張?jiān)苹郏?程登發(fā)

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，植物病蟲(chóng)害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

農(nóng)作物重大病蟲(chóng)災(zāi)害的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和早期預(yù)警，是及時(shí)、有效地控制其暴發(fā)成災(zāi)的先決條件之一［1］。由于農(nóng)作物病蟲(chóng)草鼠等生物災(zāi)害的發(fā)生危害受作物布局、栽培耕作制度、品種抗性、害蟲(chóng)的遷飛、滯育規(guī)律、病害流行規(guī)律、農(nóng)田小氣候及氣象條件等諸多因素的影響，鑒于我國(guó)幅員遼闊、耕作栽培制度各不相同，加之近年來(lái)全球氣候條件的改變，不同地區(qū)耕作制度的變遷，致使我國(guó)農(nóng)作物重大病蟲(chóng)害的發(fā)生危害表現(xiàn)出突發(fā)性和暴發(fā)性［1－2］。另外，一些次生害蟲(chóng)種群密度逐漸上升，成為農(nóng)田主要害蟲(chóng)，對(duì)糧食的安全生產(chǎn)造成巨大威脅。例如2005年國(guó)內(nèi)首次在河北省發(fā)現(xiàn)二點(diǎn)委夜蛾可為害夏玉米苗，此后該害蟲(chóng)連年發(fā)生，截至2011年，發(fā)生區(qū)域已經(jīng)蔓延至黃淮海夏播玉米區(qū)的7?。ㄊ校?，發(fā)生面積近220萬(wàn)hm2，嚴(yán)重影響了玉米精量播種技術(shù)的推廣與應(yīng)用［3］。草地螟從歷史資料記載為典型的間歇性暴發(fā)成災(zāi)害蟲(chóng)，進(jìn)入第三個(gè)暴發(fā)周期，呈現(xiàn)出為害范圍更廣，程度更重，周期持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的趨勢(shì)。尤其是2008年草地螟2代幼蟲(chóng)在我國(guó)華北、東北再次大規(guī)模暴發(fā)，發(fā)生面積之廣，為害程度之重，持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)均為歷史罕見(jiàn)［4－5］。2012年8月，沉寂了數(shù)十年的黏蟲(chóng)在我國(guó)華北北部、東北再次暴發(fā)成災(zāi)，見(jiàn)蟲(chóng)面積達(dá)397.4萬(wàn) hm2，比2006－2011年平均值（69.3萬(wàn)hm2）增加4.7倍，對(duì)玉米、谷子、水稻等糧食作物生產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅［6－7］。

糧食問(wèn)題歷來(lái)是對(duì)國(guó)計(jì)民生具有特殊重要性的重大問(wèn)題，21世紀(jì)的中國(guó)糧食問(wèn)題對(duì)世界的影響更為舉世矚目。人口和資源的雙重壓力使我國(guó)農(nóng)業(yè)當(dāng)前和今后都將長(zhǎng)期面臨食物安全保障的重大任務(wù)，進(jìn)一步提高對(duì)有害生物災(zāi)變的預(yù)警能力已成為各級(jí)政府的共識(shí)。害蟲(chóng)的頻繁發(fā)生和大面積暴發(fā)，已成為影響我國(guó)糧食產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因素之一。這些害蟲(chóng)為何在沉寂多年之后突然暴發(fā)？暴發(fā)原因和成災(zāi)機(jī)理如何？如何才能做好突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲(chóng)的早期預(yù)警，實(shí)現(xiàn)有效防控，減少農(nóng)業(yè)損失，是目前亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，利用現(xiàn)代信息化技術(shù)如昆蟲(chóng)雷達(dá)對(duì)遷飛性害蟲(chóng)的遷飛行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)［8－10］；利用高光譜和低空遙感技術(shù)對(duì)病蟲(chóng)危害程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)［11］；利用空中氣流場(chǎng)分析研究高空氣流對(duì)遷飛昆蟲(chóng)和病菌孢子的傳播作用以及利用物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)開(kāi)展數(shù)字化預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和信息的收集與發(fā)布等［12］，對(duì)于指導(dǎo)突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲(chóng)的有效治理將發(fā)揮越來(lái)越重要作用。本文總結(jié)了突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲(chóng)的主要研究方法和現(xiàn)代信息技術(shù)在害蟲(chóng)監(jiān)測(cè)預(yù)警方面的發(fā)展及應(yīng)用，并提出了存在的問(wèn)題及建議。

