用推广的CA模型模拟松毛虫危害的时空动态(英文)

本文建立了模拟马尾松毛虫危害时空动态的非线性CA模型。它包括自依赖、外部变量和交互作用3个组成部分。文中用方差图和相关图确定自依赖和相互作用的平均距离(时间间隔或空间距离)及相互作用随距离变化的规律,并建立了种群密度模拟的时空相关回归模型。模型模拟的结果表明,对于严重危害的区域,预测结果和实际发生十分符合;对于轻危害的区域模型低估了危害程度,但松毛虫危害趋势的估计和实际发生是一致的。     

浙北马尾松人工林鸟类捕食松毛虫幼虫的研究

对浙北马尾松人工林的鸟类区系及数量动态以及鸟类捕食松毛虫幼虫进行了实验观察。松毛虫可按季节分为三个世代阶段,各世代阶段的种群密度波动较大,而相应的鸟类平均密度却较稳定。利用防鸟围网采用样方对照法调查鸟类捕食松毛虫幼虫的作用,4至9月鸟类移走实验虫数的4.7—22.2％。但不同时期,不同地块鸟类的捕食作用不同。     

马尾松毛虫的光周期反应

马尾松毛虫Dendrolimus punctatus Walker和油松毛虫 Dendrolimus tabulaeformisTsai et Liu都属于长日照型昆虫。它们的光周期反应却存在着明显的差开。马尾松毛虫初龄幼虫对光照时数虽然敏感,可是只有在整个幼虫期都处在短光照周期条件下才能维持幼虫的滞育。 而且, 幼虫的滞育强度明显较弱,解除滞育所要求的条件也不如油松毛虫严格。在较高温度条件下,幼虫的滞育更不稳定,一般仅表现为生长的短暂停滞和幼虫历期的相对延长。温度和光周期还可影响到幼虫的存活和性比。马尾松毛虫幼虫呈典型的浅滞育现象。正是由于这一特性,在环境条件的影响下,长江沿岸省份不同年份马尾松毛虫二、三代分化的比例才有较大的波动,这直接关系着当地的种群动态,也是当年当地高虫口区二代虫能否成灾的关键。     

气象因子对落叶松毛虫种群数量的影响

为探究落叶松毛虫种群数量与气象因子的关系,利用大兴安岭地区落叶松毛虫发生年度监测数据与气象数据构建线性回归模型,以赤池信息量准则为评价依据,通过逐步回归的方式从拟合优度和复杂度两方面权衡选取最优模型.采用相对权重法确定影响落叶松毛虫种群数量的关键气象因子,并量化了关键气象因子对松毛虫种群数量的影响.结果表明: 低龄幼虫期和繁殖期是影响落叶松毛虫种群数量的关键时期,而中龄幼虫期和高龄幼虫期的影响较弱; 低龄幼虫期日相对湿度均值、低龄幼虫越冬期日均温小于-22 ℃积温和繁殖期降水总量是影响落叶松毛虫种群数量的关键气象因子; 低龄幼虫期日相对湿度均值和繁殖期降水总量的标准差每增加1倍,落叶松毛虫种群数量的标准差分别减少62%和35%;低龄幼虫越冬期日均温小于-22 ℃积温的标准差每增加1倍,落叶松毛虫种群数量的标准差增加40%.表明全球气候变暖趋势下落叶松毛虫的爆发特点等可能呈现出新的形式,建立长期的种群数量监测体系尤为重要.     

