“种田防三害，水、旱与虫灾”。当下，各地正值多雨的主汛期，又刚入全年最热的三伏天。根据观测，数以亿计的迁飞性害虫正由南向北移动，它们如同破坏性极强的“虫军”，给沿途的庄稼、各地农业生产带来严重威胁。

“虫军”迁飞，与湿热的天气相关吗？气象是诱因吗？对付“虫军”，除了农业农技专家，气象部门也有杀手锏吗？

　　

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天气系统——

迁飞背后的“操盘手”

　　　　

迁飞性害虫，这群粮食“侵略者”，每逢温暖湿润季节到来时，就如同接到自然的号令，开始漫长的迁飞“进军”之旅。

　　

迁飞性害虫春夏季北迁路线示意图。蓝色为西线路径， 红色为东线路径，绿色为草地螟迁飞路径。制图：张云慧 傅蕾

这不仅是一场自然界的迁徙，更是一场对农作物无情的掠夺。据统计，全世界每年因虫害造成的潜在作物产量损失可达30%，其中迁飞性害虫的危害尤为严重。它们常常在短时间内大面积暴发，给农作物带来毁灭性打击。以稻飞虱为例，近年来其对我国水稻造成的实际损失年均超过50万吨，使一些地区农民一年的辛勤耕耘化为乌有……

　　

在这场迁飞征途中，气象因素如同害虫大军的“导航仪”，指引并操控着它们穿越千里，寻找新的栖息地和食物来源。了解气象因素对害虫迁飞的影响，可为有效制定防控策略提供重要支撑。

　　

那么，“虫军远征”的路线图，究竟是怎样的？

　　

在我国，对农业生产造成重大危害的昆虫大多具有迁飞性。2023年，农业农村部发布一类农作物害虫名录共有11种，其中7种具有迁飞性。“除了草地螟在我国北方与俄罗斯、蒙古国等邻国往返迁飞之外，草地贪夜蛾、黏虫、稻飞虱、稻纵卷叶螟和小麦蚜虫都具有‘春、夏季向北迁飞，秋、冬季向南迁回’的迁飞特征。”中国农业科学院植物保护研究所研究员张云慧介绍。

　　

为何这些害虫会以“北迁南回”的路径迁飞呢？这与温度、气流、食料等多种因素有关。

　　

国家气象中心生态和农业气象室正高级工程师王纯枝指出，由于昆虫个体小、重量轻、自身飞行能力有限，远距离迁飞主要借助气流运载。季风、台风、西太平洋副热带高压的位置与强度的变化等都会对害虫的迁飞扩散、周期发生造成影响。每年春、夏季，害虫“大军”从中南半岛等地随盛行西南季风迁飞进入我国境内，为害作物，之后又随盛行西南季风或东南季风暖湿气流继续向北“进军”。

　　

到了秋冬季，由于冷空气入侵，我国北方地区温度低、食料缺乏，再加上草地贪夜蛾、黏虫等昆虫没有能让自身受环境影响而延缓或暂停发育的“滞育性”，为逃避低温环境，它们便只好向温暖的南方迁回。这就形成了“北迁南回”的迁飞规律。张云慧解释，这是昆虫从时间和空间上逃避不良环境条件的一种生存对策。

　　

张云慧在田间调查迁飞性昆虫种群动态 供图：张智

那么，昆虫北迁的路线是怎样的呢？“‘北迁’路径大致可分为东、西两条路线。东线路径是从中南半岛开始，经过广东、广西地区，有序进入长江流域、淮河流域、华北平原，直至东北平原；西线路径是从缅甸经过云南，进入贵州、四川、重庆等地，再到达陕西、山西、内蒙古等地。”张云慧介绍。

　　

其实，“虫军”的迁飞路叶受到天气“罗盘”的操控！

　　

害虫迁飞不仅仅是简单的飞行，而是一个受温度、降水、湿度、风向和风速等多种气象要素的影响，包含起飞、运转、降落、再起飞、再运转、再降落的复杂过程。

　　

风是害虫迁飞的重要动力。“当风速较低时，它们可逆风飞行，但当风速达到5米/秒以上时，其飞行方向便基本和风向一致。”张云慧说。

　　

降水是昆虫飞行的主要阻碍。降水时空气中的湿度增加，昆虫的翅膀变重，飞行变困难。雨滴的撞击也可能干扰昆虫飞行的稳定性，导致它们不得不选择中断飞行。王纯枝表示：“迁飞性害虫的降落地区，基本上与我国随季风推进，雨带从南向北推移相吻合。”

　　

