害虫预测预报的生态学基础和应用技术研究进展

概述害虫预测预报领域的最新动态,包括理论基础：非线性动力学、景观生态学、生物地理统计学、异质种群和生态系统链接理论,以及应用技术：地碉诱捕、雷达监测、地理信息系统、全球定位系统、遥感、可视化技术和决策支持系统,对于害虫不则报的基础理论研究和害虫管理的生产应用都具有重要的指导意义。     

信息化学物质在害虫监测中的应用

种群监测是害虫种群预测与防治决策制定中十分重要的环节,而利用信息化学物质进行昆虫成虫种群监测,与其他各虫态或寄主被害率等的抽样调查方法相比,具有简便、省工、费用低、具种特异性、在低虫口密度下灵敏、监测范围广等特点。信息化学物质的应用主要包括昆虫种类和分布区检测、害虫发生期监测和发生量或为害水平监测。前两个方面的应用没有争议,而害虫发生量监测比较复杂,具有正反两方面的事例,其可靠性存在争议。本文在总结国内外研究结果的基础上,对如何提高利用信息化学物质进行监测和预测的可靠性进行了探讨。影响信息化学物质监测和预测害虫危害程度的因素很多,包括信息化学物质的成分、组成、剂量、释放速率,诱捕器种类和林间设置方法,监测对象的生物学、种群动态和发生阶段,害虫的生活环境条件(包括生物学因素如寄主种类、组成、年龄和密度等以及非生物因素如气候因子等),危害损失的估计方法,以及预测模型的类型和建模方法等。研究分析表明,正确的信息化学物质组成和比例、适当的信息化学物质用量和诱芯载体对信息化学物质的持续稳定释放是监测可靠性的基础,诱捕器的种类、设置方式、密度也需要进行测试并规范化,另外还需根据所监测对象的特性及其所处的环境研究制定特定的种群密度水平或寄主被害率统计方法及预测模型,建立系统的监测规范和程序。只要建立了符合所监测害虫特性和所处环境条件的监测方案,基于信息化学物质的害虫监测是可靠的。     

蝗虫生境监测方法研究进展

蝗虫是一种能对农业生产带来毁灭性打击的害虫。预测、监测蝗虫的发生、发展对于防治蝗虫、减轻蝗灾具有重要意义。在分析蝗虫的发生和消长与其生存环境的关系基础上,概述了以往蝗虫发生、发展预测、监测的主要方法。然后,从监测蝗虫生境采用的指标、卫星数据、算法等方面进一步阐述了运用现代遥感、地理信息系统技术监测蝗虫生境、预测蝗虫发生、发展的理论基础和最新进展;最后,结合现代对地观测技术、网络、快速计算和模拟等技术的发展探讨了蝗虫生境监测的发展方向。     

玛纳斯河流域盐渍化灌区生态环境遥感监测研究

土壤盐渍化已成为全球性问题,给生态环境及农业生产带来严重的威胁。为了快速、准确评价土壤盐渍化给区域生态坏境带来的影响,该文提出了新的完全基于遥感数据的遥感生态指数(SSEI,Soil Salinization Ecology Index)来监测玛纳斯河流域盐渍化灌区生态环境变化。该指数利用主成分分析的方法耦合与土壤盐渍化相关的土壤盐度、地表反照率、植被覆盖度和土壤湿度四大地表参数,指数构建是数据本身性质所决定,不同于以往遥感与非遥感指数加权叠加易受人为影响。研究结果表明:耦合与盐渍化信息相关的各遥感指数得到的生态指数,能够对土壤盐渍化影响区域的生态环境进行快速、定量、客观的监测。将该指数应用到新疆玛纳斯河流域灌区,结果表明在近26年优和良等级生态环境面积增加了12.89%,这说明灌区生态环境有所改善。该研究对土壤盐渍化监测与评价具有一定参考意义。     

害虫区域测报技术

大多数农作物害虫都是高度活动的,它们的数量和造成的为害在时间和空间上都大不一样,季节活动型和造成的为害率也因地域和年份而异.要预测害虫在一个区域范围的出现、数量、种群趋势和潜在为害,就要建立完善的监测体系.多年定点观测记录对于区域害虫预测来说是最基本的资料条件.与此同时,通过数学方法把害虫的发生与相关因子以数量化的形式表示出来,并在此基础上建立中长期预测模型是至关重要的.为了及时处理和传递虫情信息,计算机数据管理技术和网络技术将为此提供最重要的技术支撑.本文通过一些典型的应用实例,讨论了监测技术,预测模型,GIS技术,数据管理技术以及网络技术在区域害虫预测中的应用.     

