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摘要 通过对国内外相关论文的研究分析，概述了我国在白背飞虱研究与预测方面的研究进展，主要包括白背飞虱的迁飞规律、白背飞虱迁飞与气象因子的关系、白背飞虱的预测模型3个方面的内容。
关键词 白背飞虱；迁飞规律；气象因子；预测模型
中图分类号 S435 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）19-0119-02
白背飞虱是一种同翅目飞虱科迁飞性害虫，以稻株的韧皮部汁液为生，危害严重时造成稻株枯死[1]，其常年在我国西南、华南、江岭及江淮稻区发生较为严重。1978年之前大规模发生频率较低，曾出现过4次全国性大发生，分别是 1966年、1969年、1972年及1974年，1978年之后发生频率明显升高。尤为突出的是1987年的全国范围内大暴发，共波及水稻1 467.7万hm2，大约占全国面积的45%，随后全国各稻区受害频率逐渐攀升，受害面积与程度也越发严重[2]。自建国以来，越来越多的学术界人士对白背飞虱开始关注，从20世纪80年代起，对白背飞虱的研究也不断系统化、深入化。本文从白背飞虱迁飞规律、与气象因子的关系、预测模型3个方面概述了我国白背飞虱的研究进展。
1 白背飞虱迁飞规律
1.1 迁飞高度
白背飞虱的空中迁飞种群，由于季节不同，迁飞高度会有所差异，但不同高度的密度极不均匀，通常情况下，夏季迁飞高度在300～2 500 m之间，适宜迁飞高度为1 500～2 000 m，平均密度为0.87头/1 000 m3。秋季迁飞高度则在100～1 500 m 之间，适宜迁飞高度为500～1 000 m，平均密度为0.10头/1 000 m3 [3]。可见白背飞虱迁飞主要分布在500～2 000 m 高度集群飞行。
1.2 迁飞路径
根据数据统计显示，侵害我国的白背飞虱主要从3个方向侵入，一部分来自于泰缅北部，其主要随着西南季风迁入，首先到达我国云南西南边境；另外一部分来自菲律宾，其主要依靠台风外围气流于每年7月迁入，主降我国东南沿海区域；最后一部分来自中南半岛，随着西南季风于5月、6月迁入，主要影响我国两广区域，随后会向全国稻区蔓延。为了明确其飞迁规律，可通过高空捕虫网、飞机航捕、灯光诱测和田间系统调查等测报方法进行监测[4-6]，得出总体规律如下：白背飞虱每年3月中下旬由中南半岛迁入我国，并随着西南气流不断向北迁移，到达我国东北的时间为6月下旬至7月上旬。白背飞虱主要迁入代繁殖1代后就有长翅型成虫外迁。8月下旬，白背飞虱会随着东北气流南下回迁[7]。为了到达越冬虫源地，其在冬季主要向南运动，而秋季的热带风暴则会导致昆虫的迁飞方向与轨迹变化无常[8]。
2 白背飞虱迁飞与气象因子的关系
2.1 风、温度、湿度及降水
风场是能控制或影响水稻迁飞性害虫降落的最重要气象要素场，风载迁飞性害虫远距离迁飞的方向与高空风的方向是基本一致的，空中风场是白背飞虱迁飞的动力[9]。夏季，白背飞虱的虫源由我国南方向北迁移，西南季风是其主要运载气流，待到秋冬时节，回迁现象十分广泛，此时东北风则是其回迁的主要承载气流，白背飞虱要求风速层风速在5～12 m/s，而此时的东北风风速与其十分吻合[10]。
大气低层温度场的垂直变化与白背飞虱的飞行高度具有一定关联性，通常情况下，温度的升降将直接影响其飞迁高度的升降，二者相对一致[3，11]。不同高度层温度的水平分布也将给白背飞虱的迁飞带来间接影响[12]，具体影响主要体现在以下几个方面：一是对迁飞和降落的影响，如果虫源地近地层温度较高，会导致气流上升，进而利于起飞，反之则会抑制其起飞。对于迁入地来说则正好相反，如果迁入地近地层温度较高，气流上升则阻碍白背飞虱降落，反之则利于迁入。二是对迁飞层厚度的影响。如果可迁层内存在暖气流，则会使得气层温度升高、膨胀，气温的垂直递减率随之降低，从而使得气可迁层变厚，相反，如果存在冷气流，其可迁层将变薄；三是对迁飞方向的影响，如果在其迁飞过程中遇到暖平流，则会随高度上升顺转，反之遇到冷平流时，则会随高度上升逆转。
