师宗地处滇东北高原区向滇东南低山与河谷的过渡地带，境内形成西南-东北和东南-西北走向的廊道，是白背飞虱从境外入滇北上直进黔川渝的主要通道^{[1, 2, 3, 4]}。师宗位于哀牢山以东，主要受东南季风影响，同时受西南季风影响，常为两种季风的交汇处^{[5, 6]}，增加了稻飞虱虫源地分布的复杂性和迁飞路径的多样性。

师宗以单季稻为主，常年3月底育秧，5月中旬移栽。本地无越冬虫源，水稻上的稻飞虱均为外地迁入种群，因此主害代的发生程度取决于白背飞虱迁入代的虫源基数^{[7, 8]}。2012年5月，师宗出现持续灯诱高峰，白背飞虱单灯单日过3000头的虫峰达16个，其中5日、8日和12日分别达85043头、252723头和285168头。5月中旬的田间调查发现，部分乡镇秧田期每平方米成虫达千头，大田期百丛虫量5000—8000头以上，个别田块上万头。如此大规模的迁入实属历史罕见，确定师宗白背飞虱虫源地的具体分布已迫在眉睫。

诸多稻飞虱迁入事件的随机性和不确定性以及近年来的发生情况表明，宏观层面上的迁飞基本规律尚不足以展现中小尺度的实际迁飞动态，而影响稻飞虱种群迁出、迁入和暴发的外界因子(温度、湿度、降雨、季风等)在年际间、代际间变化极大，大大增加了稻飞虱预测和防治的难度。因此，只有在中小尺度水平上阐明稻飞虱的虫源地分布、大规模迁入的降落机制、迁出虫源降落地等才能满足测报防治的实际需要，解决测报工作中的“瓶颈”问题，进而实现稻飞虱的精细化异地预测的目标。

从地形地貌、地理位置、受季风影响、水稻种植和稻飞虱迁入量上，师宗都是滇东南最有代表性的地区，本研究对师宗县1990—2012年4—5月白背飞虱迁入高峰日进行回推轨迹模拟，分析迁飞期间的天气学背景，并结合虫源地虫情数据来验证虫源地分布的合理性，最终确定师宗白背飞虱前期迁入种群的虫源地分布，以期为白背飞虱的精细化异地监测和综合治理提供理论支撑。

(1)虫情资料 稻飞虱历史虫情数据由云南省师宗县植保植检站提供，包括1990—2012年的逐日灯诱数据以及田间普查数据；东南亚水稻种植和稻飞虱虫情信息为南京农业大学昆虫学系信息生态实验室实地考察所得。

(2)气象资料 采用美国国家环境预报中心(NCEP)和国家大气研究中心(NCAR)的全球再分析数据(6h 1次,1°×1°)。降水资料采用中国气象局提供的6h 1次地面观测资料(从广西GMISS网站下载)和国家气象信息中心提供的中国地面气候资料(包括逐日降水资料和24h降水资料，网址：http://cdc.cma.gov.cn)。

轨迹分析软件采用美国国家大气与海洋局(NOAA)和澳大利亚国家气象局(ABM)共同开发的大气质点轨迹分析平台HYSPLIT进行在线模拟。模型所使用的数据为NCEP再分析格点数据，经纬网格为2.5° × 2.5°。网址http://ready.arl.noaa.gov/HYSPLIT.Php。

利用Visual Foxpro软件将回推轨迹的终点、风向、风速分别组建数据库，并采用ArcGIS地理信息系统对各虫源区的概率进行Spline插值运算。

参数设置：(1)白背飞虱是顺风迁移的^{[9, 10, 11]}；(2)白背飞虱在日出前或日落后1h内起飞^{[10, 12, 13]}；(3)迁飞高度根据季节和各高度层温度不同而设，春、秋季白背飞虱的迁飞高度为1000—1500m^{[9, 10, 11]}，飞行低温阈限为16.5℃^[14]。师宗五龙的平均海拔在1200m以上，地面气压接近850hPa(天气学背景分析时主要考虑800 hPa和750hPa两个高度层)，结合师宗4—5月份不同高度层温度的差异，设定轨迹起始高度为距地面500、800和1200m；(4)设定高峰日灯诱的白背飞虱在开灯后至翌日关灯前的时间段内降落，回推轨迹以降虫区为起点，以降虫峰日作为回推起始日期，以此时间段内整点时刻为起始时刻，每隔1h回推1次。师宗4—5月份的日出、日落时刻^[15]分别为北京时间6:00、19:00，转化为UTC时间分别为22:00、11:00，选定12:00至22:00(UTC Time)间的整点时刻(包括12:00和22:00)为回推轨迹的起始时刻^{[16, 17]}；(5)最长续航时间取35h^{[18, 19]}。

