松嫩平原亞洲飛蝗發生的成因1)

鄭樹峰 孫 元 孫 閻 王世喜 王貴強 肖 洋

(黑龍江大學，哈爾濱，150080) (大慶市農業技術推廣中心) (黑龍江大學)

亞洲飛蝗(Locusta migratoria migratoriaL.)是造成蝗災的一個重要蟲源種類，也是分布于我國的飛蝗3個亞種之一。它具有群集性異地遷飛、選擇適宜環境集中產卵的特性，是一種食性極雜、可短期暴發成災的害蟲［1］。

在我國，亞洲飛蝗主要分布在新疆、青海、甘肅、內蒙古、東北等地區的草地上，其分布區海拔高度一般在200～500 m，最高分布可達2 500 m。亞洲飛蝗主要以禾本科和莎草科牧草為食，也喜食玉米、大麥、小麥等作物［2］。

我國昆蟲學家在飛蝗及其防治上做了大量卓有成效的研究。在飛蝗的發生機理和數量預測方面，很多學者做了許多探索和貢獻［3－4］。關于蝗蟲發生氣象環境成因研究始于20世紀40年代，其后劉玲［5］，馬世駿等［6］也進行了這方面研究。倪紹祥［7］對青海湖地區草地蝗蟲研究表明，蝗災發生上1 a夏秋季氣溫偏低和當年春夏季節的暖干旱是草地蝗蟲發生的有利條件。吳瑞芬［8］、任春光等［9］對白洋淀東亞飛蝗持續大發生的原因分析得到，降雨量的多少和白洋淀水位的高低與東亞飛蝗的發生有密切關系。

我國很多學者將GIS應用于蝗災發生研究當中。張洪亮等［10］利用GIS建立了青海湖地區草地蝗蟲發生信息數據庫及氣候指標的空間分布式數據庫，對青海湖地區草地蝗蟲發生與月均溫的相關性進行分析;張洪亮等［11］還利用GIS對東亞飛蝗卵塊空間格局進行研究;季榮等［12］利用地統計學方法，在GIS平臺下研究南大港濕地東亞飛蝗和蘆葦種群的空間格局及兩者間的關系以及土壤性質空間變異對飛蝗卵塊分布格局的影響［13－15］;苑嚴偉等［16］提出了改進的 BP 算法，預測了東亞飛蝗成蟲發生密度，結合GIS空間分析，在數字地圖上生成蝗蟲發生密度圖。

2009年6月至7月、2010年7月在松嫩平原一些地區發生了大面積、高密度的亞洲飛蝗。本文以發生在黑龍江省肇源縣與肇州縣交界處的大白水葦塘濕地為研究區對松嫩平原地區亞洲飛蝗的發生成因進行分析。

1 研究區概況

研究區位于黑龍江省西南部，松嫩平原中部，地處長春、哈爾濱、大慶“金三角”的中心地帶，隸屬于大慶市，具體位于北緯 45°30＇～47°28＇，東經 123°44＇～ 126°38＇，肇州縣肇州鎮中華村與肇源縣和平鄉華原村交界處，見圖1。

這里地勢平坦，降水量少，水源缺乏，土質貧瘠;地處黑龍江省第一積溫帶，屬中溫帶大陸性季風氣候，年均日照2 860 h，積溫2 800℃，無霜期143 d，降水量457.6 mm。其特點是春季多風、少雨、干旱;夏季酷熱、多雨;秋季涼爽，易發生早霜;冬季寒冷、干燥。發生地的地勢屬相對比較低洼的微波狀平原，東邊為地勢較高的耕地(玉米田)，南邊與安肇新河相鄰，西邊和北邊都是草原。

2 研究方法

本研究利用“3S”技術，采用野外調查、室內實驗室分析的方法對影響亞洲飛蝗的因素進行綜合分析。

野外調查:收集蝗災發生地及周邊地區地形地貌、土壤水文、氣象資料，在殘蝗活動過的地方采集蝗蟲卵塊和土壤樣本，調查植被狀況。利用GPS對蝗災發生面積進行量算;自7月初開始，選擇不同生態環境隨機取樣挖卵，每點1 m2，每次各生境挖卵5塊以上，每10 d調查1次，待孵化初期開始改為每5 d調查1次，直至孵化結束;每個典型地貌類型區和蟲卵密度較大地區采集土壤樣本，利用GPS記錄具體的采樣點。

