利用气候图研究林芝巴宜区常发及潜在性害虫发生情况

Using Climatic Diagrams to Study the Frequent and Potential Pest Occurrences in the Bayi District of Linzhi

摘要

为探究利用生物气候图预测林芝巴宜区常发及潜在性害虫发生情况。利用林芝巴宜区的气候资料，通过对巴宜区2018 年- 2022年间4月至9月的温度、相对湿度气候因素的整理和统计，绘制出气候图，然后利用气候图分析预测林芝巴宜区常发性害虫小菜蛾、苹果绵蚜、黏虫及潜在性害虫草地贪夜蛾、梨小食心虫在林芝市巴宜区的发生情况及活动规律。结果表明：林芝市巴宜区的温度、湿度气候图是小菜蛾的适生区，小菜蛾在该区容易爆发成灾；黏虫、苹果绵蚜在该区发生危害程度不大；梨小食心虫不适合在林芝巴宜区分布，草地贪夜蛾在该区潜在发生程度大。因此，建议加大对林芝市巴宜区常发性害虫与潜在性害虫的预测预报，尤其是加大对草地贪夜蛾的预测预报与检疫工作。

Abstract

To explore the use of bioclimatic diagrams for predicting frequent and potential pest occurrences in the Bayi District of Linzhi, climate data from the Bayi District was analyzed. By organizing and statistically analyzing the temperature and relative humidity data from April to September for the years 2018 to 2022, climatic diagrams were created. These diagrams were then used to analyze and predict the occurrence and activity patterns of common pests such as Plutella xylostella (Linnaeus), Eriosoma lanigerum (Hausmann) and Mythimna separata(Walker) as well as potential pests like Spodoptera frugiperda and Grapholita molesta in the Bayi District of Linzhi.The results indicated that the temperature and humidity climatic diagrams for the Bayi District showed it as a suitable habitat for Plutella xylostella (Linnaeus), making it prone to outbreaks in this area. Mythimna separata (Walker) and Eriosoma lanigerum (Hausmann) posed less threat in this district, while Grapholita molesta was unsuitable for distribution in Bayi. However, Spodoptera frugiperda showed a high potential for occurrence in this region. Therefore, it is recommended to enhance the prediction and monitoring of both frequent and potential pests in the Bayi District, with a particular focus on Spodoptera frugiperda.

Graphical abstract

关键词

林芝巴宜区 / 温度 / 湿度 / 气候图 / 预测

Key words

Bayi District of Linzhi / Temperature / Humidity / Diagram / Prediction

林芝市巴宜区位于中国西藏自治区的东南部，地处青藏高原东南边缘，地理环境复杂多样，气候类型主要为高原季风气候。这一地区的地形多样，包括高山、峡谷、河流和湖泊等自然地貌。地势起伏较大，海拔高度在2 000 m~ 7 000 m之间，地形起伏剧烈，地形复杂，地貌类型多样。林芝市巴宜区属高原温带季风半湿润气候，日照时数较长，辐射较强，热量水平高，雨热同季，农业气候资源较为丰富^[1]。该区的尼洋河流域是主要的农区，是春油菜、冬小麦的最适宜栽培区，同时也是西藏最适宜的苹果栽培区^[2,3]。

随着全球气候的变暖，从而影响当地的温度、湿度等变化，以及栽培方式、设施农业推广，致使一些害虫的发生频率增多、危害程度增大^[4,5]。青藏高原是受全球气候变暖影响最脆弱的地区^[6]，会使一些害虫的适生区范围不断扩大，再加上我国对外贸易的不断增长，会使一些外来入侵昆虫有可能在西藏扩散。预测预报是防控害虫的关键措施^[7,8]，通过害虫的预测预报，可以提早制定相关的防治策略，从而最大程度降低虫害对作物的影响，确保粮食安全。在害虫预测预报中，气候图预测法得到广泛的应用^[9]。大气中的温度、湿度共同作用影响了各种害虫的发生及危害。每种害虫倘若寄主食物得到满足的条件下，其中以温度、湿度为主动因素调控其种群数量，如果处在最适的温度、湿度范围条件下，该种害虫种群数量会迅速扩大，危害严重造成猖獗成灾^[10]。

