青海巴灘草地小地老虎蟲害發(fā)生的氣象預(yù)測(cè)模型建立

郭連云，丁生祥，吳 讓

(1.青海省海南州氣象局，青海 共和 813099； 2.青海省同德縣氣象局，青海 同德 813201)

青海巴灘草地小地老虎蟲害發(fā)生的氣象預(yù)測(cè)模型建立

郭連云1，丁生祥2，吳 讓2

(1.青海省海南州氣象局，青海 共和 813099； 2.青海省同德縣氣象局，青海 同德 813201)

為了預(yù)防小地老虎(Agrotisypsilon)的危害，采用相關(guān)分析、多元線性回歸方法，利用2000-2013年青海省同德縣巴灘放牧草地取得的小地老虎蟲口密度數(shù)據(jù)和同時(shí)期氣象觀測(cè)資料，研究了氣候因子對(duì)草原小地老虎蟲害發(fā)生的影響。結(jié)果表明，近14年同德巴灘草原小地老虎蟲害以每年6.81頭·m-2的速率上升，蟲口密度的平均絕對(duì)變率為66.07頭·m-2，最多年蟲口密度比最少年多93.95%。小地老虎蟲口密度與氣溫、降水、地溫、光照和平均風(fēng)速之間的相關(guān)性較好。多元回歸分析顯示，影響小地老虎蟲口密度的主導(dǎo)氣候因子有上一年9月降水量、12月平均氣溫、上年年日照時(shí)數(shù)和12月10 cm平均地溫，共同決定了小地老虎蟲口密度的95.02%?；卮鷻z驗(yàn)表明，模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率達(dá)96.3%，模擬效果較好。

小地老虎；蟲口密度；影響因子；預(yù)報(bào)模型；同德縣

小地老虎(Agrotisypsilon)，別名地蠶、土蠶、切根蟲等，屬于鱗翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae)，是一種危害嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)地下害蟲，每年都給我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成數(shù)百萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)損失[1]。主要取食植物的幼根、幼莖、嫩葉，其危害植物種類多，危害36個(gè)科100多種植物。該蟲生活史包括卵、幼蟲、蛹、成蟲4個(gè)階段。在西北地區(qū)發(fā)生2～4代，幼蟲晝伏夜出,主要為害牧草的地下部分(種子、根、莖)和地上部分靠近地面的嫩莖，成蟲具有遷飛能力[1-3]。近年來(lái)，青海省同德縣巴灘放牧草地在春末夏初多次發(fā)生“小地老虎”蟲害，致使該地區(qū)近20萬(wàn)畝(約合1.33萬(wàn)hm2)草地遭受破壞，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。2010年6月，同德縣巴灘草地的省級(jí)牧草良種繁殖場(chǎng)蟲害發(fā)生面積10萬(wàn)畝(約合0.67萬(wàn)hm2)，成災(zāi)面積8萬(wàn)畝(約合0.53萬(wàn)hm2)，栽培草地蟲害平均密度為578頭·m-2，最高密度達(dá)867頭·m-2，對(duì)當(dāng)?shù)胤N子基地和退耕還林生態(tài)治理工程造成了極大的危害[4]。

