趙明月 1,2 ，歐陽芳 1 ，張永生 1,2 ，曹 婧 1,2 ，周 倩 2 ，戈 峰

（1. 中國科學院動物研究所 農(nóng)業(yè)蟲害鼠害綜合治理研究國家重點實驗室， 北京 100101；2. 湖南農(nóng)業(yè)大學 植物保護學院，湖南 長沙 410128）

2000－2010年我國小麥病蟲害發(fā)生與為害特征分析

趙明月 1,2 ，歐陽芳 1 ，張永生 1,2 ，曹 婧 1,2 ，周 倩 2 ，戈 峰1*

（1. 中國科學院動物研究所 農(nóng)業(yè)蟲害鼠害綜合治理研究國家重點實驗室， 北京 100101；2. 湖南農(nóng)業(yè)大學 植物保護學院，湖南 長沙 410128）

小麥是我國重要的糧食作物之一，近年來全球氣候變化與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結構的調(diào)整，影響了其病蟲害的發(fā)生。重點分析2000—2010年小麥病蟲害的發(fā)生面積、防治程度、挽回損失、實際損失及其空間分布格局。結果表明：我國小麥蟲害的發(fā)生與危害均高于病害。2000—2010年小麥病害和蟲害年均發(fā)生面積分別為2 974.18和3 560.06萬hm2。到2010年，防治小麥病害和蟲害的面積分別高達3 500.42萬hm2和 4 048.35萬hm2。 防治后小麥的挽回損失量由2000年410.8萬t增加到2010年的727.0萬t（增加77.0%），蟲害防治挽回損失量由701.2萬t增加到870.8萬t（增長24.2%），表明小麥病蟲害防控的水平得到很大提高。小麥病害造成的實際損失量由2000年132.0萬t增加到2010年241.2萬t，蟲 害造成的實際損失量由155.4萬t增加到174.4萬（t 增加12.2%）； 小 麥病害實際損失率從2000年1.33%增加到2010年的2.09%（增加58.1%），而蟲害實際損失率則從1.56%下降到1.51%（下降2.9%）。這說明小麥病蟲害尤其是病害的防治責任很大。小麥病蟲害主要分布在我國華東、華中和華北地區(qū)的小麥主產(chǎn)區(qū)，而東北地區(qū)和西南地區(qū)小麥病蟲害發(fā)生相對較輕。應根據(jù)不同的生態(tài)區(qū)特征，開展區(qū)域性小麥病蟲害綜合治理。

小麥；蟲害；病害；發(fā)生面積；損失量；損失率；空間分布

0 引 言

小麥是全球種植范圍最為廣泛的重要糧食作物之一，34%～40%的世界人口以小麥作為主糧。而中國是世界上第一大小麥生產(chǎn)國，總產(chǎn)量和總消費量均居世界首位，小麥的常年種植面積、總產(chǎn)量分別占全國糧食作物的25%和22%，年消費總量約1.2億t，年消費量增長約為2%，是我國約一半人口的主食，在我國糧食構成中占有極其重要地位 [1] 。然而，由于小麥的病蟲害種類多，分布廣，危害大，每年給小麥生產(chǎn)造成較大的損失 [2] 。顯然，有效地防止或減少病蟲害的暴發(fā)，保障我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全、農(nóng)產(chǎn)品質量安全和農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易安全意義重大 [3] 。

近幾十年來，由于全球氣候變化如溫度上升、降雨分布不均、災害性天氣出現(xiàn)頻繁以及作物生產(chǎn)格局的變化，從而影響了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中病蟲害發(fā)生與危害的格局，使一些病蟲害分布區(qū)域擴大、危害嚴重 [4-5] 。歐陽芳等 [6] 曾對我國1991—2010年主要糧食作物生物災害發(fā)生特征進行分析，發(fā)現(xiàn)我國病蟲害發(fā)生與危害總體呈增加的趨勢；但對不同作物如水稻、棉花 [7] 的病蟲害的效應不同。由于小麥是我國重要的糧食作物，本文基于我國植物保護統(tǒng)計數(shù)據(jù)、小麥產(chǎn)量數(shù)據(jù)和農(nóng)田土地覆蓋類型分布遙感數(shù)據(jù)，重點分析2000—2010年11年期間小麥作物病蟲害發(fā)生面積、防治程度、危害挽回損失率及其空間分布格局的變化趨勢，以明確我國小麥有害生物發(fā)生與危害特征，為制定區(qū)域性小麥病蟲害生態(tài)防控策略和技術提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

