▲稻縱卷葉螟成蟲。

▲稻縱卷葉螟幼蟲。趙友文供圖

■本報(bào)實(shí)習(xí)生 魯曉航 記者 李晨

小小飛蟲有來(lái)無(wú)回。近幾年夏末秋初，一場(chǎng)史詩(shī)級(jí)的“交通大癱瘓”按時(shí)上演——數(shù)以億計(jì)的稻縱卷葉螟本應(yīng)南遷“返鄉(xiāng)”，卻因東亞夏季風(fēng)偏南風(fēng)撤退推遲而滯留在長(zhǎng)江下游，同時(shí)，湖南、江西等更南區(qū)域的同伴又隨南風(fēng)北上。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授胡高團(tuán)隊(duì)聯(lián)合全國(guó)病蟲測(cè)報(bào)體系，系統(tǒng)分析了歷時(shí)24年、全國(guó)31個(gè)測(cè)報(bào)點(diǎn)的稻縱卷葉螟系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及相關(guān)氣象資料，揭示了全球氣候變化背景下，東亞夏季風(fēng)撤退推遲導(dǎo)致稻縱卷葉螟在夏末秋初大量遷入長(zhǎng)江下游地區(qū)這一“生態(tài)陷阱”。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》。

在中國(guó)昆蟲學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員戈峰看來(lái)，明確稻縱卷葉螟的發(fā)生規(guī)律、致災(zāi)機(jī)制，是實(shí)現(xiàn)病蟲害高效、生態(tài)防控的基礎(chǔ)。

稻縱卷葉螟滯留潮

昆蟲個(gè)體小，飛行能力弱，其大規(guī)模、遠(yuǎn)距離遷飛需要依賴空中高速氣流來(lái)完成。因此，科學(xué)家將昆蟲遷飛稱為“風(fēng)載遷飛”。

從每年四五月開(kāi)始，夏季風(fēng)系統(tǒng)在我國(guó)大陸逐漸北推，以溫暖濕潤(rùn)的偏南風(fēng)為主導(dǎo)。遷飛性害蟲乘著這股南風(fēng)、沿著這條雨水充沛的“單行道”，從中南半島遷入我國(guó)大陸。

三四個(gè)月后，夏季風(fēng)系統(tǒng)開(kāi)始向南撤退，屬于冬季風(fēng)系統(tǒng)的偏北風(fēng)迅速發(fā)展，風(fēng)向改變。高緯度干冷空氣撲面而來(lái)，伴隨著溫度降低、降水減少，從北向南的東亞遷飛場(chǎng)形成，害蟲順利向南回遷。

然而，夏季風(fēng)的撤退時(shí)間并非一成不變。

論文通訊作者胡高告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，他們最早注意到近幾年長(zhǎng)江下游多個(gè)植保站燈下監(jiān)測(cè)的稻縱卷葉螟成蟲數(shù)量很多，尤其是8月下旬至9月上旬。同時(shí)，不少測(cè)報(bào)點(diǎn)反映稻縱卷葉螟蟲害嚴(yán)重，燈下蟲量特別多。

稻縱卷葉螟是遷飛性害蟲，它能在空中飛行，也能落在水稻田里產(chǎn)卵。卵發(fā)育成幼蟲，取食水稻葉片，影響葉片光合作用，造成水稻減產(chǎn)。

論文第一作者、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)青年教師張?jiān)婂嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，想要知道它們的實(shí)際數(shù)量，有燈誘和田間趕蛾兩種手段。

燈誘是設(shè)置固定的黑光燈燈誘裝置，吸引具有趨光性的稻縱卷葉螟進(jìn)入，然后計(jì)算每晚誘集到的蛾子。這些蛾子可能是外來(lái)遷入的，也可能是本地田間的，即燈誘蛾量代表兩個(gè)來(lái)源的總量。

田間趕蛾是指工作人員每日清晨手持竹竿從田中走過(guò)，用竹竿輕輕撥動(dòng)兩旁稻株，目測(cè)起飛的蛾子數(shù)量。田間蛾量代表的主要是本地田間的數(shù)量。

這些蛾子到底是本地的還是遷飛的？數(shù)量為什么這么多？怎么防？這些問(wèn)題激發(fā)了研究人員的興趣。

破譯“生態(tài)陷阱”密碼

通過(guò)進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)，自2000年以來(lái)，后期蛾量的增加持續(xù)且顯著。此前有研究針對(duì)個(gè)別發(fā)生大蟲害年份進(jìn)行了分析，但仍不能解釋這種長(zhǎng)期變化背后的原因。

團(tuán)隊(duì)搜集了更多蟲情數(shù)據(jù)，對(duì)以往長(zhǎng)江下游遷飛性害蟲大蟲害情況和原因進(jìn)行歸納總結(jié)，深入分析多源氣象資料，研究從局地到整個(gè)東亞，適宜稻縱卷葉螟蟲害發(fā)生的各種氣象條件如何改變。

