阜康棉鈴蟲發(fā)生程度氣象條件分析

馬燕，馬洪亮，馬玉英，辛和平

（阜康市氣象局，新疆 阜康 831500）

阜康棉鈴蟲發(fā)生程度氣象條件分析

馬燕，馬洪亮，馬玉英，辛和平

（阜康市氣象局，新疆 阜康 831500）

根據(jù)阜康植保站2001—2011年逐年棉鈴蟲各主要危害代發(fā)生程度和同期氣象資料，對棉鈴蟲發(fā)生程度和氣象要素的關系進行了研究。結果表明：阜康棉鈴蟲一年發(fā)生3代，危害較重的是2、3代；2月地面極端最高溫度是影響棉鈴蟲發(fā)生長期趨勢的主要因子；影響阜康2、3代棉鈴蟲發(fā)生發(fā)展的中短期主要因子為5月中旬、7月中旬、8月中旬平均氣溫和7月中旬降水量等。建立了2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級的長期和中短期氣象預測模型，經(jīng)擬合檢驗和應用檢驗，2、3代棉鈴蟲發(fā)生長期趨勢預測擬合率為77%和62%，中短期發(fā)生趨勢擬合率為85%和92%。

棉鈴蟲；發(fā)生程度；氣象條件；預測模型

阜康是農(nóng)業(yè)大市，由于生態(tài)、氣候、作物品種等變化，阜康棉鈴蟲不僅在數(shù)量上逐漸增加，而且發(fā)生時間也有所延長，作物的產(chǎn)量和質量都受到嚴重影響，其危害日趨嚴重。2004年、2008年阜康棉鈴蟲重度發(fā)生，2008年阜康市農(nóng)作物種植面積26 313 hm2，棉鈴蟲發(fā)生面積13 733 hm2，防治面積27 000 hm2，主要危害番茄、棉花、玉米等作物。及時準確預測預報棉鈴蟲的發(fā)生趨勢，是控制棉鈴蟲發(fā)生危害的關鍵措施之一。

鑒于棉鈴蟲的普遍危害，不少學者對其進行防治預測已有研究[1-6]，大量研究表明，在諸多環(huán)境因素中，氣象條件的時空變化是影響棉鈴蟲消長的主要外界條件之一。為了準確掌握和預測棉鈴蟲的發(fā)生趨勢，學者們在總結棉鈴蟲繁殖及發(fā)生規(guī)律的基礎上，從影響棉鈴蟲發(fā)生發(fā)展的氣象因子入手預測棉鈴蟲主要危害代的發(fā)生程度。成兆金等[7]、張翠英等[8]、朱天征等[9]建立了針對山東的棉鈴蟲發(fā)生發(fā)展氣象預測模型；劉政等[10]建立了滴灌條件下北疆棉鈴蟲發(fā)生程度的長期預報模型，為區(qū)域性大范圍棉鈴蟲防治工作提供了參考，而對于小范圍的某一地區(qū)來說預測準確性有待提高。本文通過調查阜康棉鈴蟲歷史資料，探討當?shù)孛掴徬x發(fā)生程度與氣象條件的關系，建立棉鈴蟲發(fā)生程度的長期和中短期預測模型，為有效指導當?shù)孛掴徬x防控工作提供參考。

1 資料來源和研究方法

1.1 資料來源

以阜康植保站2001—2011年逐年棉鈴蟲的越冬基數(shù)、累計卵量、黑燈光誘集成蟲蛾量、發(fā)生程度等為主要指標。氣象資料選取與棉鈴蟲資料對應年份阜康氣象站逐旬、逐月實時觀測平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、相對濕度、降水量、日照時數(shù)、≥10℃積溫、平均地溫、最高地溫、最低地溫、積雪深度等。

年發(fā)生程度按全國統(tǒng)一劃分標準[11]分為1～5級，即1級：輕發(fā)生；2級：中等偏輕發(fā)生；3級：中等發(fā)生；4級：中等偏重發(fā)生；5級：重發(fā)生，級數(shù)越大表示發(fā)生越嚴重。

