季風(fēng)進(jìn)退和轉(zhuǎn)換對(duì)中國(guó)褐飛虱遷飛的影響

包云軒，黃金穎，謝曉金，陸明紅

(1. 江蘇省農(nóng)業(yè)氣象重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京信息工程大學(xué)，南京 210044；2. 教育部陸地碳水循環(huán)與氣候變化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，南京信息工程大學(xué)，南京 210044； 3. 農(nóng)業(yè)部全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，北京 100081)

季風(fēng)進(jìn)退和轉(zhuǎn)換對(duì)中國(guó)褐飛虱遷飛的影響

包云軒1,2,*，黃金穎1,2，謝曉金1,2，陸明紅3

(1. 江蘇省農(nóng)業(yè)氣象重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京信息工程大學(xué)，南京 210044；2. 教育部陸地碳水循環(huán)與氣候變化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，南京信息工程大學(xué)，南京 210044； 3. 農(nóng)業(yè)部全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，北京 100081)

利用近30年NCEP/NCAR 逐日氣象再分析資料及中國(guó)褐飛虱逐候燈誘數(shù)據(jù)，分析季風(fēng)指數(shù)與褐飛虱遷入量的時(shí)空關(guān)系，以探明季風(fēng)進(jìn)退和轉(zhuǎn)換對(duì)我國(guó)褐飛虱遷入的影響。研究表明:(1)常年3月中、下旬是我國(guó)偏北季風(fēng)轉(zhuǎn)換為西南季風(fēng)的時(shí)期，西南季風(fēng)開始后的4月上旬是褐飛虱第1次大規(guī)模北遷的時(shí)期，第1次大規(guī)模北遷的主降區(qū)為華南稻區(qū)和西南稻區(qū)，隨后遷向其北的其他稻區(qū)。(2)6月中旬—8月中旬是偏南季風(fēng)指數(shù)達(dá)最大值的時(shí)期，也是各稻區(qū)褐飛虱北遷峰次最多、遷入量最集中的時(shí)期。(3)8月下旬至9月中旬為偏南季風(fēng)向偏北季風(fēng)的轉(zhuǎn)換時(shí)期，也是褐飛虱北遷的終見期、南遷的始見期，第1次大規(guī)模南遷發(fā)生在這一時(shí)期內(nèi)，主降區(qū)為江淮稻區(qū)和江嶺稻區(qū)。(4)9月下旬至10月中旬是偏北季風(fēng)的快速增強(qiáng)期、偏南季風(fēng)的快速衰退期，也是褐飛虱南遷的高峰期。(5)10月下旬開始偏南季風(fēng)撤出我國(guó)大陸，而偏北季風(fēng)控制我國(guó)大陸，由北到南各稻區(qū)依次開始出現(xiàn)褐飛虱遷入的終見期。(6)褐飛虱異常發(fā)生年份中西南季風(fēng)北上的早遲決定了褐飛虱在我國(guó)遷入始見期的早晚，而偏北季風(fēng)南下的早遲則決定了我國(guó)褐飛虱遷入終見期的早晚。(7)遷入始見期滯后于西南季風(fēng)的變化，遷入終見期滯后于偏北季風(fēng)的變化，它們滯后的時(shí)間都為1—3候(即5—15d)。

褐飛虱；遷入；始終見期；季風(fēng)指數(shù)；稻區(qū)

褐飛虱Nilaparvatalugens(St?l)廣泛分布于亞洲和大洋洲，在熱帶、亞熱帶和暖溫帶水稻種植區(qū)經(jīng)常猖獗為害，是影響我國(guó)及東南亞許多國(guó)家和地區(qū)水稻穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的主要害蟲之一。褐飛虱雖體積小、自主飛行速度慢，但群體具有在適宜天氣、氣候條件下主動(dòng)升空、隨風(fēng)遠(yuǎn)距離遷飛的能力。遷飛一定的距離后會(huì)主動(dòng)遷入或因動(dòng)力脅迫(如下沉氣流、降水、地形抬升等)被動(dòng)降落在一些地區(qū)。如果遷入某一稻區(qū)的褐飛虱種群超過一定的蟲口密度后，會(huì)帶來災(zāi)變性危害。因此，它具有季節(jié)性、遠(yuǎn)距離遷飛性和危害突發(fā)性等特點(diǎn)[1]。褐飛虱在我國(guó)的發(fā)生和危害十分頻繁和嚴(yán)重，每年受害的水稻面積有6×106—10×106hm2，約占總種植面積的50%或以上，年均稻谷損失達(dá)10×108—15×108kg，大發(fā)生年份造成的損失更大[2]，因此，加強(qiáng)褐飛虱測(cè)報(bào)和防治的任務(wù)十分緊迫。

影響褐飛虱遷飛和發(fā)生程度的主要因素有蟲源分布、水稻品種、大氣背景、地理?xiàng)l件、栽培管理和植保措施等，其中大氣背景是最復(fù)雜的，它不僅影響褐飛虱的田間生境，還控制著褐飛虱的季節(jié)性活動(dòng)和遠(yuǎn)距離遷飛。褐飛虱災(zāi)變的發(fā)生除了要具備一定的生理?xiàng)l件外，還需有合適的天氣氣候條件，一旦這兩個(gè)條件滿足，某個(gè)地區(qū)蟲量在較短的時(shí)間里會(huì)出現(xiàn)突增，這樣災(zāi)變性遷入便發(fā)生了[3]。我國(guó)褐飛虱遷飛的季節(jié)一般為3—11月份，該時(shí)段影響我國(guó)天氣、氣候的主要系統(tǒng)(或大氣活動(dòng)中心)為位于西北太平洋上的副熱帶高壓和印度次大陸的塔爾低壓，它們的位置及其強(qiáng)度的季節(jié)性變化與褐飛虱的遷飛和種群發(fā)展有著密切的關(guān)系。有研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)褐飛虱發(fā)生較重的年份大多出現(xiàn)在3—5月副高較強(qiáng)的年份[4]。從氣候?qū)W角度來看，我國(guó)褐飛虱危害較重的水稻生長(zhǎng)區(qū)大都處于季風(fēng)環(huán)流區(qū)內(nèi)，冬夏季風(fēng)的盛行、進(jìn)退和轉(zhuǎn)換是完成褐飛虱季節(jié)性南北遷飛的重要條件之一，在我國(guó)由東風(fēng)帶副熱帶高壓和西風(fēng)帶大陸高壓消長(zhǎng)和活動(dòng)所形成的高空氣流場(chǎng)——偏南季風(fēng)與偏北季風(fēng)對(duì)褐飛虱的南北遷飛起著關(guān)鍵的運(yùn)載作用。因此，每年春夏之交絕大多數(shù)蟲源從中南半島、泰緬北部的熱帶越冬區(qū)，開始隨西南季風(fēng)向東北遷入我國(guó)境內(nèi)，主降兩廣南部和云南南部；隨后在低空急流、副高、熱帶氣旋等天氣系統(tǒng)的影響下借西南季風(fēng)和東南季風(fēng)陸續(xù)遷入、降落和危害其北方的我國(guó)各大稻區(qū)；夏末秋初，冬夏季風(fēng)轉(zhuǎn)換后，隨著來自北方的偏北季風(fēng)(以東北季風(fēng)為主)的南下，我國(guó)境內(nèi)的褐飛虱種群紛紛開始南遷[5]。這種周期性北遷南返與亞洲地區(qū)季風(fēng)變換關(guān)系密切。由于褐飛虱具有借助季風(fēng)進(jìn)行遷飛的習(xí)性，所以，季風(fēng)進(jìn)退和轉(zhuǎn)換也是影響我國(guó)褐飛虱遷飛和分布的關(guān)鍵因素。