农作物害虫预测模型网络共享平台系统

准确的害虫预测是科学防治害虫的前提.我国已开发了大量害虫预测模型,但未形成方便获取及应用的软件,用户难以理解复杂的数学模型,模型应用受到很大局限.本研究收集了50余种重要害虫,查阅筛选出预测预报模型文献350篇;按害虫名称、发生地点、预测内容对模型进行提取、归纳;利用VBSCRIPT技术对模型进行了程序化表达;设计了预...     

红树林生态系统遥感监测研究进展

随着现代遥感技术的迅速发展,遥感监测已经成为红树林生态系统变化监测的重要手段和方法。从遥感技术在生态系统变化监测应用领域入手,综述了国内外红树林遥感监测的发展历程,系统总结了遥感技术在红树林湿地动态、种间分类、群落结构(叶面积指数、冠幅、树高等)、生物量、灾害灾情(病虫害、风暴潮等)、景观格局动态、驱动力、红树林湿地保护与管理等领域应用现状,归纳了不同应用领域遥感监测的理论、方法及研究现状。指出我国在红树林遥感监测中存在的不足。提出红树林遥感监测应在分类标准体系规范化、分类精度提升、红树林生态学特征参数(物种多样性、优势度等)、生态系统环境空间演变过程及遥感监测的尺度效应方面加大研究力度。充分发挥区域综合监测模型在红树林生态系统变化遥感监测中的作用。     

迁飞性害虫监测预警技术发展概况与应用展望

迁飞性害虫具有突发性、暴发性和毁灭性的发生特点,做好迁飞性害虫的监测预警在粮食安全生产方面具有重要意义.为加强迁飞性害虫监测预警技术手段的应用与推广,提高迁飞性害虫的监测预警水平,本文从常规和现代监测技术入手,综述了我国迁飞性害虫监测预警技术的发展、研究现状和取得的进展,分析了迁飞性害虫监测预警面临的瓶颈问题,展望了做好迁飞性害虫监测预警的努力方向,以期为提高我国迁飞性害虫的监测预警水平提供参考.     

支持向量机在害虫发生量预测中的应用

害虫发生量与其影响因子之间具有复杂的非线性和时滞性关系,传统方法不能很好的分析和拟合高度非线性的害虫发生量变化规律,导致预测精度不理想。为了有效构建害虫发生量与其影响因子之间复杂的非线性关系模型,提高害虫发生量预测精度,提出一种基于支持向量机的害虫发生量预测方法。该方法首先通过F测验对害虫发生量的最佳时滞阶数进行确定,并利用最佳时滞阶数对样本进行重构;然后利用前向浮动因子筛选法对害虫发生量的影响因子进行筛选,筛选出对预测结果贡献大的影响因子;最后采用10折交叉验证得到害虫发生量的最优预测模型。采用粘虫的幼虫发生密度数据在Mat-lab7.0平台下对该方法进行测试与分析,实验结果表明,相对于其它预测方法,支持向量机提高了害虫发生量的预测精度,克服了传统方法的缺陷,更适合于非线性、小样本的害虫发生量预测。     

蔬菜粉虱的系统调查与监测技术

由于烟粉虱Bemisia tabaci、温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum等粉虱害虫在我国猖獗为害,我国已从种群动态监测到害虫综合治理开展了一系列研究。为了有一套统一、规范的标准,我们制定了保护地蔬菜与露地蔬菜生产上粉虱害虫的系统调查与监测技术规程,包括调查与监测的目的、样本大棚或田块的选择,粉虱各虫态发生数量的调查、监测与统计方法等,并根据保护地蔬菜与露地蔬菜的生长特点,提出了相应的粉虱害虫预测预报、防治阈值、防治对策及防控时间等技术措施。     