研究监测结果显示，高湿环境更利于白背飞虱迁飞，因为湿度较大可以为白背飞虱提供足够的生存水分[13]。通常情况下，夏季湿度在75%～85%之间最适合白背飞虱迁飞，秋季湿度为40%～50%时迁飞虫量较大[3]。因此，湿度较大的空间其迁飞的密度也较大。
降水是影响白背飞虱迁飞的又一个气象因素。经研究发现，降雨及气流下沉并非是白背飞虱降落所必需的条件，但降雨天气更加有利于其迁入，一般情况下，迁入地出现强下沉气流时常常会引发大规模虫害发生，也就是说迁入地降雨多少及强度大小将在一定程度上影响白背飞虱的发生情况[12]。在南、北迁飞过程降水对降虫的作用不一样，北迁作用大，南迁作用小[9]。
2.2 气流场、副热带高压
上升气流有利于白背飞虱起飞，下沉气流有利于其降落。有观点[11]认为，主动起降正是白背飞虱迁飞性种群典型的行为特征，因而垂直气流对昆虫的起降没有决定性的影响。对于白背飞虱的起飞过程，正常情况下起完全可以自主控制，当然遇到强对流天气，或者强下沉气流（1 m/s或更强）时除外[13]。对于其降落过程来说，无论是在有下沉气流时，还是在无下沉气流时，甚至在存在上升气流时，都可以进行自主降落[14]。可以说，主客观因素共同决定着白背飞虱的迁飞行为。
白背飞虱的迁飞季节为每年3—11月，该时段位于西太平洋上的副热带高压控制或影响我国天气，其位置及强度与白背飞虱的迁飞和种群发展有着密切的关系。根据航空捕捉结果显示，虫量密度最高值通常出现在副高发生突变的过程中[3]。通过近20多年来发生数据统计，我国白背飞虱发生较重年份多为副高较强的年份，这与霍治国等的研究结果十分吻合[15]。其原因如下：在副高较强时期，西南气流通常强度很大，这给白背飞虱由南向北飞迁提供了充足动力，加之南方暖气流与北方冷气流形成强对流，使得天气变化无常，常常出现强降雨天气，为白背飞虱的降落提供了便利条件。在此条件下，很容易形成大量、多峰次、高基数白背飞虱发生的局面。 3 白背飞虱预测模型的国内外研究进展
针对白背飞虱的发生趋势、发生期和发生量，国内外很多学者对进行了深入研究，采用的研究方法主要是回归分析[16-18]。陈海新等[16]基于江苏省高邮1983—1997年的数据，运用回归分析法进行处理，建立了中短期预测模型，预测结果与历史数据回归比对，准确率高达85%以上；此外，白先达等[18]同样采用回归分析法，有效建立了影响稻飞虱发生的气象条件等级预报系统，该系统将各气象因子与预报对象划分为5个等级，采用当地未来1周的天气预报数据，对未来1周内稻飞虱迁飞的气象条件进行等级预报，经测试发现，预报的准确率高于70%；卢冬梅等[17]利用逐步回归方法，对南昌市水稻稻飞虱发生面积建立了气象预测模型，该模型以与稻飞虱发生面积相关显著、因子间相互独立且稳定性好的大气环流特征量因子和气象因子作为预报因子，实现有效预测效果。
利用轨迹分析法分析迁飞性害虫的迁飞路径也是一种常用的方法，Rosenberg L J等[19]利用轨迹分析模型将空中或地面捕捉情况以及气象资料结合起来加以分析，实现远距离迁飞路径及虫源地的有效定量分析；Otuka等[20]以MM5模式为基础建立了迁入轨迹及虫源地定位的三维轨迹模型，并成功对2003年6月底日本九州出现的白背飞虱迁入峰进行轨迹回推，结果显示虫源地位于中国福建沿海及台湾地区，此外，Huang 等[21]同样对三维轨迹模型的有效性进行了论证，并对对1990—2005年台湾稻飞虱的迁入峰的轨迹进行了较为精准的回推验证。华红霞等[22]以轨迹分析模型为技术手段，成功回推了长江中游稻区夏季迁入白背飞虱的中尺度虫源地及迁入路径。