然而，你以为只要有雨，害虫就会降落吗？其实并非如此——当害虫大军遇到了低空急流，它们也可以在暴雨中起飞。“低空急流是含有丰富暖湿空气的输送带，急流上风速的脉动经常会触发对流强烈的空气辐合上升运动，不但促进了暴雨的形成，也常常会成为迁飞昆虫起飞的动力源；而在副热带高压控制的区域内通常为下沉运动区，天气晴朗，气压梯度小，风力通常不大，因此多为迁飞昆虫降落地。”王纯枝解释道。

　　

河北省张北县的草地螟在油菜田聚集栖息供图：程登发

不仅如此，温度和湿度也会影响害虫的迁飞方向、距离、起降行为和高度。王纯枝举例：“草地贪夜蛾迁飞的适宜温度在20-25℃，湿度在60%-90%之间，如果这些条件不满足，迁飞就会受到影响。”长年研究稻飞虱发生发展规律的湖北省荆州农业气象试验站高级工程师黄智敏，也同样肯定温度和湿度的作用及影响：“温度达到27℃以上时，稻飞虱就会出现自动扇翅上升的生物特性。”

　　

此外，黄智敏还指出，副热带高压脊线北抬到北纬20度或以上时，受切变线和地面锋面等天气系统的影响，大量稻飞虱会集中降落。除了稻飞虱，草地螟等迁飞性害虫也会受到天气系统影响，“冷暖锋过境等天气系统都会诱发草地螟大规模外迁，降水、下沉气流、气流辐合区、冷锋锋面又会导致草地螟集中降落，造成局部地区幼虫暴发。”张云慧说。由此可见，复杂的天气如同害虫大军的“罗盘”一般，指引着它们复杂的迁飞“进军”之路。

　　

当下，我国时逢主汛期，正是害虫迁飞的高峰期。张云慧介绍，湿润的天气气候为害虫北上提供了理想的环境，此时迁飞性害虫会随暖湿气流的北上或东抬，迁入长江中下游及黄淮等地，降雨增加了昆虫的飞行耗能，迫使它们降落，从而影响农业生产。

　　

天气雷达“辨”虫鸟

智能预报护田粮

　　 　　

一直以来，候鸟南迁、燕子北归，动物迁徙是自然界的普遍现象，然而，对于农作物而言，一场小小的飞虫迁徙可能带来灭顶之灾，给国家粮食安全带来严重威胁。为了对付“虫军”侵害，气象部门通过天气雷达监测飞虫的“踪迹”，并研发害虫发生发展和防治气象等级预报技术及害虫迁飞扩散气象预报技术，与“虫军”较量。

　　

天气雷达可以测得风速风向，看得见云团，还能看见空中的飞虫？答案是肯定的，不仅能看见，甚至还能区分看到的是什么虫子什么鸟，在农业病虫害的监测和防治领域大显身手。

“要监测生物的迁飞，就需要构建大尺度的空中生态监测设施，来获取基础观测数据。目前，我国已建设的天气雷达有200多部，这些雷达组成了世界上最大的天气雷达网，为监测虫鸟迁飞提供了良好的基础。”中国气象局气象探测中心正高级工程师吴东丽介绍，迁飞模式模拟与天气雷达实时观测数据有机结合，不仅可清晰、动态地描述空中迁飞鸟类和飞虫起落区域、飞行高度、种群数量及运动轨迹等迁飞全过程，而且对改进迁飞模拟模式具有重要意义。相关区域和部门可以根据预报结论，实现落地前精准捕杀，避免其危害作物，保障生态和粮食安全。

　　

我国可辨识虫鸟迁飞的天气雷达 供图：中国气象局气象探测中心

那么，天气雷达如何“辨认”云和虫鸟？“从雷达回波图上看，天气回波和生物回波‘长’得大不相同。”吴东丽解释，雨滴的回波图通常为球形的，而虫和鸟，大多为长条形，它们形状差异明显；其次，在分布高度上，云一般是垂直发展，而虫鸟一般只在特定的高度层飞行，云的回波要比虫鸟的强不少；再者，虫鸟迁飞都有自己的活动规律，它们基本上都是沿着某一个方向一起飞。基于此，天气雷达可以清晰辨认云和虫鸟。

天气雷达又是如何进一步“看清”虫子和鸟呢？“鸟的飞行速度比飞虫快很多，主要从雷达回波的移动速度上来区分它们。”吴东丽介绍，不同的飞虫和鸟迁飞的时间、高度，以及个体大小、种群密度等很多方面都有一定差异，综合这些差异，通过天气雷达系统参数对典型迁飞性昆虫的散射特性进行仿真分析，基于得到的反射信号特征，使用深度学习和机器学习等方法，将天气雷达的反射率因子、差分反射率等不同特征参数组合，实现迁飞性昆虫的精准识别。

　　

基于以上原理，中国气象局气象探测中心研发了单站和组网的生物回波、生物密度，以及水平和垂直的剖面产品，构建基于天气雷达网的空中生态监测系统，进而对迁飞性昆虫进行监测预报。