973项目“重大农业害虫猖獗危害的机制及可持续控制的基础研究”简介

2006年9月,国家重点基础研究发展计划(973)农业领域2006年度项目“重大农业害虫猖獗危害的机制及可持续控制的基础研究”经科技部批准正式立项启动。该项目以全系统管理思想为指导,在基因、个体、种群、生态系统等不同层次,阐明我国重大农业害虫种群分化与暴发的分子基础,解析害虫与寄主作物及天敌间的相互作用机制,建立害虫监测与预警系统,提出重大农业害虫可持续控制的新途径和新方法,为我国农业减灾、经济的可持续发展奠定科学基础。项目的主要研究内容包括:害虫生长发育与生殖调控的分子机制;害虫对环境胁迫的适应机制;杀虫药剂诱导害虫再猖獗的机制;害虫与寄主植物的协同进化;天敌与害虫的互作及控害机制;作物-害虫-天敌食物网关系及其调控机理;重大害虫区域性暴发监测与预警。项目的总体目标为:阐明害虫生长发育、种群分化的分子基础,揭示害虫种群调节的内在机制;解析作物、害虫及天敌间的互作机制,丰富和发展植物-害虫-天敌协同进化理论;阐明主要害虫区域性灾变机理,发展害虫预警新技术;发展与环境相容的、增强自然控害功能的新技术,提出重大农业害虫可持续控制的新途径和新方法;凝炼一支害虫控制基础研究的创新团队,丰富和发展我国害虫管理的科学理论与实践,提升我国有害生物防控的原始创新和集成创新能力,扩大国际影响。     

Application of lidar remote sensing of insects in agricultural entomology on the Chinese scene

Insect pest management is a very important aspect for plant protection in crops production. Remote sensing provides a large number of techniques that are beneficial in entomological research. Although entomological radars have been used for studying migrations of insects for many years, most of entomological radar studies have been vertically tracing high-altitude migration behaviour of insects. Light detection and ranging (lidar) is a counterpart to radar, now operating in the optical part of the electromagnetic spectrum, which has been recently applied for monitoring of insects at low altitude. Such techniques, in particular low-cost continuous-wave (CW) bi-static systems based on the Scheimpflug arrangement, have been rapidly developing during the last decade. As a result, optical methods present new and fascinating possibilities. Based on experience from a 2-week field campaign in rice paddy fields, we here present an overview of lidar remote sensing applied to the Chinese scene. The capability of a CW Scheimpflug lidar system in monitoring the insects was studied. We present results on insect abundance in relation to time of the day and weather conditions. We also identified insect species by analysing wing-beat frequencies and studied their attraction to ultraviolet (UV) lamp located close to the horizontal laser sampling path during night time. Results showed that the insect species were abundant, that insects detected by the lidar system were attracted to light and that light rain increased the insect activity. The lidar detection system had a high read-out frequency, enabling the estimation of insect wing-beat frequencies.     

昆虫趋色性及诱虫色板的研究和应用进展

昆虫与植物之间色彩通讯是彼此信息交流的渠道之一,基于害虫趋色性研发的诱虫板作为一种绿色防控手段,已广泛用于农林害虫的虫情监测、预测预报、大量诱杀以及天敌诱集和指引,效果良好.本文概述了昆虫趋光趋色机理、诱虫板诱杀害虫机制和诱虫板色彩、形状、大小、高度、密度、方向、诱虫时长、植株形态和害虫生理状态等对于诱捕效果的影响,总结了诱虫板在茶园、菜地和大棚等作物环境中的多种实用技术,解析了诱虫板与昆虫性诱剂、植物源引诱剂等配合使用方法及其功效,评价了诱虫板治虫的优缺点并提出改进措施,讨论了诱虫板诱效的评价方法和成本核算.展望了新一代诱虫板研发方向、诱虫板与信息素等产品在有害生物综合治理(IPM)中的集成应用和诱虫板产业前景.     

我国农业害虫综合防治研究现状与展望

害虫综合防治作为农业生产的一项重要策略,在农业可持续发展中具有举足轻重的作用。近年来,针对我国害虫防治所存在的技术需求,科技部等部门先后通过973计划、863计划、科技支撑计划和农业行业专项等对重要害虫防治研究立项支持。通过这些项目的实施,我国建成了一支由国家和省级科研单位和大学组成的专业科研队伍和研究平台,对害虫监测预警技术、基于生物多样性保护利用的生态调控技术、害虫生物防治技术、化学防治技术、抗虫转基因作物利用技术等方面的研究取得了一系列的重要进展,研究建立了棉花、水稻、玉米、小麦和蔬菜等作物重要害虫的综合防治技术体系,并在农业生产中发挥了重要作用。以基因工程和信息技术为代表的第二次农业技术革命的到来,推动了害虫综合防治的理论发展,为害虫综合防治技术的广泛应用提供了新的机遇。地理信息系统、全球定位系统等信息技术和计算机网络技术的应用,提高了对害虫种群监测和预警的能力和水平,转基因抗虫作物的商业化种植等技术的应用显著增强了对害虫种群的区域性调控效率。针对产业结构调整和全球气候变化所带来的害虫新问题,进一步发展IPM新理论与新技术将成为我国农业昆虫学研究的重要方向之一。     

