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(duì)棉鈴蟲發(fā)生程度和氣象要素的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)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(zhǎng)期趨勢(shì)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(jí)的長(zhǎng)期和中短期氣象預(yù)測(cè)模型，經(jīng)擬合檢驗(yàn)和應(yīng)用檢驗(yàn)，2、3代棉鈴蟲發(fā)生長(zhǎng)期趨勢(shì)預(yù)測(cè)擬合率為77%和62%，中短期發(fā)生趨勢(shì)擬合率為85%和92%。

棉鈴蟲；發(fā)生程度；氣象條件；預(yù)測(cè)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(shí)間也有所延長(zhǎng)，作物的產(chǎn)量和質(zhì)量都受到嚴(yán)重影響，其危害日趨嚴(yán)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(shí)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)棉鈴蟲的發(fā)生趨勢(shì)，是控制棉鈴蟲發(fā)生危害的關(guān)鍵措施之一。

鑒于棉鈴蟲的普遍危害，不少學(xué)者對(duì)其進(jìn)行防治預(yù)測(cè)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(shí)空變化是影響棉鈴蟲消長(zhǎng)的主要外界條件之一。為了準(zhǔn)確掌握和預(yù)測(cè)棉鈴蟲的發(fā)生趨勢(shì)，學(xué)者們?cè)诳偨Y(jié)棉鈴蟲繁殖及發(fā)生規(guī)律的基礎(chǔ)上，從影響棉鈴蟲發(fā)生發(fā)展的氣象因子入手預(yù)測(cè)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(duì)山東的棉鈴蟲發(fā)生發(fā)展氣象預(yù)測(cè)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(zhǎng)期預(yù)報(bào)模型，為區(qū)域性大范圍棉鈴蟲防治工作提供了參考，而對(duì)于小范圍的某一地區(qū)來(lái)說(shuō)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性有待提高。本文通過(guò)調(diào)查阜康棉鈴蟲歷史資料，探討當(dāng)?shù)孛掴徬x發(fā)生程度與氣象條件的關(guān)系，建立棉鈴蟲發(fā)生程度的長(zhǎng)期和中短期預(yù)測(cè)模型，為有效指導(dǎo)當(dāng)?shù)孛掴徬x防控工作提供參考。

1 資料來(lái)源和研究方法

1.1 資料來(lái)源

以阜康植保站2001—2011年逐年棉鈴蟲的越冬基數(shù)、累計(jì)卵量、黑燈光誘集成蟲蛾量、發(fā)生程度等為主要指標(biāo)。氣象資料選取與棉鈴蟲資料對(duì)應(yīng)年份阜康氣象站逐旬、逐月實(shí)時(shí)觀測(cè)平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、相對(duì)濕度、降水量、日照時(shí)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(guó)統(tǒng)一劃分標(biāo)準(zhǔn)[11]分為1～5級(jí)，即1級(jí)：輕發(fā)生；2級(jí)：中等偏輕發(fā)生；3級(jí)：中等發(fā)生；4級(jí)：中等偏重發(fā)生；5級(jí)：重發(fā)生，級(jí)數(shù)越大表示發(fā)生越嚴(yán)重。

1.2 研究方法

利用標(biāo)準(zhǔn)偏態(tài)系數(shù)和峰度系數(shù)檢驗(yàn)法對(duì)序列進(jìn)行正態(tài)性分布檢驗(yàn)。首先計(jì)算序列的標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏態(tài)系數(shù)和峰度系數(shù)值均小于1.96時(shí)，可認(rèn)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(duì)氣象因子進(jìn)行膨化處理，將經(jīng)過(guò)膨化處理的氣象因子與棉鈴蟲主要危害代發(fā)生等級(jí)分別進(jìn)行相關(guān)分析。以通過(guò)0.05顯著性水平檢驗(yàn)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(jí)預(yù)測(cè)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(cè)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(jì)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(lái)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(jié)果與分析

3.1 正態(tài)性分布檢驗(yàn)

在氣候統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)測(cè)中，由于統(tǒng)計(jì)方法均要求預(yù)報(bào)對(duì)象服從正態(tài)分布，在其預(yù)報(bào)區(qū)間估計(jì)和顯著性檢驗(yàn)上也均使用這一假定[14]，因此利用標(biāo)準(zhǔn)偏態(tài)系數(shù)和峰度系數(shù)檢驗(yàn)法對(duì)2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)進(jìn)行正態(tài)性分布檢驗(yàn)。經(jīng)計(jì)算，2代棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)序列標(biāo)準(zhǔn)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(jí)序列標(biāo)準(zhǔn)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(rèn)為2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)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(guān)系，因此，根據(jù)當(dāng)?shù)孛掴徬x發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，選取前一年12月至當(dāng)年8月為研究時(shí)段。分析整理出該時(shí)期內(nèi)逐月、逐旬實(shí)時(shí)觀測(cè)氣象數(shù)據(jù)和棉鈴蟲越冬基數(shù)資料，將氣象因子進(jìn)行膨化處理，增加12月—翌年2月平均氣溫、最低氣溫合計(jì)、平均地面溫度、地面最低溫度合計(jì)、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(shí)數(shù)、≥10℃積溫、相對(duì)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(shí)數(shù)、≥10℃積溫、相對(duì)濕度；3—4月最低氣溫合計(jì)、平均相對(duì)濕度等因子。

