全 文 ：第 34 卷第 22 期
2014年 11月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.22
Nov.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金(41175100); 公益性行业(气象)科研专项(GYHY200906028)
收稿日期:2013鄄02鄄17; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄03鄄17
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: yfx1998@ sina.com
DOI: 10.5846 / stxb201302170272
袁福香, 刘实, 胡艳全, 张玉书, 戴勇, 曹蕊.气候变化对中国东北地区日本松干蚧传播扩散的影响.生态学报,2014,34(22):6711鄄6721.
Yuan F X, Liu S, Hu Y Q, Zhang Y S, Dai Y,Cao R.The impact of climate change on matsucoccus matsumurae dispersal in Northeast of China.Acta
Ecologica Sinica,2014,34(22):6711鄄6721.
气候变化对中国东北地区日本松干蚧传播扩散的影响
袁福香1,*, 刘摇 实1, 胡艳全1, 张玉书2, 戴摇 勇3, 曹摇 蕊3
(1. 吉林省气象科学研究所, 长春摇 130062; 2. 中国气象局沈阳大气环境研究所,沈阳摇 110016;
3. 吉林省梅河口市森林病虫防疫监测站,梅河口摇 135000)
摘要:基于气候资料和日本松干蚧传播资料,根据传播扩散范围及入侵地的气候特征,分析了日本松干蚧主要影响因子的年代
变化对日本松干蚧在东北地区扩散的影响。 结果表明:东北地区最冷月各旬及月平均最低气温总的呈升高趋势( r = 0.86,P<
0郾 05),冬季极端最低气温也有缓慢上升趋势( r= 0.93,P<0.01),其年代间的冷暖变化与日本松干蚧在东北地区扩散有明显的
相关性。 1月平均最低气温和冬季极端最低气温明显升高的 20世纪 70年代和 90年代,日本松干蚧快速扩散、危害地虫口密度
大、危害程度重。 日本松干蚧大范围扩散和爆发都发生在 1月份最低气温较高的年份。 1 月最低气温和冬季极端最低气温升
高是日本松干蚧在东北地区传播扩散的重要因素。 复苏后的降水量、卵孵化期的空气相对湿度和夏季最高气温的年代变化对
日本松干蚧扩散的影响不显著。
关键词:日本松干蚧; 传播扩散; 气候变化;东北地区
The impact of climate change on matsucoccus matsumurae dispersal in Northeast
of China
YUAN Fuxiang1,*, LIU Shi1, HU Yanquan1, ZHANG Yushu2, DAI Yong3,CAO Rui3
1 Meteorological Science Institute in Jilin, Changchun 130062, China
2 Institute of Atmospheric Environment China Meteorological Administration, Shenyang 110016,China
3 The Forest Disease and Pest Control and Quarantine Station of Meihekou of Jilin Province, Meihekou 135000,China
Abstract: Based on the material of climate and Matsucoccus matsumurae dispersal, according to the dispersal areas and the
climate characteristics of the place infested, the effect was analyzed about the main meteorological factors to Matsucoccus
matsumurae dispersal in the northeastern China. The results showed that: the mean鄄minimum鄄temperature of every ten鄄day
and month of January presented the increasing trend ( r = 0.86,P< 0. 05). The extreme鄄minimum鄄temperature in winter
increased( r= 0.93,P<0.01) slowly,too. The changes in temperature of the years had something to do with Matsucoccus
matsumurae dispersal in the northeast of China. The more rapidly was Matsucoccus matsumurae dispersed, the higher had
the pest population density and had the more serious extent of injury when the mean鄄minimum鄄temperature and the extreme鄄
minimum鄄temperature in January were increased evidently in the 1970s and the 1990s of last century. Therefore there was a
significant correlation between the minimum鄄temperature and Matsucoccus matsumurae dispersal. The higher the ten鄄year of
the mean鄄minimum鄄temperature was, the faster Matsucoccus matsumurae dispersal was. The lower the minimum鄄temperature
was, the slower its dispersal was. The great range of dispersal and outbreaking of Matsucoccus matsumurae took place in the
years of high minimum鄄temperature in January. The minimum鄄temperature in January and the extreme鄄minimum鄄temperature
in winter increasing were the main factors of Matsucoccus matsumurae dispersal. There was no relation between dispersal and
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variation of precipitation after conscious, air relative humidity and the maximum summer temperature.