國(guó)內(nèi)有關(guān)小地老虎影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的研究有許多報(bào)道，大多集中在小地老虎的發(fā)生規(guī)律、發(fā)生因素、生活習(xí)性及防治技術(shù)方面[5-7]。劉紅梅和龍玲[8]利用1985-1994年小地老虎系統(tǒng)測(cè)報(bào)資料及有關(guān)氣象資料，組建Fuzzy綜合評(píng)判模型，對(duì)小地老虎發(fā)生趨勢(shì)作預(yù)測(cè)，歷史符合率達(dá)90%。小地老虎的發(fā)生與氣象因子之間的關(guān)系也有一定的研究，忻定盆地第一代小地老虎的發(fā)生為害程度與當(dāng)年成蟲的始見(jiàn)期、4月上旬至5月上旬燈下成蟲量、4月降水量、4月平均氣溫等因子密切相關(guān)[6]。在高寒草原，有關(guān)毛蟲蟲害與氣象因子之間的研究較多[9-11]。隨著氣候變暖，9月降水量是影響瑪沁縣草原毛蟲(Gynaephora)蟲害發(fā)生的關(guān)鍵因素；河南縣草原毛蟲密度與降水量和氣溫呈正相關(guān)，氣溫因素對(duì)毛蟲密度影響更大[10]。于健龍和石紅霄[12]研究了不同危害級(jí)別的草原毛蟲與高寒嵩草草甸的群落結(jié)構(gòu)特征和土壤特性的關(guān)系，指出隨著蟲口密度的增加，高寒嵩草草甸群落結(jié)構(gòu)逐漸由莎草科主演的草地更替為雜類草草地。唐紅艷和牛寶亮[13]通過(guò)對(duì)草地螟(Loxostegesticticalis)各個(gè)蟲態(tài)發(fā)生量與氣象因子的相關(guān)分析，研究了影響草地螟一代幼蟲發(fā)生的關(guān)鍵期、關(guān)鍵氣象因子及其指標(biāo)。隨著全球氣候變暖，近幾年草原毛蟲發(fā)生頻繁，爆發(fā)成災(zāi)[14-15]。但到目前為止，對(duì)于草原小地老虎為害發(fā)生的驅(qū)動(dòng)因素和機(jī)制尚不太清楚，有關(guān)小地老虎對(duì)高寒草原的影響及與相關(guān)氣候因子之間關(guān)系的研究還很少。小地老虎的發(fā)生有適應(yīng)的環(huán)境，了解其生物學(xué)特性、發(fā)生規(guī)律、數(shù)量變化以及影響其發(fā)生的主導(dǎo)因素，是監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)和防治的重要理論基礎(chǔ)和依據(jù)。為此，利用2000-2013年在同德縣巴灘放牧草地上取得的小地老虎的蟲口密度數(shù)據(jù)和同時(shí)期氣象觀測(cè)資料，對(duì)小地老虎蟲口密度與氣象因子進(jìn)行相關(guān)分析，旨在找出影響小地老虎蟲口密度的主要?dú)庀笠蜃?，建立小地老虎蟲口密度變化的氣象預(yù)測(cè)模型，以期為進(jìn)一步有效控制小地老虎的危害提供理論依據(jù)。

1 調(diào)查地概況及調(diào)查方法

1.1 調(diào)查地區(qū)概況

同德縣地處黃河上游，隸屬青海省海南藏族自治州，是青海環(huán)湖牧區(qū)與青南高寒牧區(qū)的過(guò)渡地帶，屬于青?！叭础弊匀槐Ｗo(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境較脆弱的地區(qū)，境內(nèi)最高海拔4 671 m，最低海拔2 648 m，平均海拔3 660 m，是以牧業(yè)為主、農(nóng)牧結(jié)合的少數(shù)民族地區(qū)，全縣共有草地面積47.16萬(wàn)hm2，占全縣總面積的94%，其中可利用草地面積為43萬(wàn)hm2，占草地總面積的91.2%。調(diào)查地為灘地，草地類型主要為山地干草原，以旱生、中旱生禾草及小灌木為優(yōu)勢(shì)種群，草地植被蓋度在30%～95%。草地畜牧業(yè)是全縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體經(jīng)濟(jì)、是牧民群眾賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。全縣土壤共有9類，22個(gè)亞類，高山草甸土面積最大占35.33%，山地草甸土占34.67%，其次是栗鈣土和黑鈣土，分別占15.54%和6.81%。境內(nèi)有江群、河北、居布三大天然林區(qū)，森林總面積6.67萬(wàn)hm2。具有典型的高原大陸性氣候特征，氣候溫涼干燥，年平均氣溫0.2 ℃，年均降水量440.4 mm，全年日照時(shí)數(shù)2 720～2 760 h，牧草生長(zhǎng)期內(nèi)≥0 ℃積溫1 523.8 ℃·d，無(wú)絕對(duì)無(wú)霜期，雨熱同季，冷暖兩季分明，適宜牧業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，但易受干旱、低溫冷害等氣象災(zāi)害的侵襲[16-19]。巴灘地區(qū)植被主要包括禾本科、莎草科植物及多種其他科屬雙子葉植物。