有效轨迹判定标准：回推或顺推轨迹的起始时间与终止时间必须符合白背飞虱的起飞或降落的时间节律特性^{[13, 20, 21]}，回推轨迹终点处必须是具有适宜生育期即生长中后期的水稻种植区，且当地稻田存在大量正值迁出期的长翅型白背飞虱^{[22, 23, 24]}。按以上标准剔除不合理轨迹后得到有效轨迹。

以灯下诱虫量突增作为分析1次迁入过程的起始日期，根据病虫情报所提供信息进一步确定迁入高峰期。以4月份白背飞虱单灯单日虫量过100头、5月份过1000头的标准对1990—2008年师宗灯诱数据进行筛选，得到20个峰次；2009年更换测报灯(由黑光灯变为佳多虫情测报灯)后，以4月份单灯单日虫量过150头，5月份过3000头的标准对2009—2012年的灯诱数据进行筛选，得到32个峰次。

师宗无本地越冬虫源，因此诱虫灯下白背飞虱的始见之日，即外地虫源开始迁入之时。1990—2012年的灯诱资料显示，师宗白背飞虱始见期呈现明显的提早趋势。最早出现在2012年的3月15日，最迟年份则是1990年，始见日为5月18日，23a的平均始见日为4月16日(图 1)。由图 2可知，始见日在不同月份出现频次及频率差异明显，以 4月份居多。其中3月中旬1次，占5.56%；3月下旬2次，占11.11%；4月上旬4次，占22.22%；4月中旬3次，占16.67%；4月下旬6次，占33.33%；5月上旬和中旬各1次，均占5.56%。

图 1 1990—2012年云南师宗白背飞虱始见日 Fig. 1 The first appearance date of light-trap catches of WBPH from 1990 to 2012 in Shizong,Yunnan

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图 2 3—5月云南师宗白背飞虱始见日在各旬出现频率 Fig. 2 The frequency of the first appearance date of light-trap catches of WBPH for each ten-days from March to May in Shizong,Yunnan

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1990—2012年4月和5月的灯诱资料表明，师宗白背飞虱早期迁入虫量呈逐年增加趋势。4月份诱虫量最大值出现在2009年，为1096头；5月份最大的是2012年，达927380头。4—8月灯诱资料(其中2012年为4—6月)表明，总诱虫量最大的年份为2012年，其次为2009年，分别高达928452头和296030头(图 3)。

图 3 1990—2012年4—8月师宗白背飞虱灯诱虫量动态 Fig. 3 The light-trap catches of WBPH from April to August from 1990 to 2012 in Shizong

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白背飞虱体型小，自身飞行能力弱，常利用运载气流从虫源地到达降虫区。每年4—5月份，云南省上空主要盛行西风与西南风。4月下旬，滇东南地区800hPa高度上盛行西风，5月份以后，西南气流逐渐强势并控制滇东南上空。

对师宗2007—2012年4月下旬至5月份800hPa等压面上风速大于或等于5m/s的风向做频次统计，结果如表 1所示。6a的统计结果显示西南风、西风、南风和东南风4种风向频次累积总和占总频次的78.08%，其中西南风所占比例最大，为31.23%，其次为西风25.58%，南风和东南风各占21.27%。4种风向频次在年际间和每月各旬间所占比例均有变化，4月下旬盛行西风，而5月份则盛行西南风，西南风和西风是师宗上空的主导风向。

将师宗稻区白背飞虱的虫源地按运载气流的风向划分为3个区域，并参照白背飞虱在滇南的越冬北界(23.5°N)及轨迹落点的分布情况进一步将虫源地细划为39个小区，分别为西风虫源区、西南风虫源区、南风或东南风虫源区。

对1990—2012年45个迁入高峰日白背飞虱虫源地的轨迹分析结果表明，4—5月师宗白背飞虱虫源地主要分布在越南老挝北部、云南南部和西南部以及缅甸东北部，越老中部、泰国北部和东北部、缅甸中部、印度东部和孟加拉国可提供部分虫源。由表 2可知，西南风虫源区的落点数有1569个，占总落点数的50.40%；西风虫源区有731个，占总体的23.48%；南风或东南风虫源区813个，占26.12%。39个小区中，以24区区(滇东南、越南北方)的落点数最多，为518个，占总落点数的16.64%，其次为18区(滇中)和23区(滇东南与越南西北部)，落点数分别为467个和477个，所占比例分别为15.00%和15.32%。

