中国蝗虫学研究60年

蝗虫灾害是人类历史上三大自然灾害之一,对农牧业、环境和经济构成严重威胁。我国是世界上遭受蝗灾最严重的国家之一,有关蝗虫学的研究有较长的历史。60年前,通过改治结合,我国控制了大规模的飞蝗Locusta migratoria蝗灾发生,取得了举世瞩目的成就。60年过去了,中国蝗虫学研究发生了翻天覆地的变化。该文主要综述了最近60年中国蝗虫学研究的发现与创新,展示蝗虫分类学、生态学、生殖与发育生物学、分子生物学、基因组学研究以及蝗虫控制技术研究等多个方面的成就。这些研究成果是世界昆虫学研究的重要组成部分。特别是近30年,我国科学家深入揭示蝗虫两型转变的遗传和表观遗传机制,在国际上产生了重要影响。飞蝗的综合生物学研究积累使飞蝗成为继果蝇之后又一个昆虫模式系统。更重要的是,我国科学家开发的真菌生物农药和群聚信息素可以作为重要的防治手段用于蝗灾的治理。     

蝗虫综合防控技术研究进展

蝗灾是世界性生物灾害,给农牧业生产造成巨大经济损失。2020年初沙漠蝗Schistocerca gregaria再次暴发,严重影响自然生态系统和社会经济的发展。进入21世纪以来,蝗虫防治的新技术和新策略不断发展。本文概述了我国蝗虫主要成灾种类、分布及其危害,总结了近年来蝗虫监测预警及防控技术相关研究进展,重点介绍了以生物防治为主,化学农药应急防控和生态调控为辅的蝗虫绿色可持续防控技术体系,并从不同方面对未来草原蝗虫综合防控技术体系的构建进行展望,以期为蝗灾科学治理提供理论支撑。     

我国及毗邻国家重要蝗虫迁飞规律

蝗虫灾害是国际性的自然生物灾害,涉及多个国家和地区,大发生时对全球经济和环境造成严重影响。该文列举出中国及毗邻国家对我国产生影响的主要迁飞蝗虫种类,分析东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)、亚洲飞蝗Locusta migratoria migratoria(L.)、西藏飞蝗Locusta migratoria tibetensis Chen、亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus(Bey-Bienko)、意大利星翅蝗Calliptamus italicus(L.)和黄脊竹蝗Ceracris kiangsu Tsai共6种重要蝗虫种群的迁飞动态,重点介绍境外蝗虫入境的迁飞路线,揭示蝗虫主要借助低空气流进行迁飞,发现群居型蝗虫迁飞现象普遍存在,迁飞是导致其猖獗为害、暴发成灾的重要因子,并就如何开展迁飞蝗虫监测和防治工作提出建议。     

Locust Plagues and the Dieldrin Controversy

Abstract

The accepted strategy for the control of locust plagues is to check an upsurge of population before swarms break out and start a widespread plague. The organisation, men and materials necessary for this work must be established before locust plagues are imminent. Primary targets for control are the hoppers. Red locust hoppers can be efficiently controlled only by vegetation baiting with dieldrin. The ULV drift-spraying method of application is particularly successful. Objections to the use of dieldrin on environmental grounds have been put forward but are without substance when the recommended method is used. A small aircraft can blanket spray 5,000 ha/h using the ultra low dosages necessary for desert locust hoppers. Three such aircraft could cope with the area of red locust hopper outbreaks although the dosage necessary for these is likely to be higher in the denser vegetation of their habitat. Field trials to establish the lowest dosage rate for red locust hoppers are urgently required.

If the facilities and resources needed to control locust plagues are not made available, it is hoped that FAO will provide expert teams to survey the economic and social effects of a locust plague, by investigation on the spot, so that responsibility can be assigned and an accurate history can be drawn up for the guidance of future governments. At the present time, governments have the choice of providing what is needed in the confident expectation of preventing plagues, or providing too little or nothing which will, sooner or later, inevitably lay a plague on their doorsteps.     