2000—2010年我國小麥病害和蟲害發(fā)生面積、防治面積、挽回損失、實際損失數(shù)據(jù)來源于植物保護統(tǒng)計資料；2000—2010年我國小麥種植面積和產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于農(nóng)業(yè)統(tǒng)計年鑒；2010年小麥等農(nóng)田土地覆蓋類型分布來源于高分辨率遙感數(shù)據(jù)。

1.2 參數(shù)指標

小麥病蟲害的發(fā)生面積、發(fā)生程度、防治面積、防治程度、挽回損失量、挽回損失率、實際損失量和實際損失率等參數(shù)指標 [6-7] 。

1.3 分析方法

變化趨勢：利用SPSS統(tǒng)計軟件分析小麥病蟲害的發(fā)生面積、發(fā)生程度、防治面積、防治程度、挽回損失量、挽回損失率、實際損失量和實際損失率的變化趨勢。

空間分布：利用ArcGIS 10.2軟件分析小麥病蟲害空間分布。（1）數(shù)據(jù)類型，小麥縣級單位產(chǎn)量（屬性數(shù)據(jù)1，F(xiàn)eature）；2010年中國農(nóng)田土地覆蓋類型分布數(shù)據(jù)（柵格數(shù)據(jù)2，Raster）。（2）將屬性數(shù)據(jù)1轉換成柵格數(shù)據(jù)1（步驟，ArcToolsbox - Conversion Tools - to raster - Feature to Raster）。（3）將柵格數(shù)據(jù)1與柵格數(shù)據(jù)2疊置分析（步驟，ArcToolsbox - Spatial Analysit Tools - Extract - Extract by Mask）。

2 結果與分析

2.1 小麥病蟲害發(fā)生面積和發(fā)生程度

據(jù)植物保護統(tǒng)計資料分析，2000—2010年我國小麥病害發(fā)生面積與蟲害發(fā)生面積均呈波動增長趨勢（圖1-A，表1），其中，小麥病害年均發(fā)生面積為2 974.18萬hm 2 ，11年內(nèi)增加29.0%；蟲害年均發(fā)生面積為3 560.06萬hm 2 ，11年內(nèi)增加9.5%（圖1-A）。從發(fā)生程度來看，我國小麥病害2000年到2010年年均發(fā)生程度為1.34%，而蟲害為1.60%；11年內(nèi)病害和蟲害發(fā)生程度分別增加15.3%和35.8%(圖1-B)。

圖 1 2000—2010 年我國小麥病蟲害發(fā)生面積和發(fā)生程度

2.2 小麥病蟲害防治面積和防治程度

類似地，從2000—2010年我國小麥病害與蟲害的防治面積均呈顯著增長趨勢（圖2-A，表1），其中，小麥病害防治面積從2000年的2 057.02萬hm 2 增加到2010年的3 500.42萬hm 2 ，增加70.2%（圖2-A）；蟲害防治面積從3 103.68萬hm 2 增加到4 048.35萬hm 2 ， 增加30.4% （圖2-A）。 小麥病害防治程度從2000年的0.77%增加到2010年的1.44%，蟲害防治強度從1.16%增加到1.67%；分別增加87.0%和43.3%（圖2-B）。

表 1 2000—2010 年小麥病蟲害各類指標線性趨勢

圖 2 2000—2010 年我國小麥病蟲害防治面積和防治程度

2.3 小麥病蟲害防治后挽回的損失量和挽回的損失率

小麥病害防治后挽回的小麥損失量從2000年410.8萬t增加到2010年的727.0萬t，增加77.0%；蟲害防治后挽回的小麥從701.2萬t增加到870.8萬t，增長24.2%（圖3-A）。小麥病害挽回損失率從2000年的4.12%增加到2010年的6.32%，蟲害挽回損失率從7.04%增加到7.56% (圖3-B)。