本文通过查阅发现林芝市巴宜区主要作物油菜、青稞、玉米和苹果树等已经发生的主要害虫小菜蛾Plutella xylostella (Linnaeus)、苹果绵蚜Eriosoma lanigerum (Hausmann)、黏虫Mythimna separata (Walker)，以及在其他区域发生的危害，在林芝市巴宜区尚未发生危害的潜在性害虫梨小食心虫Grapholita molesta和草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda发生的温度、湿度范围，绘制害虫发生的气候图；根据2018年至2022年4月至9月林芝市巴宜区的平均温度、湿度绘制气候图，预测上述5种害虫在林芝市巴宜区的发生危害趋势，以期为林芝市巴宜区害虫的预测预报提供理论依据。

1 试验材料、地点和方法

1.1 试验材料和方法

从中国气象网和中国气象数据中心，收集林芝市巴宜区2018年至2022年气象资料，尤其是4月至9月份的温度、湿度气象数据。根据气象资料，计算出4月至9月，上、中、下旬平均温湿度，以横坐标为温度，纵坐标为湿度，用直线按旬平均温湿度先后顺序将个点连接起来，形成不规则的封闭曲线，即为巴宜区的气候图。然后把害虫发生的适宜温湿度范围在图上绘制方框图，就可以比较研究适宜温湿度的组合与害虫发生量的关系。利用word 2007、Excel 2007绘制气候图。确定小菜蛾、苹果绵蚜、黏虫、草地贪夜蛾和梨小食心虫发生危害的适宜温湿度，如见表1^[9,11-16]。

1.2 试验地点

巴宜区位于西藏自治区林芝市东南部，地理坐标为东经93°27′ - 95°17′，北纬29°21′ - 30°15′。巴宜区坐落于青藏高原的念青唐古拉山东南侧，气候类型为高原温带季风半湿润。巴宜区内年平均总太阳辐射4 224.2 W/m²，日照总时长达2 022.0 h。气温方面，年均温为9.1 ℃，年温差为15.1 ℃，记录到的年极端最高气温为30.6 ℃，而年极端最低气温为 - 13.7 ℃。≥ 0 ℃的积温为3 319.9 ℃·d·a^-1。此外，年降水量为692.7 mm，平均相对湿度为64 %，无霜期平均为173 d^[3]。林芝市巴宜区主要农作物包括青稞、小麦、玉米、油菜等，果树主要包括苹果、樱桃等。

2 结果与分析

由图a可知，林芝市巴宜区4月上、中、下旬平均温度湿度分别为8.4 ℃、75%，10.5 ℃、57%，10.2 ℃、68%；5月上、中、下旬分别为12.2 ℃、52%，13.1 ℃、74%，15.9 ℃、54%；6月上、中、下旬分别为16.9 ℃、66%，16.4 ℃、63%，14.8 ℃、90%；7月上、中、下旬的温度分别为17.3 ℃、61%，18 ℃、68%，18.4 ℃、56%；8月上、中、下旬的温度分别为18 ℃、68%，19.2 ℃、53%，18.8 ℃、59%。几乎都在小菜蛾适生范围的方框内，说明林芝市巴宜区温湿度符合小菜蛾发生危害，所有小菜蛾在林芝市巴宜区4 月至 8月可能大发生。

由图b可知，在黏虫能生范围的方框内，完全包含8月林芝市巴宜区的温度、湿度，部分包含7月林芝市巴宜区的温度、湿度，说明林芝市巴宜区7月至8月温度、湿度符合黏虫适生区范围，这个时期容易发生危害，所以黏虫在林芝市巴宜区7月、8月有可能大发生。由图c可知，苹果绵蚜适生范围的方框，包含了部分6月林芝市巴宜区气候图温度、湿度，接近7月、8月林芝市巴宜区气候图温度、湿度，苹果绵蚜在林芝市巴宜区6月、7月、8月发生，发生危害程度一般不大。

由图d可知，草地贪夜蛾适生范围的方框，包含了大部分6月林芝市巴宜区气候图温度、湿度，全部的7月、8月林芝市巴宜区气候图温度、湿度，以及以小部分5月，林芝市巴宜区6月、7月、8月的气候温度、湿度适合草地贪夜蛾的发生，这3个月有大发生的可能性。由图e可知，梨小食心虫适生范围的方框远离4月至8月林芝市巴宜区气候图温度、湿度，该区气候温度、湿度不适合梨小食心虫的发生。