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于東亞季風(fēng)的研究雖然很多，但如何定量描述東亞季風(fēng)的爆發(fā)、進(jìn)退和強(qiáng)度仍是一個(gè)比較有爭(zhēng)議的問題，而大部分研究采用季風(fēng)指數(shù)，但各種季風(fēng)指數(shù)所反映的區(qū)域或適用的范圍、限制條件均不同。因此，本文在研究季風(fēng)進(jìn)退和轉(zhuǎn)換對(duì)褐飛虱遷飛的影響時(shí)，通過選取合適的季風(fēng)指數(shù)來定量反映季風(fēng)的時(shí)空特征。季風(fēng)指數(shù)大致可分為四大類(1)環(huán)流類:Lu and Chan[6]用等壓面(或等高面)經(jīng)向風(fēng)定義中國(guó)南方冬、夏季風(fēng)；(2)溫濕類:Wang[7]及何金海等[8]分別用OLR(向外長(zhǎng)波輻射)構(gòu)造了印度夏季風(fēng)指數(shù)、東南亞夏季風(fēng)指數(shù)和南海季風(fēng)指數(shù)；(3)海陸差異類:郭其蘊(yùn)[9]取110°E與160°E之間的海平面氣壓差來表征東亞夏季風(fēng)的強(qiáng)度；(4)綜合類:祝從文等[10]將東西向海平面氣壓差與低緯度高、低層緯向風(fēng)切變相結(jié)合，定義了東亞季風(fēng)指數(shù)。

本文研究采用了環(huán)流類季風(fēng)指數(shù)，環(huán)流類東亞季風(fēng)指數(shù)能很好的反應(yīng)東亞大氣環(huán)流的變化，能較好的結(jié)合東亞季風(fēng)的其他特征，是發(fā)展比較成熟的一類季風(fēng)指數(shù)。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究過的影響昆蟲遷飛的大氣環(huán)流系統(tǒng)主要有鋒面、副高、中尺度天氣系統(tǒng)等，例如Crummay等[11]研究了中尺度天氣系統(tǒng)、降水、海風(fēng)等對(duì)褐飛虱遷飛的影響，Watanabe等[12]和包云軒等[5]研究發(fā)現(xiàn)低空急流是稻飛虱遷飛的重要影響因素之一。季風(fēng)是影響褐飛虱遷飛的一個(gè)重要大氣背景，但國(guó)內(nèi)外研究的比較少，尚屬于起步階段。

本文將我國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)分為華南、西南、江嶺和江淮四個(gè)稻區(qū)來進(jìn)行研究，分析褐飛虱在我國(guó)的始見期、高峰期、終見期及其與季風(fēng)進(jìn)退、轉(zhuǎn)換之間的時(shí)空關(guān)系，目的在于揭示褐飛虱遷飛時(shí)間節(jié)律與季風(fēng)特征量之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制，闡明季風(fēng)對(duì)褐飛虱遷飛始見期、高峰期、終見期的影響，為褐飛虱遷入期預(yù)報(bào)提供重要的參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料

1.1.1 蟲情資料

褐飛虱蟲情資料由農(nóng)業(yè)部全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心提供，包括1979—2008年全國(guó)105個(gè)植保站的逐日褐飛虱燈誘資料，考慮到資料的完整性和代表性，從中選取云南屏邊、云南臨滄、廣西龍州、廣西合浦、廣西全州、廣西玉林、廣東梅縣、廣東肇慶、廣東曲江、廣東汕頭、福建永安、福建福清、貴州思南、重慶秀山、湖南桂陽(yáng)、湖北通城、湖北監(jiān)利、安徽東至、安徽巢湖、江西吉安、浙江東陽(yáng)、浙江路橋、上海奉賢、江蘇宜興、江蘇高郵、江蘇贛榆等26個(gè)站作分區(qū)研究。

1.1.2 氣象資料

氣象資料為美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)測(cè)中心(NCEP)提供的2.5°×2.5°逐日氣象再分析資料，包括格點(diǎn)式風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，資料年代為1979—2008年，所有數(shù)據(jù)在計(jì)算前均經(jīng)過候平均處理。

1.1.3 基礎(chǔ)地理信息

研究所用的基礎(chǔ)地理圖層為國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心提供的1∶4000000中國(guó)電子地圖。

1.2 方法

1.2.1 病蟲害數(shù)據(jù)的處理

因?yàn)槲覈?guó)水稻主產(chǎn)區(qū)分布在淮河以南，且褐飛虱在我國(guó)淮河以南各省發(fā)生較嚴(yán)重，所以本次研究選取的范圍主要集中在淮河流域及其以南的稻區(qū)，包括華南、西南、江嶺、江淮四大稻區(qū)，分別對(duì)各個(gè)稻區(qū)褐飛虱的始見期、高峰期和終見期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.2.2 季風(fēng)指數(shù)的計(jì)算方法

根據(jù)東亞季風(fēng)和南亞季風(fēng)的特點(diǎn)，本文選取喬云亭等[13]定義的東亞季風(fēng)指數(shù)，分為西南季風(fēng)、東南季風(fēng)、偏北季風(fēng)，考慮面積和強(qiáng)度兩個(gè)因素，定義了6種季風(fēng)特征指數(shù)。這些指數(shù)能很好地表征南亞西南氣流、西太平洋副高西南側(cè)的東南氣流及中高緯度偏北氣流活動(dòng)和變化的規(guī)律。利用850hPa高度2.5°×2.5°格點(diǎn)的u(緯向風(fēng))、v(經(jīng)向風(fēng))分量確定每個(gè)格點(diǎn)上的風(fēng)向、風(fēng)速大小，具體判斷條件如下:

(l)若vlt;0，則該格點(diǎn)為偏北風(fēng)，此時(shí)不考慮u分量，取其大小為︱v︱。(2)若vgt;0，則該格點(diǎn)為偏南風(fēng)。此時(shí)再考慮u，則有3種情形:(a)若ugt;0，則該格點(diǎn)為西南風(fēng)。(b)若ult;0，則該格點(diǎn)為東南風(fēng)。(c)若u=0，則累加以該格點(diǎn)為中心的9個(gè)格點(diǎn)的u值，其正負(fù)號(hào)確定為該格點(diǎn)u的符號(hào)，定為東南風(fēng)或西南風(fēng)。凡東南風(fēng)或西南風(fēng)，其大小均為(u2+v2)1/2。(3)若v=0，則以與(1)中(c)同樣的方法來判斷v的符號(hào)，即累加以該格點(diǎn)為中心的9個(gè)格點(diǎn)的v值，其正負(fù)號(hào)確定為該格點(diǎn)的v的符號(hào)，確定為偏北風(fēng)或偏南風(fēng)，再以相同步驟計(jì)算其它格點(diǎn)，得到了每個(gè)格點(diǎn)的風(fēng)向、風(fēng)速。

分西南風(fēng)(ugt;0，vgt;0)、東南風(fēng)(ult;0，vgt;0)和偏北風(fēng)(vlt;0)考慮面積和強(qiáng)度兩個(gè)因素，定義了如下6個(gè)季風(fēng)特征指數(shù):

(l)西南季風(fēng)面積(ASW)和強(qiáng)度(ISW)指數(shù):

