自20世纪70年代以来,全球地表平均温度已上升1.4℃,农作物病虫害发生率在全球范围内不断上升。研究表明,近年来,农作物病虫害造成的产量损失约占全球年作物产量的40%,对全球粮食安全构成威胁。构建气候智慧型害虫管理方法,增强全球农业气候适应能力迫在眉睫。近日,河北大学教授马春森团队的相关研究在《自然综述-地球与环境科学》上发表。
研究表明,气候变化对虫害发生的加剧,表现为扩大地理分布范围,提前物候期和增加每年繁殖代数。气候变化还影响害虫迁飞路径,并通过改变微气候和食物供应促进土壤害虫滋生等。
为应对这些挑战,需要建立气候智慧型害虫监测与预测模型。模型应综合考虑多方面因素,包括气候变化引发的温度、湿度、降水等气象因素的改变,寄主植物的物候变化、害虫自身特征、天敌对气候变化的响应等。有效的监测预测需灵活调整监测时间、地点和指标,以适应害虫在气候变化影响下的分布范围、物候变化和种群数量的改变。以稻飞虱等水稻害虫为例,它们的暴发与多种气象要素密切相关,温度、热浪和降雨不仅直接影响稻飞虱的生存和繁殖,还会通过改变水稻的物候和植株柔嫩度,间接影响害虫的发生发展情况。因此,基于气候变化监测数据来预测害虫物候变化,成为确定害虫管理关键时间窗口的核心。
同时,气候变化既导致作物抗虫性下降,还改变了作物和害虫的相对物候。研究建议,大力发展气候智慧型害虫综合治理方法,多种防治手段有机结合,以生物防治、农业防治、物理防治为主,优先选用抗虫品种,调整播期使作物与害虫的物候期错开,达到减轻虫害的目的,以预防病虫害暴发。
在气候变化的大背景下,传统的管理方法已难以满足高质量发展的需求。借助人工智能技术,开发新型监测工具、早期预警系统和预测模型(如物候模型)成为必然趋势。气候智慧型害虫管理方法的构架,将进一步加大上述工具和模型的融合,基于气象预报预测实时评估害虫的时空分布和数量动态变化,以及虫害发生率,并提出适应气候变化的病虫害防治措施,为农业生产决策提供支撑。
(作者:颜昕 责任编辑:闫泓)