將2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)與經(jīng)過(guò)膨化處理的氣象因子及棉鈴蟲越冬基數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，通過(guò)相關(guān)性顯著檢驗(yàn)取得與發(fā)生等級(jí)相關(guān)性較強(qiáng)的預(yù)報(bào)因子（表1）。

從相關(guān)性分析結(jié)果可以看出，阜康2代棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)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(guān)；與2月地面極端最高溫度呈顯著正相關(guān)。

阜康3代棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)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(guān)；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(guān)；與7月中旬降水量呈顯著正相關(guān)；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(fù)相關(guān)；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(guān)。

3.3 長(zhǎng)期預(yù)測(cè)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(guān)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(dāng)年2月與棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)相關(guān)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(jìn)行逐步回歸分別建立2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)模型（表2）。

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

3.4 長(zhǎng)期預(yù)測(cè)模型歷史回代及檢驗(yàn)

用預(yù)測(cè)模型對(duì)阜康2001—2013年2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)進(jìn)行歷史資料回代及預(yù)測(cè)檢驗(yàn)，結(jié)果見表3。

由表3可以看出，2代棉鈴蟲的預(yù)報(bào)誤差≤1級(jí)的占77%，誤差大于1級(jí)占23%；3代棉鈴蟲的預(yù)報(bào)誤差≤1級(jí)的占62%，誤差大于1級(jí)的占38%。

3.5 中短期預(yù)測(cè)模型

棉鈴蟲長(zhǎng)期預(yù)測(cè)模型發(fā)布后距棉鈴蟲發(fā)生尚有4個(gè)多月，其間天氣氣象條件的變化仍將對(duì)棉鈴蟲的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生影響，為了對(duì)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行訂正，更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)蟲情信息，選取與棉鈴蟲發(fā)生前期相關(guān)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(jìn)行逐步回歸建立阜康2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)的中短期預(yù)測(cè)模型（表4）。

2代模型中，Y為棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)（級(jí)），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(jí)（級(jí)），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(yù)測(cè)模型歷史回代及檢驗(yàn)

用預(yù)測(cè)模型對(duì)阜康2001—2013年2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)進(jìn)行歷史回代及預(yù)測(cè)檢驗(yàn)（表5），以±1級(jí)為準(zhǔn)，2代準(zhǔn)確率達(dá)85%；3代準(zhǔn)確率達(dá)92%，模型具有較高精度。

4 結(jié)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(zhǎng)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(shuō)明棉鈴蟲發(fā)生與前期及發(fā)生時(shí)段溫度的變化關(guān)系密切；7月中旬適當(dāng)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(jí)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)模型，通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)。2代棉鈴蟲的預(yù)報(bào)誤差≤1級(jí)的占77%，誤差大于1級(jí)的占23%；3代棉鈴蟲的預(yù)報(bào)誤差≤1級(jí)的占62%，誤差大于1級(jí)的占38%；建立了阜康2、3代棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)中短期預(yù)測(cè)模型，通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)。以±1級(jí)為準(zhǔn)，2代準(zhǔn)確率達(dá)85%；3代準(zhǔn)確率達(dá)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(gòu)建棉鈴蟲發(fā)生程度的關(guān)系還是初次嘗試。結(jié)果表明，兩者之間高度相關(guān)，經(jīng)過(guò)回代和預(yù)測(cè)驗(yàn)證，該模型具有較高的準(zhǔn)確性，可以作為當(dāng)?shù)孛掴徬x發(fā)生程度的長(zhǎng)期預(yù)報(bào)模型來(lái)使用。

北疆冬季豐厚的積雪阻擋了低溫對(duì)棉鈴蟲蛹的侵襲，劉政[10]等用積雪厚度構(gòu)建北疆滴灌條件下棉鈴蟲發(fā)生程度預(yù)測(cè)模型，兩者間相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.945 1。但本文研究結(jié)果表明，阜康棉鈴蟲發(fā)生程度與積雪深度沒有顯著相關(guān)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(guān)。兩地的差異可能是因?yàn)楦房刀痉e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(dāng)?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(guān)系密切，這與蔣菊芳[15]等通過(guò)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(jié)論相同。3代棉鈴蟲的發(fā)生也與7月中旬降水密切相關(guān)，這與劉政等[10]認(rèn)為北疆棉區(qū)棉鈴蟲發(fā)生程度與降雨量沒有太大關(guān)系的結(jié)論不同，可能是因?yàn)閯⒄冗x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(shù)，棉田內(nèi)濕度相對(duì)穩(wěn)定，降水對(duì)其變化影響不大，而阜康農(nóng)田多為水澆地，降水對(duì)農(nóng)田內(nèi)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(guān)系，但也與其上代及以前的種群數(shù)量變化密切相關(guān)[16]，但由于當(dāng)?shù)刂脖２块T對(duì)有關(guān)棉鈴蟲種群動(dòng)態(tài)變化的數(shù)據(jù)掌握不及時(shí)，在本研究中未能將其作為關(guān)鍵因子進(jìn)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(jí)工程師，主要從事氣象服務(wù)和應(yīng)用氣象工作。E-mail：yanzi1226@126.com