论文总字数：14124字

目 录

摘要 1

Abstract . 2

引言 3

1材料与方法 4

1.1研究区概况与数据来源 4

1.2地统计学简介 5

1.3数据的处理 5

2结果分析 5

2.1稻飞虱虫量的时间变化规律 5

2.2稻飞虱和气象因子的空间分布变化规律 7

2.3稻飞虱及气象因素的重心分布规律 9

3影响因素探讨 10

4结论 12

参考文献 13

致谢 15

基于地统计学方法的稻飞虱时空分布规律的研究

周运山

Abstract: Rice planthopper is a major rice pest, which seriously endangers rice production. Therefore, understanding the temporal and spatial changes in the law of pests, is of great significance to pest control. Based on the observation data of rice planthoppers in southern China from May to October in 2013, the temporal and spatial variation of rice planthopper were analyzed . Using the geostatistics method, the semi-variance function model was used to generate the spatial interpolation map of rice planthoppers in different months. And the spatial distribution center of rice planthopper was analyzed. Similarly, we have carried out research on the temporal and spatial laws of the two major meteorological elements of temperature and humidity. We found that the movement of rice planthopper has a significant regularity, and the distribution of rice planthopper has a clear spatial structure. The temporal variation of the larvae of rice planthopper showed an upward trend from May to August, reached the highest value in August, and began to decline sharply in September, and became the least in October. The change pattern of the spatial level is roughly as follows: from May to August, the outbreak area of rice planthopper erupted to the south, and moved back from September to October.The distribution of rice planthoppers moves northward.The spatial interpolation map of the temperature shows that the distribution of the spatial distribution is similar to that of the rice .In the period from May to July, the center of gravity gradually migrated northward. From August to October, the temperature center of gravity migrate south . It can be seen that the migration trajectory of rice planthopper is positively correlated with the temperature. The relative humidity has a more complicated effect on rice planthopper migration, with positive correlation in early datesand negative correlation in late stage.

Key words: Geostatistics；Rice planthopper；Temporal and spatial variation；Spatial distribution center of gravity；migration trajectory

引言

稻飞虱是典型的水稻害虫，具有迁飞习性，刺吸植株的汁液，在我国，稻飞虱暴发率每年都在增加。褐飞虱，白背飞虱和灰飞虱是作为三种最为人们熟知的水稻害虫，严重地危害我国粮食产量。稻飞虱不是恒温动物，体温时刻在变化，周围的环境温度决定了稻飞虱的体温，所以，稻飞虱的生存死亡率，繁衍，迁飞过程和种群的数量这些方面在相当大的程度上，是被外界环境温度所左右。在稻飞虱降落之后，在有利的条件中，比如温度适宜、阴雨天气以及高度湿润的环境中，稻飞虱开始飞速的繁衍，而高温病毒湿度较低时候，稻飞虱的生长则会受到阻碍。稻飞虱在各省市各自治区都会发生。由于稻飞虱损耗植物叶肉细胞，影响水稻的光合作用，导致水稻大幅度减产，严重时减产幅度甚至达到50%^[1]，对我国的粮食生产构成了严重的威胁。

稻飞虱的生物特征表现为以下几个方面：种群迁飞，种群数量易骤发，空间分布不均匀和种群隐藏性较高。因此，测报难度较大，一旦控制不好会产生灾难性的后果。稻飞虱种群有着非常复杂的时空结构，稻飞虱不仅受天气，地面环境等影响，在时间角度上还具有一定的节律性。所以在研究稻飞虱的时空分布规律时候，要将两者有机的结合起来分析。了解气象因素对稻飞虱迁飞影响。这对其迁飞机制的研究和田间害虫的防治来说，具有重大意义。

自从Asahina和Tsuruoka于1967年第一次发现褐飞虱的迁飞现象之后，便吸引了国内外诸多学者对其不断深入研究。针对稻飞虱迁飞时空变化规律的研究，前人总结出多种调查方法，其中有对各大稻田区的成年稻飞虱暴发时期以及关于水稻的培育方式和生长发育期关系的研究调查，雌性稻飞虱卵巢发育与迁移轨迹的研究，迁飞过程中各大气象条件的影响分析，还有南方稻飞虱越冬事实的考证调查。

到目前为止，国内外许多学者都是从稻飞虱生理层面，环境角度以及行为学记忆种群遗传学调控机制这三个层面对稻飞虱的迁飞进行研究^[2]。过去对稻飞虱迁飞轨迹的研究较多，Rosenberg^[3]是首位利用计算机来分析模拟昆虫迁飞轨迹的学者，他在6h一次的气象观测资料基础上，运用流线-等风速线的方法测定稻飞虱的迁飞路线。其中流线是代表飞行方向，等风速线代表飞行的速度。该方法可以预测稻飞虱可能的飞行路线。Drake^[4]等则从大气结构角度出发，探究在边界层中的大气结构对昆虫迁飞过程产生的影响。国内蒋春先^[5]在广西兴安地区研究稻纵卷叶螟迁飞轨迹的研究中运用轨迹分析法，对稻飞虱的迁入和迁出情况进行了模拟，这也是大气移动途径的常用方法。其研究结果表明，高度是稻飞虱迁飞的一个因素，随着高度逐渐增加，稻飞虱的种群分布重心也从东往西转移。