4 有待完善之处
白背飞虱的发生和危害程度取决于迁入时间的早晚、迁入次数的多少和迁入数量，这受到气象因子等多种因素的影响。气象条件具有多变性，根据气象资料对虫情进行预测具有时效性，所以利用气象观测资料估算白背飞虱种群数量，预测发生等级成为白背飞虱防治的重要途径，在这方面我国对白背飞虱的研究有待加深：一是我国不同地区的气象条件具有地域性差异，这导致其对白背飞虱迁飞影响的规律也不同。就某一地区而言，气象因素对白背飞虱迁飞规律与灾变的影响研究有待加强。二是对影响白背飞虱迁飞的气象要素场需要更加系统的研究，包括大气环流背景、大气动力场、气象要素场等各方面的综合研究。三是适用于各个小范围地区白背飞虱预报预警机制还未完全实现，针对性和准确性有待提高[23-26]。
5 参考文献
[1] 沈君辉，尚金梅，刘光杰.中国的白背飞虱研究概况[J].中国水稻科学，2003，17（增刊1）：7-20.
[2] 郎志飞.江淮稻区白背飞虱种群上升及灾变机制研究[D].南京：南京农业大学，2001.
[3] 邓望喜.褐飞虱和白背飞虱空中迁飞规律的研究[J].植物保护学报，1981，8（2）：73-82.
[4] 丁建云，王文瑶，余盛华，等.高空捕虫网在白背飞虱监测中的应用[J].植物保护，1997，23（5）：28-30.
[5] 广东省农科院植保所.飞机捕捉迁入稻虱试验初报[J].广东农业科学，1978（5）：32-35.
[6] 王万一.白背飞虱诱集新法：稻虱诱测圃[J].贵州农业科学，1982（4）：25.
[7] 全国白背飞虱科研协作组.白背飞虱迁飞规律的初步研究[J].中国农业科学，1981（5）：25-31.
[8] RUTTER J F，ROSENBERG L J，MILLS A P.Weather associated with autumn and winter migrations of rice pests and other insects in southeastern and eastern Asia[J].Bulletin of Entomological Research，1998，88（2）：189-197.
[9] 包云轩，王翠花.风场和降水对水稻主要迁飞性害虫降落过程影响的研究[C]//第三届长三角气象科技论坛论文集.[出版者不详]，2006.
[10] 程极益，樊多琦，包云轩，等.冀东稻飞虱暴发的轨迹分析[J].中国农业气象，1994，15（1）：2-5.
[11] 翟保平，张孝羲，程遐年.昆虫迁飞行为的参数化I.行为分析[J].生态学报，1997（17）：7-17.
[12] 叶正蓑，秦厚国，黄荣华.不同湿度下白背飞虱实验种群生命表[J].植物保护学报，1992，19（4）：323-329.
[13] 赵圣菊.粘虫与气象[M].北京：气象出版社，1988.
[14] 谈涵秋，毛瑞曾，程极益，等.褐飞虱远距离迁飞中的降落和垂直气流、降雨的关系[J].南京农学院学报，1982（2）：18-25.
[15] 霍治国，陈林，叶彩玲，等.气候条件对中国水稻稻飞虱为害规律的影响[J].自然灾害学报，2002，11（1）：97-102.
[16] 陈海新，朱凤生，张国林，等.稻飞虱预报模型及防治技术[J].昆虫知识，1999，36（3）：134-137.
[17] 卢冬梅，唐传师，蔡亮，等.南昌市水稻稻飞虱发生流行预报方法的研究[C]//粮食安全与现代农业气象业务发展：2008年全国农业气象学术年会论文集.[出版者不详]，2008.