最后，通過(guò)機(jī)制分析與解釋，該團(tuán)隊(duì)挖掘出蟲情、氣象因子、東亞夏季風(fēng)系統(tǒng)和氣候變化背后的聯(lián)系。

“我們發(fā)現(xiàn)，燈誘蛾量逐年增加，外遷蟲子和本地蟲子總量增多；而田間蛾量逐年下降，本地蟲子數(shù)量下降。兩者對(duì)比，意味著增加的燈誘蛾量主要是由外地遷入的蟲子貢獻(xiàn)的。”張?jiān)婂硎?，大量稻縱卷葉螟從更南區(qū)域向北遷入長(zhǎng)江下游，加之本地蟲子的回遷受阻，這就是8月下旬至9月上旬大量出現(xiàn)的稻縱卷葉螟的原因。

胡高認(rèn)為，這種變化背后的機(jī)制是，受全球氣候變化影響，2012年以后夏季風(fēng)的撤退時(shí)間推遲，而能讓稻縱卷葉螟成功回遷的東北風(fēng)的發(fā)生頻率大大降低。

“生態(tài)陷阱”理論認(rèn)為，人類在中高緯度的農(nóng)事活動(dòng)，在溫暖的春夏季節(jié)為農(nóng)業(yè)昆蟲提供了暫時(shí)的適宜生存條件，誘使大量蛾類從低緯度熱帶地區(qū)向北遷入溫帶地區(qū)。然而，這些昆蟲在這里無(wú)法過(guò)冬，秋季開(kāi)始的低溫將不利于昆蟲生存及遷飛。由于早期的研究缺乏昆蟲秋季向南回遷的證據(jù)，因此認(rèn)為它們陷入了“生態(tài)陷阱”。

在胡高看來(lái)，既然稱之為“陷阱”，長(zhǎng)期來(lái)看對(duì)害蟲防治起正面作用?！暗@同樣會(huì)作用于其他遷飛性有益昆蟲，可能使其豐富度降低，從而產(chǎn)生負(fù)面影響?！?/p>

胡高表示，隨著全球氣候變暖，可能導(dǎo)致遷飛害蟲越冬范圍擴(kuò)大和北移、冬季存活數(shù)量增加、夏季發(fā)生區(qū)域北移等。根據(jù)全國(guó)病蟲測(cè)報(bào)體系近年來(lái)的監(jiān)測(cè)，包括稻縱卷葉螟在內(nèi)的重大遷飛性害蟲的災(zāi)變規(guī)律、重發(fā)時(shí)空范圍以及暴發(fā)頻次和強(qiáng)度都發(fā)生了重大變化。

“因此，需要進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、積累數(shù)據(jù)。只有通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和大量數(shù)據(jù)分析，才能真正弄清新形勢(shì)下重大害蟲遷飛的新規(guī)律和新機(jī)制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)害蟲的生態(tài)、高效防控。”胡高說(shuō)。

有待更深入的研究

2024年11月1日，胡高團(tuán)隊(duì)將論文投稿至美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》，2024年12月5日收到第一輪審稿意見(jiàn)。一輪修改返、二輪意見(jiàn)回，整合數(shù)據(jù)、扎實(shí)證據(jù)后，成果于2月25日發(fā)表。

胡高團(tuán)隊(duì)聯(lián)合全國(guó)病蟲測(cè)報(bào)體系20多年的攻關(guān)，揭示了全球氣候變化下水稻“兩遷”害蟲遷飛的新規(guī)律，為水稻害蟲提前精準(zhǔn)預(yù)警和可持續(xù)治理提供了重要的決策依據(jù)。

“我們的研究實(shí)際上是2000—2023年全國(guó)病蟲測(cè)報(bào)體系日復(fù)一日、年復(fù)一年長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的成果?！闭劶盀楹瓮陡辶鞒獭胺浅ｍ樌?，胡高感慨。

張?jiān)婂嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，全球氣候變化的表現(xiàn)是多方面的。除了持續(xù)的全球溫度升高外，大氣環(huán)流發(fā)生改變、極端天氣事件更加頻繁，每個(gè)地區(qū)都面臨著越來(lái)越多的變化。這些也是影響各區(qū)域遷飛性害蟲蟲害的直接因素，但它們?nèi)绾斡绊懞οx遷飛目前還不太清楚。

“現(xiàn)在的研究成果只是一個(gè)起點(diǎn)，它啟發(fā)我們進(jìn)一步思考。其他季風(fēng)區(qū)有沒(méi)有類似的改變？對(duì)害蟲遷飛存在怎樣的影響？這些有待未來(lái)做更深入的研究?！焙哒f(shuō)。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2422595122