蘇中稻區(qū)稻縱卷葉螟遷入的大氣背景和遙感監(jiān)測.pdf

1、稻縱卷葉螟是我國水稻生產(chǎn)上重要的“兩遷害蟲”之一，有著發(fā)生面積廣、致害程度重、暴發(fā)頻率高等特點。影響稻縱卷葉螟遷入和為害的主要因子有自然地理條件、水稻種植制度、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、大氣背景等，尤其是稻縱卷葉螟的遠距離遷飛以及再遷飛更是離不開有利的氣象條件。稻縱卷葉螟遷入發(fā)生的大氣背景分析及遷入后的發(fā)生狀況監(jiān)測對發(fā)生預測、危害防治和產(chǎn)量損失評估起著極為重要的作用，目前我國稻縱卷葉螟的主要監(jiān)測方式以人工調(diào)查為主，其優(yōu)點是客觀真實、可靠性高，但存在

2、著費時、費力、無法宏觀監(jiān)測大范圍水稻受害狀況的弊端。近十多年來，遙感技術已被廣泛應用于農(nóng)作物的生長過程監(jiān)測，特別是在病蟲害監(jiān)測和農(nóng)作物估產(chǎn)等方面已有不少研究報導。本文在了解國內(nèi)外害蟲遷飛氣象學和病蟲害遙感研究進展的基礎上，根據(jù)蟲情資料和水稻卷葉率數(shù)據(jù)以及遙感影像中稻區(qū)光譜特征參數(shù)的變化，分析了稻縱卷葉螟整個生育期的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，并結合該地區(qū)水稻生長的遙感影像，分析了水稻長勢，建立了稻縱卷葉螟受害程度與光譜特征參數(shù)的關系模型，篩選出反演效

3、果較好的特征參數(shù)，然后基于蟲情和水稻生長狀況篩選出導致蘇中稻區(qū)稻縱卷葉螟遷入的一個典型遷入峰作為個例，運用Hysplit模型推算了該稻區(qū)代表性測站高郵的稻縱卷葉螟遷入軌跡，利用WRF模式結合NCEP氣象再分析資料對遷入過程發(fā)生的大氣背景進行了數(shù)值模擬，通過診斷分析，研究了高郵稻縱卷葉螟遷入的大氣環(huán)流背景及大氣動力條件、熱力條件和水汽條件，并用遷入峰前后遙感影像中稻區(qū)特征參數(shù)的變化進行了驗證;主要研究結論如下:
　　1.選取蘇中稻區(qū)

4、的腹地高郵作為研究區(qū)域，分析2013年稻縱卷葉螟的蟲情特征，并以HJ-1A/1B星為數(shù)據(jù)源，提取水稻光譜特征參數(shù)，分析水稻的時間生長特征，并對受害田塊與健康田塊的光譜特征參數(shù)進行對比分析，建立光譜特征參數(shù)與稻縱卷葉螟為害程度的反演模型，結果表明:(1)高郵稻區(qū)2013年稻縱卷葉螟發(fā)生較為嚴重，且遷入峰次較多，持續(xù)時間較長，絕大部分稻縱卷葉螟以外部遷入為主。(2)稻縱卷葉螟的發(fā)生對水稻光譜特征參數(shù)產(chǎn)生明顯的影響。蛾峰量（或發(fā)生等級）越大，

5、光譜參數(shù)越小。(3)光譜特征參數(shù)的選擇對稻縱卷葉螟危害狀的監(jiān)測有非常大的影響。研究表明，EVI和NIR反演效果明顯比NDVI好，DNIR與卷葉率呈極顯著正相關(p＜0.01，R=0.718)，DEVI與卷葉率呈顯著正相關(p＜0.05，R=0.564)，而DNDVI與卷葉率的相關性不顯著。(4)將實地蟲量的調(diào)查分析與光譜特征參數(shù)反演相結合，結果表明利用環(huán)境小衛(wèi)星對稻縱卷葉螟發(fā)生發(fā)展進行動態(tài)監(jiān)測是可行的，其監(jiān)測結果對稻縱卷葉螟的早期預警有

6、一定的預示作用，為后續(xù)的蟲害監(jiān)測研究提出了一種可能的方法。
　　2.為探明大氣背景對高郵稻縱卷葉螟重大遷入峰的影響，以及該氣象背景下，水稻受稻縱卷葉螟為害的變化情況，選取2013年蘇中稻區(qū)一次典型稻縱卷葉螟遷入峰過程（8月28日至29日）作為個例，利用HYSPLIT分析高郵遷入蟲量的蟲源地，然后運用WRF，結合NCEP氣象再分析資料，對遷入峰發(fā)生的大氣背景進行數(shù)值模擬，并對高峰期前后的遙感影像進行分析，通過遙感影像中水稻特征參數(shù)的

7、變化來驗證該大氣背景下稻縱卷葉螟遷入和為害對水稻的影響。結果表明:(1)對高郵遷入蟲源的后推軌跡分析顯示:高郵的稻縱卷葉螟的蟲源地主要位于降蟲區(qū)西南方的湖北、安徽和浙江稻區(qū)。(2)925hPa等壓面上的盛行偏南風和西南風，有利于稻縱卷葉螟向偏北和東北方向遷入至高郵地區(qū)。(3)此次過程降水對降蟲起了主要作用，而下沉氣流相對較弱，對稻縱卷葉螟降落的影響不是很明顯。(4)稻縱卷葉螟是趨濕性遷飛害蟲，此次遷入過程中，高郵的相對濕度都在80％以上