Key Words: Matsucoccus matsumurae;dispersal; climate change; northeast of China
摇 摇 日本松干蚧是危害松树的重要害虫,该虫 1942
年在辽宁大连旅顺口老铁山首次被发现[1],在东北
地区逐步向北扩散,Mark.S.McClure 于 1982 年通过
对中国的日本松干蚧调查,认为中国冬季的低温能
抑制该蚧虫向北蔓延,但自 20 世纪 90 年代以来,日
本松干蚧的扩散蔓延速度加快,1994 年入侵到吉林
境内[2],到 2012 年,吉林省的通化市、辽源市、四平
市、长春市、吉林市都有该虫危害。 30a 的时间日本
松干蚧又向北扩散了 3 个纬度的距离,并且没有止
步的迹象[3鄄6]。
日本松干蚧传播蔓延主要靠风、雨水以及人为
活动,该虫近距离自然传播主要传播虫态是初孵若
虫,其次是雄成虫、卵囊,扩散最盛期是卵孵化高峰
期。 樊尚仁[7]等对日本松干蚧传播的途径进行了初
步研究,低虫口密度下在林缘外水平扩散距离最远
达 400m,卵囊(卵粒)和初孵若虫在林间可在半径为
1—1.5m范围内的植株间传播扩散。
以往研究表明[8鄄17],制约日本松干蚧生存及生
长发育的气象因子主要有:冬季极端最低气温,越冬
复苏后的降水量、卵孵化期的空气相对湿度和夏季
的最高气温。 东北地区由南向北,冬季极端最低气
温逐渐降低。 极端最低气温对日本松干蚧越冬死亡
率影响极大,尤其是出现创极值的最低气温。 连续
8d极端最低气温在-30益以下,最低为-37.7益,裸
露树干上的日本松干蚧全被冻死[12]。 所以冬季极
端低温是阻止日本松干蚧向北扩散的重要气象因
子。 相对湿度在 70%—80%时,卵的孵化率高达
95%以上,相对湿度小于 36%时,大部分卵不能孵
化。 日本松干蚧的初孵若虫在 5益时能正常活动,
1龄若虫在 1.5—5.6益的条件下仍可生长[6鄄7]。 进入
4月份,温度陆续稳定通过 0益,日本松干蚧的寄主
松树逐渐恢复生长发育,在松树上越冬的日本松干
蚧若虫也随着温度的回升开始复苏,此时处于乍暖
还寒时,出现降水(多为雪)会造成气温明显下降,甚
至达到 0益或 0益以下。 使已经复苏的日本松干蚧
的体表温度迅速减低,从而将日本松干蚧冻死。 因
此 4月份降水越多对复苏后日本松干蚧的生存越不
利。 当夏季温度大于 30益,随着温度的升高,松干蚧
寄生若虫死亡率越高。 通过 2012 年对越夏代固定
若虫室外采集虫源的温控试验,30益恒温条件下,
72h死亡率为 9.67%;35益恒温条件下,24h 死亡率
88.89%,48h为 96.88%,72h 全部死亡;40益条件下,
24h死亡率高达 95.65%,48h全部死亡。
自 20 世纪 70 年代以来,相关森林病虫防治部
门一直对日本松干蚧进行严密防控,但日本松干蚧
在东北地区的扩散和蔓延一直没有停止,首先人类
活动对该虫的传播起了重要作用[18],该虫个体小、
监测难度大是另一影响因子,被传入地气象条件适
宜其生存和传播更是日本松干蚧快速蔓延的重要因
素。 国外专家关于气候变化对一些昆虫等物种传播
扩散的影响做过较为深入的研究[19鄄21]。 在中国东北
地区,制约日本松干蚧生长发育的气象因子发生了
怎样的变化,这种变化对日本松干蚧的扩散传播发
挥了怎样的作用,至今未见相关研究报道。 为了探
究气候变化对日本松干蚧在东北地区扩散的影响,
本文从影响日本松干蚧生长发育的生理气象指标入
手,结合传播路径分析气象条件变化及其在传播中
的作用,以期对日本松干蚧监测及防控提供参考。
1摇 资料及处理方法
气候资料来自辽宁省气候中心和吉林省气候中
心,包括冬季日最低气温、夏季日最高气温、4月份日
降水量、5—6月份和 8—9 月份的日空气相对湿度。
范围为东北地区日本松干蚧危害区和吉林省境内可
能危害和扩散、资料序列较长的区域,具体包括:大
连市、丹东市、本溪市、鞍山市、沈阳市、营口市、抚顺
市、盘锦市、铁岭市、通化市、辽源市、四平市、长春
市、吉林市、白山市和延边州。 资料年限从 1961 年
至 2011年。
