基于多元回歸法的松墨天牛成蟲發(fā)生期預(yù)測

周書永，陳繪畫，朱壽燕

（1.浙江省臨海市森林病蟲防治檢疫站，浙江臨海317000；2.浙江省仙居縣林業(yè)局，浙江仙居317300；3.浙江省仙居縣氣象局，浙江仙居317300）

基于多元回歸法的松墨天牛成蟲發(fā)生期預(yù)測

周書永1，陳繪畫2，朱壽燕3

（1.浙江省臨海市森林病蟲防治檢疫站，浙江臨海317000；2.浙江省仙居縣林業(yè)局，浙江仙居317300；3.浙江省仙居縣氣象局，浙江仙居317300）

[目的]預(yù)測松墨天牛成蟲發(fā)生期。[方法]根據(jù)浙江省仙居縣2006－2011年3個試驗(yàn)點(diǎn)林間松墨天牛誘捕記錄和當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料，采用相關(guān)系數(shù)法和逐步回歸法建立松墨天牛發(fā)生期預(yù)測預(yù)報的多元回歸模型。[結(jié)果]用未參與建模的2012年誘捕數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)生期預(yù)測效果檢驗(yàn)，結(jié)果表明有較高的預(yù)測精度。[結(jié)論]15組數(shù)據(jù)的預(yù)測成功率為80%。

松墨天牛；發(fā)生期；預(yù)測預(yù)報；逐步回歸；DPS軟件

松墨天牛（MonochamusalternatusHope）成蟲需要取食馬尾松（Pinus masoniana）、黑松（P.thunbergii）、黃山松（P.taiwanensis）、油松（P.tabuleaformis）等針葉樹種的1～2年生嫩枝作為補(bǔ)充營養(yǎng)[1]，同時松墨天牛還是我國松材線蟲病Bursaphelenchus xylophilus（Steiner&Buhere，1934）Nickle的主要媒介昆蟲。松墨天牛一生中的大部分時間都生活在寄主體內(nèi)，只有成蟲階段才離開寄主暴露在外，是控制松墨天牛成蟲種群的有利時期。但松墨天牛成蟲的體壁及鞘翅堅(jiān)厚、耐藥力較強(qiáng)、羽化期不整齊，所以在實(shí)際生產(chǎn)中多采用引誘劑進(jìn)行成蟲誘殺[2-6]，近年來推廣應(yīng)用噻蟲啉進(jìn)行成蟲防治[7-9]。

準(zhǔn)確掌握松墨天牛成蟲的林間羽化動態(tài)是及時開展防治的基礎(chǔ)，韓兵等曾進(jìn)行過松墨天牛卵期預(yù)測預(yù)報的研究[10]，翁少容則研究了松墨天牛發(fā)生面積與氣溫及雨量的關(guān)系[11]，有關(guān)松墨天牛成蟲林間發(fā)生期與氣象因子的關(guān)系則尚未見報道。浙江省仙居縣從2006年開始在官路鎮(zhèn)、白塔鎮(zhèn)和橫溪鎮(zhèn)進(jìn)行松墨天牛誘捕試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合仙居縣氣象部門提供的數(shù)據(jù)，根據(jù)DPS數(shù)學(xué)分析軟件，分別建立3個試驗(yàn)點(diǎn)的林間松墨天牛初現(xiàn)期、始盛期、高峰期、盛末期和終現(xiàn)期15個逐步回歸模型，并用未參與建模的2012年誘捕數(shù)據(jù)作為預(yù)測效果的檢驗(yàn)，旨在為有效防控松墨天牛提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況。仙居縣地處浙江省東南部，東西長63.6 km、南北寬57.6 km，縣域總面積2 003.5 km2，其中松林面積6.32×104hm2，以純馬尾松林為主，3個試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在官路鎮(zhèn)、橫溪鎮(zhèn)和白塔鎮(zhèn)，試驗(yàn)點(diǎn)的概況及懸掛的誘捕器數(shù)量見表1。