1.2 調(diào)查方法

2000-2013年青海省同德縣草原管理站和青海省良種牧草繁殖場(chǎng)試驗(yàn)站在巴灘草地進(jìn)行了連續(xù)14年的調(diào)查。調(diào)查點(diǎn)位于同德巴灘草地，100°35′ E，35°15′ N，海拔高度為3 289.4 m。采用典型取樣方法設(shè)置樣地，樣地分固定和不固定兩種，調(diào)查采用隨機(jī)取樣法，用0.25 m2的方框取樣器，每年5-6月在草原小地老虎活動(dòng)和發(fā)生盛期[20]，對(duì)蟲口密度進(jìn)行調(diào)查，并記錄數(shù)據(jù)。同期的氣象資料取自同德縣氣象局，包括溫度、降水、日照、平均風(fēng)速、5、10、15、20 cm淺層地面溫度等。

1.3 計(jì)算方法

1.3.1 線性趨勢(shì)分析法 采用線性趨勢(shì)分析[21]來(lái)估算相關(guān)要素的氣候變化趨勢(shì)，趨勢(shì)變化用一次線性回歸方程表示：

yi=a0+a1t(i=1,2,…,n)

(1)

式中，t為年份，a0為回歸常數(shù)；a1為回歸系數(shù)，a和a1可以用最小二乘法進(jìn)行估計(jì)。以10×a1作為該要素的傾向率，主要用于定量描述氣候序列的趨勢(shì)變化特征，正為上升，負(fù)為下降，并對(duì)結(jié)果分別進(jìn)行置信度為95%和99%的顯著性檢驗(yàn)。

1.3.2 相關(guān)分析法 用相關(guān)分析法[21]分析氣候因子與小地老虎蟲口密度的關(guān)系。由于樣本量小于30，因此通過(guò)計(jì)算無(wú)偏相關(guān)系數(shù)加以校正[22]。

<1)，且各件產(chǎn)品是否為不合格品相互獨(dú)立．

1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 應(yīng)用DPS 7.05、Excel 2003軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理、分析及繪圖。用DPS 7.05軟件進(jìn)行逐步回歸分析和偏相關(guān)分析[23]，建立小地老虎蟲口密度與氣象因子預(yù)報(bào)模型。模型中因子引入原則，顯著性水平P≤0.05為引入變量，P≥0.10為剔除因子。采用F檢驗(yàn)法對(duì)擬合的回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)(a=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究區(qū)氣溫和降水的變化趨勢(shì)

對(duì)同德地區(qū)1961―2013年氣溫變化的分析可知(表1)，近53年來(lái)同德地區(qū)的年平均氣溫呈升高趨勢(shì)，氣候傾向率為0.35 ℃·10 a-1(r=0.759，P<0.001)；春季、夏季、秋季和冬季平均氣溫均呈上升趨勢(shì)，氣候傾向率分別為0.19 ℃·10 a-1、0.15 ℃·10 a-1、0.36 ℃·10 a-1和0.68 ℃·10 a-1，相關(guān)系數(shù)分別為0.407(P<0.01)、0.305(P<0.05)、0.583(P<0.001)和0.774(P<0.001)，季節(jié)間氣溫變化表現(xiàn)為冬季氣溫變化幅度最大，其次是秋季，最小是夏季。

同德地區(qū)1961―2013年年降水量以每10年0.58 mm的速率增多，但變化并不明顯(P>0.05)。四季降水量的變化中，夏、秋和冬季降水量均呈增多趨勢(shì)，其中夏、秋降水量增多幅度大，冬季增多幅度小。春季降水量則以每10年1.26 mm的速率減少，四季降水量的增減趨勢(shì)均未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。氣溫顯著升高、降水量增多不明顯的氣候變化趨勢(shì)，與全球氣候變暖的總體趨勢(shì)相符，使得當(dāng)?shù)爻尸F(xiàn)暖干化氣候。

2.2 小地老虎蟲口密度變化趨勢(shì)

2000-2013年14年來(lái)巴灘草地小地老虎蟲害發(fā)生總體呈上升趨勢(shì)(圖1)，以每年6.81頭·m-2的速率上升，但未達(dá)到顯著水平(P>0.10)。

表1 1961―2013年同德地區(qū)氣溫、降水的氣候傾向率及相關(guān)系數(shù)

注：*，**，***分別表示通過(guò)信度0.05、0.01、0.001水平檢驗(yàn)。下同。

Note: *，** and *** indicate significant correlation at 0.05，0.01 and 0.001 level，respectively. The same below.