不同松林内马尾松毛虫种群动态的特征

通过对1992-2001年5种不同混交林型的马尾松林内各代幼虫发生量,受害面积和有虫株率的系统调查,研究了各种不同林型的松林对马尾松毛虫种群动态的影响。结果表明,不同树种混交的马尾松林对马尾松毛虫的种群动态有较大的影响。马尾松毛虫在马尾松纯林中发生量多,为害最严重。暴发周期最短;在与杉木等混交的马尾松林中发生次之;而在与阔叶树混交的马尾松林中平均每株虫口数少,发生与危害率及有虫株率均较其它林型小,不易引起松毛虫暴发为害。     

不同受害类型松林中马尾松毛虫自然种群生命表研究

通过组建自然种群生命表来研究比较受害松林与未受害松林间马尾松毛虫Dendrolimus punctatus Walker的种群动态.结果表明,在未受害松林中马尾松毛虫的存活率达15.33%,种群趋势指数为24.0489;在受害松林中马尾松毛虫的存活率为0.61%,种群趋势指数为0.4864.在受害松林中的总K值(3.2183)也要远远大于未受害松林中的总K值(0.8146).在未受害松林中易引起马尾松毛虫种群数量的剧增,而在受害的松林中马尾松毛虫的种群呈下降趋势.这一结果表明受害的松林本身对马尾松毛虫种群具有一定的自然调控作用.     

基于神经网络的灯诱法预测马尾松毛虫发生量的研究

【目的】为了探索灯诱马尾松毛虫Dendrolimus punctatus(Walker)成虫预测下一代幼虫发生量的办法,建立预测预报模型。【方法】2013-2017年连续5年采用灯诱法对马尾松毛虫每年的越冬代、第1代灯诱成虫数、雌虫数、雄虫数、雌性比等数据进行收集,实地调查第1代、第2代(越冬代)幼虫林间的发生量(虫口密度),采用Excel2016进行相关性分析,筛选出与下一代幼虫发生量(虫口密度)关系密切的灯诱成虫数、雌虫数、雌性比等关联因子,并应用神经网络Matlab2016a建立预测模型。【结果】所建立的灯诱成虫预测模型,拟合度0.92以上,预测精度0.90以上。【结论】采用灯诱马尾松毛虫成虫预测下一代幼虫发生量的神经网络Matlab模型,十分适用于短期精细化预报,方法简单、实用,值得在马尾松毛虫生产性防控中大力推广。     

马尾松毛虫种群动态的时间序列分析及复杂性动态研究

自从May(1974)指出即使是简单的种群模型也能揭示混沌动态以来,自然种群是否存在混沌一直具有争论,如何检测自然种群的混沌行为也成为种群动态研究的一个难点,通过时间序列分析和反应面模型建模的8方法分析了马尾松毛虫的复杂性动态,用自相关函数对马尾松毛虫发生的时间动态分析的结果认为动态是平衡的,其周期性不显著,而具有一定的复杂性,这种类型可以是减幅波动,有限周期或弱混沌,波动主要由系统内因引起,进一步采用反应面模型估计全局李雅普若夫指数和局域李雅普若夫指数结果均为负,显示马尾松毛虫种群动态不存在混沌现象,但是在增加一个小的噪音以后,局域李雅普若夫指数变为在0以上的波动,说明系统对噪音非常敏感,噪音对松毛虫种群动态具有很大的影响,可以将其从非混沌状态变为混沌,研究结果认为全局郴雅普若夫指数λ是一定时间内两个变动轨迹的总平均偏差,而随着种群动态的波动,指数也是波动的,所以对于检测自然种群的混沌来说不是一个好的指标,局域李雅普若夫指数λM能更好地表示自然种群混沌的存在和产生混沌的条件,对害虫管理来说对种群暴发初期的预测是尤其重要的,而此时又最难于预测,所以对种群动态的监测就尤为重要,由于马尾松毛虫的代间种群动态为第一级密度相关,前一代的虫口密度与下一代的虫口密度相关性最强,所以前一代预测下一代是最可靠的。     

马尾松林天敌昆虫群落对马尾松毛虫控制作用的研究

本文通过对马尾松林松毛虫天敌昆虫群落优势种的选择及功能表述、用典型相关分析选择关键林分因子进行林地分类,研究了表示天敌昆虫群落对松毛虫控制作用的途径。结果表明,用天敌昆虫群落功能指标选择的重要林分因子为郁闭度、灌木层高度及盖度、草木层高度及总盖度。用这些林分因子可以把常灾区林地划分为4种类型,且这4类林地在天敌昆虫群落多样性、种数、个体数及松毛虫密度上都存在明显差异。最后分别建立了4类林地松毛虫密度变化率与多样性等功能指标及郁闭度等林分因子间的回归模型,回归相关性进一步表明用林分因子代替天敌昆虫的作用是合适的,这样代替的结果克服了生产应用时数据调查的困难,增加了实用性。     

