春地区虫源分别来自于广东中部和广东西部。华南沿海地区偏北风是两次过程稻纵卷叶螟迁入的主要动力。两次迁入过程,广东地区均无降水,下沉气流是降落的主要动力,夜间的陆风是稻纵卷叶螟集中降落在阳春地区的主要原因之一。