1 我國(guó)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)在農(nóng)作物病蟲(chóng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警研究和應(yīng)用等方面已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)等“3S”技術(shù)、生態(tài)環(huán)境建模和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息交換技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警研究。綜合利用各種信息數(shù)據(jù)的集成如病蟲(chóng)害發(fā)生的歷史數(shù)據(jù)、作物布局、地形、植被及氣象信息；結(jié)合空間分析、人工智能和模擬模型等手段和方法的應(yīng)用，開(kāi)展系統(tǒng)和科學(xué)的分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治決策，將農(nóng)作物病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警提高到一個(gè)新的高度。在水稻“兩遷”害蟲(chóng)的蟲(chóng)源追蹤、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)［13－14］，草地螟、黏蟲(chóng)大發(fā)生的早期預(yù)警［5－6］，小麥病蟲(chóng)害發(fā)生危害的監(jiān)測(cè)預(yù)警等應(yīng)用方面都取得了一定的進(jìn)展。在全國(guó)范圍內(nèi)根據(jù)自然生態(tài)區(qū)和病害流行范圍及害蟲(chóng)遷飛路徑，組成“全國(guó)重大病蟲(chóng)測(cè)報(bào)網(wǎng)絡(luò)”，建成了從農(nóng)業(yè)部到省、地、縣級(jí)較為完善的病蟲(chóng)測(cè)報(bào)體系，通過(guò)信息的標(biāo)準(zhǔn)化采集、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、自動(dòng)化處理、可視化發(fā)布，以及信息的咨詢服務(wù)、視頻會(huì)商與防控指揮、遠(yuǎn)程診斷與實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)管理等技術(shù)，使農(nóng)作物病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警工作逐漸走向數(shù)字化和信息化。準(zhǔn)確的病蟲(chóng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)，可以增強(qiáng)病蟲(chóng)暴發(fā)危害的可預(yù)見(jiàn)性和準(zhǔn)確性，提高防治工作的及時(shí)性和有效性。

2 監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)的發(fā)展

2.1 傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)

害蟲(chóng)的猖獗常決定于以下4個(gè)方面：害蟲(chóng)的發(fā)生基數(shù)和生活勢(shì)能（繁殖能力、抗逆能力以及遷移擴(kuò)散能力）；適宜害蟲(chóng)繁殖為害的氣象等環(huán)境條件；天敵的種類和數(shù)量；害蟲(chóng)的食物來(lái)源是否充沛。農(nóng)業(yè)上造成嚴(yán)重危害的突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲(chóng)常常具有遷飛習(xí)性，在常規(guī)測(cè)報(bào)上，主要根據(jù)我國(guó)的氣候情況，劃分越冬區(qū)劃和遷飛為害區(qū)域。在監(jiān)測(cè)上，定期開(kāi)展越冬蟲(chóng)源基數(shù)調(diào)查；利用黃板、燈光誘集以及高山網(wǎng)、風(fēng)箏、無(wú)人機(jī)等取樣手段，掌握種群動(dòng)態(tài)變化和獲取蟲(chóng)源樣本，并利用雌蟲(chóng)生殖系統(tǒng)解剖［15－17］明確遷入遷出蟲(chóng)源性質(zhì)；利用飛行磨系統(tǒng)測(cè)定潛在飛行能力和模擬環(huán)境條件對(duì)飛行能力的影響。通過(guò)以上參數(shù)，對(duì)發(fā)生期、發(fā)生量、發(fā)生分布和危害程度進(jìn)行本地或異地預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)防治。因此，傳統(tǒng)測(cè)報(bào)技術(shù)主要是根據(jù)害蟲(chóng)遷飛為害規(guī)律、暴發(fā)成災(zāi)機(jī)理等分析，推測(cè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)害蟲(chóng)擴(kuò)散分布和為害趨勢(shì)的綜合性技術(shù)，需要應(yīng)用相關(guān)的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)知識(shí)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)分析等方法。

對(duì)于突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲(chóng)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)最值得一提的是標(biāo)記—釋放—回收技術(shù)和方法［18］。該技術(shù)對(duì)于證實(shí)昆蟲(chóng)的遠(yuǎn)距離遷飛習(xí)性，揭示害蟲(chóng)的突發(fā)性、暴發(fā)性具有重要作用。［23］，我國(guó)在20世紀(jì)60年代，李光博等帶領(lǐng)全國(guó)黏蟲(chóng)協(xié)作組，在1961－1963年先后在9省13個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行了17次試驗(yàn)，總共標(biāo)記成蟲(chóng)202萬(wàn)5千余頭，曾在5個(gè)省11個(gè)地點(diǎn)共收到標(biāo)記成蟲(chóng)12頭，標(biāo)記回收地點(diǎn)的直線距離約600～1 400 km，成功闡明了黏蟲(chóng)在我國(guó)的遷飛為害情況，并提出了異地測(cè)報(bào)理論和相應(yīng)的治理措施，有效緩解了黏蟲(chóng)的危害［19－20］。根據(jù)黏蟲(chóng)標(biāo)記—釋放—回收的成功經(jīng)驗(yàn)，20世紀(jì)70－80年代，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)褐飛虱、稻縱卷葉螟、草地螟和小地老虎等相繼進(jìn)行了標(biāo)記—釋放—回收，取得了一系列重要發(fā)現(xiàn)［21－25］，為異地測(cè)報(bào)和有效防控提供了指導(dǎo)。