表1 3個試驗(yàn)點(diǎn)的概況及懸掛的誘捕器數(shù)量

1.1.2 供試材料。試驗(yàn)中的松樹蛀干類害蟲引誘劑由浙江省林業(yè)有害生物防治檢疫局和中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所研制、寧波中化化學(xué)品有限公司生產(chǎn)（2010年后由浙江黃巖鼎正化工有限公司生產(chǎn)），規(guī)格為300 mL/瓶，以及與其配套的小型折疊式誘捕器。

1.2 方法

1.2.1 監(jiān)測方法及發(fā)生期的劃分。試驗(yàn)在2006—2012年的4—10月進(jìn)行，選擇仙居縣官路鎮(zhèn)、橫溪鎮(zhèn)和白塔鎮(zhèn)的部分馬尾松人工林和天然林，架設(shè)的誘捕器下端離地面1.5 m，各誘捕器的間距在80 m以上，離林緣至少40 m。將直徑3 cm的引誘劑瓶口打直徑0.5 cm小洞3個。每3～4周更換1次引誘劑，每周收蟲1次，在室內(nèi)對所誘集的昆蟲進(jìn)行分類、計(jì)數(shù)。

松墨天牛成蟲林間發(fā)生期的劃分標(biāo)準(zhǔn)為：每年成蟲第1次出現(xiàn)的日期為始見期；按正態(tài)分布曲線的特點(diǎn)，將誘集到的成蟲累計(jì)蟲數(shù)占總蟲數(shù)16%、50%、84%時對應(yīng)的日期作為始盛期、高峰期、盛末期[12]；最后一次出現(xiàn)的日期則為終見期。相應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)由仙居縣氣象局提供。

1.2.2 預(yù)測因子的選擇。將每年的4月30日作為基準(zhǔn)日，然后確定3個試驗(yàn)點(diǎn)每年林間松墨天牛的始見期、始盛期、高峰期、盛末期和終見期5個時期具體發(fā)生時間并作為因變量。選擇從上年10月開始至當(dāng)年4—8月的月平均氣溫、月平均最高氣溫、月極端最高氣溫、月降雨量、月平均相對濕度等15個氣象因子作為各發(fā)生期的預(yù)報因子，即自變量。由于自變量個數(shù)太多（最少也達(dá)到105個）及與各因變量相關(guān)關(guān)系密切的自變量個數(shù)不同，因此分2步選取預(yù)測因子。第1步，用相關(guān)系數(shù)法選取，若某氣象因子與因變量的相關(guān)系數(shù)大于R0.90的即選入；第2步，由相關(guān)系數(shù)法選出的氣象因子再與因變量進(jìn)行逐步回歸，從而確定預(yù)報因子并建立發(fā)生期與氣象因子的預(yù)測模型。

該研究的計(jì)算由DPS統(tǒng)計(jì)軟件完成[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)生期預(yù)測模型的建立

根據(jù)3個試驗(yàn)點(diǎn)2006—2012年林間松墨天牛成蟲的觀測結(jié)果，松墨天牛在仙居縣的始見日為5月5日—6月14日、始盛日為5月29日—7月31日、高峰日為6月23日—8月16日、盛末日為7月25日—8月31日、終見日為8月15日—10月21日（表2）。由相關(guān)系數(shù)法初選出與官路鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)2006—2011年始見期、始盛期、高峰期、盛末期和終見期相關(guān)關(guān)系較密切的氣象因子數(shù)分別為8、8、13、12和14個；白塔鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)的分別為11、6、10、17和25個；橫溪鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)的分別為15、12、14、6和17個。然后再對2006—2011年各試驗(yàn)點(diǎn)的發(fā)生期與初選出的氣象因子進(jìn)行逐步回歸，確定最終的預(yù)測因子（表3），回歸模型的參數(shù)見表4。

2.2 發(fā)生期預(yù)測效果的檢驗(yàn)