3 讨论

本文利用气候图预测林芝市巴宜区常发性和潜在性害虫发生情况，常发性害虫选取了林芝市巴宜区油菜田主要害虫小菜蛾，玉米上的害虫黏虫，以及苹果树上的常发性害虫苹果绵蚜；潜在性害虫的选取了玉米上的重要害虫草地贪夜蛾，以及苹果树上的梨小食心虫。其中草地贪夜蛾和梨小食心虫，目前没有在林芝市巴宜区发生危害，但是在其他一些地方发生严重。研究结果表明，小菜蛾的适生范围几乎完全涵盖了4月至8月林芝市巴宜区的温度、湿度条件，说明该地区在此期间的气候非常适合小菜蛾的繁殖和扩散，可能导致其大规模发生。对于黏虫来说，其适生范围完全覆盖了8月气候条件，并且部分包括了7月的条件，这意味着林芝市巴宜区在7月和8月的温度、湿度非常适合黏虫的生长，这段时间内黏虫可能会大量出现并造成危害。苹果绵蚜的适生范围涵盖了6月的部分温度和湿度条件，接近7月和8月的气候，这表明苹果绵蚜在6月至8月间有可能出现，但其发生程度可能不会很严重。至于梨小食心虫，其适生范围与4月至8月的气候条件相距较远，这意味着林芝市巴宜区在此期间的温度和湿度并不适合梨小食心虫的生长和繁殖，因此这种害虫在该地区不太可能发生。

虫害的发生危害需要与虫源，寄主植物以及环境条件密切相关。在环境条件当中气候条件起着重要作用。在环境因素中，温度、湿度与害虫的发生危害关系密切，有报道显示有人研究了广州市的柠檬园中的柑橘木虱成虫、僵虫的发生动态及温湿度的关系，以及在衡水湖防护林带研究了主要食叶害虫的种群发生动态，并分析了这些食叶害虫与月平均降雨量、相对湿度、温度的相关性^[17,18]。全球气候变暖已经成为不争的事实，害虫的发生危害与气候密切相关，全球气候的变暖是造成一些虫害爆发成灾的重要原因^[19-21]。西藏处于青藏高原，该地区受全球气候变暖影响显著^[22,23]。有研究显示，全球气候变暖不仅可以使小菜蛾的爆发成灾，还是扩大其适生区范围，极大提高小菜蛾的抗药性^[24]的诱因。由此推断，小菜蛾在西藏的适生区会逐渐扩大，而且其防治难度将会加大。因此，西藏农业害虫的监测预报，事关西藏粮食安全。本文通过林芝市巴宜区的气候图，研究了常发性害虫小菜蛾、黏虫、苹果绵蚜，以及潜在性的害虫草地贪夜蛾和梨小食心虫，对这5种害虫的发生程度与可分布情况进行了初步研究。林芝市巴宜区的气候条件不适合梨小食心虫的发生，但是非常适合草地贪夜蛾的发生，林芝市巴宜区玉米种植广泛也是该区重要的粮食作物^[25]，因此应加大对草地贪夜蛾的预测预报以及检疫工作。小菜蛾适应能力强，林芝市巴宜区气候条件完全符合其适生区，这也是小菜蛾常年爆发成灾的重要原因，应加大对小菜蛾的防治工作。气候图研究显示，黏虫、苹果绵蚜在林芝市巴宜区发生危害程度不大。有报道显示苹果绵蚜在林芝市巴宜区发生危害较重^[26]，说明气候图在预测发生程度上有一定的局限性，其发生危害时间与本研究基本一致^[27]。

4 结论

小菜蛾适生温湿度范围符合林芝市巴宜区4月至8月温湿度气候特点，说明小菜蛾在林芝市巴宜区4月至8月可以大发生。林芝市巴宜区7月至8月温度、湿度符合黏虫适生区范围，说明黏虫在林芝市巴宜区7月、8月有可能大发生。苹果绵蚜在林芝市巴宜区6月、7月、8月发生，但发生危害程度一般不大。林芝市巴宜区6月、7月、8月的空气温度和湿度适合草地贪夜蛾的发生，这3个月有大发生的可能性。林芝市巴宜区气候温度、湿度不适合梨小食心虫的发生。利用气候图对林芝市巴宜区常发性害虫以及潜在性害虫发生情况预测预报，可以为西藏农业害虫的防治提供理论依据，同时，也为西藏农业害虫的预测预报方法提供了新的尝试。

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基金资助

西北农林科技大学—西藏农牧学院联合基金项目“西藏油菜田小菜蛾绿色防控策略研究”(XNLH2022-05)

西藏自治区重大害虫成灾机制及其绿色防控技术体系的建立(XZ202401ZY0001)