关于稻飞虱生物生态特征的研究也是非常有必要的，肖晶晶^[6]研究表明，稻飞虱的迁飞过程实际是对生存环境的选择，是种群淘汰和生物进化的必然过程，迁飞的过程和生态环境之间是有着密切的联系。陈忠诚^[7]研究了1987-1994年间，广东省八个主要稻区的资料以及“八五”期间的各项研究成果得出，病虫害的防治工作，重要的地方在于对中期虫情的分布情形和主要虫代种群繁衍程度的预测，而影响稻飞虱降落分布的因素包括迁入虫量、气候因素以及地理环境。

其中，气象环境是影响稻飞虱迁飞的一个重要因素。包云轩 ^[8]等在我国多年褐飞虱的虫情资料中进行筛选分析，挑选出两个典型北迁大发生的过程，并在天气背景下对实测的气象要素进行了数字模拟分析，发现在褐飞虱的迁移过程中，有利的天气背景对褐飞虱的大发生有重要意义，气流，气温场和位势高度场三者是存在紧密联系的，互相影响作用，对褐飞虱的迁飞起着重要的作用。侯婷婷^[9]在影响稻飞虱迁飞规律的研究中发现，稻飞虱种群通常是集中在特定的风温场内，特别是当它们在高湿的环境下，其种群的密度更大。有利的天气环境对于稻飞虱大范围的迁飞是有推动作用的。

稻飞虱迁飞的时空变化研究中，传统人工的地面观测方法往往根据某个工作站的数据代表该区域的虫情，显得不够全面，而稻飞虱的生存环境又复杂多变，具有高度的空间异质性。所以，运用地统计学这一研究方法就显得尤为必要。地统计学方法弥补了传统方法的缺陷，对蝗虫，稻纵卷叶螟，稻飞虱等常见高爆发害虫的监测管理，有着巨大的作用。GIS则是是一种能进行空间分析的手段，有助于地统计学的实现和最终分布结果的显示和分析。如王长委^[10]采用地统计学方法，对2006年广东省的稻飞虱时空变化规律进行研究，并结合此前诸多学者的病虫害预警方法，对稻飞虱的时空变化分布进行研究，得出稻飞虱的迁飞性不仅仅有一定的空间性，而且它的扩散还具有方向性的。如Liebhold^[11]等用GIS对舞毒蛾为害引起的落叶进行航空拍摄，通过对落叶照片的数字化分析，得出落叶的分布不是随机的，而是呈现出不同程度的核心分布。如郝立武^[12]利用地统计学分析了灰飞虱和桃蛀螟两个种群的时空动态，给田间的系统抽样提供依据。但以上基于地统计学方法和GIS技术的研究，大多是在田间小尺度上面展开的，对于区域尺度的研究较少。地统计能够从宏观角度上进行分析，能更加明显地对稻飞虱迁飞轨迹进行分析预测，还有利于寻找出影响其迁飞的影响因素。因此，本文尝试着宏观角度，对稻飞虱时空分布规律进行探究。

1材料与方法

1.1研究区概况与数据来源

本文以南方稻区为例，包括云南、贵州、四川、重庆、海南、广西、广东、湖南、湖北、江西、福建、浙江、河南、安徽、上海、江苏等省、市（自治区）。这里容易出现较强降水过程，七八月份大部时段日平均气温在25～30℃之间，适温高湿气象条件，有利于长江的中下游一带病虫害暴发，稻飞虱的病虫害暴发率较高，因此需要加大对病虫害的监测监督。

稻飞虱虫量数据全部来自于以上16个省、市（自治区）测报站点2013年的全部观察虫量数据，对其统计分析后，本文筛选了该年5月至10月之间最具代表性的观测数据进行分析。由于各站点的平均稻飞虱量数据常常缺失，于是本文中用最高虫量代表稻飞虱虫量情况。地面气象的资料，例如平均气温、平均相对湿度、和平均降水量等数据，则从中国气象科学数据共享网站获得。由于相对湿度能更好的体现出稻飞虱的生存环境问题，而且相对湿度与降水量经过分析数据发现两者具有极高的相关性，所以本文选用气温和相对湿度来作为研究稻飞虱的地面气象数据。

1.2地统计学简介

地统计学是研究大自然中各现象关于空间上的变异情况的一门学科，针对空间结构方面特征而产生的统计学科。它是由法国的统计学家G.Matheron 开创设立的。地统计学的应用领域非常广，不仅可以分析空间数据的随机性，结构的变异性和各空间区域的相关性，还可以对空间的数据进行无偏差的插值，它是目前最好的一种插值方法。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：14124字

相关图片展示：