吉奇

摘要：基于本溪市1999～2013年松干蚧（Matsucoccus sinensis）蟲口密度監(jiān)測資料，運用信息擴散理論的風(fēng)險評估模型對松干蚧危害程度進(jìn)行風(fēng)險分析。結(jié)果表明，越冬代發(fā)生5級危害為1.8～2.2年1次，7級危害為5.2～7.2年1次，9級以上危害為26.7年1次；越夏代發(fā)生6級危害為2.4～2.9年1次，8級危害為9.3～17.3年1次，9級以上為21.2年1次。

關(guān)鍵詞：松干蚧（Matsucoccus sinensis）；信息擴散；本溪

中圖分類號：S763.305 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）02-0273-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.02.017

松干蚧（Matsucoccus sinensis）作為本溪山區(qū)主要害蟲之一，每年均有不同程度的發(fā)生。因此，掌握松干蚧的發(fā)生規(guī)律及其風(fēng)險評價，對林業(yè)病蟲害防治具有重要意義。由于樣本較少，應(yīng)用傳統(tǒng)的統(tǒng)計方法得到的預(yù)測結(jié)果勢必會產(chǎn)生較大的誤差。目前國內(nèi)已有學(xué)者將信息擴散技術(shù)應(yīng)用到災(zāi)害預(yù)測領(lǐng)域中，并得到較好的服務(wù)效果。馮利華[1]基于信息擴散理論對錢塘江每年5～9月降水量進(jìn)行了風(fēng)險分析；王春揚等[2]將信息擴散技術(shù)在福建省重大雷災(zāi)預(yù)測中進(jìn)行了應(yīng)用；劉引鴿等[3]將信息擴散理論應(yīng)用在氣象災(zāi)害風(fēng)險評估中；盧峰本等[4]把水產(chǎn)養(yǎng)殖災(zāi)害風(fēng)險評價應(yīng)用到信息擴散理論中。但是基于林業(yè)病蟲害發(fā)生風(fēng)險評估的報道較少。本研究依據(jù)信息擴散理論對本溪山區(qū)林業(yè)松干蚧病蟲害進(jìn)行風(fēng)險評估，以期客觀地反映該區(qū)域林業(yè)病蟲害發(fā)生概率，對指導(dǎo)松干蚧防治具有重要的現(xiàn)實意義。

1 研究區(qū)域概況

本溪市位于遼寧省東南部，地處遼東半島腹地，地理坐標(biāo)為東經(jīng)123°34′-125°56′與北緯40°49′-41°35′之間，版圖呈啞鈴狀，總面積為8 420 km2，現(xiàn)有森林面積62萬hm2，森林覆蓋率高達(dá)74%。本溪市不僅是遼寧的重點林區(qū)，也是重要的水源涵養(yǎng)林基地，有著重要的生態(tài)和經(jīng)濟地位。赤松為長白植物區(qū)系的代表種，十分珍貴，具有非常重要的生態(tài)效益和社會效益。危害赤松的病蟲害種類有十幾種，其中松干蚧是危害赤松的主要害蟲之一。

2 信息擴散方法

信息擴散是為了彌補信息不足而采用的一種對樣本進(jìn)行集值化的模糊數(shù)學(xué)的處理方法，該方法可以將一個有觀測值的樣本，變成一個模糊集，即將單位值樣本變成集值樣本，最常用的模型就是正態(tài)擴散模型[5-10]。

所謂的信息擴散過程就是將研究單個樣本的信息擴散到整個樣本空間里。它遵守信息量守恒的原則，即在一維條件下，當(dāng)擴散區(qū)間為[a，b]，若信息點xi擴散到論域U的信息量為f（xi，U），每個信息點擴散出的信息量總和為1，即：

利用模糊數(shù)學(xué)中有關(guān)信息擴散的理論，可以將松干蚧樣本資料的一個單值信息擴散到整個松干蚧指標(biāo)論域中所有點，從而獲得較好的風(fēng)險分析效果。

設(shè)n年的松干蚧指標(biāo)的樣本系列為：

X={x1，x2，…，xn} （2）

式中，xi（i=1，2…，n）是松干蚧指標(biāo)的樣本。在此使用松干蚧發(fā)生輕度面積、中度面積和重度面積3個指標(biāo)。如果過去m年內(nèi)每個松干蚧指標(biāo)的實際記錄為y1，y2，y3，…，ym，則：

y={y1，y2，…，ym} （3）

為觀察樣本集合yj，j=1，2，···，m為樣本的實際觀測值。

設(shè)松干蚧指標(biāo)論域為：

3.2 松干蚧危害風(fēng)險評估實例分析

根據(jù)本溪山區(qū)1999～2013年松干蚧越冬代和越夏代蟲口密度（頭/10 cm2）進(jìn)行計算分析，2個實測指標(biāo)表示樣本集合：

X1={8.25， 13.00， 9.50， 6.50， 2.30， 6.30， 6.00， 11.20， 7.00，4.24，5.30，4.48，5.46，3.73，2.83}

X2={10.00， 18.80， 7.76， 7.70， 8.70， 6.00， 11.20， 5.90，9.80，3.18，4.14，2.78，3.60，1.96，2.27}

分別取一維空間上的集合[0，25]、[0，5]作為越冬代和越夏代蟲口發(fā)生密度的論域，并將論域進(jìn)行離散，構(gòu)成離散論域如下：

根據(jù)信息擴散理論，可以計算出2個指標(biāo)的擴散系數(shù)分別為h1=2.052 2，h2=3.229 8。利用公式（6）～（12），即可分別求出每一蟲口密度本溪山區(qū)松干蚧越冬代、越夏代發(fā)生的概率（表2、表3）。

由表2和表1可知，對于越冬代蟲口密度，發(fā)生5級危害為1.8～2.2年1次；發(fā)生6級危害為2.9～3.9年1次；發(fā)生7級危害為5.2～7.2年1次，發(fā)生8級危害為10.3～15.7年1次；發(fā)生9級以上危害至少為26.7年1次。

由表3和表1分析可見，對于越夏代根據(jù)蟲口密度來看，發(fā)生5級危害為1.5～2.0年1次；發(fā)生6級危害為2.4～2.9年1次；發(fā)生7級危害為3.5～7.3年1次，發(fā)生8級危害為9.3～17.3年以上1次；發(fā)生9級危害至少21.2年1次。

4 小結(jié)與討論

依據(jù)松干蚧蟲口密度劃分危害等級，利用信息擴散理論方法分析危害等級發(fā)生規(guī)律。分析了1～9級危害等級歷史重現(xiàn)率。結(jié)果表明，本溪市松干蚧越冬代發(fā)生5級危害為1.8～2.2年1次，7級危害為5.2～7.2年1次，9級以上危害為26.7年1次；越夏代發(fā)生6級危害為2.4～2.9年1次，8級危害為9.3～17.3年1次，9級以上為21.2年1次。

本研究利用信息擴散理論的風(fēng)險分析方法，對本溪地區(qū)發(fā)生松干蚧危害的可能性進(jìn)行風(fēng)險分析。該方法簡單易行，分析結(jié)果清晰，對指導(dǎo)林業(yè)部門防治林業(yè)病蟲害起到了指導(dǎo)作用。

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