[18] 白先达，刘福洲，邹丽霞，等.稻飞虱迁飞气象条件等级预报研究[J].安徽农业科学，2010，38（12）：6303-6306，6341.
[19] ROSENBERG L J，MAGOR J I.Predicting windborne displacement of the brown planthopper，Nilaparvata lugensfrom synoptic weather data.1.Long-distance displacement in the northeast monsoon[J].Animal Ecol，1987，56：39-51.
[20] OTUKA A，WATANABE T，SUZUKI Y，et al.A migration analysis of Sogatella furcifera（Horváth） （Homoptera：Delphacidae）using hourly catc-hes and a three-dimensional simulation model[J].Agricultural and Forest Entomology，2006，8：35-47.
[21] HUANG S H，CHENG C H，CHEN C N，et al.Estimating the immig-ration source of rice planthoppers，Nilaparvata lugens（St l）and Sogatella furcifera（Horváth）（Homoptera：Delphacidae），in Taiwan[J].Applied Ent-omology and Zoology，2010，45（3）：521-531.
[22] 华红霞，邓望喜，张宏宇，等.长江中游稻区夏季飞机航捕迁入白背飞虱的轨迹分析[J].华中农业大学学报，2003，22（4）：325-330.
[23] 沈君辉，尚金梅，刘光杰. 中国的白背飞虱研究概况[J].中国水稻科学，2003（增刊1）：12-27.
[24] 汪远昆，翟保平. 白背飞虱的再迁飞能力[J].昆虫学报，2004（4）：467-473.
[25] 邓伟，胡兰香，陈红萍，等.水稻抗白背飞虱研究进展[J].江西农业学报，2012（1）：91-97.
[26] 姚洪渭.白背飞虱抗药性机理的研究：药剂敏感性变化的生物学与生理生化基础[D].杭州：浙江大学，2001.
关键词 白背飞虱；迁飞规律；气象因子；预测模型
中图分类号 S435 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）19-0119-02
白背飞虱是一种同翅目飞虱科迁飞性害虫，以稻株的韧皮部汁液为生，危害严重时造成稻株枯死[1]，其常年在我国西南、华南、江岭及江淮稻区发生较为严重。1978年之前大规模发生频率较低，曾出现过4次全国性大发生，分别是 1966年、1969年、1972年及1974年，1978年之后发生频率明显升高。尤为突出的是1987年的全国范围内大暴发，共波及水稻1 467.7万hm2，大约占全国面积的45%，随后全国各稻区受害频率逐渐攀升，受害面积与程度也越发严重[2]。自建国以来，越来越多的学术界人士对白背飞虱开始关注，从20世纪80年代起，对白背飞虱的研究也不断系统化、深入化。本文从白背飞虱迁飞规律、与气象因子的关系、预测模型3个方面概述了我国白背飞虱的研究进展。
1 白背飞虱迁飞规律
1.1 迁飞高度
白背飞虱的空中迁飞种群，由于季节不同，迁飞高度会有所差异，但不同高度的密度极不均匀，通常情况下，夏季迁飞高度在300～2 500 m之间，适宜迁飞高度为1 500～2 000 m，平均密度为0.87头/1 000 m3。秋季迁飞高度则在100～1 500 m 之间，适宜迁飞高度为500～1 000 m，平均密度为0.10头/1 000 m3 [3]。可见白背飞虱迁飞主要分布在500～2 000 m 高度集群飞行。
1.2 迁飞路径