2.2 現(xiàn)代監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，一些“3S”技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)逐步被應(yīng)用到了農(nóng)作物病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警中，發(fā)展了昆蟲(chóng)雷達(dá)學(xué)、遙感監(jiān)測(cè)學(xué)等一些跨學(xué)科、跨專業(yè)的學(xué)科和技術(shù)，推動(dòng)了農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警學(xué)科的飛速發(fā)展。

2.2.1 遷飛昆蟲(chóng)的雷達(dá)遙感技術(shù)

昆蟲(chóng)雷達(dá)是經(jīng)過(guò)專門改進(jìn)或設(shè)計(jì)的一種雷達(dá)系統(tǒng)，可對(duì)空中遷飛的昆蟲(chóng)開(kāi)展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在能同時(shí)監(jiān)測(cè)到空中不同高度層（昆蟲(chóng)一般遷飛高度在2 km以內(nèi)）的昆蟲(chóng)飛行過(guò)程，相對(duì)于傳統(tǒng)方法，能夠提供大范圍的空間自動(dòng)取樣；同時(shí)由于雷達(dá)自身主動(dòng)發(fā)射電磁波，監(jiān)測(cè)不受白天黑夜的限制，而且昆蟲(chóng)在飛越雷達(dá)上空時(shí)不受雷達(dá)電磁波的干擾，這種方法對(duì)于監(jiān)測(cè)夜間飛行的空中昆蟲(chóng)具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。昆蟲(chóng)雷達(dá)的出現(xiàn)可以更好地用于研究昆蟲(chóng)空中飛行行為參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了空中昆蟲(chóng)遷飛由定性分析到定量研究的轉(zhuǎn)變［1］。昆蟲(chóng)雷達(dá)在研究昆蟲(chóng)的起飛、巡航高度、定向、成層及其與環(huán)境條件如高空溫度、氣流等的關(guān)系方面作用突出［26－30］，可以揭示昆蟲(chóng)在遷飛過(guò)程中各種行為特征以及其大氣結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)對(duì)昆蟲(chóng)飛行行為的影響，極大地推動(dòng)了遷飛昆蟲(chóng)學(xué)的發(fā)展［31］。

目前，國(guó)內(nèi)外雷達(dá)昆蟲(chóng)學(xué)家利用昆蟲(chóng)雷達(dá)在研究昆蟲(chóng)遷飛行為、遷飛與大氣邊界層的關(guān)系等方面都取得了一定的研究成果，尤其是數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化，使昆蟲(chóng)雷達(dá)系統(tǒng)逐漸走向自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化［1］，雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)也逐漸走向成熟，由研究型逐漸轉(zhuǎn)入應(yīng)用型，被廣泛用于空中昆蟲(chóng)種群動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，用于預(yù)測(cè)害蟲(chóng)暴發(fā)的種類和時(shí)間以及數(shù)量［32］。長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也為了解昆蟲(chóng)遷飛規(guī)律提供了基礎(chǔ)性信息資料，具有非常重要的實(shí)用價(jià)值。

2.2.2 害蟲(chóng)暴發(fā)為害的高光譜遙感技術(shù)

遙感技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的綜合性探測(cè)技術(shù)，在與測(cè)定目標(biāo)沒(méi)有物理接觸的情況下，通過(guò)獲取、處理和分析電磁波能量與探測(cè)目標(biāo)間信息（如空間、光譜和時(shí)間），來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)目標(biāo)的監(jiān)測(cè)、分析和評(píng)價(jià)［33］。近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)展的農(nóng)業(yè)遙感研究主要集中在農(nóng)作物面積提取、農(nóng)作物遙感估產(chǎn)、生長(zhǎng)狀況監(jiān)測(cè)等方面。國(guó)際上針對(duì)森林和草地的病蟲(chóng)危害監(jiān)測(cè)研究，已經(jīng)從定性研究進(jìn)入了通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型的定量、定位研究階段，技術(shù)也較成熟，基本上達(dá)到了業(yè)務(wù)化運(yùn)行的程度［34］。農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害發(fā)生危害遙感方面，我國(guó)目前研究作物對(duì)象較單一，以小麥、水稻為主。以地面高光譜遙感觀測(cè)技術(shù)為主，航空遙感較少，航天遙感幾乎沒(méi)有；遙感數(shù)據(jù)處理方法簡(jiǎn)單，以常規(guī)的光譜分析技術(shù)為主，很少涉及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等智能化自動(dòng)化處理技術(shù)研究。