ASW=nSW/N，ISW=∑USW/nSW

(2)東南季風(fēng)面積(ASE)和強(qiáng)度(ISE)指數(shù):

ASE=nSE/N，ISE=∑USE/nSE

(3)偏北季風(fēng)面積(AN)和強(qiáng)度(IN)指數(shù):

AN=nN/N，IN=∑UN/nN

式中,nSW，nSE和nN為850hPa定義范圍內(nèi)西南風(fēng)、東南風(fēng)和偏北風(fēng)的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)，USW、USE和UN為西南風(fēng)、東南風(fēng)和偏北風(fēng)格點(diǎn)的風(fēng)速，N為定義范圍內(nèi)總的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)。

以上所有數(shù)據(jù)的時(shí)間計(jì)算單位均為候。

2 結(jié)果與分析

2.1 褐飛虱遷入始見期、高峰期、終見期的統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)1979—2008年26個(gè)站褐飛虱30a平均的始見期、高峰期、終見期，并制成相應(yīng)的GIS空間分布圖(圖1)。從圖1中可以看出:褐飛虱始見期在華南稻區(qū)和西南稻區(qū)一般為第22—28候，在江嶺稻區(qū)一般為第29—34候，在江淮稻區(qū)一般為第35—39候。

圖1 褐飛虱遷飛過程的時(shí)空分布圖Fig.1 Spatial distribution for the BPH′s immigration

圖1為我國(guó)各稻區(qū)褐飛虱北遷高峰期的空間分布圖，華南稻區(qū)最先迎來北遷高峰期，江淮稻區(qū)最后出現(xiàn)北遷高峰期，從南到北，最早的北遷高峰期和最晚的北遷高峰期相差20候(100d)左右。就全國(guó)而言，常年褐飛虱種群從南到北有4次大規(guī)模遷入:第1次大規(guī)模遷入出現(xiàn)我國(guó)華南南部、云南南部稻區(qū)，發(fā)生時(shí)間為27—31候(5月中旬—6月初)；第2次遷入出現(xiàn)在32—36候(6月上旬—6月底)，發(fā)生在江嶺稻區(qū)南部、云南北部和四川南部稻區(qū)；第3次遷入發(fā)生在江嶺稻區(qū)北部和西南稻區(qū)中部，發(fā)生時(shí)間為37—40候(7月上中旬)；第4次遷入出現(xiàn)在41—48候(7月下旬—8月底)，發(fā)生在江淮稻區(qū)和西南稻區(qū)北部。

圖1為南遷高峰期，褐飛虱南遷比較迅速，所以南遷最早與最晚的高峰期只相差10候(50d)左右。江淮稻區(qū)和江嶺稻區(qū)的部分地區(qū)最早出現(xiàn)由北向南遷入的高峰期；隨之，其南的稻區(qū)陸續(xù)出現(xiàn)南遷高峰期，兩廣南部的南遷高峰期來得最晚。南遷的第1次大規(guī)模遷入出現(xiàn)在50—54候(9月上旬—9月底)，由江淮稻區(qū)的局部地區(qū)南遷至江淮稻區(qū)南部、長(zhǎng)江中上游稻區(qū)(江嶺稻區(qū)北部的局部地區(qū))和西南稻區(qū)的北部；第2次遷入出現(xiàn)在55—56候(10月上旬)，發(fā)生在江嶺稻區(qū)南部、西南稻區(qū)中南部；第3次南遷出現(xiàn)在57—61候(10月中旬—11月初)，種群在東部稻區(qū)由江嶺稻區(qū)南部遷至華南稻區(qū)，而在西部則由西南稻區(qū)大部遷向境外泰緬北部越冬；第四次北遷出現(xiàn)在62候(11月上旬)以后，境內(nèi)華南稻區(qū)的大部分蟲源遷向境外的中南半島越冬。

圖1為褐飛虱遷入終見期的平均空間分布，我國(guó)褐飛虱遷入終見期從北向南是逐漸推遲的。江淮稻區(qū)和江嶺稻區(qū)北部的回遷終見期最早，一般在第53—56候(即9月底—10月上旬)；江嶺稻區(qū)南部、華南稻區(qū)北部和西南稻區(qū)大部在第57—60候(10月中、下旬)；華南稻區(qū)南部在61—62候(11月上旬)。

2.2 東亞季風(fēng)指數(shù)的季節(jié)變化

對(duì)我國(guó)1979—2008年西南季風(fēng)、東南季風(fēng)、偏北季風(fēng)面積指數(shù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后再求多年平均，則得到它們的年內(nèi)季節(jié)變化曲線(圖2)，從圖2中可以看出，3種季風(fēng)面積指數(shù)均有很明顯的季節(jié)變化，有研

圖2 1979—2008年標(biāo)準(zhǔn)化西南季風(fēng)、東南季風(fēng)和偏北季風(fēng)面積指數(shù)的季節(jié)變化曲線Fig.2 Seasonal change curves of the normalized area index of the southwest monsoon, southeast monsoon and north monsoon from 1979 to 2008

究表明副熱帶地區(qū)3月末海陸熱力差異已經(jīng)逆轉(zhuǎn)，由正轉(zhuǎn)負(fù)，風(fēng)向由偏北風(fēng)轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)[14]。在第15候(3月11—15日)西南風(fēng)面積指數(shù)開始由負(fù)轉(zhuǎn)正，第16候(3月16—20日)偏北風(fēng)面積指數(shù)由正轉(zhuǎn)為負(fù)。5月第4個(gè)候(28候)，副高東撤至西太平洋，南海季風(fēng)爆發(fā)[15]，從季風(fēng)指數(shù)上看在第29候(5月21—25日)左右東南季風(fēng)面積指數(shù)開始不斷增大，同時(shí)西南風(fēng)面積指數(shù)在6月份達(dá)到最大，而東南季風(fēng)在7月份達(dá)最強(qiáng)，東南季風(fēng)的撤退比西南夏季風(fēng)緩慢。9月中旬副高南退，隨后西南季風(fēng)和東南季風(fēng)迅速減退，偏北季風(fēng)面積指數(shù)在9—10月份迅速增大，使得夏季的東南季風(fēng)和西南季風(fēng)在入秋后的9月轉(zhuǎn)為偏北季風(fēng)。

2.3 褐飛虱遷飛過程與季風(fēng)的關(guān)系

2.3.1 褐飛虱遷入始見期與季風(fēng)

褐飛虱是典型的風(fēng)載遷飛性害蟲，它的空中遠(yuǎn)距離飛行主要依賴于遷飛層的運(yùn)載氣流[16]。同一測(cè)站不同年份褐飛虱遷入的始見期差異很大，如1987年廣西合浦的褐飛虱始見期為3月10日，而在1980年始見期卻為6月20日，這兩年的始見期相差了3個(gè)月之多。究其原因最重要的一點(diǎn)是西南季風(fēng)始盛期和最大值均不同，1980年春季西南季風(fēng)指數(shù)在27候達(dá)最大值為7.13，而1987年春季西南季風(fēng)指數(shù)最大值比1980年提前了13候(即65d左右)達(dá)到，最大值出現(xiàn)在14候值為8.10。