新疆博尔塔拉蒙古自治州草原蝗虫多样性及群落结构特征

2015―2018年,利用百网和“Z”形取样法系统调查了博尔塔拉蒙古自治州草原七个草地类型的蝗虫群落多样性,明确其蝗虫的群落结构特征和多样性组成。经过调查分类鉴定,确定博州草原蝗虫有 65种,隶属于5科30属,优势种为黑腿星翅蝗、黑条小车蝗和小米纹蝗。在博州,黑条小车蝗垂直海拔分布的范围最广（257～2382 m）,亚洲飞蝗和绿纹蝗垂直海拔的分布范围最为狭窄,仅为187～195 m;小翅曲背蝗和西伯利亚蝗多分布于高海拔地区（2000～2200 m）,红斑翅蝗则多分布于低海拔区域（750～1200 m）。温性荒漠的特有种为简蚍蝗、红翅瘤蝗和红斑翅蝗,低地草甸的特有种为亚洲飞蝗、小垫尖翅蝗和绿纹蝗。蝗虫群落的Shannon-Wiener多样性指数在温性荒漠、温性草原化荒漠和温性荒漠草原要显著高于低地草甸;Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数在七个草地类型间无显著性差异。温性荒漠草原和温性草原的蝗虫群落最为相似,两者Jaccard相似系数为0.56。     

植物对蝗虫行为及种群的调控作用

蝗虫食性广,取食量大,对植物的破坏作用极大。植物不仅是蝗虫食物的直接来源,还为其提供栖息场所,对蝗虫个体行为和种群动态均有重要影响。植物挥发物和次生代谢物质对蝗虫的取食、求偶、繁殖、产卵行为和个体生长发育等具有明显的调控作用。植被覆盖度能够直接影响蝗群的聚集度和迁移距离,同时蝗虫对产卵地的植被覆盖度也有严格要求,特别对蝗虫群集产卵行为影响明显。本文综述了植物对蝗虫行为及种群动态的影响,讨论了植被与蝗灾发生的关系,以期为蝗虫综合治理提供更广泛的思路。     

沙漠蝗灾发生、监测及防控技术进展

沙漠蝗Schistocerca gregaria因其具有强大的繁殖、取食和迁移能力被称之为世界上最具破坏力的害虫之一。本文综述了非洲沙漠蝗灾的发生历史及近年来的发生现状;叙述了沙漠蝗监测预警技术的发展过程及最新进展;同时分析了沙漠蝗的防治技术发展。总结认为蝗灾的物联网智能化监测和可持续绿色防控是未来的发展趋势,将为消除蝗灾威胁和保护生态环境提供保障。     

沙漠蝗防控技术的综述

沙漠蝗Schistocerca gregaria为重大农业害虫,2020年初至今,沙漠蝗大面积暴发,导致多国进入紧急状态,联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)号召全球共同应对沙漠蝗灾害。为有效防控沙漠蝗,本研究对沙漠蝗的监测技术、防治策略、防治方法、施药方法与药剂选择等方面进行了综述,并对未来进行了展望,以期为沙漠蝗迁飞为害预防与精准防控提供参考。     

沙漠蝗温度和食物适应性分析

沙漠蝗Schistocerca gregaria是世界性重大害虫,分布于非洲、亚洲和欧洲的65个国家和地区。食物和温度是造成沙漠蝗暴发的重要因素。本文综述了沙漠蝗重点为害区域的植被特征,证实沙漠蝗可取食8科11属300余种植物;对温度与沙漠蝗种群动态的关系进行分析,发现沙漠蝗可在18.5℃以上、46℃以下生活,温度适应性强;并对沙漠蝗在非洲、亚洲及欧洲的国家或地区的适生性进行对比,结合温度和食物因子分析,探讨了沙漠蝗在我国的潜在分布区域,并从防治理念和技术手段等方面对沙漠蝗的防治进行了展望。为防止沙漠蝗入侵为害我国,建议应加强西藏自治区和云南省等边境地区沙漠蝗的监测预警工作。     

主要蝗虫生态治理策略在我国的实践应用

蝗灾是全球性的重大自然灾害。20世纪末,由于全球气候变化和人类对自然资源的不合理开发利用,蝗灾呈持续加重趋势。2020年初,沙漠蝗Schistocerca gregaria大面积暴发,席卷了从西非到东非、从西亚至南亚的20多个国家,给农牧业生产带来巨大损失,严重威胁全球粮食安全。高效、长久的控制蝗灾成为人类面临的一个重大课题。本文主要总结蝗虫生态治理策略的概念以及草场改良、放牧调节、天敌招引等不同治理措施对蝗虫种群的影响,并指出蝗虫生态治理策略面临的一些问题,并对未来应用情况进行了展望。     