圖 3 2000—2010 年我國小麥病蟲害防治后挽回損失量和挽回損失率

2.4 小麥病蟲害實際損失量和實際損失率

盡管進行了有效的防治，但由于氣候變化等諸多因子的影響，導致為害面積與為害程度的增加，小麥病害實際損失量由2000年132.0萬t增加到2010年241.2萬t，蟲害實際損失量由155.4萬t增加到174.4萬t，分別增長82.7%和12.2%(圖4-B)。

但從其實際損失率來看，小麥病害實際損失率從2000年的1.33%增加到2010年的2.09%，增加了58.1%；而蟲害實際損失率則從1.56%下降到1.51%，下降了2.9%(圖4-B）。

圖 4 2000—2010 年我國小麥病蟲害實際損失量和實際損失率

2.5 小麥病蟲害發(fā)生分布格局

根據(jù)2010 年中國遙感調(diào)查和土地覆蓋分類的農(nóng)田空間分布數(shù)據(jù)以及主要糧食作物縣級單位產(chǎn)量數(shù)據(jù)，確定了圖5中我國小麥病蟲害的發(fā)生分布格局。從全國各省來看，小麥病蟲害發(fā)生分布范圍較廣的省份有華北地區(qū)的河北；華東地區(qū)的山東、江蘇、安徽；華中地區(qū)的河南、湖北；小麥病蟲害發(fā)生分布范圍較輕的省份有華東地區(qū)的浙江、江西；華中地區(qū)的湖南；華南地區(qū)的廣西。東北地區(qū)的吉林、遼寧；西北地區(qū)的甘肅、新疆；西南地區(qū)的云南、四川；華東地區(qū)的福建、上海有少量分布。

圖 5 中國小麥病蟲害了生范圍空間分布

3 結論與討論

通過對2000—2010年11年我國小麥病害與蟲害發(fā)生面積分析顯示，我國小麥病害蟲害發(fā)生面積呈逐年波動增加的趨勢。小麥病害和蟲害年均發(fā)生面積分別為2 974.18萬hm 2 和3 560.06萬hm 2 ?？傮w來看，小麥病害發(fā)生面積表現(xiàn)出在年均值附近波動，但在2002年病害發(fā)生面積突然增大，這是由于2002年小麥條銹病是繼1950年、1964年和1990年后在全國范圍內(nèi)又一次大流行 [8] ；繼2002年之后，2003年小麥赤霉病嚴重流行 [9] ，從而也導致病害發(fā)生面積的突然增加。但病害與蟲害相比，無論發(fā)生面積，還是發(fā)生程度，小麥的蟲害均高于病害。而且無論防治面積，還是防治程度，小麥蟲害也均高于病害。

由于植物保護工程的實施，我國2000—2010年11年小麥病蟲害的挽回損失量、挽回損失率呈逐年增加趨勢。統(tǒng)計分析表明，小麥病害防治后挽回的小麥產(chǎn)量從2000年410.8萬t增加到2010年的727.0萬t，增加53.2%；小麥蟲害防治后挽回的小麥產(chǎn)量從701.2萬t增加到870.8萬t，增長24.2%。如以我國的人均糧食消費量400 kg左右計算， 2010年小麥病害和蟲害防治挽回的小麥產(chǎn)量分別相當于1 817.5萬人和2 177萬人1年的口糧, 總計可為3 994.5萬人提供1年的口糧，表明小麥病蟲害防治意義重大。

盡管如此，由于氣候變化等諸多因子的影響，導致為害面積與為害程度的加大，小麥病害造成的實際損失量由2000年132.0萬t增加到2010年241.2萬t，蟲害造成的實際損失量由155.4萬t增加到174.4萬t，分別增長82.7%和12.2%。2010年小麥病蟲害造成的實際損失量為415.6萬t，相當于1 039萬人1年的口糧，顯示小麥病蟲害的防控還有很大的提升空間。 從其實際損失率來看， 小麥病害實際損失率從2000年的1.33%增加到2010年的2.09%，增加了58.1%；而蟲害實際損失率則從1.56%下降到1.51%，下降了2.9%。這意味著病害實際損失量率高于蟲害，而蟲害的損失率有下降的趨勢，顯然加強小麥病害的防治更為重要。值得一提的是，2010年小麥病蟲害實際損失量和實際損失率均最高，這可能是由于2009年秋季—2010年春季，我國天氣氣候十分異常、極端事件頻發(fā)，致使小麥生長受到嚴重影響，重大病蟲害的發(fā)生流行特點顯著變化 [10] ，最終導致全國小麥產(chǎn)量大幅下降，實際損失量和實際損失率增高。說明，小麥病蟲害的發(fā)生流行與年份之間的氣候變化密切相關。