圖1 2000-2013年同德草地小地老虎蟲口密度曲線Fig.1 The larvae density curves of black cutworm on Tongde grass in 2010-2013

同德草地小地老虎蟲害蟲口密度多年平均值為453.8頭·m-2,2000-2013年14年中有7年蟲口密度值高于多年平均值。最多年(2010年)蟲口密度為609頭·m-2，最少年(2001年)為314頭·m-2,最多年與最少年相差295頭·m-2，最多年比最少年蟲口密度多93.95%。小地老虎蟲口密度的變異系數(shù)達(dá)18.3%，平均絕對(duì)變率為66.07頭·m-2，平均相對(duì)變率為14.56%。說(shuō)明同德草地小地老虎蟲害蟲口密度隨著不同年景的氣象條件年際波動(dòng)變化很大。

2.3 小地老虎蟲口密度與氣象因子的相關(guān)分析

針對(duì)小地老虎不同的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖時(shí)間情況，利用2000-2013年14年來(lái)小地老虎蟲害蟲口密度與發(fā)生蟲害的前一年9月至當(dāng)年5月平均氣溫、平均最高(低)氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)和平均風(fēng)速、5-20 cm平均地溫等氣象要素值逐一進(jìn)行相關(guān)性分析。

2.3.1 蟲口密度與溫度、降水的相關(guān)分析 同德巴灘草地小地老虎每年8月份成蟲并開始交配，9月份產(chǎn)卵；11月至次年3月，蟲卵在15-40 cm地表土壤中休眠越冬；高發(fā)期在每年春末下初(5月下旬-6月下旬)。相關(guān)分析表明，小地老虎蟲口密度與其生活史(6-8月)階段月份的平均氣溫、降水量相關(guān)不顯著(P>0.05)(表2)。二元回歸分析表明，生活期的平均氣溫、降水量?jī)梢蛩貙?duì)蟲口密度無(wú)顯著影響[F=1.18

蟲口密度與上年9―11月平均氣溫、上年平均氣溫，當(dāng)年1月、3月和4月平均氣溫，上年11月平均最低氣溫，上年12月平均最高氣溫，1月、3月平均最高和平均最低氣溫呈顯著正相關(guān)(P<0.05)(表2)。與上年12月平均氣溫、上年平均最低氣溫呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；與上年12月平均最低氣溫呈極顯著正相關(guān)(P<0.001)；與上年降水量、5月降水量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；與上年9月降水量呈極顯著正相關(guān)(P<0.001)。這可能是因?yàn)?月是草原小地老虎羽化、交配、產(chǎn)卵、孵化的時(shí)期，這期間降水量充沛，土壤濕度大，使得草原小地老虎的繁殖率和存活率大大提高，有利于成蟲產(chǎn)卵和幼蟲取食活動(dòng)，是第2年大發(fā)生的預(yù)兆。但降水過(guò)多，濕度過(guò)大，不利于幼蟲發(fā)育，初齡幼蟲淹水后易死亡。老熟幼蟲或蛹在土內(nèi)越冬,冬季溫度過(guò)低，小地老虎幼蟲的死亡率增高,同德地區(qū)晝夜溫差大，無(wú)霜期短，冬季異常寒冷，小地老虎必須在越冬階段的低溫刺激下持續(xù)到次年5月份才開始生長(zhǎng)發(fā)育[24]。上年12月和當(dāng)年1月氣溫高時(shí)，小地老虎的安全越冬數(shù)大，開春孵化的基數(shù)就大；反之，開春孵化的基數(shù)就小。入春以后，氣溫逐漸回升，小地老虎成蟲開始出現(xiàn)，因此與3月、4月的平均氣溫呈顯著正相關(guān)(P<0.05);5月的降水量多，會(huì)增大土壤含水量，土壤含水量在15%～20%時(shí)，有利于小地老虎的為害發(fā)生,因此5月降水量與蟲口密度兩者之間呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。