1.2 研究方法

利用標準偏態(tài)系數(shù)和峰度系數(shù)檢驗法對序列進行正態(tài)性分布檢驗。首先計算序列的標準偏態(tài)系數(shù)和峰度系數(shù)，其次給定顯著性水平α=0.05，則Uα= 1.96，當標準偏態(tài)系數(shù)和峰度系數(shù)值均小于1.96時，可認定在α=0.05的顯著性水平下，序列近似服從正態(tài)分布。

利用線性組合方法[12]對氣象因子進行膨化處理，將經(jīng)過膨化處理的氣象因子與棉鈴蟲主要危害代發(fā)生等級分別進行相關分析。以通過0.05顯著性水平檢驗的因子為自變量，利用SPSS 13.0 for Windows專業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，采用多因子逐步回歸方法進行統(tǒng)計分析，建立阜康棉鈴蟲危害較重的2、3代棉鈴蟲的發(fā)生等級預測模型。

2 阜康棉鈴蟲發(fā)生規(guī)律

棉鈴蟲在新疆1 a發(fā)生3～4代，北疆3代[13]。據(jù)阜康植保站觀測資料，阜康棉鈴蟲與北疆棉鈴蟲發(fā)生規(guī)律基本一致，1 a發(fā)生3代，主要危害秋季作物棉花、番茄、玉米、陸地蔬菜等。圖1為2001—2011年平均黑燈光成蟲誘集蛾量（5月4日為第一日，每10 d為單位計算單燈平均誘集的累積蛾量）的變化情況。

從圖1可以看出阜康5月上旬越冬蛹開始羽化，越冬成蟲代始見于5月上旬，但多年來阜康越冬代棉鈴蟲均為輕度發(fā)生，為害很小，基本上不用防治。二代成蟲始見于6月下旬，高峰期出現(xiàn)在7月中下旬，主要危害棉株的嫩頭、嫩葉、花蕾及苞葉。三代棉鈴蟲主要發(fā)生在8月初到8月中下旬，高峰期出現(xiàn)在8月中旬，主要危害番茄、大田蔬菜。

3 結果與分析

3.1 正態(tài)性分布檢驗

在氣候統(tǒng)計分析和預測中，由于統(tǒng)計方法均要求預報對象服從正態(tài)分布，在其預報區(qū)間估計和顯著性檢驗上也均使用這一假定[14]，因此利用標準偏態(tài)系數(shù)和峰度系數(shù)檢驗法對2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級進行正態(tài)性分布檢驗。經(jīng)計算，2代棉鈴蟲發(fā)生等級序列標準偏態(tài)系數(shù)和峰度系數(shù)分別為1.71和1.42；3代棉鈴蟲發(fā)生等級序列標準偏態(tài)系數(shù)和峰度系數(shù)分別為0.01和1.32，均小于1.96，則可認為2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級序列遵從正態(tài)分布。

3.2 影響棉鈴蟲發(fā)生程度的氣象因子

每一代棉鈴蟲發(fā)生程度與前期的氣象條件有密切關系，因此，根據(jù)當?shù)孛掴徬x發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，選取前一年12月至當年8月為研究時段。分析整理出該時期內逐月、逐旬實時觀測氣象數(shù)據(jù)和棉鈴蟲越冬基數(shù)資料，將氣象因子進行膨化處理，增加12月—翌年2月平均氣溫、最低氣溫合計、平均地面溫度、地面最低溫度合計、平均積雪深度；6月中旬—7月上旬平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫、降水量、日照時數(shù)、≥10℃積溫、相對濕度；7月下旬—8月上旬平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫、降水量、日照時數(shù)、≥10℃積溫、相對濕度；3—4月最低氣溫合計、平均相對濕度等因子。

將2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級與經(jīng)過膨化處理的氣象因子及棉鈴蟲越冬基數(shù)進行相關性分析，通過相關性顯著檢驗取得與發(fā)生等級相關性較強的預報因子（表1）。

