▲稻縱卷葉螟成蟲。

▲稻縱卷葉螟幼蟲。趙友文供圖

■本報實習(xí)生 魯曉航 記者 李晨

小小飛蟲有來無回。近幾年夏末秋初，一場史詩級的“交通大癱瘓”按時上演——數(shù)以億計的稻縱卷葉螟本應(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江下游，同時，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)教授胡高團隊聯(lián)合全國病蟲測報體系，系統(tǒng)分析了歷時24年、全國31個測報點的稻縱卷葉螟系統(tǒng)監(jiān)測數(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《國家科學(xué)院院刊》。

在中國昆蟲學(xué)會理事長、中國科學(xué)院動物研究所研究員戈峰看來，明確稻縱卷葉螟的發(fā)生規(guī)律、致災(zāi)機制，是實現(xiàn)病蟲害高效、生態(tài)防控的基礎(chǔ)。

稻縱卷葉螟滯留潮

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

從每年四五月開始，夏季風(fēng)系統(tǒng)在我國大陸逐漸北推，以溫暖濕潤的偏南風(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大陸。

三四個月后，夏季風(fēng)系統(tǒng)開始向南撤退，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，伴隨著溫度降低、降水減少，從北向南的東亞遷飛場形成，害蟲順利向南回遷。

然而，夏季風(fēng)的撤退時間并非一成不變。

論文通訊作者胡高告訴《中國科學(xué)報》，他們最早注意到近幾年長江下游多個植保站燈下監(jiān)測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，不少測報點反映稻縱卷葉螟蟲害嚴重，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)青年教師張詩妍告訴《中國科學(xué)報》，想要知道它們的實際數(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入，然后計算每晚誘集到的蛾子。這些蛾子可能是外來遷入的，也可能是本地田間的，即燈誘蛾量代表兩個來源的總量。

田間趕蛾是指工作人員每日清晨手持竹竿從田中走過，用竹竿輕輕撥動兩旁稻株，目測起飛的蛾子數(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？這些問題激發(fā)了研究人員的興趣。

破譯“生態(tài)陷阱”密碼

通過進一步數(shù)據(jù)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)，自2000年以來，后期蛾量的增加持續(xù)且顯著。此前有研究針對個別發(fā)生大蟲害年份進行了分析，但仍不能解釋這種長期變化背后的原因。

團隊搜集了更多蟲情數(shù)據(jù)，對以往長江下游遷飛性害蟲大蟲害情況和原因進行歸納總結(jié)，深入分析多源氣象資料，研究從局地到整個東亞，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，通過機制分析與解釋，該團隊挖掘出蟲情、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。兩者對比，意味著增加的燈誘蛾量主要是由外地遷入的蟲子貢獻的?！睆堅婂硎荆罅康究v卷葉螟從更南區(qū)域向北遷入長江下游，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。

胡高認為，這種變化背后的機制是，受全球氣候變化影響，2012年以后夏季風(fēng)的撤退時間推遲，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”理論認為，人類在中高緯度的農(nóng)事活動，在溫暖的春夏季節(jié)為農(nóng)業(yè)昆蟲提供了暫時的適宜生存條件，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，這些昆蟲在這里無法過冬，秋季開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)，因此認為它們陷入了“生態(tài)陷阱”。

在胡高看來，既然稱之為“陷阱”，長期來看對害蟲防治起正面作用?！暗@同樣會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)生負面影響。”

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)全國病蟲測報體系近年來的監(jiān)測，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)時空范圍以及暴發(fā)頻次和強度都發(fā)生了重大變化。

“因此，需要進一步加強監(jiān)測、積累數(shù)據(jù)。只有通過長期監(jiān)測和大量數(shù)據(jù)分析，才能真正弄清新形勢下重大害蟲遷飛的新規(guī)律和新機制，進而實現(xiàn)害蟲的生態(tài)、高效防控。”胡高說。

有待更深入的研究

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

胡高團隊聯(lián)合全國病蟲測報體系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)。

“我們的研究實際上是2000—2023年全國病蟲測報體系日復(fù)一日、年復(fù)一年長期監(jiān)測數(shù)據(jù)的成果?！闭劶盀楹瓮陡辶鞒獭胺浅ｍ樌?，胡高感慨。

張詩妍告訴《中國科學(xué)報》，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，每個地區(qū)都面臨著越來越多的變化。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起點，它啟發(fā)我們進一步思考。其他季風(fēng)區(qū)有沒有類似的改變？對害蟲遷飛存在怎樣的影響？這些有待未來做更深入的研究?！焙哒f。

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