在精確的農(nóng)作物病蟲(chóng)害管理中，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確獲取的病蟲(chóng)害分布及危害程度情報(bào)，可以為管理人員提供何時(shí)何地噴灑農(nóng)藥的實(shí)用信息。由于受害植物與健康植物的光譜特性相比，某些特征波長(zhǎng)的反射光譜值會(huì)發(fā)生不同程度的變化，應(yīng)用高光譜遙感技術(shù)，研究受害植物光譜特性的信息變異，可以為大規(guī)模監(jiān)測(cè)植物病蟲(chóng)害發(fā)生動(dòng)態(tài)提供可靠的依據(jù)。Mirik等研究了受俄羅斯麥蚜危害的冬小麥反射率光譜和蟲(chóng)量間的相關(guān)關(guān)系，并提出了預(yù)測(cè)蟲(chóng)量的光譜指數(shù)［35］。喬紅波等在不同生育期內(nèi)對(duì)麥蚜不同為害水平的冬小麥冠層光譜進(jìn)行測(cè)定，確定了不同時(shí)期、不同蚜量為害的小麥光譜特征以及監(jiān)測(cè)的敏感波段和敏感時(shí)期，并對(duì)影響光譜測(cè)量的因素進(jìn)行了初步探討［36］。劉占宇等選擇對(duì)水稻病蟲(chóng)害響應(yīng)的敏感光譜區(qū)域和譜段，構(gòu)建病蟲(chóng)害脅迫指數(shù)，探索對(duì)水稻不同病蟲(chóng)害的危害等級(jí)分類和色素含量、病害嚴(yán)重度指數(shù)、蟲(chóng)情指數(shù)等危害指標(biāo)的估算方法研究，并運(yùn)用QuickBird影像提取稻飛虱危害面積和產(chǎn)量損失評(píng)估［37］。

2.2.3 害蟲(chóng)暴發(fā)成災(zāi)的早期預(yù)警技術(shù)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)具有傳播速度快速、價(jià)廉、可靠等優(yōu)勢(shì)，加之與計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)和人工智能技術(shù)相結(jié)合，對(duì)于農(nóng)作物病蟲(chóng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)信息的傳輸、預(yù)警和治理決策信息的發(fā)布和植物保護(hù)信息的普及，可以發(fā)揮非常重要的作用。在許多發(fā)達(dá)國(guó)家，相繼建立了相應(yīng)的農(nóng)作物生物災(zāi)害監(jiān)測(cè)和治理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和植物保護(hù)信息研究中心，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

我國(guó)在20世紀(jì)80年代研究昆蟲(chóng)遷飛路線時(shí)，廣泛應(yīng)用空中風(fēng)場(chǎng)對(duì)黏蟲(chóng)、草地螟的遷飛路線進(jìn)行推測(cè)，取得了一定的成果［38］。近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所監(jiān)測(cè)預(yù)警實(shí)驗(yàn)室、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)信息生態(tài)實(shí)驗(yàn)室等，在地理信息系統(tǒng)平臺(tái)上，運(yùn)用HYSPLIT、GRADS等空間分析和圖形處理等高新技術(shù)手段［39－40］，把昆蟲(chóng)雷達(dá)監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與不同的天氣學(xué)背景相結(jié)合，分析了草地螟、黏蟲(chóng)、稻飛虱、稻縱卷葉螟等突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲(chóng)的蟲(chóng)源性質(zhì)、成災(zāi)機(jī)制［41－46］。探討了稻飛虱、稻縱卷葉螟在中南半島不同國(guó)家地區(qū)間往返遷飛的路徑模式［47］，并對(duì)重大遷飛性害蟲(chóng)在南北遷飛降落過(guò)程的大氣背景進(jìn)行了數(shù)值模擬和客觀分析［48－49］。綜合應(yīng)用重大病蟲(chóng)害區(qū)域性暴發(fā)的歷史數(shù)據(jù)、地形地貌數(shù)據(jù)，結(jié)合室內(nèi)、田間試驗(yàn)結(jié)果，區(qū)域性大尺度監(jiān)測(cè)結(jié)果以及統(tǒng)計(jì)模型分析結(jié)果，研究了基于地理信息系統(tǒng)的重大農(nóng)作物病蟲(chóng)害暴發(fā)成災(zāi)動(dòng)態(tài)機(jī)理模型和早期預(yù)警模型，提供了農(nóng)作物病蟲(chóng)害預(yù)警與治理的決策支持。

2.2.4 監(jiān)測(cè)預(yù)警信息獲取與發(fā)布技術(shù)