室內分析:在實驗室內，首先將田間調查卵塊破開，逐粒檢查，挑出死卵，并分析原因，統計每平方米活卵量，預報各生境發生量。每次挑取挖得各生境的活卵各50粒，用10%漂白粉液浸泡2～3 min，待卵殼溶薄后取出，清水洗凈，用強光透視或解剖檢查胚胎發育程度，統計胚胎原頭期、胚轉期、顯節期和胚熟期的數量及所占百分率，用期距法預測孵化盛期;然后，孵化期間挖卵調查，統計實際孵化率和存活率，進一步確定孵化盛期和密度。對所采土樣進行理化分析，主要分析土壤的酸堿度。

圖1 研究區位置

利用高分辨率的衛星遙感影像(圖2)結合野外實地調查情況，對蝗災發生前后當地的土地利用及植被覆蓋狀況進行研究;利用GIS對遙感影像解譯，并對土壤數據、水文條件、氣象數據、地形地貌數據及蟲卵數量進行空間疊合分析。

圖2 2009年7月研究區ETM影像

3 結果與分析

3.1 蝗蟲發生概況

黑龍江省亞洲飛蝗發生目前尚無史料記載，僅在民間聽幾位百歲老人說發生過蝗災。

2009年7月，大慶市肇源縣與肇州縣交界處(當地人稱大白水)的葦塘、草原和部分農田上，首次暴發了建國以來的大范圍、高密度的亞洲飛蝗。飛蝗發生面積489.6 hm2，其中葦塘和草原475 hm2，耕地14.6 hm2，核心區面積為329.6 hm2(其中肇源占四分之三)。7月18日發現高密度蝗蝻100頭/m2左右，核心區密度高達1 000頭/m2，局部地塊10 000頭/m2以上;蟲齡1～4齡，但大都處3齡階段，并由核心區向葦塘四周擴散。蝗災爆發后，黑龍江省各級政府高度重視，積極組織廣大干部群眾對蝗蟲發生區域，采取飛防、機防和人防相結合的方式，進行地毯式的噴藥滅殺。累計出動防治人員12 000多人次，出動大型機載噴霧機4臺，出動推土機、拖拉機和四輪車500多臺次，累計防治面積達到1萬多hm2。防治效果達到99.9%以上，取得了滅蝗工作的全面勝利。

3.2 亞洲飛蝗發生原因

影響蝗蟲發生和消長的環境因素主要有自然因素、天敵因素和人類活動等。其中自然因素包括氣候因素、土壤水文狀況、地形地貌以及植被類型等。

3.2.1 氣候因素

氣象條件直接作用于蝗蟲的生長、發育、繁殖和活動，影響到蝗蟲的分布、發生和消長。氣候異常對蝗蟲災害發生起著重要作用。研究區各月降水分布不均，十年九春旱;近幾年，發生夏旱、夏伏旱、伏秋旱，甚至幾旱相連(表1)。

表1 研究區1988—2009年降水量 mm

研究區1 a中1月份降水最少，以7月份降水量最多，7、8兩月的降水量占總降水量的53%左右(表2)。

表2 研究區2007—2009年1—10月降水量 mm

2009年氣候特殊，是大慶地區近60 a來不遇的5月大旱、6月多雨、7月份干旱少雨的特殊氣候。旱、澇相間出現，蝗蟲發生隨之嚴重。2005年澇災后，庫、洼積水，減少了蝗蟲棲息和產卵場所，影響了蝗卵的孵化，當年蝗蟲發生較輕。2006年水退后，雜草叢生，地面板結，適宜蝗蟲取食、產卵，蝗蟲隨之遷入。另外，連年的大旱是造成蝗蟲大量發生的主要原因。研究區2006—2009年連續干旱，這種時段性、區域性干旱較為頻繁的出現，致使當地濕地、湖泊脫水現象普遍，適宜飛蝗發生。

在蝗蟲生命史的所有階段中，氣溫對蝗卵孵化的影響顯得最為重要，8月是蝗蟲交尾、產卵的主要時期，氣溫決定蝗蟲能否正常進行產卵或產卵的日距;研究區2008年8月和9月氣溫比歷年平均氣溫偏高，保證了蝗蟲的正常產卵而且縮短了蝗蟲產卵的日距，使得蝗蟲的產卵數量增加，從而影響了2009年蝗蟲的暴生。1月是蝗蟲越冬的關鍵時期，由于這一階段蟲卵存在于表土中，因此蟲卵對土壤的溫度和濕度都有一定的要求。研究區2008年出現了暖冬現象，2009年1月氣溫高于歷年平均氣溫，也促使亞洲飛蝗蟲卵的成活率增加。

受異常氣象條件(表3)和“溫室效應”的影響，增加了亞洲飛蝗的突發性、頻發性，以及遷飛危害的可能性。尤其是蝗災發生上1 a或2 a的夏秋季干旱而翌年春季或初夏降水較多，往往導致使當年蝗蟲發生嚴重。研究區2009年5月高溫，6月低溫，7月晝夜溫差較大，白天氣溫不高，夜間最低氣溫較低。多年平均年有效積溫為3 173℃，2008年有效積溫降到3 001℃，2009年為3 096℃。2009年之前連續多年的暖冬，亞洲飛蝗越冬條件改善，導致高密度、大面積亞洲飛蝗突然爆發。