從小麥病蟲害分布格局來看，它主要分布在我國華東、華中和華北地區(qū)的小麥主產(chǎn)區(qū)，東北地區(qū)和西南地區(qū)小麥病蟲害發(fā)生相對較輕，西北和華南地區(qū)小麥病蟲害有少量分布。我國小麥病蟲害發(fā)生加重與我國的集約化農(nóng)業(yè)發(fā)展導致的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)單一化以及全球季候變化有關 [11] 。大量的研究表明，作物種植面積的增加和單一化降低了生態(tài)環(huán)境的多樣性，造成農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定，導致病蟲害發(fā)生和危害加重 [12-13] 。氣候變暖可使病蟲害發(fā)育歷期縮短、危害期延長，害蟲種群增長力增加、繁殖世代數(shù)增加，發(fā)生界限北移、海拔界限高度增加，危害地理范圍擴大，危害程度加重，氣候變暖將使中國大部分地區(qū)農(nóng)作物病蟲害發(fā)生呈擴大、加重趨勢 [14-15] 。灌溉面積、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料與農(nóng)產(chǎn)品價格、糧食播種面積等也是影響糧食產(chǎn)量的主要因素 [16] 。應重點加強我國華東、華中和華北地區(qū)的小麥病蟲害生態(tài)控制，開展區(qū)域性麥田生態(tài)系統(tǒng)病蟲害綜合治理 [17] 。

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On Occurrence Characteristics and Damage from Diseases and Insect Pests in Wheat in China during 2000－2010

ZHAO Ming yue1,2, OUYANG Fang1, ZHANG Yong sheng1,2, CAO Jing1,2,ZHOU Qian2,GE Feng1*

(1. State Key Laboratory of Integrated Management of Pest Insects and Rodents, Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China? 2. College of Plant Protection, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

Wheat is one of the major crops in China. In recent years, the global climate change and adjustment in structure of agricultural production influenced the occurrence of diseases and insect pests. This paper focused on analyzing the tendency of diseases and insect pests in occurrence, loss, and spatial distribution ranges in wheat crop from 2000 to 2010. Result showed that the occurrence area of insect pests was more than that of diseases in most years during this period, and the occurrence area of diseases and insect pests were 29.7418 and 35.6006 million hm2, respectively. The save loss yield of wheat from diseases rose from 4.108 in 2000 to 7.270 million tons (increased by 77.0%) in 2010, while that from insect pests was from 7.012 in 2000 to 8.708 million tons (increased by 24.2%) in 2010, which means that the level of prevention and control against diseases and insect pests was enhanced obviously. The actual loss of wheat from diseases rose from 1.320 in 2000 to 2.412 million tons in 2010, while those from insect pests rose from 1.554 in 2000 to 1.744 million tons in 2010. The actual loss rate by diseases increased by 58.1%, while that by insect pests decreased by 2.9%. The results showed that the prevention and control against diseases and insect pests still needed great efforts, especially for the damage from diseases. The diseases and insect pests of wheat mainly distributed in East China, Mid-China and North China, while less so in Northeast China and Southwest China. Based on the ecotope of wheat growth and plantation, the integrated pest management researches on regional farmland ecosystem should be promoted.

wheat? insect pests? diseases? occurrence area? loss yield? loss rate? spatial distribution

趙明月, 歐陽芳, 張永生, 等.2000－2010年我國小麥病蟲害發(fā)生與為害特征分析[J]. 生物災害科學, 2015, 38(1):1-6.

2014-12-20

環(huán)保部專項（STSN-04-04）和國家科技支撐計劃項目（2012BAD19B05）

趙明月，女，主要從事區(qū)域性農(nóng)田景觀與有害生物防治研究，E-mail: ouyangf@ioz.ac.cn； ? 通訊作者：戈峰，研究員，E-mail:gef@ioz.ac.cn。

S435.121

A

2095-3704（2015）01-0001-06