草地贪夜蛾随亚洲季风入侵我国东半部农作区的迁飞格局

Fall armyworm (FAW) Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) is a crop pest native to the Americas and with long-distance migration capacity, omnivorous, high fecundity and resistance to pesticides. It has spread since 2016 across the whole sub-Saharan Africa and invaded India, Myanmar as well as Thailand in 2018, which have caused huge losses to global food security. In January 2019, the invasion of FAW was detected in Yunnan Province in China. Maize is the most suitable host plant for the colonization of the invasive FAW in Yunnan, and it is also the most important crop with widest area in China. Our previous research found that FAW population in Myanmar had directly immigrated in Yunnan and could spread to southern part of China, and the FAW population recolonizing Yunnan will be the source that invades into the south of the Yangtze River in China in spring. Furthermore, FAW populations in southern China are bound to migrate further northward due to the strengthening southwest summer monsoon, which will greatly threaten maize production in northern and northeastern China. Once the outbreak of invasive FAW happens, it will soon ravage the whole maize crops in China. In this project, the Asian monsoon related migration patterns of the invasive FAW in cropping regions of East China will be revealed using data from field surveys, searchlight traps, meso-scale numerical simulations of atmospheric circulations and atmospheric trajectory analysis. These results will provide principle evidence to the early warning, green prevention and ecological control for the invasive FAW populations in China.

草地贪夜蛾原产于美洲，是一种具有远距离迁飞能力、杂食性、高繁殖力、抗药性的“超级害虫”。2016年其首次入侵非洲后迅速蔓延，2018年相继在印度、缅甸与泰国出现，已对全球粮食生产造成巨大损失。2019年1月我国云南证实草地贪夜蛾的入侵。玉米是草地贪夜蛾定殖云南的首选寄主植物，也是我国的第一大粮食作物。申请人前期研究发现，缅甸虫源已直接迁入云南，并可波及我国南部其他地区；定殖云南的草地贪夜蛾在春季即可入侵我国长江以南地区。随着夏季西南风加强，我国南部地区的虫源必将进一步快速北迁，可进入华北与东北地区。因此，草地贪夜蛾一旦在入侵地暴发成灾，我国的玉米生产必遭到毁灭性的打击。本项目在前期工作的基础上，拟通过田间调查、高空探照灯监测、中尺度气象数值模拟和迁飞轨迹计算等技术手段，明确亚洲季风环流系统影响下草地贪夜蛾在我国东半部农作区的迁飞格局，以期为该入侵害虫的早期监测预警与绿色防控提供理论依据。

草地贪夜蛾在2016年首次入侵非洲后便迅速蔓延至亚洲，2018年底迁入我国，已对全球粮食生产造成巨大损失。为构建亚洲季风环流系统影响下草地贪夜蛾在我国的迁飞路径，明确其迁飞格局，本项目利用田间调查、高空探照灯监测、气象数值模拟、地理信息系统、昆虫迁飞轨迹模型等技术手段，取得了以下重要结果：（1）准确预测了在长江流域，草地贪夜蛾迁出期集中在5月20日―7月30日，且虫群迁出后主要降落在江苏、河南与山东，其次为陕西和辽宁。（2）及时明确了在秦岭―淮河一带，草地贪夜蛾成虫的迁飞活动始于6月下旬。受山地地形影响，秦岭山区种群在9月中旬之前以北迁为主，宁夏和内蒙古自治区是其主要迁入地；在地势平坦的淮河流域，草地贪夜蛾8月中旬之前主要随季风向北迁移，华北平原是主降区但可波及到东北平原，8月中旬开始向南回迁至长江流域。（3）挖掘出在华北平原，草地贪夜蛾迁出路径具有明显的季节性规律，可形成“西南―东北”方向的“空中走廊”。夏末前（6―7月）华北平原种群以北迁为主，辽宁、吉林等地是其主要降落地；秋季（9―10月）则向南部的湖北、安徽和湖南等地迁飞。（4）阐明了在西北地区，7—9月盛行的偏南夏季风是导致草地贪夜蛾不断迁入宁夏等地的关键气象因子，其虫源主要来自于甘肃东南部和四川东部，其次为陕西西部。草地贪夜蛾经由多个夜晚的连续迁飞可构成其在中国西部地区的主要迁飞路径。该路径源自缅甸，自南向北依次经由中国“云南-四川和重庆-陕西和甘肃-宁夏”，最北可达内蒙古。（5）探明了草地贪夜蛾季节性跨海迁飞规律及路径，其中跨渤海迁飞种群主要来自我国山东和辽宁，跨南海迁飞种群主要在越南等东南亚国家与中国东南部地区进行频繁的季节性跨海迁飞活动，这种远距离迁移行为将促进草地贪夜蛾中国种群与东亚邻国种群的基因交流。以上研究结果为我国及时发布全国虫情预报、制定防治决策提供了关键信息，也为草地贪夜蛾的迁飞监测与预警网络的建立提供了重要的科学依据。