吉木乃氣候變化分析

吉木乃氣候變化分析

蝗蟲屬無脊椎動物、昆蟲綱、直科和蝗蟲科。雌蟲較大，身體末端具有短而彎曲的產(chǎn)卵器，以此鑿?fù)廉a(chǎn)卵，一般產(chǎn)在離地面2～5cm處，卵成塊?；认x的發(fā)育過程屬于不完全變態(tài)，一生經(jīng)卵、若蟲、成蟲三個時期，需經(jīng)5次蛻皮逐漸發(fā)育成具有2對翅的成蟲。若蟲一般稱為“蝻”。剛孵化出的若蟲無翅，僅能跳躍，故俗稱“跳蝻”。若蟲與成蟲的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生活習(xí)性相似，食性相同，食量很大，主要危害禾本科植物?；认x種類繁多,全世界約有1萬余種，我國有300余種。危害中哈兩國邊境地區(qū)的蝗蟲主要是亞洲飛蝗，它具有遷飛習(xí)性。2003年7、8月間，阿勒泰地區(qū)吉木乃縣北沙窩中哈邊境一帶遭受大規(guī)模遷入性亞洲飛蝗的侵襲。根據(jù)阿勒泰地區(qū)蝗蟲鼠害預(yù)測預(yù)報防治站(以下簡稱治蝗站)的現(xiàn)場調(diào)查分析，飛蝗是由哈薩克斯坦國遷飛入境（見圖1）。截止到2003年8月26日，該縣受災(zāi)面積3.3萬hm2，蟲口密度平均125頭/m2，最高達1321頭/m2，牧草損失率最高達70%，對吉木乃縣的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)造成巨大的損失。本文通過對飛蝗遷飛發(fā)生時段吉木乃站的風(fēng)向、風(fēng)速資料統(tǒng)計分析，研究亞洲蝗蟲發(fā)生遷飛時風(fēng)的規(guī)律，為飛蝗遷飛預(yù)測預(yù)報提供可能的依據(jù)。另外統(tǒng)計分析了吉木乃站1971—2004年34a的氣候特征，對亞洲飛蝗遷入后蟲卵能否安全越冬、孵化繁衍等問題做了初步的研究。1亞洲蝗蟲移飛時間與風(fēng)的關(guān)系1.1亞洲飛消費高速移飛發(fā)生時段吉木乃站中心受國家農(nóng)業(yè)部派遣，近幾年中方組織科技人員多次赴哈薩克斯坦國進行蝗蟲考察活動，初步確定了齋桑泊(47°～48°N,83°～85°E)等地區(qū)為遷飛的亞洲飛蝗發(fā)源地。齋桑泊面積1788km2,東西長111km,南北寬約30km,平均水深4～6m；面積相當(dāng)于新疆著名的淡水湖烏倫古湖的兩倍。在布赫塔爾水庫修建后齋桑泊成為水庫的一部分,其水域面積、水深又?jǐn)U大了3～4倍，每年的入庫流量也由114.7億m3增加到209.8億m3,其中源自中國的水量占47%。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大量調(diào)水，使齋桑泊每年的水位變化極大。每年的4—6月為豐水期，湖區(qū)水位較高，7月到次年的3月為低水位期，沿湖四周水位回落的區(qū)域就成為亞洲飛蝗適宜繁殖的地區(qū)。本文通過對吉木乃站近11a(1994—2004年)7、8月02、08、14、20時地面風(fēng)向、風(fēng)速的統(tǒng)計，重點分析治蝗站監(jiān)測的2003年7、8月間，以及2004年8月飛蝗遷飛發(fā)生時段吉木乃站的風(fēng)向、風(fēng)速(見表1)。由表1可知：(1）遷飛的時間多發(fā)于7、8月間的午后到20時；（2）亞洲飛蝗遷飛時的主要風(fēng)向以WNW,NW為主,在治蝗站觀測到的17個亞洲飛蝗遷飛時次里占10次,達60%，10個時次的平均風(fēng)速為5.5m/s；與其余遷飛時次NE等風(fēng)向的7個時次平均風(fēng)速2.1m/s相比，風(fēng)速明顯偏大。另外通過與2003、2004兩年7、8月的20時月平均風(fēng)速（3.99m/s）對比分析，飛蝗遷飛發(fā)生時主要風(fēng)向為WNW、NW，風(fēng)速也偏大。因此初步得出7、8月間吉木乃縣北沙窩一帶亞洲飛蝗遷飛的發(fā)生，地面常伴有風(fēng)速較大的WNW,NW風(fēng)。1.2吉木奈氣象站位于4726n和8552，高度984米通過三角函數(shù)公式計算,齋桑泊與吉木乃站的連線與吉木乃緯度線的夾角約為22°，和吉木乃站的WNW風(fēng)向大體一致。