2.3.2 蟲口密度與光照、平均風(fēng)速的相關(guān)分析 同德巴灘草原小地老虎蟲口密度與日照時(shí)數(shù)(除4和8月份日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān)外)和平均風(fēng)速之間的相關(guān)性均為負(fù)相關(guān)(表3)。小地老虎蟲口密度與上年12月日照時(shí)數(shù)、上年11月和上年平均日照時(shí)數(shù)、風(fēng)速呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)；與2月日照時(shí)數(shù)、上年9月和10月的平均風(fēng)速呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。這是因?yàn)?月份，氣溫逐漸升高，降水少，光照好，多晴好天氣，有利于小地老虎孵化。微風(fēng)有助于其擴(kuò)散，但風(fēng)速大于四級(jí)時(shí)影響成蟲的活動(dòng)。成蟲趨光性不強(qiáng)，白天潛伏于草叢及縫隙中，到黃昏后開始活動(dòng)。秋、冬季日照充足、平均風(fēng)速大，加大土壤水分的蒸發(fā)，冬季風(fēng)速大導(dǎo)致地表溫度降低快，不利于小地老虎安全越冬。5―7月份小地老虎羽化成蟲，交配產(chǎn)卵，需要大量的營(yíng)養(yǎng)，這一時(shí)期充足的光照有利于小地老虎吸食養(yǎng)分，為害草地牧草生長(zhǎng)發(fā)育。

表2 蟲口密度與平均氣溫、降水的相關(guān)系數(shù)

表3 蟲口密度與光照、平均風(fēng)速的相關(guān)系數(shù)

2.3.3 蟲口密度與5、10、15、20 cm地溫的相關(guān)分析 同德巴灘草原小地老虎蟲口密度與其生活史(6-8月)階段的8月份5、10、15和20 cm不同深度的淺層地溫呈顯著正相關(guān)(P<0.05)(表4)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，8月5、10、15和20 cm平均地溫值均在17.0 ℃以上，最低值14.0 ℃，最高值20.4 ℃。該月平均氣溫為13.0 ℃，最低值為10.0 ℃，最高值為15.0 ℃。小地老虎蟲害蟲口密度與上年12月的5、10、15和20 cm平均地溫，3月5和10 cm平均地溫,4月10 cm平均地溫間呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。幼蟲老熟后在深約5 cm 土室中化蛹，土壤溫度低時(shí)，可向深處活動(dòng)?？梢?jiàn)，冬季土壤溫度高，有利于小地老虎安全越冬。經(jīng)計(jì)算,2000-2013年14年間，上年12月的5、10、15和20 cm平均地溫分別以每年0.13、0.14、0.09和0.11 ℃的速率升高，其中10和20 cm平均地溫的升高趨勢(shì)顯著(P<0.05)，3月份5、10 cm和4月份10 cm平均地溫分別以每年0.18、0.17和0.17 ℃的速率升高，3月份5、10 cm平均地溫的升高趨勢(shì)顯著(P<0.05)。春季3、4月份不同深度地溫的升高，對(duì)于草地小地老虎的發(fā)生極為有利。

2.4 預(yù)報(bào)模型

2.4.1 預(yù)報(bào)因子的選擇 根據(jù)上述分析結(jié)果，選擇與小地老虎蟲口密度相關(guān)性顯著的上年9-11月平均氣溫、年平均氣溫，當(dāng)年1月、3月和4月平均氣溫，上年11月平均最低氣溫，上年12月平均最高氣溫，1月、3月平均最高和平均最低氣溫，上年12月平均氣溫、平均最低氣溫、年平均最低氣溫，年降水量、5月降水量，上年9月降水量，上年12月日照時(shí)數(shù)，上年11月的日照時(shí)數(shù)和平均風(fēng)速，2月日照時(shí)數(shù)、上年9月和10月的平均風(fēng)速，上年12月的5、10、15和20 cm平均地溫，3月5和10 cm平均地溫，4月10 cm平均地溫，這些因子作為預(yù)報(bào)因子，供建模使用。

表4 蟲口密度與地溫的相關(guān)系數(shù)

2.4.2 預(yù)報(bào)模型的建立 利用DPS7.05軟件對(duì)小地老虎蟲口密度與選擇的氣象因子做逐步回歸，得如下蟲口密度預(yù)報(bào)方程：

y=1 344.28+24.98x4+1.89x18-0.34x23-21.15x31

(2)

R2=0.975,F=42.91>F(4,9)0.01=6.42,P=0.0001

式中，y為小地老虎蟲口密度；x4為上年12月平均氣溫；x18為上年9月降水量；x23為上年年日照時(shí)數(shù)；x31為上年12月份10 cm平均地溫。