從相關性分析結果可以看出，阜康2代棉鈴蟲發(fā)生等級與5月平均氣溫、5月平均最低氣溫、5月極端最高氣溫、5月≥10℃積溫、5月中旬平均氣溫及7月中旬平均氣溫均呈顯著正相關；與2月地面極端最高溫度呈顯著正相關。

阜康3代棉鈴蟲發(fā)生等級與5月平均氣溫、5月中、下旬平均氣溫和6月上旬、8月中旬平均氣溫呈顯著正相關；與5月平均最低氣溫、極端最高氣溫及≥10℃積溫均呈顯著正相關；與7月中旬降水量呈顯著正相關；與1月地面平均溫度、地面平均最低溫度及2月地面平均最低溫度和2月地面極端最低溫度呈顯著負相關；與2月地面平均最高溫度和地面極端最高溫度呈顯著正相關。

3.3 長期預測模型

棉鈴蟲年發(fā)生程度大小與越冬蛹存活數(shù)量的多少有很大關系,而越冬蛹存活數(shù)量主要受冬季溫度影響，選取前一年12月至當年2月與棉鈴蟲發(fā)生等級相關顯著的因子為自變量，利用SPSS 13.0 for Windows專業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行逐步回歸分別建立2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級的長期預測模型（表2）。

式中，Y為棉鈴蟲發(fā)生等級（級），X1為2月地面極端最高溫度/℃，模型均通過了0.05的顯著性水平檢驗。

3.4 長期預測模型歷史回代及檢驗

用預測模型對阜康2001—2013年2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級進行歷史資料回代及預測檢驗，結果見表3。

由表3可以看出，2代棉鈴蟲的預報誤差≤1級的占77%，誤差大于1級占23%；3代棉鈴蟲的預報誤差≤1級的占62%，誤差大于1級的占38%。

3.5 中短期預測模型

棉鈴蟲長期預測模型發(fā)布后距棉鈴蟲發(fā)生尚有4個多月，其間天氣氣象條件的變化仍將對棉鈴蟲的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生影響，為了對長期預測結果進行訂正，更準確地預測蟲情信息，選取與棉鈴蟲發(fā)生前期相關顯著的因子，利用SPSS 13.0 for Windows專業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行逐步回歸建立阜康2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級的中短期預測模型（表4）。

2代模型中，Y為棉鈴蟲發(fā)生等級（級），X1為7月中旬平均氣溫/℃，X2為5月中旬平均氣溫/℃。

3代模型中，Y為棉鈴蟲發(fā)生等級（級），X1為5月中旬平均氣溫/℃，X2為7月中旬降水量/mm，X3為8月中旬平均氣溫/℃。

3.6 中短期預測模型歷史回代及檢驗

用預測模型對阜康2001—2013年2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級進行歷史回代及預測檢驗（表5），以±1級為準，2代準確率達85%；3代準確率達92%，模型具有較高精度。

4 結論

（1）阜康棉鈴蟲一年發(fā)生3代，主要危害代為2、3兩代，2代高峰期出現(xiàn)在7月中旬到下旬，3代棉鈴蟲主要發(fā)生在8月初到8月中下旬。

（2）阜康棉鈴蟲發(fā)生的長期主要影響因子是2月地面極端最高溫度；中短期影響因子主要是氣溫，說明棉鈴蟲發(fā)生與前期及發(fā)生時段溫度的變化關系密切；7月中旬適當降水有利于3代棉鈴蟲發(fā)生發(fā)展。

（3）建立了阜康2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級長期預測模型，通過了顯著性檢驗。2代棉鈴蟲的預報誤差≤1級的占77%，誤差大于1級的占23%；3代棉鈴蟲的預報誤差≤1級的占62%，誤差大于1級的占38%；建立了阜康2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級中短期預測模型，通過了顯著性檢驗。以±1級為準，2代準確率達85%；3代準確率達92%，模型具有較高精度。

5 討論

在研究中，用2月地面極端最高溫度構建棉鈴蟲發(fā)生程度的關系還是初次嘗試。結果表明，兩者之間高度相關，經(jīng)過回代和預測驗證，該模型具有較高的準確性，可以作為當?shù)孛掴徬x發(fā)生程度的長期預報模型來使用。