沙漠蝗在中国的潜在地理分布

为明确世界性害虫沙漠蝗Schistocerca gregaria入侵我国的风险性,根据沙漠蝗已知的全球最新分布数据,利用MaxEnt模型结合ArcGIS软件对其在我国的潜在地理分布进行预测,并对19个相关环境因子的贡献率进行分析。结果显示:陕西、宁夏、西藏、云南、新疆、青海、甘肃、河北、河南、山东、内蒙古、山西、四川、辽宁、北京、天津和广西等省(直辖市、自治区)都存在沙漠蝗的适生区,其中高度适生区主要集中在我国西北地区,且大多数适生区都生长有沙漠蝗偏好寄主蒺藜Tribulus terrester;影响沙漠蝗分布的主要气候因素为降水量,其中最干月降水量的贡献率最高,为40.2%。表明今后需加强沙漠蝗在我国适生区内的监测工作,预防其入侵扩散。     

沙漠蝗生物学特性及防治技术研究进展

历史记载中,沙漠蝗Schistocerca gregaria(Forsk.,1775)主要在北非发生,对当地农作物构成严重威胁。大规模发生时,可向西亚等地继续扩散为害。2020年初沙漠蝗在巴基斯坦、印度大量发生,肆虐为害,对粮食安全和生态安全构成了严重威胁。因其具有迁飞性,周边多个国家面临重大入侵风险。因本次沙漠蝗发生规模与破坏程度堪比1985年非洲蝗灾,2020年2月11日,联合国粮农组织(FAO)向全球发布预警:"高度戒备正在肆虐的蝗灾,防止被入侵国家出现粮食危机"。本文介绍了沙漠蝗分类地位、形态学特征,概述了沙漠蝗生物学特性、监测预警与防治技术研究进展,为科学防控沙漠蝗提供理论支撑。     

中国特色蝗灾治理技术体系及应用成效

中国有数千年蝗灾发生为害的历史,建国初期在政府的组织领导下,在科研人员和广大群众的努力下,提出并实施了“改治并举”的策略,改造东亚飞蝗发生基地近2/3,同时大规模使用化学农药进行防治,初步形成了以改造蝗虫发生基地为特色的蝗灾治理技术体系,经过长期实践,蝗灾得到有效遏制,保障了我国粮食生产安全和社会稳定,取得了世界瞩目的成绩。自20世纪80年代起,随着利用蝗虫微孢子虫Nosema locustae和绿僵菌Metarhizium spp.等微生物的治蝗技术获得突破性进展,我国已经形成了以生态控制（改造蝗虫发生基地）为基础,以生物防治为核心,以信息技术为辅助的具有中国特色的蝗灾治理技术体系,并走在国际前列。该技术体系的长期大规模应用,不但在有效防治蝗灾保障我国粮食安全生产、避免大规模使用化学农药造成环境污染和生态失衡等方面发挥了重大作用,而且也在支援国际蝗灾治理中做出了贡献。最后对未来蝗灾治理的关键问题和发展方向进行了探讨。     

Some diseases of agricultural crops and their control in the land of Israel during biblical,mishnaic and talmudic times

Plant diseases that were widespread during Biblical, Mishnaic and Talmudic times are reviewed. They include biotic and abiotic diseases such asshidaphon ,yerakon,kemachin (in wine), rotten fruits,beushim andmeyablin. Some optional identifications of the diseases discussed are suggested, according to modern nomenclature.     

Plagues of Microtus arvalis in grassland areas in The Netherlands1

The Microtus arvalis outbreaks in 1974 and 1980 in the Dutch grassland area of the Alblasserwaard raised doubts about the validity of a theory of the disappearance of the vole plagues developed earlier, in which intensive use of grassland was indicated as the key factor. The meaning of intensive use is analysed and the occurrence of a ‘relative neglect’ in this area is postulated. In recent years, improvements in grassland management have been observed. Land consolidation projects, such as the one in progress in the area at the time of the outbreaks, are generally favourable, but may cause a transitory instability and so even enhance the rise of plagues. It seems that the situation has stabilized, as little damage occurred during the last 2 potential outbreak years. Chemical control is not expected to offer a solution during an outbreak.     