數(shù)字化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)是提高農(nóng)作物重大病蟲(chóng)害測(cè)報(bào)能力的重要途徑和手段。近年來(lái)，全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心已經(jīng)初步建成了全國(guó)農(nóng)作物重大病蟲(chóng)害數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，顯著加快了測(cè)報(bào)信息的傳遞速度和處理能力［1］。數(shù)字化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)平臺(tái)的內(nèi)容基本覆蓋了主要糧食、經(jīng)濟(jì)作物以及果樹(shù)、蔬菜病蟲(chóng)害近百種，占各地監(jiān)測(cè)對(duì)象的85%以上；該系統(tǒng)的功能基本覆蓋了測(cè)報(bào)信息上報(bào)、數(shù)據(jù)智能分析、預(yù)報(bào)信息發(fā)布、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)管理、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)辦公等功能。目前系統(tǒng)應(yīng)用基本覆蓋了國(guó)家系統(tǒng)平臺(tái)及20多個(gè)省級(jí)系統(tǒng)以及約1 340個(gè)病蟲(chóng)測(cè)報(bào)區(qū)域站、監(jiān)測(cè)點(diǎn)，推廣使用測(cè)報(bào)站點(diǎn)覆蓋率達(dá)85%以上，江蘇、安徽等省數(shù)字化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全覆蓋。實(shí)現(xiàn)了測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)送網(wǎng)絡(luò)化、加快了信息傳輸速度；初步實(shí)現(xiàn)了測(cè)報(bào)信息分析智能化、提升了快速反應(yīng)能力；實(shí)現(xiàn)了預(yù)報(bào)發(fā)布方式多元化，提高了測(cè)報(bào)信息到位率；實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，初步建成國(guó)家病蟲(chóng)測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)。顯著提高了重大病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警信息傳播和分析能力，為植保防災(zāi)減災(zāi)提供了有力的技術(shù)支撐［50－52］。

數(shù)字化與信息化是測(cè)報(bào)工作的發(fā)展方向和未來(lái)，必須抓住機(jī)遇、審時(shí)度勢(shì)，充分利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，加快構(gòu)建功能完善的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，進(jìn)一步提高重大病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警能力和水平，為政府決策和廣大農(nóng)民開(kāi)展防控提供更加科學(xué)、高效的技術(shù)支持與信息服務(wù)，為植保防災(zāi)減災(zāi)和保障國(guó)家糧食安全做出更大貢獻(xiàn)。

2.3 突發(fā)性暴發(fā)性害蟲(chóng)監(jiān)測(cè)預(yù)警實(shí)例

2.3.1 水稻“兩遷”害蟲(chóng)的蟲(chóng)源追蹤和遷飛為害的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

我國(guó)稻飛虱、稻縱卷葉螟主要來(lái)自中南半島（越南、老撾、緬甸及泰國(guó)北部等），在國(guó)內(nèi)難以開(kāi)展越冬蟲(chóng)源的監(jiān)測(cè)和控制，無(wú)法預(yù)測(cè)中南半島春季遷出蟲(chóng)源的種群數(shù)量。2008年以來(lái)，為了弄清我國(guó)稻飛虱的蟲(chóng)源性質(zhì)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)翟保平教授研究團(tuán)隊(duì)與全國(guó)多家研究單位合作組團(tuán)，考察越南、老撾、緬甸、泰國(guó)近30余次，基本上明確了我國(guó)東部稻區(qū)（包括滇東、滇東南）稻飛虱的早期遷入蟲(chóng)源來(lái)自越南中南部和中部、老撾萬(wàn)象平原和沙灣拿吉及泰東北，主遷峰蟲(chóng)源來(lái)自越南紅河三角洲，而滇西和滇西南的蟲(chóng)源來(lái)自緬甸伊洛瓦底平原和泰北。2011年和2013年的6次回遷種群考察，初步明確了回遷到越南的稻飛虱種群因食物鏈被打斷而全軍覆沒(méi)，而春季遷入我國(guó)的稻飛虱種群源于越南中部稻區(qū)稻飛虱種群的重建。種群重建的蟲(chóng)源則來(lái)自于越南中南部沿海稻區(qū)廣南、廣義和平定三省，富安省及柬埔寨洞里薩湖周邊稻區(qū)也能提供少量蟲(chóng)源。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所與成都錦江電子系統(tǒng)有限公司合作，成功組建了毫米波掃描昆蟲(chóng)雷達(dá)，2007年以來(lái)，設(shè)置在廣西興安縣的農(nóng)業(yè)部桂林有害生物防治野外科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站，開(kāi)展水稻“兩遷”害蟲(chóng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。研究結(jié)果表明，褐飛虱遷飛主要分布在300～1 100 m高度，通常在300～400、500～700和800～1 100 m高度層形成3個(gè)蟲(chóng)層，秋季遷飛具有定向現(xiàn)象，大致呈南—北定向，與當(dāng)時(shí)的東北風(fēng)向呈一定的夾角［46］。5、6月份的蟲(chóng)源主要是在西南氣流的運(yùn)載下，從廣西南部和越南北部遷入而來(lái)。隨著本地早稻的成熟，在西南氣流的支持下稻飛虱將飛往湖南中東部稻區(qū)。白背飛虱在3－5月份主要從廣西南部和廣東西南部以及海南稻區(qū)遷向廣西興安縣一帶，大發(fā)生的年份越南北部也能為其提供大量蟲(chóng)源，個(gè)別蟲(chóng)源可以來(lái)自緬甸的北部稻區(qū)。白背飛虱主要借助西南氣流或西南偏南氣流北遷，西南低空急流為其大規(guī)模北遷提供了氣流支持，降雨可使白背飛虱大量降落。