219飛消目的及意義根據(jù)阿勒泰地、縣兩級治蝗部門的調(diào)查研究，吉木乃縣亞洲飛蝗遷飛入境后，成蟲產(chǎn)卵的習(xí)性為：雌蝗在8月份產(chǎn)卵時期，會選擇土質(zhì)堅硬，微有堿性，地勢向陽，植被稀疏的地方。為使孵化程度一致，蝗蟲往往在面積不大的地方大批集中產(chǎn)卵，卵塊密集。飛蝗遷飛的最終目的是在遷飛目的地使下一代的蝗蟲成功孵化并繁衍生息。2003年7、8月間遷飛入境到吉木乃的亞洲飛蝗，經(jīng)過地區(qū)治蝗部門對蟲卵的實地觀測和生化培養(yǎng)箱蝗卵孵化有效積溫測定，2004年的氣象條件完全可以滿足亞洲飛蝗孵化繁衍。由于及早做好了防治工作，使2004、2005年的亞洲飛蝗對農(nóng)牧業(yè)造成的危害降到了最小。本文通過對近34a來與亞洲飛蝗遷飛、蝗卵安全越冬、孵化繁衍有密切相關(guān)的氣象因子的統(tǒng)計分析，得出對亞洲飛蝗監(jiān)測有指導(dǎo)意義的氣象指標(biāo)。2.1對冬季降雪量、氣溫、增雪量的影響遷飛到我區(qū)的亞洲飛蝗產(chǎn)卵時間在每年的8月左右，亞洲飛蝗的遷飛習(xí)性一方面是為獲取豐富的食物，另一方面主要還是成蟲為繁殖后代，選擇合適的產(chǎn)卵繁衍地。產(chǎn)下的蟲卵要在地下2～5cm土壤里等到次年5月才開始孵化。因此在不考慮秋季蝗蟲蟲卵基數(shù)、土壤性質(zhì)、酸堿度等對蟲卵孵化影響的前提下，整個冬季（11—3月）的降雪量、氣溫、最大積雪深度等氣象因子對蝗蟲蟲卵安全越冬、次年蟲害的爆發(fā)就有很大的指導(dǎo)意義。根據(jù)治蝗部門多年的調(diào)查統(tǒng)計分析，冬季的降雪量大、氣溫高有利于蝗蟲蟲卵的安全越冬。通過對1971—2004年的冬季（11—3月）降雪量、氣溫的統(tǒng)計分析得出：1971—1990年冬季（11—3月）20a的歷年平均降雪量為25mm，而1990—2004年的冬季平均降雪量達34mm，與1990年前的20a相比偏多36%。其中，2004年吉木乃出現(xiàn)了有觀測記錄以來冬季的降雪量的歷史極大值，達57mm。與1978年出現(xiàn)的歷史極小值相比降雪偏多446%。1971—1990年冬季（11—3月）20a的年平均氣溫為-9℃。而1990—2004年的冬季平均氣溫回升到-8℃。說明進入90年代以來年際間的冬季氣溫變化趨勢是回升的，有利于遷入的亞洲飛蝗蟲卵安全越冬。2.2降水量的變化春季亞洲飛蝗的蟲卵正處于孵化時期，降水量、氣溫對土壤墑情、蟲卵的正常孵化影響較大。從1971—2004年春季（4—5月）降水量的統(tǒng)計表看，1971—1990年春季的歷年平均降雨量與1990—2004年的值對比，歷年平均值都是41mm。無明顯的變化趨勢。1971—1990年春季（4—5月）20a的平均氣溫為9℃，而1990-2004年15a平均氣溫為10℃，由此可見吉木乃站90年以后春季歷年平均氣溫增加的趨勢較明顯，有利于亞洲飛蝗蟲卵的正常孵化。2.3消耗型牧草生長設(shè)施一般在夏季對黨夏季降水量的多少對當(dāng)?shù)啬敛莸纳L好壞密切相關(guān)，以禾本科植物為主要食物的亞洲飛蝗在6—8月間正是孵化后的若蟲（即無翅的蝗蝻）到成蟲階段，此階段蝗蟲對食物的需求量大，特別是遷飛入境的飛蝗，由于長途飛行，飛蝗體內(nèi)的水分大量消耗，蝗蟲需要大量采食植物補充水分，因此對農(nóng)牧業(yè)的危害更大。1971—1990年吉木乃夏季（6—8月）的歷年平均降雨量為58mm，而1990—2004年夏季的歷年平均降雨量為78mm，兩者相比增幅為34%,夏季降雨的增多有利于牧草的生長,也為蝗蟲生長提供了豐富的食物。1971—1990年吉木乃夏季（6—8月）的平均氣溫為19℃，1990-2004年夏季平均氣溫為19.7℃,夏季氣溫的增高,有利于蝗蟲的生長繁衍。3其他氣候因素的研究與亞洲飛蝗的繁殖和繁殖有關(guān)3.11后冬3m堆積深度初日對吉木年5月10d不同世對蝗蟲蟲卵安全越冬影響較大的氣象因子是冬季的降雪量和氣溫。雖然自1971—2004年冬季總的變化趨勢是降水增多，氣溫回升，有利于蟲卵安全越冬。