當(dāng)4個(gè)自變量中的其他3個(gè)取值固定在某一水平時(shí)，上年12月平均氣溫(x4)每增加1 ℃，蟲口密度增加24.98頭·m-2；上年9月降水量(x18)每增加1 mm，蟲口密度增加1.89頭·m-2；上年年日照時(shí)數(shù)(x23)每增加10 h，蟲口密度減少3.4頭·m-2；上年度12月10 cm平均地溫(x31)每增加1 ℃，蟲口密度減少21.15頭·m-2。由決定系數(shù)R2=95.02來(lái)看，4個(gè)自變量上年12月平均氣溫(x4)、上年9月降水量(x18)、上年年日照時(shí)數(shù)(x23)和上年度12月10 cm平均地溫(x31)對(duì)小地老虎蟲口密度(y)的總影響在95.02%以上。

表5 小地老虎蟲口密度與主要?dú)夂蛞蜃拥钠嚓P(guān)分析

氣象因子對(duì)小地老虎蟲口密度的偏相關(guān)分析結(jié)果表明(表5)，小地老虎蟲口密度與上年9月降水量(x18)呈極顯著正相關(guān)(r=0.903，n=14),與上年12月平均氣溫(x4)呈極顯著正相關(guān)(r=0.788)，說(shuō)明上年9月降水量的增加和上年12月平均氣溫的升高有利于小地老虎蟲口密度的增加。小地老虎蟲口密度與上年年日照時(shí)數(shù)(x23)呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.820)，和上年度12月10 cm平均地溫(x31)呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.605)，說(shuō)明上年年日照時(shí)數(shù)和上年12月10 cm平均地溫制約著小地老虎蟲口密度的增加。

2.4.3 預(yù)報(bào)模型的檢驗(yàn) 利用所建立的預(yù)報(bào)模型，擬合小地老虎蟲口密度，結(jié)果表明，小地老虎蟲害蟲口密度年際變化較大，但模型的擬合率較好(圖2)。

經(jīng)計(jì)算，擬合值與實(shí)際值的相關(guān)性達(dá)極顯著(相關(guān)系數(shù)為0.977，置信度0.001)。平均絕對(duì)誤差16.2頭·m-2，最大誤差為35.6頭·m-2，最小誤差1.51頭·m-2，前后誤差小于10頭·m-2的有3年，占21.4%；前后誤差在10～20頭·m-2的8年，占57.1%；前后誤差20～30頭·m-2的3年。14個(gè)估計(jì)值的平均誤差為3.6%，變幅為0.5%～9.5%。

圖2 2000-2013年小地老虎蟲口密度與擬合值Fig.2 The larvae density curves of black cutworm and fitted values during 2000 to 2013

3 討論與結(jié)論

近53年來(lái)同德地區(qū)的年平均及四季平均氣溫呈顯著升高趨勢(shì)，年降水量則以微弱趨勢(shì)增多，四季降水量變化中，夏、秋和冬季降水量呈增多趨勢(shì)，春季降水則為減少趨勢(shì)，但增減的趨勢(shì)均不明顯。顯然，秋季降水量的增多，冬季溫度的升高均有利于小地老虎蟲害的發(fā)育及安全越冬。春季氣溫高、降水適宜對(duì)小地老虎的發(fā)生有利。小地老虎的卵、幼蟲、蛹和產(chǎn)卵前期的發(fā)育起點(diǎn)溫度分別為8.61、9.18、11.85和12.63 ℃[3]，同德4-8月平均氣溫在5.2～13.5 ℃，能滿足小地老虎的發(fā)育。高溫、少雨、低濕天氣能加快草地螟越冬代成蟲產(chǎn)卵孵化及幼蟲發(fā)育，從而使蛾峰至3齡幼蟲期持續(xù)天數(shù)縮短，一代幼蟲危害期提前；而低溫、多雨、高濕天氣延緩越冬代成蟲產(chǎn)卵孵化及幼蟲發(fā)育，從而使蛾峰至3齡幼蟲期持續(xù)天氣延長(zhǎng)，一代幼蟲危害期推遲[25]。王俊彪等[26]研究得出，在果洛州瑪沁縣氣溫-4 ℃左右時(shí)，草原毛蟲還能正常生長(zhǎng)和破壞草地，在幼蟲初期能抵抗冬季-30 ℃左右的嚴(yán)寒，一旦冬季氣溫偏高和春季溫濕度適宜時(shí)就會(huì)造成當(dāng)年大面積的草地蟲災(zāi)。