各年代旬、月平均最低气温距平:利用各观测站
旬、月最低平均气温计算得到各市(州)平均最低气
温,利用 1981 年至 2010 年的气候平均计算出最低
气温 距 平, 分 别 计 算 1961—1970、 1971—1980、
1981—1990、1991—2000、2001—2010 年的距平平均
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得到各年代旬、月平均最低气温距平。 东北地区总
平均指上述所指出的 16个市(州)的平均。
同理计算各年代夏季 6 月、7 月、8 月最高气温
距平值,各年代 4 月份降水距平百分率和各年代 5
月、6月空气相对湿度距平值。
2摇 气候变化对日本松干蚧扩散的影响
2.1摇 最冷月各旬最低气温和极端最低气温变化对
日本松干蚧越冬及扩散的影响
2.1.1摇 最冷月各旬最低气温变化
1月份是东北地区最冷的月份,日本松干蚧能否
安全越冬决定第 2年的发生程度,文中分别分析了 1
月上中下旬和月平均最低气温的变化规律。 各年代
( 1961—1970、 1971—1980、 1981—1990、 1991—
2000、2001—2010)1月上中下旬及月平均最低气温
距平变化规律见图 1—图 4。
图 1摇 各年代 1月上旬最低气温距平变化趋势
Fig.1 摇 The change trend of the mean鄄minimum鄄temperature
anomaly the first ten鄄day of January
由图 1—图 4可知,1月上旬和中旬最低气温升
温不显著(P上旬>0.05,P中旬>0.05),下旬和月最低气
温升温趋势明显( r下旬 = 0.93,P下旬 <0.01,r1月 = 0.86,
P1月<0.05)。 20世纪 60年代和 80 年代,1 月各旬和
1月份最低气温距平都为负距平,最低气温较低;20
世纪 70年代 1月上旬多为正距平,中旬正距平的市
略多于负距平,下旬都为负距平,1 月份最低气温距
平负距平多、正距平少;到 90 年代和 21 世纪的
图 2摇 各年代 1月中旬最低气温距平变化趋势
Fig.2 摇 The change trend of the mean鄄minimum鄄temperature
anomaly of the second ten鄄day of January
图 3摇 各年代 1月下旬最低气温距平变化趋势
Fig.3 摇 The change trend of the mean鄄minimum鄄temperature
anomaly of the last ten鄄day January
第 1个10a多为正距平,最低气温较高。 从分析结果
可以看出,60年代,气候比较寒冷,70 年代最低气温
升高,尤其是 1 月上中旬,80 年代最低气温又转低,
但较 60年代距平绝对值明显减小,从 90 年代开始,
1月下旬和 1月最低气温都明显上升。
2.1.2摇 冬季极端最低气温变化
东北地区极端最低气温距平年代变化规律如
图 5。
由图 5可见,20世纪 90年代以前极端最低气温
3176摇 22期 摇 摇 摇 袁福香摇 等:气候变化对中国东北地区日本松干蚧传播扩散的影响 摇
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图 4摇 各年代 1月份最低气温距平变化趋势
Fig.4 摇 The change trend of the mean鄄minimum鄄temperature
anomaly of January
图 5摇 东北地区各年代冬季极端最低气温距平变化趋势
Fig. 5 摇 Change trend of the extreme鄄minimum鄄temperature
anomaly in winter every ten-year in northeast China
大都为负距平,年极端最低气温较低,尤其是 60 年
代负距平值较大,70 年代和 80 年代距平绝对值较
60年代小,到 90年代多转为正距平,本世纪前 10 年