從季風(fēng)與褐飛虱遷入的時(shí)空關(guān)系上看，在第15候左右，副熱帶地區(qū)海陸熱力差異已經(jīng)逆轉(zhuǎn)[14]，圖3表明第15候開始對(duì)流層低層盛行的冬季偏北風(fēng)已明顯轉(zhuǎn)弱，而西南風(fēng)明顯增強(qiáng)。從圖2季風(fēng)指數(shù)的季節(jié)變化也可以看出，常年第15候后，偏北季風(fēng)指數(shù)由正轉(zhuǎn)負(fù)，而西南季風(fēng)指數(shù)由負(fù)轉(zhuǎn)正，表明季風(fēng)環(huán)流由偏北季風(fēng)轉(zhuǎn)為弱西南季風(fēng)，隨著季風(fēng)的轉(zhuǎn)換，華南、西南兩稻區(qū)南部首先有境外蟲源初始遷入。5月中旬開始，西南季風(fēng)逐漸增強(qiáng)并控制我國(guó)西南地區(qū)大部和華南地區(qū)西部，副高西南側(cè)的東南風(fēng)也開始影響到華南地區(qū)東部，兩者在云貴高原東側(cè)的華南地區(qū)匯合，此時(shí)，我國(guó)熱帶地區(qū)大部和副熱帶地區(qū)南部(長(zhǎng)江以南，20°N—32°N之間)夏季風(fēng)開始盛行，偏北季風(fēng)快速消退，伴隨其后的是華南、西南兩稻區(qū)境外蟲源的初始遷入遍及全域；6月中旬，副高脊線出現(xiàn)第1次北跳，副高整體向東北偏北方向移動(dòng)，500hPa高度120°E副高脊線位于20—25°N之間，此時(shí)，南海夏季風(fēng)爆發(fā)，我國(guó)北緯28°N以南西南季風(fēng)達(dá)鼎盛期，東南季風(fēng)也進(jìn)一步北上并擴(kuò)展到長(zhǎng)江南岸，江嶺稻區(qū)開始出現(xiàn)初始蟲源遷入；7月下旬，副高脊線出現(xiàn)第2次北跳，500hPa高度120°E副高脊線位于25—30°N之間，我國(guó)各稻區(qū)西南季風(fēng)轉(zhuǎn)入快速衰退期，東南季風(fēng)進(jìn)入鼎盛期，兩者在110—140E之間匯合后以偏南風(fēng)形式出現(xiàn)(圖3)，此時(shí)江淮稻區(qū)有初始蟲源遷入并逐漸遍布全域(圖1，圖2)。

圖3 多年平均的110—140E之間850hPa高度經(jīng)向風(fēng)的時(shí)間-緯度剖面圖(m/s)Fig.3 Time-latitude cross sections of radial average wind (m/s) at 850hPa between 110°E and 140°E from 1979 to 2008

2.3.2 褐飛虱北遷、南遷高峰期與季風(fēng)

一方面，從季風(fēng)指數(shù)的季節(jié)變換來看，第15—16候是西南季風(fēng)與偏北季風(fēng)的變換期，此時(shí)夏季風(fēng)(西南季風(fēng))開始盛行、冬季風(fēng)(偏北季風(fēng))開始消退，第22—31候是我國(guó)西南季風(fēng)指數(shù)的第1次突增期，至23候出現(xiàn)第1次極大值(圖2)，伴隨其后的是褐飛虱種群的第1次大規(guī)模北遷，期間華南稻區(qū)和西南稻區(qū)在第22候、第25候、第29候分別出現(xiàn)境外蟲源遷入的高峰，江嶺稻區(qū)南部在第27候出現(xiàn)遷入高峰；第32—36候西南季風(fēng)指數(shù)在我國(guó)2次快增達(dá)最強(qiáng)期，隨之，西南稻區(qū)中部、江嶺稻區(qū)大部在第36候出現(xiàn)遷入高峰；第37—40候出現(xiàn)東南季風(fēng)指數(shù)的第1次突增期，我國(guó)華南、西南、江嶺、江淮四稻區(qū)在第38—42候都先后出現(xiàn)了不同程度的遷入峰，但以華南稻區(qū)北部和江嶺稻區(qū)的遷入峰最明顯；第41候是東南季風(fēng)與西南季風(fēng)的變換期，此時(shí)東南季風(fēng)盛行并控制南方水稻主產(chǎn)區(qū)，而西南季風(fēng)則開始快速衰退；第41—48候東南季風(fēng)指數(shù)2次突增進(jìn)入最強(qiáng)期，此時(shí)大量蟲源從長(zhǎng)江以南稻區(qū)遷入江淮稻區(qū)乃至北方稻區(qū)(或從西南稻區(qū)中、南部遷入其北部)，使這些稻區(qū)在第45—48候出現(xiàn)我國(guó)境內(nèi)的第4次大規(guī)模北遷(個(gè)別年份會(huì)出現(xiàn)由江淮稻區(qū)向北方稻區(qū)的第5次北遷)。第49候西南季風(fēng)快速后撤至華南沿海，偏北季風(fēng)開始快速增強(qiáng)，但東南季風(fēng)仍控制我國(guó)東部地區(qū)(圖3)；第50—54候偏北季風(fēng)快速增強(qiáng)，東南、西南季風(fēng)快速減弱，這一時(shí)期的第1次大規(guī)模南遷使北方稻區(qū)和江淮北部稻區(qū)的蟲源遷至江淮南部和長(zhǎng)江中上游稻區(qū)，同時(shí)也使西南稻區(qū)北部的蟲源南遷至中部；第55—56候東南季風(fēng)與偏北季風(fēng)勢(shì)均力敵、平分秋色，種群從江淮稻區(qū)、長(zhǎng)江中上游稻區(qū)大規(guī)模南遷至江嶺南部或從西南中部遷至南部；第57—61候偏北季風(fēng)盛行、東南季風(fēng)后撤至東南沿海，這一時(shí)期褐飛虱種群從江嶺南部回遷至華南稻區(qū)或從西南南部撤向泰緬越冬區(qū)；第62候偏北季風(fēng)控制我國(guó)全境，東南季風(fēng)和西南季風(fēng)均撤離我國(guó)大陸，而伴隨其后(第66候)出現(xiàn)的第4次大規(guī)模南遷則使我國(guó)華南稻區(qū)的絕大多數(shù)褐飛虱種群遷向中南半島越冬(圖2，圖4)。

圖4 1979—2008年我國(guó)四大稻區(qū)多年候平均的褐飛虱遷入量 Fig.4 Pentad average immigration amount of BPH in the four rice-growing regions of China from 1979 to 2008

分析3種季風(fēng)面積指數(shù)與4個(gè)稻區(qū)褐飛虱遷入峰期之間的關(guān)系可以發(fā)現(xiàn):由于各個(gè)稻區(qū)所處的地理緯度不同，常年所具有的氣候特征不同，華南和西南稻區(qū)地處北半球歐亞大陸東南端的熱帶地區(qū)北部和亞熱帶地區(qū)南部，受西南季風(fēng)影響最大、且其影響時(shí)間也最長(zhǎng)，褐飛虱作為有季節(jié)性遷飛習(xí)性的小型風(fēng)載遷飛性昆蟲，在春季其生理上從境外蟲源地主動(dòng)遷出的需求正好能逐步適應(yīng)西南季風(fēng)的活動(dòng)節(jié)律，而作為迎接先期西南季風(fēng)和后期隨季風(fēng)遷入的褐飛虱種群的前沿區(qū)域，華南和西南稻區(qū)的南部最先迎來一年中的第一個(gè)褐飛虱遷入峰，之后，隨著季節(jié)的更替，西南季風(fēng)和東南季風(fēng)逐漸北進(jìn)，其北的各個(gè)稻區(qū)依次出現(xiàn)第2個(gè)、第3個(gè)和第4個(gè)北遷高峰。夏末秋初，江淮稻區(qū)地處亞熱帶地區(qū)北部，受偏北季風(fēng)影響最早，也是最先迎來南遷高峰的前沿區(qū)域，之后，隨著季節(jié)的更替，偏北季風(fēng)的快速南下，其南的各個(gè)稻區(qū)依次出現(xiàn)第2個(gè)、第3個(gè)南遷高峰。