嘉祥县土蝗发生分布和防治策略探讨

通过连续2a的系统普查,初步查明嘉祥县共有土蝗17种,分属2总科,6科,15属。同时,摸清了土蝗的优势种类、分布区域及一些发生规律;不同生态环境条件下其优势种分布明显不同;地形、地貌及植被覆盖度对土蝗发生有明显的影响。     

白洋淀鸟类蝗虫天敌及控制能力的研究

近年来,白洋淀滨湖蝗区东亚飞蝗及其优势种呈持续大发生。作者于2000-2002年对该蝗区鸟类蝗虫天敌种类进行了调查研究。调查表明,白洋淀有丰富的鸟类资源,其滨湖蝗区、河泛蝗区、内涝蝗区计有鸟类192种,其中鸟类蝗虫天敌有13目、34科、97种,并对区系分布、地理分布、生态分布、居留类型及优势种的控制能力进行了阐述。     

内蒙古草原牧鸡治蝗效果

我国在牧鸡治蝗的技术规范和治蝗效果上取得了很大的进步，但关于牧鸡轮牧周期对牧鸡治蝗效果方面的研究较少。本研究通过调查牧鸡治蝗期间鸡群的采食量和补饲用量、地面可食蝗虫质量，采取控制牧鸡半径的手段，利用倒推法对理论轮牧周期和治蝗面积进行了研究。结果表明，在固定半径为150 m的轮牧面积内，随着虫口密度的降低，单位鸡群的轮牧周期呈现升高趋势，虫口密度在30头/m²时的轮牧周期高达7.8 d，以90 d为一个防治周期计算，其防治周期的轮牧次数为11次，单位鸡群（每1000只定义为1个单位鸡群）的理论控制面积为77.77 hm²，折合每只牧鸡一个防治周期的理论控制面积为0.08 hm²，并且随着虫口密度的降低，理论控制面积呈现升高趋势。本研究为内蒙古草原牧鸡治蝗工作的开展提供了重要的理论支撑。     

Criteria for Choosing Application Techniques for Desert Locust Control1

Insecticides may be applied in several ways to control desert locusts. The traditional method, of feeding poisoned bait to hopper bands, uses insecticide very efficiently and is inexpensive when put into practice on a limited scale. However, it is both expensive and ineffective when a plague arises. Treating individual bands with contact insecticides is similar and suitable for operations on a modest scale in countries where much of the land is developed for agriculture. Two large-scale methods, matching the size of a locust plague occurring in uncultivated deserts, are the treatment of swarms of adults and spraying dieldrin onto the natural vegetation of the breeding sites. Despite the small dose rate of dieldrin needed - tens of grams per hectare - the last method is very expensive when breeding occurs over the large areas which are susceptible - hundreds of thousands of square kilometres. Although all methods are suitable and used for particular circumstances, the last alone is the only one of general value and practical feasibility that can match the dimensions of a locust plague. Despite its high cost and the use of small dose rates of a persistent organochloride insecticide, the analysis of benefits and costs indicates that it will be the method mostly used in deserts, if a plague occurs again. The arguments leading to this conclusion are presented to illustrate an example of the type of study required to decide how to apply pesticides in practice for more familiar pest management tasks.     

关中地区历史时期蝗灾统计及其影响浅析

历史时期关中地区蝗灾的发生频率具有明显的波动性,且随着历史的发展,有在波动中上升的趋势。唐朝中期以前,关中地区蝗灾的发生频率较低,波动幅度也较小,之后,关中地区蝗灾发生频率的波动幅度明显增大,蝗灾的发生次数明显增多。唐朝后期(801-850A.D.)、明末清初(1601-1650 A.D.)和清末至民国(1851-1950 A.D.)是关中地区历史上蝗灾记载最多的时期。与水灾的发生频率相比较,关中地区的蝗灾与旱灾的发生频率表现出更强的一致性,尤其是900AD(唐末)后,每一个蝗灾频率高峰几乎都与旱灾频率高峰完全同步,说明在关中地区蝗灾的发生与旱灾具更强的相关性。