正距平值较大。 由此可以看出,东北地区极端最低
气温 20 世纪 60 年代以来升温显著 ( r = 0. 93,P <
0郾 01)。
2.1.3摇 1 月各旬、月最低气温和极端最低气温变化
对日本松干蚧扩散的影响
日本松干蚧 1942年传入大连的旅顺,1958 年蔓
延至盖县、庄河、东沟一线[22],1966 年进入鞍山以
南,辽阳的吉洞、隆昌、八会,以及岫岩、凤城的宝山、
东方红公社一带,1970 年传到辽阳太子河以南各公
社、凤城县、凤山以南区域。 从受害区域冬季的气象
条件分析(表 1),在 1970年以前,1 月各旬的平均最
低气温、旬最低气温和冬季极端最低气温都出现在
宽甸。 1970年日本松干蚧刚刚侵入宽甸南部的虎山
镇、辽阳的太子河以南和凤城的南部,尚未到达宽甸
县城,受日本松干蚧为害的旅顺、大连、庄河、瓦房
店、丹东等地气候比较温暖,最冷月平均最低气温都
在-16益以上,1 月上旬平均最低气温的最低值为
-19.3益,于 1968 年出现在丹东, 1 月中旬为
-21.4益,于 2001 年出现在庄河, 1 月下旬为
-20.6益,于 1960 年出现在瓦房店。 冬季极端最低
气温为-28.1益,2000年出现在庄河。 这样的低温天
气对日本松干蚧的生存构不成威胁,因此,尽管 20
世纪 60年代气候寒冷,该区冬季气象条件都适宜日
本松干蚧生存,在食物丰富的区域不管以何种方式
传入,日本松干蚧都能在当地生存并扩散。
进入 70年代 1 月各旬最低气温和冬季极端最
低气温明显回升,日本松干蚧大举北侵,据宽甸县森
林病虫防疫监测站资料记载,日本松干蚧在宽甸的
传播路径是:1970 年在宽甸县虎山镇发现,1973 年
在杨木川发现,1975年在毛甸子、长甸、永甸、宽甸镇
发现,1978年在灌水、双山子、大川头、硼海、红石等
乡镇发现。 全国四省松干蚧科研协作会议于 1974
年 12 月 10—15 日在辽宁省辽阳市召开[23],根据会
议纪要,1974年辽阳市柳河公社、栗子园林场和华子
林场已经遭受日本松干蚧为害。 1975 年传入本溪,
抚顺地区于 1975 年在抚顺县海浪乡首次发现,1976
年最北蔓延到沈阳市东陵区王滨公社,东北发展到
抚顺大伙房水库、温道林场的台沟、以及本溪高官
寨、牛心台的兴隆山、草河城、草河掌和宽甸县的大
川头、双山子至长甸的拉古哨一线[22]。 20 世纪 70
年代日本松干蚧扩散范围广。
以宽甸为代表站分析 20 世纪 70 年代 1 月各旬
最低气温、冬季极端最低气温变化(表 2,图 6)对日
本松干蚧扩散的影响。
由表 2可知,宽甸 20 世纪 70 年代,上旬最低气
温 1971 年和 1977 年较低外,其它年份温度都较常
年偏高;中旬最低气温 1971—1974、1976、1978 都不
到-20益,其他几年低于-20益,但都高于-22益,下
旬也都高于 - 23益,明显高于其前的多数年份。
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60年代宽甸 1 月最低气温平均为-21.6益,70 年代
仅为-17.4益,明显高于 60 年代,冬季极端最低气温
1972—1979 年都高于 - 30益,明显高于 60 年代
(图 6)。
表 1摇 日本松干蚧最早为害区冬季气候特征
Table 1摇 Winter climate characteristics of the earliest infested areas of Matsucoccus matsumurae
冬季气候特征
Winter climate characteristics 旅顺 大连 庄河 瓦房店 丹东 凤城 宽甸 岫岩 盖州 辽阳
30年平均最低气温 1月上旬 -6.30 -6.00 -11.76 -10.43 -11.12 -14.6 -16.95 -14.89 -12.06 -15.84
The mean鄄minimum鄄 1月中旬 -7.16 -6.88 -12.52 -11.25 -11.48 -15.21 -17.65 -15.33 -13.1 -16.69