贺兰山榆跳象幼虫空间分布特征及影响因子分析

【目的】明确贺兰山榆跳象Orchestesalni幼虫空间分布型及其形成机制,分析影响榆跳象幼虫空间分布的因子,以期为榆跳象的预测预报及防控措施提供参考。【方法】对贺兰山灰榆林榆跳象幼虫平均密度进行调查,应用6种聚集度指标法和2种回归模型法分析榆跳象幼虫的空间分布型。【结果】贺兰山中部沟道灰榆榆跳象幼虫密度明显高于南北沟道。半阴坡和阴坡榆跳象幼虫平均密度显著高于阳坡和沟道。灰榆树冠不同方向的幼虫平均密度差异不显著,以树冠中下层最大。榆跳象幼虫密度与树干高呈显著正相关。榆跳象幼虫在贺兰山灰榆林中呈聚集分布,基本成分是个体群,个体间相互吸引,并随种群密度升高,聚集程度增大。聚集分布是由昆虫行为或环境条件引起。灰榆林海拔和坡度显著影响榆跳象幼虫密度,榆跳象幼虫主要聚集在海拔1 800 m以上(29.00%)和急坡(24.08%)的灰榆林。【结论】贺兰山中部沟道的中海拔区域是榆跳象发生的重点监测区域,背风且水分条件好的坡向密度大,榆跳象幼虫聚集分布容易造成局部区域密度较高。     

SIMULATING THE SPATIO-TEMPORAL DYNAMICS OF THE PINE CATERPILLAR (DENDROLIMUS PUNCTATUS WALKER) DAMAGE USING THE GENERALIZED CA MODEL

Abstract  A nonlinear model for simulating the spatio-temporal dynamics of the damage level of the pine caterpillar, Dendrolimus punctatus Walker, is proposed in this study. It includes the self-dependence (interaction) component, the reaction component, and the cross effect component. The average distance of interaction and reaction and how the dependence changes along distance are detected by using variogram and correlogram. The simulation result shows that the model may forecast the high damage level properly, but a bit underforecast for the low damage area. The predicted trend of damage is the same as the actually occurred.     

不同松林马尾松毛虫蛹及其寄生天敌群子的空间格局分析

应用地学统计学的原理和方法研究了３种松柯马尾松毛虫越冬工蛹及其寄生天敌群子的窨结构和空间相关性。结果表明,湿地松－马尾松－火炬松混交松林中蛹的半变异函数曲线为球形,其空间格局为聚集型,受害程度高的马尾松纯林中,蛹的半变异函数曲线为指数形,空间格局为聚集型,受害程度低的纯马尾松林中,蛹的半变异函数曲线是一条截距为０．４２３,斜率为０．００３８１４的直线,表明为随机或均匀型的空间格局。３种松林中蛹的寄     