另一方面，從850hPa實(shí)際風(fēng)場(chǎng)分析，第22候開始，我國(guó)南部地區(qū)的西南季風(fēng)開始推進(jìn)，伴隨著西南季風(fēng)的大面積盛行，華南和西南稻區(qū)出現(xiàn)第一個(gè)褐飛虱北遷高峰期(圖4和圖5)。第41候西南季風(fēng)達(dá)鼎盛期，第42候西南季風(fēng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)弱、東南季風(fēng)轉(zhuǎn)強(qiáng)，兩者匯合轉(zhuǎn)向?yàn)槠巷L(fēng)，我國(guó)淮河以南大部受其影響(圖4,圖5)，江嶺稻區(qū)大部、華南和西南稻區(qū)的北部出現(xiàn)一年中的北遷主峰，蟲源主要來自華南南部和西南南部稻區(qū)。第47—48候我國(guó)東部稻區(qū)東南季風(fēng)獨(dú)掌局面，西部稻區(qū)西南季風(fēng)與偏北季風(fēng)進(jìn)入轉(zhuǎn)換期，此時(shí)的西南季風(fēng)快速衰弱南撤，而偏北季風(fēng)快速增強(qiáng)南下，這導(dǎo)致了我國(guó)東部受東南風(fēng)影響的最大的江嶺稻區(qū)和江淮稻區(qū)出現(xiàn)了北遷主峰，而華南稻區(qū)出現(xiàn)了北遷次峰，西南北部地區(qū)因冬夏季風(fēng)的持久拉鋸戰(zhàn)也出現(xiàn)了北遷主峰(圖4和圖5)。第50候開始，盛行風(fēng)向出現(xiàn)明顯的逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)(圖5)，長(zhǎng)江以南由東南風(fēng)轉(zhuǎn)為偏東風(fēng)，長(zhǎng)江以北出現(xiàn)東北偏東風(fēng)，來自北方稻區(qū)、江淮稻區(qū)北部和西南稻區(qū)北部的褐飛虱蟲源開始向南回遷，此時(shí)江淮稻區(qū)出現(xiàn)南遷主峰而江嶺稻區(qū)北部出現(xiàn)南遷次峰；第51候盛行風(fēng)向繼續(xù)逆轉(zhuǎn)、東北風(fēng)明顯增強(qiáng)(圖5)，西南稻區(qū)中部出現(xiàn)來自其北部的南遷主峰；第53候以東北風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向的偏北季風(fēng)控制我國(guó)南方水稻主產(chǎn)區(qū)(圖5)，受熱力脅迫(降溫)、動(dòng)力輸送雙重作用的影響，占全國(guó)水稻總種植面積60%以上的江嶺稻區(qū)和華南稻區(qū)大部迎來南遷主峰。西南稻區(qū)地形起伏明顯，氣流運(yùn)行阻力重重，南部的云貴高原平均海拔在2000m左右，南北面均是凸凹不平的坡面，運(yùn)載蟲源的氣流只能從峽谷穿梭，受坡面阻擋、地形抬升、氣流繞行和季節(jié)變換的共同影響，無論是南北遷的季節(jié)、降蟲區(qū)域、遷入蟲量都受到了一定程度的限制。

圖5 多年候平均的850hPa風(fēng)場(chǎng)Fig.5 Pentad average wind fields on 850hPa from 1979 to 2008

有一例外的是:從褐飛虱北遷、南遷高峰期的空間分布圖上看(圖1)，貴州思南地區(qū)北遷始見期來得晚，南遷終見期來得早，這主要是與該地區(qū)所處向東開口的喇叭口地形及其受盛行風(fēng)向影響的程度有關(guān)，因?yàn)?月中旬(39—40候)之前該地區(qū)以南盛行西南季風(fēng)，受喇叭口區(qū)南側(cè)地形屏障影響，褐飛虱蟲源很難進(jìn)入該地區(qū)；之后東南季風(fēng)由弱變強(qiáng)，喇叭口區(qū)受其正面影響，成為氣流匯合區(qū)，有大量蟲源涌入，其西側(cè)地形高度較高(平均高度在1800m以上)，褐飛虱種群被動(dòng)力迫降，故與之前相比，燈誘蟲量呈幾何級(jí)數(shù)上升，同時(shí)蟲量也明顯高于其它地區(qū)。南遷時(shí)，由于前期偏北季風(fēng)在該地區(qū)以北以東北風(fēng)向?yàn)橹?，蟲源得以順利涌入，而在后期風(fēng)向逆轉(zhuǎn)后以西北偏北風(fēng)向?yàn)橹?，受喇叭口區(qū)北側(cè)地形屏障影響，褐飛虱蟲源也很難再進(jìn)入該地區(qū)，故南遷高峰期出現(xiàn)得早。

2.3.3 褐飛虱遷入終見期與季風(fēng)

在季風(fēng)進(jìn)退和轉(zhuǎn)換上，我國(guó)副熱帶夏季風(fēng)的北上是一個(gè)緩慢的過程，但其南撤及冬季風(fēng)的南下是一個(gè)急速的過程，進(jìn)入9月份以后，夏季風(fēng)迅速減弱南退，在第51候我國(guó)江淮稻區(qū)大部和江嶺稻區(qū)北部以東北風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向的偏北季風(fēng)攜帶冷空氣越過秦嶺、淮河到達(dá)長(zhǎng)江沿岸(圖5)，西南季風(fēng)快速南撤、東南季風(fēng)勢(shì)力也明顯減弱(圖2)，此時(shí)褐飛虱種群隨著偏北氣流紛紛南遷。第54—56候，我國(guó)單季晚稻由北向南先后轉(zhuǎn)入黃熟期，褐飛虱種群取食條件惡化，江淮地區(qū)(北緯32°N—35°N)偏北風(fēng)迅速增強(qiáng)，(圖2，圖3)，加上氣溫的快速下降，受生境和氣候的雙重脅迫，這些地區(qū)殘留在田間的褐飛虱種群最終遷出并趨向更南、氣候條件更適宜、取食條件更好的南方稻區(qū)。第57—60候夏季風(fēng)(包括東南季風(fēng)、西南季風(fēng))快速后撤至華南沿海(如圖2所示的東南季風(fēng)指數(shù)和西南季風(fēng)指數(shù)均轉(zhuǎn)為負(fù)值)，冬季風(fēng)(偏北季風(fēng))開始盛行，江嶺稻區(qū)南部、華南稻區(qū)北部和西南稻區(qū)大部東北風(fēng)逐漸控制全局(圖3)，同時(shí)這3個(gè)稻區(qū)晚稻也陸續(xù)進(jìn)入黃熟期，受季風(fēng)和生境惡化的雙重影響，褐飛虱種群回遷至華南稻區(qū)南部和云南南部的部分稻區(qū)，至此，褐飛虱種群已全部遷出非越冬區(qū)。第61—62候，夏季風(fēng)撤離我國(guó)大陸，冬季風(fēng)獨(dú)控全局，在華南南部、云南南部(22°N—25°N)東北風(fēng)進(jìn)入鼎盛期，越冬條件逐漸惡化，絕大部分蟲口遷向緯度更低的境外越冬區(qū)，而少數(shù)蟲口留下越冬，在來年第14候(3月上旬)前極少有境內(nèi)遷飛。