temperature of 30 years / 益 1月下旬 -7.02 -6.46 -15.51 -10.69 -11.45 -14.93 -17.25 -15.25 -12.19 -15.97
旬极端最低气温 1月上旬 -12.29 -12.98 -17.73 -16.3 -19.31 -22.38 -30.65 -21.6 -18.94 -24.16
The extreme鄄minimum (1977) (1951) (1986) (1970) (1986) (1981) (1959) (1981) (1981) (1997)
temperature of ten鄄day / 益 1月中旬 -13.52 -13.97 -21.41 -18.24 -18.85 -24.88 -27.68 -24.35 -22.96 -27.31
(1977) (1953) (2001) (2001) (2001) (2001) (1961) (2001) (2001) (2001)
1月下旬 -13.05 -13.64 -20.55 -17.24 -17.19 -24.33 -27.96 -23.91 -18.31 -25.58
(1977) (1969) (1960) (1984) (1951) (1958) (1968) (1985) (1960) (1985)
冬季极端最低气温 -19.0 -21.1 -28.1 -25.1 -28.0 -32.4 -36.7 -31.6 -28.2 -35.6
the extreme鄄minimum鄄
temperature of winter / 益 (1967) (1969) (2000) (1961) (1951) (1965) (1962) (2000) (2000) (1985)
摇 摇 括号内为最低气温出现的年份
表 2摇 宽甸 20世纪 70年代 1月各旬及 1月份最低气温变化
Table 2摇 The mean鄄minimum鄄temperature change of every ten鄄day
and January in 1970s in Kuandian
年代
Years
1月上旬
The first
ten鄄day
January
1月中旬
The second
ten鄄day
January
1月下旬
The last
ten鄄day
January
1月份
January
1971 -22.81 -16.56 -21.57 -20.35
1972 -15.70 -9.86 -20.56 -15.54
1973 -13.00 -14.38 -9.56 -12.23
1974 -13.53 -18.17 -20.13 -17.37
1975 -14.91 -20.39 -16.50 -17.24
1976 -13.22 -19.67 -21.65 -18.29
1977 -22.21 -21.41 -22.04 -21.89
1978 -17.47 -14.81 -20.25 -17.60
1979 -13.39 -21.31 -12.30 -15.56
20世纪 70年代和冬季极端最低气温明显升高,
不但导致日本松干蚧向北扩散蔓延速度加快,同时
危害程度加重。 1982年 6月调查[24],岫岩县前堡油
松混交林树冠上截留大量的松干蚧卵囊,状如挂幡
柳絮。 说明在此之前的 70 年代,日本松干蚧在此生
存并发生量极大,危害极重。 日本松干蚧的快速扩
散及大量发生与 70 年代 1 月最低气温和冬季极端
最低气温明显升高有很大关系。
进入 80年代 1月最低气温较 70 年代明显下降
(图 7),日本松干蚧扩散速度降低,发生程度减轻。
首届日本松干蚧学术讨论会于 1984 年 12 月在浙江
省富阳县召开[25],会议纪要中指出,日本松干蚧除
个别地区外大多数发生地区危害程度减轻,死树现
象明显减少。 沈夫君等[24]于 1982—1984 年在丹东
市的油松林内设置 30多块标准地进行连续调查,发
现宽甸县中部、中东北部的松干蚧边界区和保护区,