稻縱卷葉螟在日落前30 min開(kāi)始起飛，20：00左右達(dá)到起飛高峰，起飛可持續(xù)1～1.5 h；遷飛高度主要在1 000 m以下，遷飛蟲(chóng)群在垂直高度上的密度分布不均勻，空中蟲(chóng)群有聚集成層現(xiàn)象，可形成2～3層，在400～500 m高度成層密度最大。成層現(xiàn)象與局部風(fēng)速極值有關(guān)，與風(fēng)向關(guān)系不大，但最大密度并不總是出現(xiàn)在最大風(fēng)速處。5月遷入蟲(chóng)源來(lái)自廣西東南稻區(qū)和廣東西南稻區(qū)，部分來(lái)自越南中部和海南西部稻區(qū)。6月遷入蟲(chóng)源主要來(lái)自廣西東南部、廣東西南部和海南北部稻區(qū)。西南和偏南低空激流是稻縱卷葉螟北遷的運(yùn)載氣流，降雨是引起稻縱卷葉螟集中降落的主要原因［14］。

2.3.2 草地螟蟲(chóng)源監(jiān)測(cè)及防控

草地螟是我國(guó)北方農(nóng)牧區(qū)重要的遷飛性害蟲(chóng)，其周期性大規(guī)模的暴發(fā)給農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大威脅。自2005年以來(lái)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所程登發(fā)研究團(tuán)隊(duì)在吉林、內(nèi)蒙古、北京等地開(kāi)展了多年的雷達(dá)監(jiān)測(cè)，結(jié)合空中風(fēng)場(chǎng)和軌跡分析，初步闡明了2007－2012年草地螟大規(guī)模遷飛的蟲(chóng)源，并提出蒙古共和國(guó)、俄羅斯、中蒙、中俄等3國(guó)交界處都可以形成我國(guó)草地螟大發(fā)生的蟲(chóng)源，做好境外蟲(chóng)源的監(jiān)測(cè)工作對(duì)于草地螟的早期預(yù)警和有效防治具有重要意義［41］。

2008年奧運(yùn)會(huì)前夕，草地螟在我國(guó)內(nèi)蒙古、河北、山西、黑龍江、吉林、遼寧等省自治區(qū)大規(guī)模暴發(fā)，發(fā)生面積之廣，為害程度之重，持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)均為歷史罕見(jiàn)。8月3日北京城區(qū)出現(xiàn)大規(guī)模遷入草地螟，直接威脅奧運(yùn)場(chǎng)館和園林綠化帶，給奧運(yùn)會(huì)的順利召開(kāi)帶來(lái)了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。8月4日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所程登發(fā)研究團(tuán)隊(duì)臨危受命，配合奧組委、農(nóng)業(yè)部、全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心、北京市農(nóng)業(yè)局、北京市園林綠化局等多家單位，根據(jù)多年昆蟲(chóng)雷達(dá)監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)草地螟遷飛規(guī)律、空中飛行參數(shù)的掌握，通過(guò)蟲(chóng)源地實(shí)時(shí)考察、昆蟲(chóng)雷達(dá)監(jiān)測(cè)、空中氣流分析，明確了遷入華北和東北地區(qū)的草地螟蟲(chóng)源性質(zhì)，掌握了大區(qū)蟲(chóng)情動(dòng)態(tài)，及時(shí)提出了探照燈空中阻截、地面燈誘殺、奧運(yùn)場(chǎng)館燈光管控和植物源農(nóng)藥防治相結(jié)合的綜合防控措施。為草地螟的有效防控提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，保障了奧運(yùn)會(huì)的順利召開(kāi)，得到了農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司、北京市農(nóng)業(yè)局的高度贊揚(yáng)［5］。