根据数据统计显示，侵害我国的白背飞虱主要从3个方向侵入，一部分来自于泰缅北部，其主要随着西南季风迁入，首先到达我国云南西南边境；另外一部分来自菲律宾，其主要依靠台风外围气流于每年7月迁入，主降我国东南沿海区域；最后一部分来自中南半岛，随着西南季风于5月、6月迁入，主要影响我国两广区域，随后会向全国稻区蔓延。为了明确其飞迁规律，可通过高空捕虫网、飞机航捕、灯光诱测和田间系统调查等测报方法进行监测[4-6]，得出总体规律如下：白背飞虱每年3月中下旬由中南半岛迁入我国，并随着西南气流不断向北迁移，到达我国东北的时间为6月下旬至7月上旬。白背飞虱主要迁入代繁殖1代后就有长翅型成虫外迁。8月下旬，白背飞虱会随着东北气流南下回迁[7]。为了到达越冬虫源地，其在冬季主要向南运动，而秋季的热带风暴则会导致昆虫的迁飞方向与轨迹变化无常[8]。
2 白背飞虱迁飞与气象因子的关系
2.1 风、温度、湿度及降水
风场是能控制或影响水稻迁飞性害虫降落的最重要气象要素场，风载迁飞性害虫远距离迁飞的方向与高空风的方向是基本一致的，空中风场是白背飞虱迁飞的动力[9]。夏季，白背飞虱的虫源由我国南方向北迁移，西南季风是其主要运载气流，待到秋冬时节，回迁现象十分广泛，此时东北风则是其回迁的主要承载气流，白背飞虱要求风速层风速在5～12 m/s，而此时的东北风风速与其十分吻合[10]。
大气低层温度场的垂直变化与白背飞虱的飞行高度具有一定关联性，通常情况下，温度的升降将直接影响其飞迁高度的升降，二者相对一致[3，11]。不同高度层温度的水平分布也将给白背飞虱的迁飞带来间接影响[12]，具体影响主要体现在以下几个方面：一是对迁飞和降落的影响，如果虫源地近地层温度较高，会导致气流上升，进而利于起飞，反之则会抑制其起飞。对于迁入地来说则正好相反，如果迁入地近地层温度较高，气流上升则阻碍白背飞虱降落，反之则利于迁入。二是对迁飞层厚度的影响。如果可迁层内存在暖气流，则会使得气层温度升高、膨胀，气温的垂直递减率随之降低，从而使得气可迁层变厚，相反，如果存在冷气流，其可迁层将变薄；三是对迁飞方向的影响，如果在其迁飞过程中遇到暖平流，则会随高度上升顺转，反之遇到冷平流时，则会随高度上升逆转。
研究监测结果显示，高湿环境更利于白背飞虱迁飞，因为湿度较大可以为白背飞虱提供足够的生存水分[13]。通常情况下，夏季湿度在75%～85%之间最适合白背飞虱迁飞，秋季湿度为40%～50%时迁飞虫量较大[3]。因此，湿度较大的空间其迁飞的密度也较大。
降水是影响白背飞虱迁飞的又一个气象因素。经研究发现，降雨及气流下沉并非是白背飞虱降落所必需的条件，但降雨天气更加有利于其迁入，一般情况下，迁入地出现强下沉气流时常常会引发大规模虫害发生，也就是说迁入地降雨多少及强度大小将在一定程度上影响白背飞虱的发生情况[12]。在南、北迁飞过程降水对降虫的作用不一样，北迁作用大，南迁作用小[9]。
2.2 气流场、副热带高压
上升气流有利于白背飞虱起飞，下沉气流有利于其降落。有观点[11]认为，主动起降正是白背飞虱迁飞性种群典型的行为特征，因而垂直气流对昆虫的起降没有决定性的影响。对于白背飞虱的起飞过程，正常情况下起完全可以自主控制，当然遇到强对流天气，或者强下沉气流（1 m/s或更强）时除外[13]。对于其降落过程来说，无论是在有下沉气流时，还是在无下沉气流时，甚至在存在上升气流时，都可以进行自主降落[14]。可以说，主客观因素共同决定着白背飞虱的迁飞行为。
白背飞虱的迁飞季节为每年3—11月，该时段位于西太平洋上的副热带高压控制或影响我国天气，其位置及强度与白背飞虱的迁飞和种群发展有着密切的关系。根据航空捕捉结果显示，虫量密度最高值通常出现在副高发生突变的过程中[3]。通过近20多年来发生数据统计，我国白背飞虱发生较重年份多为副高较强的年份，这与霍治国等的研究结果十分吻合[15]。其原因如下：在副高较强时期，西南气流通常强度很大，这给白背飞虱由南向北飞迁提供了充足动力，加之南方暖气流与北方冷气流形成强对流，使得天气变化无常，常常出现强降雨天气，为白背飞虱的降落提供了便利条件。在此条件下，很容易形成大量、多峰次、高基数白背飞虱发生的局面。 3 白背飞虱预测模型的国内外研究进展