由表4可以看出，3個試驗(yàn)點(diǎn)15個發(fā)生期回歸模型的相關(guān)系數(shù)都通過95%可靠性的檢驗(yàn)（其中11個還通過99%可靠性檢驗(yàn)），因此可以用這15個模型進(jìn)行發(fā)生期預(yù)測。對未參與建模的2012年林間松墨天牛成蟲發(fā)生日期進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果見表5。由表5可以看出，2012年預(yù)測發(fā)生日期與實(shí)際發(fā)生日期的最大相對誤差為64.71%、最小相對誤差為0.51%，平均相對誤差為11.97%。以相對誤差小于15%作為預(yù)測成功，則預(yù)測成功率為80%。

表3 3個試驗(yàn)點(diǎn)各發(fā)生期最終確定的預(yù)測因子

表4 3個試驗(yàn)點(diǎn)各發(fā)生期回歸模型的參數(shù)

3 結(jié)論與討論

（1）根據(jù)2006—2012年的林間誘捕松墨天牛成蟲和相應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)，采用逐步回歸法選擇與松墨天牛成蟲發(fā)生日期相關(guān)密切的預(yù)測因子，建立林間松墨天牛成蟲發(fā)生期預(yù)測模型并預(yù)測未參與建模的2012年林間松墨天牛成蟲發(fā)生期，取得了較為滿意的預(yù)測效果?；趯?shí)際的林間觀測和模型預(yù)報，每年的7月底至8月初80%以上的松墨天牛成蟲都已羽化，如果用林間持效期為40 d左右的噻蟲啉微膠囊劑進(jìn)行防治，防治的關(guān)鍵時期定在6月底為最佳，在此時期進(jìn)行引誘劑誘捕或噴灑噻蟲啉防治可以有效降低林間松墨天牛密度。

（2）昆蟲種群內(nèi)所有個體隨時間推移的變化進(jìn)度符合正態(tài)分布是開展發(fā)生期預(yù)測的理論基礎(chǔ)，若昆蟲的所有個體各蟲態(tài)數(shù)量變化規(guī)律不符合正態(tài)分布就會影響到發(fā)生期的計(jì)算或預(yù)測結(jié)果，如官路鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)2012年8月14日—8月28日21d內(nèi)誘集到的松墨天牛成蟲數(shù)量占全年誘集量的66%，而松墨天牛成蟲在該試驗(yàn)點(diǎn)的林間活動天數(shù)為112 d，末期為9月11日，導(dǎo)致該試驗(yàn)點(diǎn)的始見期與始盛期預(yù)測都不準(zhǔn)確。影響林間松墨天牛成蟲羽化的因素除了其自身的生物學(xué)特性外，還有各種外部環(huán)境因子，因而是眾多生態(tài)因子綜合作用的結(jié)果。短時間的松墨天牛成蟲觀測資料難以準(zhǔn)確地反映林間松墨天牛成蟲發(fā)生期隨氣象因子的變化，觀測資料的積累可以進(jìn)一步提高回歸法預(yù)測松墨天牛成蟲林間發(fā)生期的精度，更好地為林業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

表5 預(yù)測2012年的效果檢驗(yàn)

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（責(zé)任編輯 張楊林）

Forecasting Occurring Periods ofMonochamus alternatus Based on Multiple Linear Regression

ZHOU Shu-Yonget al.（Forest Pest Management and Quarantine Station of Linhai,Linhai,Zhejiang 317000）

[Objective]The aim was to forecast occurring periods ofMonochamus alternatus.[Method]Based on data of trapMonochamus alternatusat 3 trapping sites in Xianju County of Zhejiang Province from 2006 to 2011,combining local meteorological data,the multiple linear regression model was established by the methods of correlation coefficients and step regression.[Result]Using this model to predict emergence period of 2012 which were not involved in the model construction,the result indicated that the model has relatively high accuracy.[Conclusion]The prediction success rate was 80%at 15 trap datas.

Monochamus alternatus;Emergence period;Prediction;Step regression;The statistic analysis software of DPS

S763

A

2095-0896（2014）01-007-04

周書永（1963-），男，浙江臨海人，工程師，從事林業(yè)有害生物防治和檢疫管理工作。

2013-12-22