但具體到每一年冬季降雪量的多少、氣溫高低的變化，對蟲卵安全越冬的影響程度還是差別很大的。為了體現(xiàn)這種綜合作用的結(jié)果，方便實際預(yù)測預(yù)報工作，通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)：后冬≤3cm積雪深度初日時間能很好地反映冬季降雪量、氣溫、日照等氣象因子綜合作用的結(jié)果。后冬≤3cm積雪深度初日統(tǒng)計得出：1990—2004年吉木乃的初日平均值為3月18日，比1971—1990年的平均日期3月8日后延了10d。由于亞洲飛蝗蟲卵的發(fā)育要求達到一定的發(fā)育起點溫度，較厚積雪覆蓋日期的延長，在地溫還沒有回升前的冬季，有利于蝗蟲蟲卵安全到達發(fā)育起點溫度。另外對比位于吉木乃縣東部的福?？h、富蘊縣兩站1990-2004年后冬≤3cm積雪深度初日（見表2），富蘊站初日平均為3月12日，越往我區(qū)東部，后冬≤3cm積雪深度初日時間越提前。而根據(jù)富蘊1971—2004年歷年的氣象觀測資料可知，富蘊冬季的降雪量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于吉木乃，冬季氣溫也比吉木乃低，但后冬≤3cm積雪深度初日比吉木乃提前了近一周，這樣的氣候特點不適合亞洲飛蝗蟲卵的安全越冬。實際的情況也符合這點，近10a來富蘊縣的各類蝗蟲災(zāi)害遠(yuǎn)沒有吉木乃的嚴(yán)重。3.21濕度日變化曲線相對濕度的變化對亞洲飛蝗蟲卵的發(fā)育也有一定的影響。治蝗站調(diào)查分析的結(jié)果是：較低的日相對濕度不利于飛蝗蟲卵的孵化。阿勒泰治蝗部門用生化培養(yǎng)箱進行蝗卵孵化有效積溫的測定中，相對濕度是恒定的，保持在60%～80%的范圍；而自然界中相對濕度變化幅度較大，通過對近11a來吉木乃4—8月相對濕度的年、月變化的統(tǒng)計分析，相對濕度的年際變化、月際變化不明顯。但研究亞洲飛蝗發(fā)生的2003、2004年5月相對濕度日變化曲線，發(fā)現(xiàn)這兩年有極高的相似性。（見圖2）在這兩年的5月中旬都出現(xiàn)了連續(xù)一周以上（5月12日到19日）的低相對濕度日，也就是2004年蟲卵實際孵化日期的前一周平均相對濕度都只有24%，查找其它9a5月的相對濕度日變化曲線則沒有發(fā)現(xiàn)此規(guī)律。5月中、下旬正是蟲卵孵化的關(guān)鍵時期，2004年7、8月間遷飛入境的亞洲飛蝗所產(chǎn)蝗卵,經(jīng)過治蝗部門的調(diào)查研究，2004年春季正常孵化，實際的孵化日期是5月21日左右。因此初步得出：2004年臨近蟲卵實際孵化前的較低日相對濕度，對吉木乃縣亞洲飛蝗蟲卵的正常孵化無明顯的影響。4飛消氣候變化對成蟲安全越冬的影響4.1自90年代至今與1971—1990年間相比吉木乃縣冬季、夏季的平均降水量明顯增多，歷年平均氣溫冬、春、夏季也呈升高的趨勢。這種氣候變化特征有利于亞洲飛蝗蟲卵的安全越冬、正常孵化、繁衍后代。4.2亞洲飛蝗7、8月間的遷飛時段多發(fā)生于午后到20時，以順風(fēng)飛入為主，風(fēng)向多為WNW、NW，風(fēng)速≥3.3m/s。4.3分析指出了對蟲卵安全越冬影響較大的氣象因子，如：冬季降雪量、氣溫、日照等綜合作用的結(jié)果表現(xiàn)在后冬≤3cm積雪深度初日日期上。吉木乃1990—2004年的后冬≤3cm積雪深度初日平均值為3月18日，與1971—1990年同期的初日相比晚10d；與富蘊站1990—2004年的后冬≤3cm積雪深度初日平均值相比也晚6d，這種氣候特點適合亞洲飛蝗蟲卵的安全越冬。4.4根據(jù)2004年的觀測結(jié)果，初步得出2004年飛蝗蟲卵實際孵化前一周較低的日相對濕度對蟲卵正常孵化無明顯影響。5．水域整體布局監(jiān)測5.1進入90年代以來蝗災(zāi)的發(fā)生呈上升趨勢，亞洲飛蝗遷飛的發(fā)源地位于齋桑泊湖區(qū)的水域回落區(qū)域，每年湖區(qū)水域回落幅度，與由阿勒泰地區(qū)額爾齊斯河流入的年徑流量有密切的關(guān)系。通過分析額爾齊斯河源頭富蘊、青河以及額爾齊斯河出境處最大的匯入支流布爾津河、哈巴河流域的冬