干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 新疆草原蝗虫灾变规律及检测预警体系建立与应用

Arid

	新疆草原蝗虫灾变规律及检测预警体系建立与应用
	季荣; 穆晨; 王晗; 于非; 林峻; 扈鸿霞; 袁亮; 叶小芳; 李文利; 于跃武; 王伟亮; 吴建国; 徐光青; 李占武; 李娟; 范福来; 李宏; 肖红伟
完成单位	新疆师范大学
登记(发布)日期	2012
中文摘要	1.建立了中哈边境蝗虫跨境联合预警机制和中亚区域跨境有害生物联合控制国际研究中心,为国家控制境外蝗虫跨境危害赢得了宝贵时机。中哈边境蝗虫境外迁入危害既是一个国际问题(虫源在境外),也是一个鲜明的中国问题(危害、繁殖都在我国境内)。防控害虫跨境危害的理想状态是将跨境害虫拒之于国门之外,因此,害虫远距离跨境迁飞危害涉及到的相关国家和区域都普遍采取严格的监控措施,如非洲地区多个国家采取多项措施阻止沙漠蝗长距离迁飞跨国危害、东南亚国家采取联合行动共同阻止稻飞虱跨国危害。但由于害虫迁飞速度快、防治时机非常有限,往往给迁入国造成严重的经济、社会和生态损失。因此,与虫源国合作,及时发现和准确监测预警成为世界上预防害虫跨境危害的第一道技术难题。项目组加强与虫源国(哈方)的合作交流,建立了中哈边境蝗虫跨境联合预警机制。中哈两国间每年定期召开两次研讨会;蝗虫发生季节(6～8月)双方(中国、哈国)互派专家和技术人员组成调查组赴两国边境共同开展调查,分析边境蝗虫发生形势和发展趋势,共同制定因地制宜的防控措施;提出并建立了实验室共享制度。另一方面,项目组加强与周边多个国家或区域间的国际合作,并联合哈萨克斯坦、吉尔吉斯坦、塔吉克斯坦和俄罗斯四国六所高校(奥什国立大学理学系、俄罗斯斯拉夫大学生态学系、塔吉克斯坦民族大学生物学系、哈萨克斯坦国立女子师范大学生物教育系、阿里-法拉比大学国立民族大学生态学系、阿尔泰国立大学生物系)建立了“中亚区域跨境有害生物联合控制国际研究中心”(2013年由新疆科技厅审核批准上报到中国科技部),共同承担完成了国际合作项目,以解决双边或多边国际区域间存在的共同问题。项目自2003年实施以来,中方共23次105人次赴哈方和周边国家进行合作研究和实地考察,哈方及周边国家17次96人次赴中方边境进行实地考察。掌握了虫源国蝗虫孳生地生态条件,明确虫源国蝗虫的起飞地点和时间(巴尔喀什湖和斋桑泊,5月25日～6月5日)以及我国境内适宜的降落区域(塔城额敏河流域、阿尔泰额尔齐斯河流域、博乐艾比湖流域);阐明了虫源国巴尔喀什湖、斋桑泊的水位及周边滩涂面积是影响迁飞虫源的关键因子。项目实施显著提高了我国对境外蝗灾跨境危害预警监测的水平,近十年累计减少境外蝗虫跨境危害并扩散面积的超过3000万亩,显著降低了境外蝗虫对我国危害的风险,减少或避免我国边境区域的国际争端。 2.研发了粉红椋鸟控蝗预警机制和技术,为世界范围内成功利用该天敌提供技术保障。积极探索寻找高效的蝗虫天敌种类及可行的生物防治技术,以实现蝗虫可持续控制和环境保护双赢,是当今国内外蝗灾综合治理的核心问题。但做到这种程度需要有高效、可行、实用的天敌种类及其关键创新实用技术作为保障。粉红椋鸟是一种往返于古北界(繁殖区)-东洋界(越冬区)的长距离迁徙鸟类,属世界广布种,种群数量极为丰富。项目组自2003年开始对粉红椋鸟基础生物学、繁殖行为及捕食策略进行研究,先用野外控制生态学试验评价了粉红椋鸟的捕食能力;证实了蝗灾严重发生区(蝗虫密度25～30头/m2)在椋鸟连续捕食三年后即可将蝗虫密度控制在经济阈值范围内;提出水源是人工招引椋鸟成功与否的重要因子,在巢质的选择上,椋鸟优先选择不规则的石头堆、枯枝垛,其次是人工修建的砖巢和水泥巢;进一步明确了水源、巢质和食物是人工招引技术的核心和关键。该成果已被中亚国家(粉红椋鸟数量丰富)相关部门借鉴和效仿。基于粉红椋鸟雏鸟个体增长的LOGISTIC模型、成鸟繁殖行为、捕食策略以及新疆蝗虫发生数据,建立了粉红椋鸟控蝗预警机制和技术,可准确预测粉红椋鸟是否来、何时来(春回时间)、来多少(种群数量)、到哪去(分布范围)和控蝗效果(控制范围),大大减少人工招引天敌治蝗工程的盲目性。