我国林业重大害虫松毛虫的灾害研究进展

我国松毛虫种类丰富,已报道27种,其中6种频繁暴发,年危害松林面积达200万hm2以上、经济损失数亿元。松毛虫灾害研究可以为综合治理松毛虫提供重要的理论依据与相关技术。近年来,我国在影响松毛虫种群发生的关键性因子分析、性信息素的研究与开发利用、松树挥发性物质的成分鉴定及其对寄生蜂或寄生蝇的定位作用、卫星遥感监测技术等方面的研究取得了较大进步,但缺少系统性的归纳总结。为此,文章就近些年来我国在松毛虫灾害机制与暴发机理研究、治理现状与技术措施等方面进行综述,展望今后我国松毛虫治理研究工作的重要方向和趋势。     

褐飞虱卵巢发育的形态变化过程及分级标准

卵巢解剖在褐飞虱Nilaparvata lugens (St(a)l)的迁飞研究和预测预报中起着重要的作用,但由于卵巢解剖是一项精细化的技术,在实际的病虫测报工作中,解剖技巧和分级标准难以被基层植保工作者掌握.为了使卵巢解剖技术在病虫测报中发挥其应有的作用,本研究在前人工作的基础上,根据我国病虫测报工作中卵巢分级的实践...     

卫星遥感珊瑚礁白化概述

珊瑚礁白化是由于珊瑚失去体内共生的虫黄藻或者共生的虫黄藻失去体内色素而导致五彩缤纷的珊瑚礁变白的现象,严重的白化可以带来珊瑚礁的死亡.国内外研究表明海水温度升高和珊瑚礁白化关系最为紧密.卫星遥感能够提供大范围、同步与连续的海洋数据,如海水表层温度和海色数据,从而能够及时监测和预测珊瑚礁的白化.基于AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer),NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration,US)开发了全球监测珊瑚礁白化的方法,热点(HotSpot)和周热度(DHW)两种主要指数.目前,我国珊瑚礁白化现象的监测和研究明显滞后于国际动态,迫切需要发展和利用卫星遥感的方法监测南海珊瑚礁白化状况.     

Biological-based and remote sensing techniques to link vegetative and reproductive development and assess pollen emission in Mediterranean grasses

Connecting the signals of the vegetative and reproductive cycles of plants using large-scale phenological techniques is not always an easy task, and this complexity increases considerably when analysing the plant life cycle in grasses, due to the ubiquity and diversity of this taxonomic family. This work integrates remote sensing techniques (NDVI from satellite remote sensing data and greenness from near-surface imagery) and biological-based techniques (airborne pollen monitoring and field observations and sampling) to analyse phenological patterns and productivity in grass-dominated vegetation types. We aim to answer two main applied and unanswered questions; i) how are the specific phases of vegetative and reproductive cycles in grasses linked at the species and plant community level? and ii) which grass-dominant habitats are the major contributors of grass pollen emission to the atmosphere at the plant community level? The multi-scale integration and validation of large-scale methods such as satellite remote sensing data and aerobiological monitoring using high-resolution or field phenological techniques is recommended. The results clearly support the hypothesis that the highest rates of grass pollen emission are successively produced when the major grass-dominated vegetation types go through the final phases of vegetative development during their biological senescence or equivalent phases. At the plant community level, natural and semi-natural grass-dominated vegetation types, rather than grass cropland habitats, constitute the major sources of pollen emission. The major contributors to the grass pollen emission at the species level are also identified. Finally, a positive relationship between year-to-year primary productivity (measured as annual sum or maximum NDVI) and pollen production (measured as airborne pollen intensity) was observed at the community level. This is a very timely study, as the availability of remote sensing data is increasing interest in generating enhanced forecasting model of allergenic airborne pollen.     

从保护生物多样性角度谈频振式杀虫灯的应用

频振式杀虫灯诱杀昆虫的效果较好 ,但是在诱杀昆虫的过程中选择性不强 ,在诱杀害虫的同时对天敌和其它无益无害昆虫也具有较强的杀伤能力。为了更好地保护自然生态平衡和生物多样性。作者建议在自然生态条件好的地区最好不要使用频振式杀虫灯 ,在适合使用的地区应该事先做好害虫监测 ,应在防治适期使用。