松干蚧蔓延速度与 1976年以前相比明显减缓,经在
宽甸县边界区的几年调查计算,每年仅向北、东北方
向推移 1—2km。 说明 20世纪 80年代以前日本松干
蚧为害严重,进入 80年代为害减轻。
但自 20 世纪 90 年代以来,日本松干蚧的扩散
蔓延速度加快,1994 年在与辽宁接壤的吉林境内的
东丰县、东辽县、梅河口市 7 个乡镇[2]发现了侵入的
日本松干蚧疫点,1996 年爆发[3],为害面积突然增
大。 90年代以后 1月最低气温和冬季极端最低气温
升温明显。 东丰和梅河口 90 年代的 1 月最低气温
较 60年代明显升高,从 1990 年至 1999 年梅河口的
1月最低气温都在-24益以上。 日本松干蚧的扩散
总伴随着最冷月的气温升高,其爆发蔓延的时间和
最低气温的高低高度相关,最低气温低的年份,日本
松干蚧在原地为害或扩散的速度较慢,而最低气温
高的年份日本松干蚧迅速向北、向东扩散或大范围
爆发,为害程度重。
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图 6摇 宽甸冬季极端最低气温变化
Fig.6摇 The extreme鄄minimum鄄temperature in winter in Kuandian
图 7摇 辽宁省 20世纪 70、80年代 1月最低气温距平值比较
Fig.7摇 The mean鄄minimum鄄temperature anomaly of January in
1970s and 1980s in Liaoning province
2.2摇 降水变化对复苏后松干蚧若虫的影响
从历史 4月降水数据(图 8)来看,80 年代以前,
东北日本松干蚧为害区降水量多数市(州)偏多,到
90年代各市(州)降水量全部偏少,到 21 世纪第 1
个 10a,4月份降水量明显偏多。 70年代和本世纪前
10a降水偏多,日本松干蚧为害重,扩散速度快,90
年代降水明显偏少,日本松干蚧扩散速度依旧很快,
为害程度仍然很重,说明 4 月份降水量虽然对当年
越冬代日本松干蚧的发生影响较大,但其年代变化
对日本松干蚧在东北地区扩散却无明显影响。
图 8摇 东北地区 4月份各年代降水距平百分率变化
Fig. 8 摇 Anomalous percentage of precipitation in April in
northeast China
2.3摇 越冬代卵孵化期湿度变化及影响
5、6 月份日本松干蚧在东北地区自南向北陆续
进入成虫产卵及卵孵化期,由图 9、图 10 可知,5 月
份相对湿度从 60 年代到 80 年代呈上升趋势,对日
本松干蚧扩散有利;90 年代,辽宁各地湿度减小,吉
林各地湿度增加,有利于吉林境内为害的日本松干
蚧进一步扩散;21 世纪前 10a,辽宁省各地湿度增
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加,吉林各地湿度降低,但扩散速度并没有减缓。 6
月相对湿度呈先增后减的趋势。 由历史资料可以看
出,5月份空气相对湿度多在 50%以上,6 月份多在
60%以上。 且松树皮表面的湿度要比空气中的湿度
大些,基本上能满足卵孵化的湿度需求。 因此,空气
湿度的年代变化对日本松干蚧生存扩散有影响,但
影响不是很大,尤其是 6 月份的湿度。 越夏代卵孵
化期处于 8、9月份,此期正处雨季或雨季刚过,植物
茂盛,林间空气湿度大,不是制约卵孵化的主要气象
影响因子,相对湿度年代变化也不是抑制或促使日
本松干蚧在东北传播的主要影响因子。
图 9摇 5月份相对湿度距平变化规律
Fig.9摇 The variation of the relative鄄humidity anomaly in May
图 10摇 6月份相对湿度距平变化规律
Fig.10摇 The variation of the relative鄄humidity anomaly in June
2.4摇 夏季最高气温变化对日本松干蚧扩散的影响
由图 11可知 90年代以前,6月份平均最高气温