2.2 褐飛虱異常發(fā)生年份遷入始、終見期與季風(fēng)的關(guān)系

上述分析是基于統(tǒng)計(jì)平均的，為了全面理解事物的普遍性和特殊性，針對(duì)這30a中褐飛虱遷入始、終見期異常早和異常晚的個(gè)例作進(jìn)一步的探討，以揭示季風(fēng)對(duì)褐飛虱異常發(fā)生年份中種群遷入、遷出的影響。

2.2.1 季風(fēng)對(duì)我國(guó)褐飛虱極早、極晚遷入始見期的影響

初春是褐飛虱遷入我國(guó)的季節(jié)，常年在3月中旬左右，褐飛虱開始零星遷入我國(guó)華南稻區(qū)的兩廣南部。但褐飛虱始見期年際差異較大，分析1979—2008年間我國(guó)各植保站褐飛虱蟲情資料可以發(fā)現(xiàn):這30a中，我國(guó)1980年褐飛虱遷入始見期最早，在3月3日(第13候)，發(fā)生在廣東曲江。1996年最晚，在5月16日，發(fā)生在廣西龍州。造成褐飛虱始見期差異的氣象因素主要是大氣環(huán)流輸送條件，其中季風(fēng)就是主要的環(huán)流動(dòng)力背景。為了了解季風(fēng)是否直接影響褐飛虱的活動(dòng)，常年19候左右正值偏北風(fēng)向西南風(fēng)轉(zhuǎn)向時(shí)期，西南風(fēng)在我國(guó)各個(gè)稻區(qū)開始盛行(圖3)，所以分別分析19候偏北風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)和西南風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)與褐飛虱始見期的年際變化(圖6)，發(fā)現(xiàn)在極早年份1980年偏北季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)極小，而西南季風(fēng)指數(shù)基本上處于最大值范圍，極晚年份1996年偏北季風(fēng)指數(shù)呈現(xiàn)極大值，而西南季風(fēng)指數(shù)在最小值范圍內(nèi)。說明在極端年份是偏北季風(fēng)和西南季風(fēng)指數(shù)與褐飛虱始見期的對(duì)應(yīng)關(guān)系較好。

圖6 1979—2008年褐飛虱遷入始見期及其對(duì)應(yīng)的偏北季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)、西南季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)Fig.6 Strength index of the north monsoon and the strength index of the southwest monsoon in the beginning dates of BPH′s immigration

西南季風(fēng)的北上是春季褐飛虱種群從境外蟲源地遷入我國(guó)華南、西南南部稻區(qū)的直接動(dòng)力，是決定遷入始見期早晚的關(guān)鍵因素。常年第14候我國(guó)南部邊境出現(xiàn)偏北季風(fēng)與西南季風(fēng)勢(shì)均力敵的局面，意味著褐飛虱境外蟲源理論上可達(dá)我國(guó)南部邊境；第16候偏北季風(fēng)明顯減弱北撤(其面積指數(shù)由正轉(zhuǎn)負(fù))，西南季風(fēng)可達(dá)我國(guó)華南、西南南部，此時(shí)褐飛虱種群理論上可遷入這兩地區(qū)；第22候西南季風(fēng)進(jìn)入盛期，理論上種群初始遷入也應(yīng)進(jìn)入高峰期，華南、西南南部植保站全部有境外蟲源遷入。這是因?yàn)楹诛w虱種群的遷出對(duì)天氣、氣候要有一個(gè)適應(yīng)過程，這個(gè)適應(yīng)過程的長(zhǎng)短要視境外蟲源地水稻生育期(即距黃熟期和收獲期的天數(shù))、種群在田間的密度和發(fā)育狀況(距有翅型、長(zhǎng)翅型出現(xiàn)的天數(shù))等而定。

從圖7中可以看出:1980年，從第11候初開始(2月21日)，我國(guó)青藏高原以東、長(zhǎng)江以南就開始大范圍盛行西南風(fēng)，且強(qiáng)度明顯大于往年，西南季風(fēng)的北上比往年提早了15—20d。在西南風(fēng)持續(xù)盛行了11d后，有褐飛虱從境外蟲源地隨風(fēng)遷出并遷入我國(guó)華南南部地區(qū)(圖7)。

1996年，第26候時(shí)，在云南東南部的局部地區(qū)出現(xiàn)了東南風(fēng)，盡管有蟲源能從中南半島東坡北端的越南蟲源地遷出，但由于地形屏障和海拔高度的影響，種群仍很難遷入(圖8)；到了第28候，西南季風(fēng)才進(jìn)入我國(guó)華南、西南南部，且勢(shì)力極弱，此時(shí)(5月16日)才有少量蟲源隨西南氣流進(jìn)入我國(guó)。西南季風(fēng)比往年推遲了60d左右(圖8)。

由此可見，西南季風(fēng)北上的早遲決定了褐飛虱在我國(guó)遷入始見期的早晚。比較始見期和實(shí)際風(fēng)場(chǎng)圖的變化發(fā)現(xiàn):提前始見期1—3候的風(fēng)場(chǎng)就開始有變化，變化幅度大小有別，說明始見期滯后于季風(fēng)的變化，且滯后期一般為1—3候(即5—15d)。極早、極晚遷入始見期的年份有這樣的特征，一般年份也基本上遵循這樣的規(guī)律。

圖8 1996年候平均850hPa風(fēng)場(chǎng)Fig.8 Pentad average wind field at 850hPa in 1996

2.2.2 季風(fēng)對(duì)我國(guó)褐飛虱極早、極晚遷出終見期的影響

常年9月初，我國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)進(jìn)入秋季，副高逐漸減弱并南撤東退，東南季風(fēng)控制的區(qū)域逐漸被偏北季風(fēng)(以東北風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向)所代替，同時(shí)江淮稻區(qū)和江嶺稻區(qū)北部的單季稻相繼成熟，褐飛虱取食條件惡化，種群隨著偏北氣流紛紛開始南遷，南遷的終見期則從北向南由早及遲地出現(xiàn)，這種變化基本上是由偏北季風(fēng)盛行的時(shí)間、范圍和強(qiáng)度所控制的。這30a中，我國(guó)褐飛虱最早遷入終見期出現(xiàn)在1992年10月1日，發(fā)生在廣東汕頭；最晚終見期出現(xiàn)在1986年11月28日，也發(fā)生在廣東汕頭。同樣分析發(fā)現(xiàn)褐飛虱終見期與60候的東南風(fēng)面積指數(shù)和偏北風(fēng)面積指數(shù)在極端年份有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系(圖9)，在終見期極早年份1992年中偏北季風(fēng)面積指數(shù)處于最大值，而東南季風(fēng)面積指數(shù)呈現(xiàn)最小值。在極晚年份1986年，偏北季風(fēng)面積指數(shù)處于最小值范圍，東南季風(fēng)面積指數(shù)在在最大值范圍內(nèi)。

圖9 1979—2008年褐飛虱遷入終見期及其對(duì)應(yīng)的偏北季風(fēng)面積指數(shù)、東南季風(fēng)面積指數(shù)Fig.9 Area index of the north monsoon and the area index of the southeast monsoon in the ending dates of BPH′s immigration