2.3.3 黏蟲(chóng)成災(zāi)機(jī)制及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

20世紀(jì)80年代前，黏蟲(chóng)是我國(guó)主要糧食作物上的重要害蟲(chóng)，隨著種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，大大壓低了黏蟲(chóng)在越冬區(qū)的種群密度，20多年來(lái)未對(duì)糧食生產(chǎn)構(gòu)成大的威脅。2012年8月上旬3代黏蟲(chóng)幼蟲(chóng)在我國(guó)華北北部和東北地區(qū)突然暴發(fā)，面積之大、范圍之廣、密度之高為近年罕見(jiàn)［7］。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所監(jiān)測(cè)預(yù)警研究室多年來(lái)一直堅(jiān)持開(kāi)展重大遷飛性害蟲(chóng)的野外監(jiān)測(cè)工作，監(jiān)測(cè)蟲(chóng)情數(shù)據(jù)及時(shí)上報(bào)全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，為黏蟲(chóng)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防控決策提供了技術(shù)支持。針對(duì)2012年3代黏蟲(chóng)的暴發(fā)，本團(tuán)隊(duì)通過(guò)探照燈和垂直昆蟲(chóng)雷達(dá)的多年連續(xù)監(jiān)測(cè)，結(jié)合氣象因素、遷飛高峰期的天氣背景分析和遷飛路線的軌跡模擬進(jìn)行了分析。前期蟲(chóng)源的逐代累積是3代黏蟲(chóng)暴發(fā)前提條件，適宜的環(huán)境條件和遷飛動(dòng)力場(chǎng)是黏蟲(chóng)暴發(fā)的外在推動(dòng)力，遷飛后的聚集降落是造成華北北部和東北地區(qū)大面積暴發(fā)的主導(dǎo)因素。軌跡分析顯示華北北部地區(qū)3代黏蟲(chóng)大暴發(fā)的蟲(chóng)源大部分是從周邊地區(qū)遷飛擴(kuò)散而來(lái)，是遷入種群和本地種群在適宜氣象條件下共同作用的結(jié)果，與東北黏蟲(chóng)種群關(guān)系不大。東北地區(qū)3代黏蟲(chóng)的蟲(chóng)源大部分來(lái)自本地，受偏西氣流和降雨的影響，東北地區(qū)2代成蟲(chóng)不能有效遷出，黑龍江北部2代成蟲(chóng)在偏南氣流的運(yùn)載下向南遷飛，受鋒面天氣影響降落在黑龍江、吉林交界處，與東北地區(qū)北部和華北地區(qū)遷入的成蟲(chóng)匯集后，造成了東北局部地區(qū)的嚴(yán)重發(fā)生［6］。

針對(duì)大家對(duì)第4代黏蟲(chóng)可能會(huì)繼續(xù)暴發(fā)成災(zāi)，并且發(fā)生面積和為害程度可能超過(guò)3代黏蟲(chóng)的擔(dān)心，我們根據(jù)前人研究資料和近年的野外監(jiān)測(cè)結(jié)果、大氣環(huán)流對(duì)成蟲(chóng)遷飛的影響、農(nóng)作物生育期、暴發(fā)為害的氣候條件等方面，分析預(yù)測(cè)了第4代黏蟲(chóng)不會(huì)在我國(guó)農(nóng)作物上造成大范圍的危害，建議局部地區(qū)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，同時(shí)，加強(qiáng)2013年1、2代黏蟲(chóng)的監(jiān)測(cè)。該建議于2012年9月14－15日在北京召開(kāi)了全國(guó)黏蟲(chóng)監(jiān)控工作研討會(huì)上提出，得到了農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司和全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心的認(rèn)可。從目前情況來(lái)看，當(dāng)時(shí)的預(yù)測(cè)是完全準(zhǔn)確的，為指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)防治提供了有力的技術(shù)支撐。

2013年5月底6月初，黃淮、華北和東北地區(qū)多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)同期出現(xiàn)燈下蛾峰，北京延慶雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)6月5－8日探照燈誘蟲(chóng)器日誘蟲(chóng)量在2萬(wàn)頭以上，6日接近10萬(wàn)頭，卵巢發(fā)育主要集中在2～3級(jí)，對(duì)夏玉米造成了極大威脅。今年各級(jí)植保部門對(duì)黏蟲(chóng)的發(fā)生為害給予了高度的重視，在農(nóng)業(yè)部的統(tǒng)一部署下，及時(shí)做好蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防控工作，使2代黏蟲(chóng)幼蟲(chóng)得到了有效的控制。雖然21世紀(jì)以來(lái)我國(guó)北澇南旱的趨勢(shì)正在形成，植被條件適宜于雜食性害蟲(chóng)在我國(guó)北方地區(qū)暴發(fā)為害，7月底2代黏蟲(chóng)成蟲(chóng)量在一些地方仍然居高不下，但由于今年我國(guó)大部分地區(qū)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)高溫，勢(shì)必會(huì)對(duì)第3代黏蟲(chóng)在我國(guó)的大發(fā)生造成抑制，因此，筆者初步分析認(rèn)為今年我國(guó)的第3代黏蟲(chóng)會(huì)重于常年，但不會(huì)像2012年那樣突然大暴發(fā)。建議加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，對(duì)局部地區(qū)的暴發(fā)及時(shí)應(yīng)對(duì)。