北疆冬季豐厚的積雪阻擋了低溫對棉鈴蟲蛹的侵襲，劉政[10]等用積雪厚度構建北疆滴灌條件下棉鈴蟲發(fā)生程度預測模型，兩者間相關系數(shù)高達0.945 1。但本文研究結果表明，阜康棉鈴蟲發(fā)生程度與積雪深度沒有顯著相關性，只與12月平均雪深及1月和2月積雪深度≥1 cm天數(shù)呈一般正相關。兩地的差異可能是因為阜康冬季積雪深度的年際間變幅很小，而劉政等所選取的新湖地區(qū)積雪深度年際間變幅較明顯而造成的。資料分析表明，阜康2002年、2003年、2004年和2008年2月地面最高溫度在中旬均已上升到0℃以上，其他年份則在0℃以下，而這幾年正是阜康棉鈴蟲發(fā)生較重的年份。因此2月積雪消融早，地面最高溫度升到0℃以上的日期越早，越有利于當?shù)孛掴徬x的發(fā)生發(fā)展。

棉鈴蟲發(fā)生發(fā)展與溫度變化關系密切，這與蔣菊芳[15]等通過研究發(fā)現(xiàn)熱量多、氣溫高使棉鈴蟲的繁殖力和生存力提高，棉鈴蟲發(fā)生程度重結論相同。3代棉鈴蟲的發(fā)生也與7月中旬降水密切相關，這與劉政等[10]認為北疆棉區(qū)棉鈴蟲發(fā)生程度與降雨量沒有太大關系的結論不同，可能是因為劉政等選取的是北疆膜下滴灌棉田棉鈴蟲病蟲資料，因采取滴灌技術，棉田內濕度相對穩(wěn)定，降水對其變化影響不大，而阜康農(nóng)田多為水澆地，降水對農(nóng)田內濕度變化影響較大所致。

棉鈴蟲的發(fā)生程度雖然和氣象因子有直接關系，但也與其上代及以前的種群數(shù)量變化密切相關[16]，但由于當?shù)刂脖２块T對有關棉鈴蟲種群動態(tài)變化的數(shù)據(jù)掌握不及時，在本研究中未能將其作為關鍵因子進行分析。

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Analysis of Meteorological Condition for Occurrence of Bollworm（Heliothis Armigera）in Fukang

MA Yan，MA Hongliang，MA Yuying，XIN Heping
（Fukang Meteorological Bureau，F(xiàn)ukang 831500，China）

Based on the historical climate data about the accumulative amount of occurrence of the bollworm（Heliothis armigera）which collected from Fukang Plant Protecting Station from 2001 to 2011.We analyzed the relationships between meteorological factors and the degree of bollworm occurrence using the SPSS software.The results showed that the bollworm has three generation a year in Fukang,and the second and the third generations was more harm ful.The main factor that affected the long-term of the bollworm occurrence was the extreme high ground temperature during February.The main factors affecting short-medium term of the bollworm occurrence were as follows：the average air temperature in mid-May,the average air temperature in mid-July,the average air temperature in mid-August and the precipitation in mid-July.The correlation model of occurrence degree of the second and third generations of long-term and short-medium terms has also been developed.It has high accuracy verified by historical data and application.The fitting rates of the second and third generations in long-term forecast were 77%and 62%respectively,and the fitting rates of the short and medium terms were 85%and 92%respectively.

bollworm（heliothis armigera）；occurrence degree；meteorological conditions；prediction model

S162.59；S435.622

B

1002-0799（2015）01-0058-05

馬燕，馬洪亮，馬玉英，等.阜康棉鈴蟲發(fā)生程度氣象條件分析[J].沙漠與綠洲氣象，2015，9（1）：58-62.

10.3969/j.issn.1002-0799.2015.01.010

2014-05-15；

2014-07-17

新疆氣象局青年基金（201229）資助。

馬燕（1976-），女（回族），高級工程師，主要從事氣象服務和應用氣象工作。E-mail：yanzi1226@126.com