　　

不仅如此，为应对迁飞性害虫发生区域突增突减的特点和危害，国家气象中心基于智能网格天气预报产品，建立了草地贪夜蛾、黏虫、玉米螟等主要害虫发生发展和防治气象等级预报技术，以及害虫迁飞扩散气象预报技术方法。依托中国气象局新一代天气雷达网监测识别迁飞性害虫迁飞峰的技术，以科技支撑研制服务产品，结合农业农村部门虫情测报信息、天气雷达监测信息和迁飞轨迹模拟模型，预报成虫迁飞的迁入时间、路径、落区，开展迁飞害虫的迁飞轨迹和落区预报，为相关部门和农业生产者提供害虫防控气象保障。

　　

目前，中国气象局气象探测中心课题组承担天气雷达空中生态监测研究，与农业农村部、国家林草局、北京理工大学等机构开展合作，建立天气雷达空中生态监测预警系统，开展全国范围内的空中生态目标监测，拓展天气雷达应用范围，增强全国范围内生态活动的监测能力。值得一提的是，今年还与中国民航科学技术研究院合作，将虫鸟观测列入《航空气象高质量发展工作方案(2024—2025年》，助力虫鸟观测扩大到更多领域。

　

气候变化下的

“虫军”迁徙与虫患危机

　　 　　

气候变化不仅给人类生存环境带来了诸多挑战，也深刻影响着昆虫这些微小生命体的生态平衡。随着全球变暖加剧和极端天气频发，昆虫们为了寻找更适宜的生存繁殖地，纷纷踏上了迁徙之路。

　　

气候变化使昆虫的生存发生了怎样的变化？这些变化又会给粮食作物带来哪些影响呢？

　　

众所周知，在北半球，南方离赤道更近，温度相对更高，一些喜爱温热环境的昆虫常年在南方“定居”。然而近些年，一些南方的虫子渐渐北上、北迁。以果蝇为例，这种原本主要危害柑橘等南方果树的害虫，近些年却频繁出现在北方大樱桃、葡萄、桃和苹果等果树上，成为农业生产的“新敌”。

　　

陕西省渭南市的玉米田被黏虫啃食的前后对比（左前右后） 供图：程登发

“这主要是由于全球变暖导致的。”国家气象中心生态和农业气象室正高级工程师王纯枝表示，农业害虫大多为变温动物，外界温度的高低直接决定了机体的温度，其生长发育和变态行为等都与温度有密切关系。在适温范围内，昆虫的发育速率随着温度的升高而加快，发育时间也随温度升高而缩短，使得害虫变得更活跃。而气候的持续变暖导致害虫适宜生存范围界限逐渐北移，害虫不再局限于原“适生区”活动范围。

　　

此外，随着气候变暖加剧，南北纬向温差减小，从而减弱了经向环流和四季温差，夏季风更强，使得害虫春季迁出的时间提前，秋季因冷空气延迟，北上和南回的时间均有延长，增加了粮食作物多次受害的概率。

不仅如此，气候变暖还导致昆虫发生世代增加。张云慧介绍，在以往，寒冷的冬季是昆虫种群自然减少的关键时期，许多昆虫因无法抵御严寒而死亡，从而限制了它们的种群数量。而今，冬季的天气变暖，利于昆虫的生长发育，提高了昆虫的越冬成活率，更多的昆虫能够成功度过寒冷的季节并繁衍，等到春季到来时，新旧相加，昆虫的数量自然就更多了。

　　

气候变化带来更多的极端高温、干旱和暴雨等，这对人类而言都是高影响灾害性天气，那对昆虫又有何影响呢？

　　

“极端高温、降水异常和极端天气增多等会导致害虫的种群数量、种类和虫害发生时间产生较大变化，整体呈现暴发态势。”王纯枝介绍，高温干旱总体有利于害虫种群的增长，根据范特-荷夫定律，温度每升高 10℃, 昆虫代谢速率就会增加2倍至3倍。高温干旱可影响植食性昆虫的生理和行为, 加快害虫发育和繁殖；而在极端暴雨的情况下，害虫受到强烈的冲刷易受到伤害，甚者可能致死，因此极端暴雨期间，田间虫口密度会显著降低。

　　

尽管不同的极端天气对不同种类的昆虫影响各不相同，但对粮食作物来说却明显弊大于利。张云慧指出，极端高温会破坏农作物正常的生理机能，抑制光合作用与营养吸收，降低其抵抗力；干旱使农作物处于极度缺水状态，生长受阻；而洪涝使农田被冲毁，进一步削弱农作物的抵抗力。这些都使得农作物在面对病虫害时更加脆弱，难以抵御侵袭，对粮食安全和农业生产构成威胁。

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