表3 研究區1988—2009年平均氣溫 ℃

3.2.2 植被條件

亞洲飛蝗喜食禾本科植物和莎草科牧草，研究區植被類型以禾本科(Gramineae)為主，分布最多的就是蘆葦(Phragmites australis)，禾本科的植物還有拂子茅(Calamagrostis epigeios);除了禾本科的植物外，還有黎科(Polygonum)［大葉黎(Chenopodium hybridum)、濱黎(Atriplex canescens)和堿蓬(Suaedasp.)］，蓼科(Polygonaceae)［堿蓼(Polygolum sibiricum)］，菊科(Asteraceae)［大薊(Cephalonoplos setosum)、草地風毛菊(Saussurea amara)］，薔薇科(Rosaceae)［鵝絨萎菱菜(Potentilla ansrina)］，茜草科(Rubiaceae)［蓬子菜(Galium verum)］。蘆葦是飛蝗的主要食物，也是其主要棲息和產卵的場所。蘆葦的生長期是5月到9月，而飛蝗從蟲卵發展成若蟲和成蟲的過程主要集中在7月和8月，作為飛蝗的主要食物，當地蘆葦的生物量完全可以滿足飛蝗從蟲卵發展成若蟲以及從若蟲發展成成蟲食物的需求。

3.2.3 地貌、土壤、水文狀況

亞洲飛蝗多分布在海拔154～2 000 m的范圍內，一般在200～500 m。大慶市肇源縣與肇州縣交界處的大白水地區的海拔高度在140 m左右。飛蝗的適生環境往往表現為地形較低洼，多數是洼地或湖沼，研究區的地貌表現為波狀起伏的低平原，相對高差不大，低處多為排水不暢的季節性積水洼地和低位沼澤，這些積水洼地和地位沼澤適合亞洲飛蝗的生活和產卵。

研究區處在東亞大陸地帶性土壤黑土—黑鈣土帶內，此外還發育了較大面積的隱域性土壤鹽堿化草甸土和沼澤土。在土壤分類學上可分為:黑鈣土、草甸土、堿土、沼澤土等幾個土類。這幾個土壤類型都是亞洲飛蝗可能分布的土壤類型。

安肇新河流經此區，另有通向水泡子的小水溝，地下水位相對較高，呈季節性的地面積水，局部常有0.5 m深的積水，葦塘周邊土壤時干時濕，以干為主。這種土壤多為干時的條件比較適合飛蝗產卵。如果產卵適宜地的湖濱灘地內泛水，成蟲不能在此產卵而被迫產卵于湖灘外圍或含鹽量高(pH值在8以上)的灘地，而蟲卵采集的結果表明，在大多數土壤含鹽量比較高的地方基本上都能夠采集到蟲卵，抽樣測定結果顯示，采集到蟲卵的土壤pH值為8.15～8.31。

4 結論與討論

松嫩平原河流湖泊眾多，適于蝗蟲發生危害的葦塘、濕地星羅棋布。濕地以沙壤土為主，飛蝗喜食的蘆葦等禾本科植物分布廣闊，適宜飛蝗產卵孵化和蝗蝻取食，且以上區域人煙稀少，人為對環境的干擾少，有利于飛蝗種群繁殖和積累。

松嫩平原亞洲飛蝗的發生受地形地貌、氣候、土壤、水文及植被類型等多種因素的影響，其中氣候因素是最主要的影響因素，2008年夏秋季干旱而2009年初夏降水較多都是造成亞洲飛蝗發生的主要原因。此外，雖有適宜的生境條件，如果蟲口基數甚低，也不能大量發生;野外調查的結果顯示，蟲口基數已經達到一定數量，所以造成了松嫩平原蝗災的發生。

氣候變暖加快了蝗蟲的發育進度，使蝗蟲發生期提前、發生世代增加。在適宜的溫度范圍內，溫度越高，所需發育時間越短，高溫干旱年完成1代所經歷時間較低溫多雨年短，在我國除東亞飛蝗1 a可發生2～4代外，其它蝗種都是1 a發生1代。受全球氣候變暖的影響，使亞洲飛蝗發生帶北移，建國以后，在黑龍江亞洲飛蝗暴發尚屬首次。這次蝗災雖然在各級政府和專家及群眾的共同努力下得到了控制，但是不可能消滅干凈，如果氣候條件適合，很有可能再次爆發，發生帶也會隨全球氣候變暖再次北移。

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