距平值多为负距平,90 年代转为正距平,到 21 世纪
的第 1个 10a,正距平值增大。 60、70 年代最高气温
呈下降趋势,有利于日本松干蚧固定若虫生存及扩
散,70年代以后呈上升趋势,理论上对日本松干蚧生
存及扩散产生不利影响,但日本松干蚧扩散前沿区
域的吉林境内 6 月份最高气温多在 30益以下,升温
最明显的近 10a 最高气温多不超过 33益,且昼夜温
差大、持续时间较短,因此 6 月份的高温年代变化对
日本松干蚧扩散基本没有影响。
图 11摇 6月份平均最高气温距平变化趋势
Fig.11摇 The trend of the mean鄄maximum鄄temperature anomaly
in June
7月份平均最高气温距平值 70年代前和本世纪
第 1个 10a规律不明显,有正距平有负距平,80 年代
出现明显一致负距平,90 年代出现一致的正距平
(图 12)。 80年代最高气温低,松干蚧扩散速度并未
因此而加快,90年代气温高,扩散速度也并未因此而
降低。 说明 7月份最高气温年代变化对日本松干蚧
影响不大。 由 8 月份平均最高气温变化(图 13)可
以看出,20 世纪 70 年代下降剧烈,70 年代至 90 年
代明显升温,近 20a 最高气温较为平稳,理论上近
20a持续的高温气候会对日本松干蚧的生存及扩散带
来不利影响,实际情况通过受害区域内的四平观测
站、长春观测站、吉林观测站和通化观测站极端最高
气温变化趋势为例(图 14)分析其变化对扩散的影响。
从长春、四平、吉林和通化 4 站历年极端最高气
温变化情况看,极端最高气温变化趋势有所不同,有
升温趋势,有降温趋势。 自 1951 年以来,四平出现
大于等于 35益的高温天气共 13次(表 3),1997年出
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图 12摇 7月份平均最高气温距平变化趋势
Fig.12摇 The trend of the mean鄄maximum鄄temperature anomaly
in July
图 13摇 各年代 8月份平均最高气温距平变化
Fig.13摇 The trend of the mean鄄maximum鄄temperature anomaly
in August
图 14摇 夏季极端最高气温逐年变化
Fig.14摇 Years change of the extreme鄄maximum鄄temperature in summer
现有资料记录以来的极端最高气温,为 37.3益,出现
在 6月 28日,6 月 27—29 日 3d 极端最高气温超过
30益,分别为 33.6、37.3益和 33.6益,而此 3d 的日平
均气温分别为 25.9、28.8益和 28.0益,虽然出现了超
过 35益的高温天气,但持续时间较短,未达到 24h,
且树林中的温度较百叶箱的温度低些,树皮下的温
度更低些,对日本松干蚧固定若虫伤害较小。 长春
大于等于 35益的高温天气出现概率为 23%(时间段
1951—2012,下同),大于等于 36益的概率为 8%;吉
林大于等于 35益的高温天气的概率为 20%,大于等
8176 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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于 36益出现的概率为 7%;通化大于等于 35益的概
率为 7%,没有出现过大于 36益的高温天气。 在东北
地区极端高温天气持续时间短,最高气温超过 36益
的很少,且昼夜温差较大,因此尽管东北地区极端最
高气温总体有升温趋势,但目前夏季最高气温不是
日本松干蚧在东北地区扩散的限制因素。
表 3摇 1951年以来极端最高气温分析
Table 3摇 The analysis of the extreme鄄maximum鄄temperature since 1951
站名
Station
极端最高气温 / 益
The extreme鄄
