草原蝗灾遥感监测与发生机理研究

蝗虫广泛分布于世界各地，是世界性的植食性害虫。在我国历史上，蝗灾与旱灾、水灾并列为造成影响历史发展进程的三大主要自然灾害。近年来，由于全球气候变化和人类活动的双重作用，加重了蝗灾的发生规模和频率。蒙古高原主要蝗虫与国内研究比较成熟的东亚飞蝗、环青海湖的草地蝗虫属于不同的种类，在生活习性、成灾机理、生境方面有很大的差异。本申请项目从宏观的角度深入研究蒙古高原草原蝗灾遥感监测技术与方法，在蝗灾信息提取及生境遥感反演的基础上，揭示草原蝗灾发生机理；从微观的角度，采用染色体核型分析技术及 rRNA基因序列分析方法，对蒙古高原的主要蝗虫进行遗传多样性、分子进化关系的分析，探讨蝗虫的遗传变异，进而揭示蝗灾发生与不同生态环境间的相互关系。该研究对蝗虫生物系统学、分子进化学和生境间的关系以及在蝗灾发生机理等方面具有重要理论意义。

蒙古高原草原生态系统长期受到草原蝗灾危害，蝗灾已成为影响畜牧业可持续发展的重要生物灾害，已严重威胁我国北方草原生态屏障。.本项目从宏观和微观尺度上利用遥感技术和室内试验技术，开展了蒙古高原脊翅蝗和亚洲小车蝗的生境参数（地表温度、湿度、NPP、NDVI等）的遥感反演、蝗虫多样性分析、蝗虫线粒体基因研究、虫口密度与（植被指数）NDVI的关系、蝗虫啃食后植被生物量的高光谱遥感观测分析、研究利用染色体核型分析、rRNA基因序列分析等研究工作，并在此基础上开发了一系列应用性较强的软件平台。. 通过亚洲小车蝗3个种群的遗传多样性分析得出，3个种群间出现AY与SY的亲缘关系近一些，与DY的远一些；小车蝗属两个不同种蝗虫的RAPD分析得出，亚洲小车蝗和黄胫小车蝗两个形态特征相近的近似种间遗传一致性较高，亲缘关系较近，但二者间基因流小，并存在遗传分化等结论。雏蝗属黑翅亚属的黑翅雏蝗和中华雏蝗的染色体核型比较分析发现二种雏蝗不同物种间存在的不同遗传特征。通过遥感手段研究获得了一系列成果，如，通过笼罩实验得出了虫口密度与NDVI变化之间的关系；高光谱遥感实测数据来反演了蝗灾与生物量、NPP之间的关系等。本研究开发了10项相关应用软件，其中6项已获得软件著作权，4项正在申请中。开发的软件有草原蝗灾遥感监测系统、草地NPP遥感模拟系统、草牧场3S集成管理系统、数字草原-草地资源管理信息系统、草原监督管理信息系统、数字草原-牧户管理信息系统、草地确权管理系统（著作权申请中）、牧区旱灾遥感监测系统（著作权申请中）、中蒙俄自然环境信息共享平台（著作权申请中）、蒙古高原自然灾害信息与应急管理平台（著作权申请中）等。以上软件涉及到了蝗虫生境相关的多源影响因子数据，具有从多尺度（宏观、中观和微观（牧户尺度））上监测蝗灾发生发展的功能。. 课题组在蒙古高原蝗虫多样性实地调查工作中采集了亚洲小车蝗3种、脊翅蝗7种群的标本，其中，在蒙古国库苏古尔省查干阿古拉苏木图努木拉淖尔附近发现了直翅目蝗虫一新种，定名为朝氏胫刺蝗Aeropedellus chogsomjavi Altanchimeg，Lin Chen and Nonnaizb，经科学鉴定定名为朝氏胫刺蝗是新种。. 本研究对蝗虫生物系统学、分子进化学和生境间的关系以及在蝗灾发生机理、蝗灾有效防控等方面具有重要意义。