▲稻縱卷葉螟成蟲。

▲稻縱卷葉螟幼蟲。趙友文供圖

■本報實習生 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——數以億計的稻縱卷葉螟本應南遷“返鄉”，卻因東亞夏季風偏南風撤退推遲而滯留在長江下游，同時，湖南、江西等更南區域的同伴又隨南風北上。

南京農業大學教授胡高團隊聯合全國病蟲測報體系，系統分析了歷時24年、全國31個測報點的稻縱卷葉螟系統監測數據及相關氣象資料，揭示了全球氣候變化背景下，東亞夏季風撤退推遲導致稻縱卷葉螟在夏末秋初大量遷入長江下游地區這一“生態陷阱”。近日，相關研究成果發表于美國《國家科學院院刊》。

在中國昆蟲學會理事長、中國科學院動物研究所研究員戈峰看來，明確稻縱卷葉螟的發生規律、致災機制，是實現病蟲害高效、生態防控的基礎。

稻縱卷葉螟滯留潮

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

從每年四五月開始，夏季風系統在我國大陸逐漸北推，以溫暖濕潤的偏南風為主導。遷飛性害蟲乘著這股南風、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，夏季風系統開始向南撤退，屬于冬季風系統的偏北風迅速發展，風向改變。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《中國科學報》，他們最早注意到近幾年長江下游多個植保站燈下監測的稻縱卷葉螟成蟲數量很多，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卵。卵發育成幼蟲，取食水稻葉片，影響葉片光合作用，造成水稻減產。

論文第一作者、南京農業大學青年教師張詩妍告訴《中國科學報》，想要知道它們的實際數量，有燈誘和田間趕蛾兩種手段。

燈誘是設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，目測起飛的蛾子數量。田間蛾量代表的主要是本地田間的數量。

這些蛾子到底是本地的還是遷飛的？數量為什么這么多？怎么防？這些問題激發了研究人員的興趣。

破譯“生態陷阱”密碼

通過進一步數據分析，研究人員發現，自2000年以來，后期蛾量的增加持續且顯著。此前有研究針對個別發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據，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，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、東亞夏季風系統和氣候變化背后的聯系。

“我們發現，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。”張詩妍表示，大量稻縱卷葉螟從更南區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年以后夏季風的撤退時間推遲，而能讓稻縱卷葉螟成功回遷的東北風的發生頻率大大降低。

“生態陷阱”理論認為，人類在中高緯度的農事活動，在溫暖的春夏季節為農業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向北遷入溫帶地區。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，因此認為它們陷入了“生態陷阱”。

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。“但這同樣會作用于其他遷飛性有益昆蟲，可能使其豐富度降低，從而產生負面影響。”

胡高表示，隨著全球氣候變暖，可能導致遷飛害蟲越冬范圍擴大和北移、冬季存活數量增加、夏季發生區域北移等。根據全國病蟲測報體系近年來的監測，包括稻縱卷葉螟在內的重大遷飛性害蟲的災變規律、重發時空范圍以及暴發頻次和強度都發生了重大變化。

“因此，需要進一步加強監測、積累數據。只有通過長期監測和大量數據分析，才能真正弄清新形勢下重大害蟲遷飛的新規律和新機制，進而實現害蟲的生態、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，整合數據、扎實證據后，成果于2月25日發表。

胡高團隊聯合全國病蟲測報體系20多年的攻關，揭示了全球氣候變化下水稻“兩遷”害蟲遷飛的新規律，為水稻害蟲提前精準預警和可持續治理提供了重要的決策依據。

“我們的研究實際上是2000—2023年全國病蟲測報體系日復一日、年復一年長期監測數據的成果。”談及為何投稿流程“非常順利”，胡高感慨。

張詩妍告訴《中國科學報》，全球氣候變化的表現是多方面的。除了持續的全球溫度升高外，大氣環流發生改變、極端天氣事件更加頻繁，每個地區都面臨著越來越多的變化。這些也是影響各區域遷飛性害蟲蟲害的直接因素，但它們如何影響害蟲遷飛目前還不太清楚。

“現在的研究成果只是一個起點，它啟發我們進一步思考。其他季風區有沒有類似的改變？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。”胡高說。

相關論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2422595122