针对白背飞虱的发生趋势、发生期和发生量，国内外很多学者对进行了深入研究，采用的研究方法主要是回归分析[16-18]。陈海新等[16]基于江苏省高邮1983—1997年的数据，运用回归分析法进行处理，建立了中短期预测模型，预测结果与历史数据回归比对，准确率高达85%以上；此外，白先达等[18]同样采用回归分析法，有效建立了影响稻飞虱发生的气象条件等级预报系统，该系统将各气象因子与预报对象划分为5个等级，采用当地未来1周的天气预报数据，对未来1周内稻飞虱迁飞的气象条件进行等级预报，经测试发现，预报的准确率高于70%；卢冬梅等[17]利用逐步回归方法，对南昌市水稻稻飞虱发生面积建立了气象预测模型，该模型以与稻飞虱发生面积相关显著、因子间相互独立且稳定性好的大气环流特征量因子和气象因子作为预报因子，实现有效预测效果。
利用轨迹分析法分析迁飞性害虫的迁飞路径也是一种常用的方法，Rosenberg L J等[19]利用轨迹分析模型将空中或地面捕捉情况以及气象资料结合起来加以分析，实现远距离迁飞路径及虫源地的有效定量分析；Otuka等[20]以MM5模式为基础建立了迁入轨迹及虫源地定位的三维轨迹模型，并成功对2003年6月底日本九州出现的白背飞虱迁入峰进行轨迹回推，结果显示虫源地位于中国福建沿海及台湾地区，此外，Huang 等[21]同样对三维轨迹模型的有效性进行了论证，并对对1990—2005年台湾稻飞虱的迁入峰的轨迹进行了较为精准的回推验证。华红霞等[22]以轨迹分析模型为技术手段，成功回推了长江中游稻区夏季迁入白背飞虱的中尺度虫源地及迁入路径。
4 有待完善之处
白背飞虱的发生和危害程度取决于迁入时间的早晚、迁入次数的多少和迁入数量，这受到气象因子等多种因素的影响。气象条件具有多变性，根据气象资料对虫情进行预测具有时效性，所以利用气象观测资料估算白背飞虱种群数量，预测发生等级成为白背飞虱防治的重要途径，在这方面我国对白背飞虱的研究有待加深：一是我国不同地区的气象条件具有地域性差异，这导致其对白背飞虱迁飞影响的规律也不同。就某一地区而言，气象因素对白背飞虱迁飞规律与灾变的影响研究有待加强。二是对影响白背飞虱迁飞的气象要素场需要更加系统的研究，包括大气环流背景、大气动力场、气象要素场等各方面的综合研究。三是适用于各个小范围地区白背飞虱预报预警机制还未完全实现，针对性和准确性有待提高[23-26]。
5 参考文献
[1] 沈君辉，尚金梅，刘光杰.中国的白背飞虱研究概况[J].中国水稻科学，2003，17（增刊1）：7-20.
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[16] 陈海新，朱凤生，张国林，等.稻飞虱预报模型及防治技术[J].昆虫知识，1999，36（3）：134-137.
[17] 卢冬梅，唐传师，蔡亮，等.南昌市水稻稻飞虱发生流行预报方法的研究[C]//粮食安全与现代农业气象业务发展：2008年全国农业气象学术年会论文集.[出版者不详]，2008.
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[19] ROSENBERG L J，MAGOR J I.Predicting windborne displacement of the brown planthopper，Nilaparvata lugensfrom synoptic weather data.1.Long-distance displacement in the northeast monsoon[J].Animal Ecol，1987，56：39-51.
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[22] 华红霞，邓望喜，张宏宇，等.长江中游稻区夏季飞机航捕迁入白背飞虱的轨迹分析[J].华中农业大学学报，2003，22（4）：325-330.
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