气候变暖情景下褐飞虱Nilaparvata lugens St(ā)l越冬界限和发生世代的分析

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褐飞虱Nilaparvata lugens St(a)l是亚洲各稻区的主要害虫之一，属于典型的r对策昆虫，其种群发生受气候影响明显。近年来全球气温呈明显上升趋势，其中又以中国所处的北半球温带地区升温更为明显。气候变暖势必会影响褐飞虱的生物学特性和行为，例如，分布区域、越冬区域、发育速率、发生世代和迁飞等，进而影响褐飞虱的种群动态。深入了解未来气候变暖对褐飞虱的可能影响对指导未来褐飞虱综合治理、保障粮食安全具有一定的指导意义。本文基于GIS（地理信息系统）技术，分四个时段(baseline1961-1990、2020s、2050s和2080s)分析了褐飞虱越冬界限分布，并定量分析了相应越冬区面积的变化趋势。同时，为降低气候变暖预测的不确定性影响，提高评价结果的可信度，采用了15个大气环流模型(Global Circulation Models，GCM)和三个气候情景（A2、A1B和B1，分别代表“高”、“中”和“低”温室气体排放情景）。基于A2情景下经降尺度处理的区域气候模型PRECIS(ProvidingRegional Climates for Impacts Studies)模拟气象数据，利用有效积温模型分析了华北、华中和华南三个稻区9个代表性站点三个时段(1961-1990、1991-2020和2021-2050)内褐飞虱发生世代随气候变暖的变化趋势。主要研究结果如下:
　　 1.越冬北界和间歇越冬区面积变化。2020s、2050s和2080s三个时段越冬北界较baseline时段都呈现北移趋势，北移幅度随时段的推进而增大，而且各时段内不同气候情景之间分布图式与北移幅度有所差异。越冬北界在西南地区的北移幅度小于南部和东南部地区。相对于baseline时段，2020s间歇越冬区面积在A2、A1B与B1情景下分别平均增加14.15％、20.39％和11.47％，2050s分别平均增加41.09％、42.57％和29.66％，2080s分别平均增加92.11％、76.14％和46.27％。时段、模型和气候情景对间歇越冬区面积增大的影响存在差异，各因素方差变异贡献率大小为:时段＞时段*模型＞模型＞时段*气候情景*模型＞气候情景＞时段*气候情景＞气候情景*模型，分别占39.01％、17.5％、13.5％、10.21％、6.82％、6.66％和6.32％。
　　 2.安全越冬北界和安全越冬区面积变化。同越冬北界一样，2020s、2050s和2080s三个时段安全越冬北界较baseline时段有不同程度的北移，北移幅度也随时段的推进而增大，其中A2和A1B情景较B1情景北移更为明显。安全越冬北界在西南地区的北移幅度小于南部和东南部地区。相对baseline时段，2020s安全越冬区在A2、A1B与B1情景下分别平均增加0.61、0.84和0.46倍，2050s分别平均增加2.24、2.36和1.17倍，2080s分别平均增加6.33、5.35和2.35倍。时段、模型和气候情景对安全越冬区面积增大的影响存在差异，各因素的方差变异贡献率大小为:时段＞模型＞时段*模型＞气候情景＞时段*气候情景＞时段*气候情景*模型＞气候情景*模型，分别占53.69％、14.57％、9.72％、8.74％、7.61％、2.91％和2.76％。
　　 3.发生世代数变化。A2情景下，除1961-1990时段华中稻区发生世代数呈略微下降趋势外，三大稻区在各时段发生世代整体都呈上升趋势，但显著水平和上升速率在站点和时段间存在一定差异。1961-2050年，三大稻区发生世代增加速率分别为华南0.2代/10a、华中0.1代/10a和华北0.08代/10a。发生世代在不同时段内表现出不同程度的年际波动性。2021-2050时段三大稻区发生世代较1961-1990时段增加代数分别为华北稻区小于0.5代、华中稻区0.5-1.0代、华南稻区1.0-1.4代。
　　综上所述，褐飞虱越冬界限随气候变暖呈北移趋势，相应的越冬区也随之增大，这种趋势随时间推进逐渐增强，而且A2和A1B情景较B1情景更为明显。西南地区越冬界限受气候变暖影响较小。尽管A2是高温室气体排放情景，其间歇越冬区和安全越冬区面积增大比例（或倍数）直到2080s才超过A1B情景。全国范围内褐飞虱发生世代随气候变暖整体呈上升趋势，世代增加数由南至北逐渐减小。气候变暖存在较强年际波动性，进而可以引起褐飞虱发生世代数年际间差异明显。到2050年，华中和华北稻区褐飞虱发生世代增加不足一代，而华南稻区很可能增加1代左右。

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作者
胡朝兴;
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作者单位

河北农业大学;

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授予单位河北农业大学;
学科农业昆虫与害虫防治
授予学位硕士
导师姓名魏国树,侯茂林;
年度 2013
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类半翅目害虫;
关键词
气候变暖; 褐飞虱; 安全越冬北界; 生物学特性; 发生世代;

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