偏北季風(fēng)的南下是褐飛虱種群南遷的直接和根本動(dòng)力，是決定遷入終見期早晚的關(guān)鍵因素。常年第48—49候偏北季風(fēng)可達(dá)我國(guó)江淮地區(qū)，意味著北部褐飛虱蟲源理論上可南遷至這一地區(qū)；第51候偏北季風(fēng)明顯加強(qiáng)南下(其面積指數(shù)由負(fù)轉(zhuǎn)正)，影響范圍可達(dá)我國(guó)江嶺稻區(qū)、西南中部稻區(qū)，此時(shí)褐飛虱種群理論上可南遷至這兩個(gè)地區(qū)；第57候偏北季風(fēng)與東南季風(fēng)勢(shì)均力敵，偏北風(fēng)影響到我國(guó)華南和西南的北部地區(qū)，理論上種群可南遷華南、西南北部稻區(qū)；第60候以后，偏北季風(fēng)進(jìn)入快速增強(qiáng)期，而夏季風(fēng)撤出我國(guó)大陸，理論上，絕大多數(shù)褐飛虱種群可遷出我國(guó)大陸。

1992年，從第53候初開始(9月21日)(圖10)，我國(guó)兩湖盆地以東、云貴高原東側(cè)的東部地區(qū)就開始大范圍盛行東北季風(fēng)。在其持續(xù)盛行12d后，除極少部分在本地(華南南部、西南南部)越冬的蟲源外，絕大部分褐飛虱種群從我國(guó)境內(nèi)遷向低緯境外(圖10)。

1986年夏秋連續(xù)高溫，冬季風(fēng)來得特別晚，第64候時(shí)我國(guó)東部沿海省份的稻區(qū)有微弱的偏北風(fēng)出現(xiàn)，除華南沿海外的東南稻區(qū)已陸續(xù)出現(xiàn)南遷終見期(圖11)，第66候，我國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)已完全為強(qiáng)勁的東北季風(fēng)所控制(圖11)，緊隨其后的是我國(guó)褐飛虱終見期的出現(xiàn)。這一年偏北季風(fēng)的盛行和南下比往年推遲了45d左右。

可見，偏北季風(fēng)南下的早遲決定了我國(guó)褐飛虱遷入終見期的早晚。比較南遷終見期和實(shí)際風(fēng)場(chǎng)圖的變化發(fā)現(xiàn):終見期也滯后于季風(fēng)的變化，且滯后期一般為1—3候(即5—15d)，其他年份也基本上存在這種情況。

圖10 1992年候平均850hPa風(fēng)場(chǎng)Fig.10 Pentad average wind field at 850hPa in 1992

圖11 1986年候平均850hPa風(fēng)場(chǎng)Fig.11 Pentad average wind field at 850hPa in 1986

計(jì)算南、北遷歷期和冬、夏季風(fēng)對(duì)褐飛虱遷入影響的歷時(shí)可以發(fā)現(xiàn):北遷平均歷時(shí)130d左右，變化于108—182d之間；南遷平均歷時(shí)77d左右，變化于37—95d之間。影響北遷的夏季風(fēng)平均歷時(shí)為169d左右，變化于118—192d之間；影響南遷的冬季風(fēng)平均歷時(shí)78d左右，變化于37—95d之間。我國(guó)夏季風(fēng)北上速度慢，歷時(shí)長(zhǎng)，影響北遷的時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致我國(guó)北遷歷期長(zhǎng)；而冬季風(fēng)南下快，歷時(shí)短，影響南遷的時(shí)間短，導(dǎo)致我國(guó)南遷歷期短。從南北遷蟲量變化看，北遷總蟲量略多于南遷。北遷歷時(shí)長(zhǎng)，峰次多，但單位峰次蟲量少；南遷歷時(shí)短，峰次少，但單位峰次蟲量多。

綜上所述，冬夏季風(fēng)的轉(zhuǎn)換早遲、進(jìn)退快慢、強(qiáng)弱變化和覆蓋范圍對(duì)褐飛虱遷入的始見期、北遷高峰期、南遷高峰期和終見期有著至關(guān)重要的影響。

3 結(jié)論與討論

本文根據(jù)近30年中國(guó)褐飛虱燈誘資料，統(tǒng)計(jì)出歷年褐飛虱遷入始見期、南北遷高峰期和遷出終見期，利用NCEP/NCAR氣象再分析數(shù)據(jù)計(jì)算了逐候季風(fēng)指數(shù)，分析了季風(fēng)進(jìn)退和轉(zhuǎn)換對(duì)我國(guó)不同稻區(qū)褐飛虱遷入的影響。得到以下結(jié)論:

(1)常年3月中、下旬是我國(guó)偏北季風(fēng)轉(zhuǎn)換為西南季風(fēng)的時(shí)期，西南季風(fēng)開始后的4月上旬是褐飛虱第1次大規(guī)模北遷的時(shí)期，第1次大規(guī)模北遷的主降區(qū)為華南稻區(qū)和西南稻區(qū)，隨后遷向其北的其他稻區(qū)。

(2)6月中旬—8月中旬是偏南季風(fēng)指數(shù)達(dá)最大值的時(shí)期，也是各稻區(qū)褐飛虱北遷峰次最多、遷入量最集中的時(shí)期。

(3)8月下旬至9月中旬為偏南季風(fēng)向偏北季風(fēng)的轉(zhuǎn)換時(shí)期，也是褐飛虱北遷的終見期、南遷的始見期，第1次大規(guī)模南遷發(fā)生在這一時(shí)期內(nèi)，主降區(qū)為江淮稻區(qū)和江嶺稻區(qū)。

(4)9月下旬至10月中旬是偏北季風(fēng)的快速增強(qiáng)期、偏南季風(fēng)的快速衰退期，也是褐飛虱南遷的高峰期。

(5)10月下旬開始偏南季風(fēng)撤出我國(guó)大陸，而偏北季風(fēng)控制我國(guó)大陸，由北到南各稻區(qū)依次開始出現(xiàn)褐飛虱遷入的終見期。

(6)褐飛虱異常發(fā)生年份中西南季風(fēng)北上的早遲決定了褐飛虱在我國(guó)遷入始見期的早晚，而偏北季風(fēng)南下的早遲則決定了我國(guó)褐飛虱遷入終見期的早晚。

(7)遷入始見期滯后于西南季風(fēng)的變化，遷入終見期滯后于偏北季風(fēng)的變化，它們的滯后期都為1—3候(即5—15d)，具體滯后天數(shù)要視蟲源地水稻生育期、種群基數(shù)和發(fā)育狀況等而定。

