四川稻区白背飞虱种群时空动态变化规律及迁飞轨迹研究

The white-baked planthopper(WBPH),Sogatella furcifera（Horv?th）is a major pest in rice production. Recent years, it caused serious damage and became serious threat to food production safety in Sichuan. A better understanding of the temporal and spatial dynamics，migration routes and insect sources of this pest will be beneficial for its accurate warning and effective control in Sichuan and even nationwide. This project will monitor the WBPH dynamics in Sichuan by using light traps, systematic field surveys, and dissection of female ovaries. A combination of Geostatistics and Geographic information system is used to study the spatial distribution pattern of WBPH in different periods, from which the temporal and spatial dynamics will be deduced. The genetic diversity of WBPH and migration routes will be illustrated in both micro and macro perspectives by using Inter-Simple Sequence Repeat (ISSR) markers and HYSPLIT (Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory) platform, a software package that simulates migration trajectories. With the complexity of varying environmental and climate differences across regions, the meteorological background which affects WBPH migration is studied by using GrADS (Grid Analysis and Display System), a program for analyzing and displaying the synoptic meteorology background. This project will provide scientific basis and technical support for accurate warning and effective control of WBPH in Sichuan.

白背飞虱是我国水稻上重要的迁飞性害虫之一，近年来，该虫来在四川稻区连年重发，对四川粮食生产安全构成严重威胁。明确四川稻区白背飞虱种群时空动态变化规律，虫源地分布及迁飞路径，对四川稻区乃至全国白背飞虱精确预警及有效防控有重要的理论和现实意义。本项目拟采用灯光诱捕、田间系统调查和卵巢解剖等技术监测白背飞虱种群在四川发生动态；采用地统计学和地理信息系统相结合的方法，研究不同时期四川稻区白背飞虱种群空间分布格局，从时间和空间推演白背飞虱种群时空动态变化规律；运用ISSR分子标记技术研究四川稻区白背飞虱种群遗传多样性，并结合HYSPLIT轨迹分析，从微观和宏观角度阐明四川稻区白背飞虱虫源区的确切分布和迁入路径；运用GrADS气象分析软件，结合四川地区复杂环境下地形和气候的区域差异，研究影响四川稻区白背飞虱迁飞的气象背景，从而为实现四川稻区白背飞虱精确预警及有效防控提供科学依据和技术支撑。

白背飞虱是我国水稻生产上最重要有害生物之一，也是四川地区水稻主要害虫，常年来对四川粮食生产构成严重威胁。白背飞虱具有迁飞性、突发性和暴发性等特点，监测预警难度极大。相对于我国东半部地区，四川稻区白背飞虱种群时空动态规律研究非常薄弱，明确四川稻区白背飞虱种群时空动态变化规律，虫源地分布及迁飞路径，对四川稻区乃至全国白背飞虱精确预警及有效防控有重要的理论和现实意义。本项目对四川稻区白背飞虱种群时空动态、遗传多样性、虫源地分布时空动态、影响迁飞的主要气象背景、白背飞虱迁入量的预测方法等方面进行了研究。结果表明：（1）四川稻区白背飞虱具有明显的由东南向西北依次推迟发生的特点。川南和川东为四川白背飞虱常发区和重发区，白背飞虱迁入时间、迁入峰次、发生程度均由东南向西北依次减弱。（2）四川稻区不同地区白背飞虱种群之间遗传多样性以川东种群最高，川西种群最低。遗传距离与地理距离相关性不显著。地区种群之间的遗传分化水平较低，基因流水平较大。聚类分析表明，川西与川南分别单独聚为一类，川东、川中和川北聚在一起成为第三个分支。（3）四川稻区白背飞虱迁入虫源来自云南、广西、湖南、贵州和重庆，不同地区之间、月份之间差异明显，虫源分布具有时间异质性和空间异质性。迁入路径主要有4支：随西南或偏南气流由云南经贵州西部迁入川南，或再经贵州东北部和重庆迁入川东；随偏南气流由广西经贵州中部迁入川南，或经贵州东北和重庆迁入川东；由湖南经重庆随东南或偏南气流迁入川东；由云南随偏南气流迁入川西。（4）偏南气流为白背飞虱迁入四川提供了运载气流，偏南气流的时空变化，造成了白背飞虱虫源分布时空动态变化。“西南低涡”引起的降水，垂直气流和风向切变是迫使白背飞虱集中降落四川稻区的重要气象因素。（5）以重庆市綦江区为例，建立了可用于白背飞虱迁入量预测的基于大气环流特征指数的的9因子逐步回归模型、10因子神经网络模型和马尔科夫链预测模型，三种模型的回测率均为100%，预测率为75-100%。（6）嫩绿粘虫板对白背飞虱诱集量与测报灯之间无显著差异，其诱虫趋势与测报灯诱虫趋势基本同步。嫩绿粘虫板对水稻生长前期白背飞虱迁入峰的监测优于测报灯，表现为迁入高峰期诱量多和峰型明显，可用于非灯区监测白背飞虱成虫种群动态变化。