maximum鄄temperature
逸35 益
出现年数
Years
出现概率 / %
Probability
逸36 益
出现年数
Years
出现概率 / %
Probability
四平 37.3 13 22 7 12
长春 38.0 14 23 5 8
吉林 37.0 12 20 4 7
通化 35.6 4 7 0 0
3摇 结论与讨论
3.1摇 结论
本文通过对日本松干蚧在东北地区传播路径与
影响其生长发育及生存气象因子的年代变化分析得
出:1)东北地区 1 月各旬及月最低气温的变化是影
响日本松干蚧的在东北地区扩散的主要气象因子,1
月最低气温低的年份日本松干蚧扩散较慢,1月最低
气温高的年份扩散快。 2)冬季极端最低气温的变化
也是影响日本松干蚧扩散的主要影响因子,极端最
低气温低的年份日本松干蚧扩散较慢,极端最低气
温高的年份日本松干蚧扩散较快。 1 月最低气温和
冬季极端最低气温升高是日本松干蚧在东北地区传
播扩散的重要因素。 3)日本松干蚧复苏后的降水量
变化对日本松干蚧扩散影响不明显,卵孵化期的湿
度变化和夏季最高气温的变化也不是日本松干蚧在
东北地区扩散的主要影响因素。
3.2摇 讨论
日本松干蚧能传播蔓延首先它具有强大的繁殖
能力。 2000年冬季吉林省出现极其严寒天气,吉林
省东丰县 2001年 1月 10—17日最低气温在-36.0益
以下,其中 11—16日最低气温为-40.7—-42.7益,日
本松干蚧在东丰的分布面积由 2000年的 3631.3 hm2
剧减到 2001年的 310 hm2,到 2002 年春季日本松干
蚧虫口又恢复到以往高密度状态,说明 2001 年夏秋
季的气象条件适宜其越夏代的生长及繁殖,且其自
身繁殖力十分惊人。 其次,东北地区的风向有利于
日本松干蚧继续向北传播。 卵孵化期是日本松干蚧
传播的主要时期之一,5、6月份为越冬代成虫产卵及
卵孵化期,此期东北地区从春季的偏西风向转向偏
西南风向;8、9月份为越夏代成虫产卵及卵孵化期,
此期东北地区以西南风为主[26],这为日本松干蚧从
辽宁向北传播到吉林境内和在吉林境内进一步扩散
传播提供了可能。 在吉林与辽宁接壤首次发现日本
松干蚧的地点可以看出,山体为西北东南走向,以山
脊为界南坡为辽宁清原,北坡为吉林梅河口。 松干
蚧疫情从南坡传到山顶后,可以通过风、雨水或自然
扩散传到吉林境内,然后在吉林蔓延扩散。 通过对
日本松干蚧传播路径的实地考察,即使是玉米田中
孤立的黑松林也受到日本松干蚧的为害,分析风等
自然传播的可能性较大。 即使是人为传播,也要有
从疫木向被害木转移的过程,即便它有强大的繁殖
能力,数量众多,这一过程对日本松干蚧来说也是一
个遥远而艰难的过程,因此日本松干蚧的生存能力
和传播能力不可小觑。
根据王石立[27]研究,东北气候变暖主要表现于
冬季,最低温度升高幅度大于最高温度的升高幅度。
气候变化除了对日本松干蚧自身生存的影响,还对
其寄主松树及天敌有影响,据王婷等[28]研究,生长
季开始时最低温度升高有利于延长生长季、与树木
年轮宽度成正比。 气候变暖有利于寄主松树的生长
发育,为日本松干蚧提供了丰富的食源。 异色瓢虫
是日本松干蚧的天敌,气候变暖有利于异色瓢虫的
生长发育和发生代数,对日本松干蚧的种群数量有
一定抑制作用。 另外,冬季气候变暖有利于日本松
干蚧的发生,同时经历过极端气候事件如低温或其
它不良气候条件存活下来的日本松干蚧对不良环境
有一定的抵抗能力,自身对不利的气象条件适应能
9176摇 22期 摇 摇 摇 袁福香摇 等:气候变化对中国东北地区日本松干蚧传播扩散的影响 摇
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力提高,有利于日本松干蚧的生存,这些方面综合影
响需进一步探究。 本文只分析了气候因子变化对日
本松干蚧扩散的宏观影响,为将来从气候角度分析
预测日本松干蚧能否进一步向北扩散奠定基础,同
时为日本松干蚧监测和防控提供参考。
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