对4—5月各旬的虫源地分析表明，4月下旬白背飞虱虫源地主要分布在缅甸东北部、越南北部及缅、老、滇三地交界处；5月上旬主要分布越南西北部、缅甸东北部和滇西南；5月中旬主要分布在越南西北部以及越、老、滇三地交界处；5月下旬主要分布滇西南和越南西北部。

对2007—2012年45个迁入高峰日的白背飞虱降落机制进行了分析(表 3)，其中有21次降虫峰与风切变有关，27次与气流的垂直扰动有关，3次与低温屏障有关，35次与降水有关，有2次降虫峰与下沉气流有关。可见，降水、风切变和气流垂直扰动是师宗稻区白背飞虱集中降落的重要因子。

2009年5月26日的回推轨迹显示虫源来自缅甸东部、云南西南部以及越南西北部与老挝北部交界地区。2010年5月26日的回推轨迹显示虫源来自越南北部的红河三角洲地区和清化省、老挝中部和西部的湄公河流域。

2009年5月26日14:00(所述时间为BJT，下同)800hPa高度上，10m/s的西南气流穿过缅甸东部上空并到达滇东南(图 4)；5月27日02:00，云南东部有降雨过程，并且师宗800hPa高度上空出现强的垂直气流扰动，向上速度大于0.3Pa/s(图 4)，造成稻飞虱在滇东南的集中降落，其中26日晚师宗灯下出现2万头以上的白背飞虱迁入峰。

图 4 2009—2010年师宗部分迁入峰日800hPa高度上的水平风场 (m/s) (a,c) 和垂直速度场 (Pa/s) (b) Fig. 4 Horizontal wind field (m/s) (a,c) and Vertical velocity (Pa/s) (b) on 800hPa during some immigration peaks from 2009 to 2010 in Shizong,Yunnan a: 2009-05-26,14: 00 b: 2009-05-26,20: 00 c: 2010-05-26,20: 00; 黑圆点示师宗县

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2010年5月26日20:00 800hPa高度上，9m/s的东南气流穿过越南北部上空并控制滇东地区(图 4)；5月27日02:00，滇东、桂西和贵南三地交界处出现一次大的降雨过程，北迁的稻飞虱无法穿越大雨区而降落，师宗正处于大雨区西南边缘，26日晚灯下出现5000头以上的白背飞虱迁入峰。可见，降雨和垂直气流扰动是这两次白背飞虱集中迁入的主要原因。

那么虫源地的情况如何呢？每年5月中下旬，缅甸中、东部水稻基本处于分蘖末-孕穗期，部分灌浆，越南北部水稻处于齐穗-灌浆期(表 4)；而滇西南水稻生育期较复杂，部分地区可全年种植，有一定基数的越冬虫源。2009年5月23日调查结果显示，位于滇南的江城县白背飞虱田间百丛虫量为7455头； 2010年5月17日越南河南省府里县白背飞虱田间百丛虫量为1280头，且以4—5龄若虫为主，清化省和中县为100头；5月21日老挝中部琅勃拉邦市附近白背飞虱田间百丛虫量为85头，表明以上地区均有水稻种植且具备白背飞虱外迁的条件。可见，5月下旬越南北部、云南西南部和缅甸东部可为师宗提供主要虫源，老挝中部和西部可提供部分虫源。

2005年以来，云南省白背飞虱多次暴发危害，给当地的粮食生产带来了巨大损失，植保部门对白背飞虱的测报防治急需新的理论指导，关于云南省白背飞虱虫源地中小尺度上的精细化研究变得更加重要。

云南省东南与越南为邻，南接老挝，西南毗邻缅甸，是我国稻飞虱境外迁入的第一站。近十年，东南亚的越南、缅甸及老挝北部地区发展替代罂粟种植项目，其中杂交水稻已占到1/4，稻飞虱的寄主面积大大增加。2006年，缅甸北部的密支那省水稻种植面积达到7.33万hm²(110万亩)，老挝北部风沙里省和南塔省分别为1万hm²(15万亩)和1.667万hm²(25万亩)。随着水库水坝工程的发展，老挝、缅甸等国家北部一些地区可在每年的4月播种，比滇南水稻生育期早1个月，为滇南稻区提供了稻飞虱虫源的积累^[3]。每年5月中下旬，缅甸中部和东北部水稻处于分蘖末-孕穗期，部分灌浆期；越南北部水稻处于齐穗-灌浆期；而云南西南部水稻生育期复杂，部分地区水稻可全年种植，有一定基数的越冬虫源(表 4)。东南亚地区水稻耕作制度的变化以及杂交水稻的推广，为白背飞虱提供了充足的食料条件和生存场所，而增长的白背飞虱种群也为我国云南稻区提供了大量虫源，这是近年来我国云南稻区白背飞虱前期迁入虫量不断增加的主要原因。