3 存在的問(wèn)題和對(duì)策

隨著全球氣候變化的加劇，近年來(lái)我國(guó)氣候出現(xiàn)北澇南旱、氣溫急劇變化等特點(diǎn)，導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境發(fā)生明顯改變，由于北方雨水充沛使得北方地區(qū)農(nóng)作物和雜草等都長(zhǎng)勢(shì)旺盛，為雜食性害蟲(chóng)如草地螟、黏蟲(chóng)等的大暴發(fā)提供了有利條件。環(huán)境條件的變化，也導(dǎo)致遷飛性害蟲(chóng)的暴發(fā)危害規(guī)律發(fā)生重大變化，其大發(fā)生的頻率和程度都不同程度的加大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

3.1 目前我國(guó)植物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警存在的問(wèn)題

“十二五”期間，由于國(guó)家改變了項(xiàng)目的設(shè)立機(jī)制，一些科研單位也在研究導(dǎo)向方面發(fā)生了一些改變，農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的研究被納入了不同的作物之中，使其研究力量有所分散，重視程度也不如以前，評(píng)價(jià)體系也使一些年輕人不愿從事田間生態(tài)方面的宏觀研究，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)預(yù)警研究遇到困難。學(xué)科的設(shè)置，也使監(jiān)測(cè)預(yù)警學(xué)科后繼乏人，特別是隨著高等教育改革后第一批大學(xué)畢業(yè)生陸續(xù)退休，病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方面的人才又再次面臨青黃不接的局面，亟待引起各級(jí)部門的高度重視。

3.2 對(duì)策及建議

針對(duì)近年來(lái)我國(guó)農(nóng)作物上主要病蟲(chóng)害呈現(xiàn)突發(fā)性、暴發(fā)性危害的特點(diǎn)，我們一方面要加強(qiáng)暴發(fā)危害機(jī)理的研究，同時(shí)也要加強(qiáng)“3S”技術(shù)等高新技術(shù)在病蟲(chóng)害發(fā)生危害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和早期預(yù)警方面的研究和推廣應(yīng)用。只有微觀和宏觀相結(jié)合、傳統(tǒng)手段和高新技術(shù)相結(jié)合，科研、教學(xué)和推廣密切結(jié)合，才能最終使監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐。

4 展望

遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，也為突發(fā)性、暴發(fā)性害蟲(chóng)的監(jiān)測(cè)預(yù)警提供了良好的發(fā)展機(jī)遇，信息技術(shù)的飛速發(fā)展也將使害蟲(chóng)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)發(fā)生重大變革。如應(yīng)用“3S”技術(shù)、生態(tài)環(huán)境建模分析和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息交換技術(shù)，提高了多種重大病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警和防控決策能力。針對(duì)農(nóng)作物病蟲(chóng)害多發(fā)、重發(fā)、頻發(fā)的態(tài)勢(shì)，以國(guó)家相關(guān)科技計(jì)劃為依托，采取科研、教學(xué)、推廣與試驗(yàn)示范應(yīng)用、研究開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，開(kāi)展病蟲(chóng)害災(zāi)變規(guī)律、監(jiān)測(cè)預(yù)警與綜合防控技術(shù)協(xié)作攻關(guān)，通過(guò)推廣應(yīng)用，在防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮重要作用。

農(nóng)業(yè)部余欣榮副部長(zhǎng)在2012年中國(guó)植物保護(hù)學(xué)會(huì)成立50周年的農(nóng)作物重大病蟲(chóng)科學(xué)防控高層論壇上“建設(shè)現(xiàn)代植保，服務(wù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”的講話中提出，要?jiǎng)?chuàng)新理念，建立科學(xué)植保、公共植保和綠色植保，其中就要求實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警的信息化，采取重大措施大力推進(jìn)植?？萍紕?chuàng)新與應(yīng)用，大力加強(qiáng)重大病蟲(chóng)監(jiān)測(cè)預(yù)警工作。相信有各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視和支持以及全體植?？萍脊ぷ髡叩呐?，必將推動(dòng)我國(guó)監(jiān)測(cè)預(yù)警工作的向前發(fā)展。

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