小地老虎常年于4月下旬至5月上旬進(jìn)入危害高峰期[8]，4月平均氣溫、降水的變異系數(shù)分別為0.28和0.86，5月的變異系數(shù)分別是0.11和0.46，可見(jiàn)，降水的變異系數(shù)大，造成同德巴灘草地小地老虎蟲害蟲口密度隨著不同年景的氣象條件年際波動(dòng)變化大。小地老虎的發(fā)生與5月平均氣溫?zé)o顯著相關(guān)性,而與降水量呈顯著正相關(guān)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2000-2013年期間5月平均氣溫呈顯著升高趨勢(shì)(P<0.01)，5月降水量呈顯著增多趨勢(shì)(P<0.01)，但波動(dòng)較大。因此5月氣溫已不是小地老虎生長(zhǎng)發(fā)育的限制因素，5月降水的不穩(wěn)定性是造成小地老虎蟲害發(fā)生不同程度的限制因子。

多元回歸分析顯示，影響小地老虎蟲口密度的主導(dǎo)氣候因子有上年9月降水量、12月平均氣溫、上年年日照時(shí)數(shù)和12月10 cm平均地溫，這些因子之間相互影響，相互關(guān)聯(lián)，共同決定了小地老虎蟲口密度為95.02%?；卮鷻z驗(yàn)表明，模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率達(dá)96.3%，模擬效果較好。

利用回歸模型預(yù)測(cè)未來(lái)蟲口密度時(shí)會(huì)隨時(shí)間變量的外延而使誤差增大，一般只外延估測(cè)未來(lái)1～2年的蟲口密度。因此，在應(yīng)用本研究得出的模型時(shí)，需要不斷補(bǔ)充新的蟲口密度資料于原始序列中，逐年滾動(dòng)修正模型的各項(xiàng)常數(shù)，以提高趨勢(shì)預(yù)測(cè)效果。

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(責(zé)任編輯 王芳)

The establishment of meteorological forecasting models for black cutworm on Batan area grassland in Qinghai

GUO Lian-yun1, DING Sheng-xiang2, WU Rang2

(1.Meteorological Bureau in Hainan State of Qinghai Province, Gonghe 813099, China; 2.Tongde Meteorological Bureau in Qinghai, Tongde 813201, China)

In order to prevent black cutworm damage, the influences of meteorological factors on the population of grassland black cutworm were analyzed by correlation analysis and regression analysis based on the population density of grassland black cutworm on Batan meadows in Tongde County and the ground meteorological observation data of Tongde County Meteorological Bureau in Qinghai Province during 2000-2013. During these studied 14 years, black cutworm increased with 6.81 head·m-2per year with the average absolute rate of population density of 66.07 head·m-2and the highest population density was 93.95% more than the lowest population density. There were good correlation between black cutworm population density and air temperature, precipitation, ground temperature, illumination and average wind speed. Multiple regression analysis indicated that the dominant climatic factors that affected population density of grassland black cutworm were the September precipitation last year, December average temperature, annual illumination duration and 10 cm average temperature in December, which had determined 95.02% of population density. Model test indicated that the model predictive accuracy was 96.3% which had good simulation.

black cutworm; population density; impact factor; forecast models; Tongde County

GUO Lian-yun E-mail:glycloud@126.com

10.11829j.issn.1001-0629.2014-0452

2014-10-11 接受日期：2015-01-29

郭連云(1969-)，男，青海湟源人，高級(jí)工程師，本科，主要從事應(yīng)用氣象工作。E-mail:glycloud@126.com

S812.6

A

1001-0629(2015)06-0994-08

郭連云,丁生祥,吳讓.青海巴灘草地小地老虎蟲害發(fā)生的氣象預(yù)測(cè)模型建立[J].草業(yè)科學(xué),2015,32(6):994-1001.

GUO Lian-yun,DING Sheng-xiang,WU Rang.The establishment of meteorological forecasting models for black cutworm on Batan area grassland in Qinghai[J].Pratacultural Science，2015,32(6)：994-1001.