黄凤宽等通过比较云南思茅(滇西南)与开远(滇东南)褐飞虱的致害性发现，两地的种群分别属于孟加拉型和生物型Ⅱ，从而推断出思茅和开远的初始虫源来自不同的地区^{[25, 26]}。沈慧梅等对江城与西畴稻飞虱初始虫源的研究发现，滇南的江城主要虫源来自缅甸、泰国东北部和老挝北部，而滇东南的西畴虫源地则集中在越南红河三角洲地区^[27]。

师宗地处偏南暖湿气流迎风坡，境内山峦起伏，河流纵横，地势西北高东南低，由西北向东南呈梯状。近年来，云南师宗白背飞虱的始见期呈提前趋势，前期灯诱虫量也在增加，2012年4—5月份灯诱总虫量为927380头，单灯单日灯诱虫量在5万头以上的虫峰达5次之多，师宗已成为滇东南的“虫窝子”。本研究发现，师宗4月下旬的虫源主要来自缅甸北部，而5月份的虫源则主要来自越南西北部、老挝北部和滇西南。4月下旬，缅甸东北部水稻处于分蘖末-拔节期，白背飞虱处于迁出期，迁出的白背飞虱借助西风东迁，为滇东南的师宗提供前期迁入虫源。5月上中旬，越南北部和老挝北部的水稻处于抽穗-齐穗期，白背飞虱开始大量迁出，并借助盛行的偏南气流北迁。到5月下旬，滇西南的白背飞虱开始大量迁出，越南西北部及缅甸东北部也可提供部分虫源，共同组成师宗稻区的主要迁入虫源。

白背飞虱在迁飞过程中不完全是被动地随风漂流，而是在一定程度上自主地选择乘风远迁。携虫气流在降雨、下沉气流、风向幅合等外力作用下会被集中迫降，在飞行能源物质耗尽或温度骤变低于其飞行阈值时也会选择主动降落^{[6, 28, 29]}。其中，降水和下沉气流是影响稻飞虱集中降落的两个重要气象因子^[30]。江广恒等曾对1977—1978年出现的67次褐飞虱北迁过程和15次南迁过程中的气象要素进行统计，发现降雨和下沉气流是影响褐飞虱集中降落的主要气象因子^{[31, 32]}。包云轩等分析了2003年7月10—11日出现的白背飞虱迁入过程，表明降水是造成此次白背飞虱集中降落的直接原因^[33]。本研究统计了2007—2012年4—5月师宗县白背飞虱的45次迁入过程，结果表明有35次降虫峰与降水有关，有2次降虫峰与下沉气流有关；此外，在27次降虫过程中出现了气流的垂直扰动，另有21次降虫与风切变有关，还有3次降虫由低温屏障所致。师宗地处偏南暖湿气流迎风坡，降水丰富，年均降水量1235.57mm，雨季始于5月份。本研究所选取的52个迁入高峰中有47个出现在5月份，仅有5个出现在4月下旬，迁入高峰的出现与雨季具有同步性，可见降雨是影响师宗白背飞虱迁入种群集中降落的重要因子。师宗地势西北高东南低，由西北向东南呈梯状，地势波折起伏，气流在运动过程中由于地势的抬升或下降而引起垂直扰动对稻飞虱的降落也有一定的作用。

20世纪70、80年代的飞机网捕、高山网捕及以后的雷达观测均发现稻飞虱的迁飞与环境温度关系密切^{[9, 10, 11, 34]}，空中稻飞虱虫层高度的上限与其飞行低温阈值(16.5℃)的高度相一致^[10]。师宗位于24.8°N附近，4月气温较低，低温屏障是阻滞低空急流中稻飞虱越过滇东南上空的重要因子^[6]；5月中下旬温度逐渐升高，低温对稻飞虱的迁飞影响减弱。师宗境内平均海拔在1800—1900m，但其东南部南盘江沿岸的五龙乡(本文所用诱虫灯所在地)、龙庆乡等地海拔稍低，平均在1200m左右。对师宗45个迁入高峰日850hPa (相当于海拔1500m)、800hPa(相当于海拔2000m)和 750hPa(相当于海拔2500m)3个高度层温度的统计分析表明，仅有3次降虫过程与低温阈值有关。前人的研究表明，风切变可导致稻飞虱的集中降落^{[6, 31, 32, 33]}。本研究中，也有21次降虫与风切变有关，风切变引起携虫气流风速大小和风向的改变及气温的骤变而干扰了稻飞虱的正常北迁，为其集中降落提供了条件。另外，地势的起伏、海拔高度等地形因素对稻飞虱的集中降落也会有一定的影响，但其影响的机制有待今后进一步研究。