在我國(guó)，褐飛虱遷入的始、終見期分別處于偏北季風(fēng)向西南季風(fēng)的轉(zhuǎn)換期和東南季風(fēng)向偏北季風(fēng)的轉(zhuǎn)換期。實(shí)際上，北半球中低緯度西南季風(fēng)的爆發(fā)起因于由冬到夏行星風(fēng)帶的季節(jié)性位移，常年北半球冬季赤道輻合帶穩(wěn)定在地理赤道附近；當(dāng)由冬向夏過渡時(shí)，行星風(fēng)帶會(huì)向北位移；一旦赤道輻合帶偏向北半球時(shí)，其南側(cè)的東南信風(fēng)帶也隨之北移，東南信風(fēng)北移跨越赤道時(shí)因受地轉(zhuǎn)偏向力作用，其方向右轉(zhuǎn)而變?yōu)槲髂巷L(fēng)。春季南亞和我國(guó)南海區(qū)域西南風(fēng)的開始盛行會(huì)導(dǎo)致我國(guó)華南、西南地區(qū)西南季風(fēng)的爆發(fā)。因此，冬后行星風(fēng)帶的位移動(dòng)態(tài)、赤道輻合帶的位置變化、西南季風(fēng)的爆發(fā)早晚可作為預(yù)測(cè)我國(guó)褐飛虱遷入始見期的重要指標(biāo)。而在我國(guó)一旦西南季風(fēng)爆發(fā)后，其運(yùn)行通道東側(cè)的副高位置和強(qiáng)度、副高與通道西側(cè)青藏高原的距離都會(huì)對(duì)西南季風(fēng)的強(qiáng)度和盛行范圍產(chǎn)生決定性影響。當(dāng)春季3—5月副高強(qiáng)時(shí)，它的位置一般會(huì)偏西、覆蓋范圍會(huì)較廣，副高與青藏高原的距離拉近，導(dǎo)致穿越其間的西南季風(fēng)的通道變窄、風(fēng)速加大，副高西側(cè)和青藏高原東側(cè)之間的西南季風(fēng)強(qiáng)度增強(qiáng)。在越冬蟲源基數(shù)高的年份，如果春季副高強(qiáng)，則西南季風(fēng)強(qiáng)，來自境外中南半島和泰緬北部地區(qū)的褐飛虱種群會(huì)隨西南季風(fēng)得到集中而快速的輸送，在經(jīng)一定時(shí)段、一定距離的隨氣流遷飛后，遷飛途徑上單位面積集中降落的峰次多、蟲量大、蟲口密度高，從而導(dǎo)致當(dāng)年褐飛虱的區(qū)域性災(zāi)變。反之，單位面積集中降落的峰次少、蟲量小、蟲口密度低，危害輕。此外，春夏季副高形狀、位置、面積、強(qiáng)度和移速的變化對(duì)夏季風(fēng)(包括西南季風(fēng)和東南季風(fēng))的影響區(qū)域、范圍、北進(jìn)時(shí)間和快慢有著決定性作用；秋季南下的西風(fēng)帶大陸高壓的形狀、位置、面積、強(qiáng)度和移速的變化則對(duì)冬季風(fēng)的南下時(shí)間和快慢速度、影響區(qū)域和范圍等有著十分重要的影響。因此，西太平洋副高和進(jìn)入我國(guó)的西風(fēng)帶大陸高壓的形態(tài)參數(shù)可作為預(yù)測(cè)我國(guó)冬夏季風(fēng)時(shí)空變化和褐飛虱遷入遷出動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵預(yù)報(bào)因子。

季風(fēng)進(jìn)退和轉(zhuǎn)換作為我國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)天氣、氣候過程的主要組成部分，不僅通過大氣環(huán)流、熱量和水分條件等對(duì)我國(guó)褐飛虱的遷飛產(chǎn)生直接的影響，而且通過改變寄主生存環(huán)境對(duì)來間接影響種群的生存、繁殖、遷飛和為害。本文僅從動(dòng)力條件對(duì)褐飛虱遷飛時(shí)間參數(shù)影響的角度上探討了季風(fēng)對(duì)褐飛虱遷飛的影響，進(jìn)一步將從季風(fēng)熱量條件、水分條件及其對(duì)寄主生存環(huán)境的作用來闡明其影響褐飛虱遷飛的機(jī)理，并利用其準(zhǔn)確預(yù)測(cè)褐飛虱遷入的時(shí)空動(dòng)態(tài)，為有效防控褐飛虱的區(qū)域性災(zāi)變提供科學(xué)依據(jù)。

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Influenceofmonsoon′sadvancing,retreatingandconversiononmigrationsofNilaparvatalugens(St?l)inChina

BAO Yunxuan1,2,*, HUANG Jinying1,2, XIE Xiaojin1,2, LU Minghong3

1JiangsuKeyLaboratoryofAgriculturalMeteorology,NanjingUniversityofInformationScienceamp;Technology,Nanjing210044,China2 ‘CarbonandWaterCycleinLand′InnovationTeam,MinistryofEducation,NanjingUniversityofInformationScienceamp;Technology,Nanjing210044,China3NationalAgriculturalTechnologyExtensionandServiceCenter,MinistryofAgricultural,Beijing100081,China

Based on the daily reanalyzed meteorological dataset of the National Center of Environment Predicting (NCEP) in USA and the pentadly lighting catches of brown planthoppers (BPH) in China, in this paper, the temporal and spatial relationship between the selected monsoon index and the immigrations of BPH was investigated to explore the influence of monsoon advancing, retreating and conversion on the immigrations of BPH in China. The results showed as follows: (1) The middle ten days and the last ten days of March in a year is a conversing period from the north monsoon to southwest monsoon and the first large-scale migration northward of BPH′s populations occurs in the first ten days of April after the beginning of the southwest monsoon. The main landing regions of BPH′s populations in this large-scale migration northward are the rice-growing regions in the South and the Southwestern China. Then, the BPH′s populations migrate to the other northern parts subsequently. (2) From the middle ten days of June to the middle ten days of August in a year, the south monsoon index reach its maximum of the positive values while the migrations northward of BPH occur most frequently, the populations land in the all four main rice-growing regions, the peaks and landing heads of BPH′s immigration northward amount to the summit. (3) From the last ten days period of August to the middle ten days of September in a year is a conversing period from the south monsoon to the north monsoon and it is the ending period of BPH′s immigration northward and the beginning period of the immigration southward. The first large-scale migration southward of BPH′s populations occurs in this period and the main landing regions are the rice-growing regions between the Yangtze River and the Huaihe River and the rice-growing regions between the Yangtze River and the Nanling Mountain. (4) From the last ten days of September to the middle ten days of October is the strengthening period of the north monsoon and the weakening period of the south monsoon and it is the peak period of BPH′s immigration southward of all rice-growing regions. (5) In the last ten days of October, the south monsoon begins the evacuating from the mainland of China and the north monsoon begins controlling the mainland and the ending dates of BPH′s immigrations appear in each rice-growing region successively from north to south.(6) In the years of BPH′s abnormal occurrence, the sooner or later advancing northward of the southwest monsoon decided on the beginning dates of BPH′s immigration and the expanding southward some time or later of the north monsoon determined the ending dates of BPH′s immigration coming earlier or later. (7) The beginning date of BPH′s immigration falled behind the change of the southwest monsoon and the ending date of immigration lagged behind the change of the north monsoon and their delaying times were 5 to 15 days.

Nilaparvatalugens(St?l); immigration; beginning and ending dates; monsoon index; rice-growing regions

國(guó)家自然科學(xué)基金面上資助項(xiàng)目(41075086)；國(guó)家公益性行業(yè)(氣象)科研專項(xiàng)資助項(xiàng)目(GYHY201006026)；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資助項(xiàng)目(SCX(12)3058); 江蘇省高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程；江蘇省研究生創(chuàng)新工程資助項(xiàng)目

2012- 09- 01;

2013- 05- 07

*通訊作者Corresponding author.E-mail: baoyx@nuist.edu.cn

10.5846/stxb201209011232

包云軒，黃金穎，謝曉金，陸明紅.季風(fēng)進(jìn)退和轉(zhuǎn)換對(duì)中國(guó)褐飛虱遷飛的影響.生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(16):4864- 4877.

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