利用人工招引粉红椋鸟控制新疆草原蝗虫灾害并取得成功是世界范围内利用天敌进行生物防治成功的典范,在国际上都具有重要的影响和借鉴意义。 3.发现了气候变化背景下蝗虫数、时、空变化的新规律,丰富了全球气候变化生物学理论与方法,为国家制定草原蝗虫监测系统提供了重要的基础数据。掌握蝗灾在哪里发生以及发生程度和范围是一个国家或区域结合自身国情或区情建立监测预警体系和制定防控策略的重要科学基础,也是国内外蝗虫研究工作者努力探索的焦点。项目组通过对50余年新疆及中亚周边区域蝗虫数时空分布对比研究,发现：在蝗虫发生的种类上,由“单优”种群向“多优”类群演替。20世纪70年代前,亚洲飞蝗是新疆主要的致灾类群,自80年代后,新疆草原优势蝗虫群落的组成发生了生态地理分异变化,意大利蝗、西伯利亚蝗、宽须蚁蝗、红胫戟纹蝗、蓝胫戟纹蝗、朱腿痂蝗、黑腿星翅蝗、红斑翅蝗等10余种蝗虫演变为优势种类,总体呈现出栖息于荒漠草原和山地草原的旱生、中生的蝗虫类群趋于严重发生。在蝗虫发生的时间上,春季蝗卵孵化时间提前,秋季产卵时间延长,有效积温增加,蝗虫危害期延长。随着温度升高,亚洲飞蝗发育历期相应缩短,在24～36℃不同温度条件下,蝗卵胚胎发育历期由18.52～8.44d不等。在蝗虫发生的空间上,优势蝗虫种类有向高纬度和高海拔转移的趋势。通过对分布于中国境内的天山山脉和哈萨克斯坦境内的天山山脉的西伯利亚蝗的研究发现,该物种垂直分布明显上升;对中、俄、哈、蒙共有的阿尔泰山脉的蝗虫研究发现,该区域共有蝗虫130种,其中6种是本地特有种,亦有向高海拔迁移趋势。项目组进一步从形态学、生理生化、分子生物学、行为与化学生态、草原植被群落格局变化等多学科研究揭示了上述变化的机理;基于不同地物光谱特征曲线,探索利用遥感、地理信息系统、地统计学的方法和技术对蝗灾发生范围和程度实施早期监测预警的可行性。研究结果发表在国际上农业、土壤及生物防治领域的著名期刊上,并多次被国外知名期刊和专著引用。研究结果为国家制定草原蝗虫监测系统方面发挥了重要的作用。 4.建立了新疆草原蝗虫监测预警体系,创建了“帐篷学校＋马背学校+草原田间学校”的体系推广培训模式。从组织、技术、平台及国际合作层面,建立健全了“区-州-县-村”四级草原蝗虫监测预警体系,一方面,提高了蝗灾信息获取的时效性。蝗灾信息获取时间由项目实施前的48小时缩短到24小时;其次,扩大了蝗灾监测预警监测的能力。监测范围由项目实施前3000万亩(占新疆蝗虫宜生区面积的1/10)扩大达到1亿亩(占新疆蝗虫宜生区面积的1/3);第三,大幅度提高了蝗灾监测预警的水平。短期平均预测准确率由80%提高到90%,中长期预测准确率平均从65%提高到80%,平均达到85%,挽回了大量的经济、社会和生态损失。体系推广由单纯的“试验-示范-推广”的体系推广方法,结合建立的四级监测预警体系,转变为“试验-示范-推广+培训基层草原业务部门和农牧民测报员+送知识到村”相结合的综合推广方法,创建并推广了“帐篷学校＋马背学校+草原田间学校”的科学、实用、有效的科技知识服务培训模式,把先进、实用、可行的应用技术延伸和扎根基层,发放以少数民族语言文字印刷的技术培训手册,优化技术推广细节工作,提高了技术推广效率,为草原蝗虫专业化监测预警储备了大量的智力人才,解决了体系大规模推广的技术瓶颈问题,为及时、有效、准确进行蝗灾监测预警提供了支撑。
中文关键词	蝗虫 ; 发生规律 ; 监测预警 ; 草原
成果类型	应用技术
中图法分类号	S812.6
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001571707
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243140
推荐引用方式 GB/T 7714	季荣,穆晨,王晗,等. 新疆草原蝗虫灾变规律及检测预警体系建立与应用[Z]. 应用技术,2012.