林间花斑花绒寄甲幼虫种群动态及空间分布格局

花绒寄甲Dastarcus helophoroides Fairmaire以幼虫寄生松褐天牛Monochamus alternatus等天牛类害虫,掌握其幼虫时空动态和空间分布格局,有助于制定花绒寄甲的生物防治利用策略。通过对江西马尾松林花绒寄甲幼虫种群数量的调查,应用聚集度指标和回归分析等,对林间花绒寄甲幼虫种群动态、水平分布和垂直分布进行了研究。结果表明,林间花绒寄甲幼虫种群动态呈现极明显的波动性,全年数量动态有2个高峰期,其中主高峰期是4月份,占全年幼虫总数量的30%左右,是幼虫的主要寄生期,次高峰期是8月份。花绒寄甲幼虫水平空间分布为聚集分布,分布的基本成分是个体群,聚集的原因可能是花绒寄甲自身习性或与寄主天牛、环境因素共同作用所致。不同时间段,花绒寄甲幼虫的垂直分布情况不同,3-7月,花绒寄甲幼虫主要分布在枯死木的中上部,其中上段幼虫数占总数的50%以上,而在8-12月,花绒寄甲幼虫主要分布在枯死木的中段,占总数的50%左右。另外,调查显示,花绒寄甲幼虫寄生数量在释放过该天敌的松林要远高于未释放过的松林,特别是在马尾松纯林,其幼虫种群数量更高,这说明通过人工释放（江西在3月释放成虫）,能增加林间天敌花绒寄甲种群数量、降低松褐天牛种群数量,有助于松材线虫病的控制。花绒寄甲幼虫种群时空、水平、垂直三维空间分布结果可为该天敌的保护、人工释放和有效利用提供科学依据。     

应用性外激素监测马尾松毛虫发生数量的初步研究

本研究采用持效期达 3 0天以上的复合橡胶载体的新型诱芯诱捕器对马尾松毛虫进行林间监测 ,发现诱蛾数量与田间调查的幼虫数量有很大的关联性 ,各乡镇每诱捕点平均诱蛾数与 1代、2代幼虫虫株率、平均虫口的变化趋势基本相同     

EVALUATING THE IMPACT OF INSECT COMMUNITY ON PINE CATERPILLAR DENSITY IN DIFFERENT STAND CONDITIONS

Abstract  Natural enemies play an important role in inhibiting population growth of pine caterpillar, but they are difficult to be used in systematic management models. This paper attempts to use some forest stand factors to substitute the effect of natural enemies, which could be used in management models. Through the studies from more than 200 stand plots with different stand conditions in Qu County, Changshan County, and Longyou County of Zhejiang Province, 16 predominant species groups from insect community were selected, and the canonical correlation coefficient between the diversity index, species number, individual number of predominant species and the stand factors was analyzed. The results indicated that the canopy density and ground vegetation were the key stand factors for characterizing the function of insect community. The forest area was divided into four types according to the variation of canopy and vegetation conditions by using cluster analysis. The regression models between the rate of variation of pine caterpillar density and the forest factors including canopy density and vegetation covers were developed in each type of forests. There were significant differences in diversity index, species number, individual number of insect community and population density of pine caterpillar among four types of forests, and correlation coefficients of the four regression models were rather high ( r =0. 924 — 0. 964). This means that the classification of the forest stands is reasonable and the stand factors can characterize the effect of natural enemies in practice.     

空间分布型的形成过程研究

具合影个研究了广义空间分布型和复合空间分布型的形成问题,解释了空间分布型的形成机理,并给出了１１种广义空间分布型和９种复事空间分布型;同时提出了空间分布型的３种判定方法：扩散系数法、空间相关法和参数变动法,它们以可用于区分常见的空间分布型,也可以用于判定分布型的形成过程;为研究空间分布型的形成机理和变化规模提供了有力的手段。以马尾松毛虫的空间分布型的研究结果表明,马尾松毛虫幼虫的空间分布型是复合负     

油松毛虫的空间分布型及抽样技术

采用Iwao(1968—1977)的(m)对m的回归方法以测定油松毛虫Dendrolimus tabulaeformis Tsai et Liu越冬幼虫、茧、卵块的空间分布型, 并用不同的抽样方法比较了抽样精确度.油松毛虫越冬幼虫, 茧、卵块在油松人工林内都呈聚集分布.幼虫和茧分布的基本成分是双重个体群.卵块分布的基本成分是卵块个体, 其遵从有一公共K值的负二项分布.抽样方法:当越冬幼虫在低密度情况下以单对角线法最佳, 茧在中密度情况下, 卵块在中低密度条件下均以双对角线法为最佳.     

马尾松诱导抗性对马尾松毛虫幼虫生长发育的影响

利用不同受害方式和受害程度的马尾松 (PinusmassonianaLamb.)针饲养马尾松毛DendrolimuspunctarusWalker虫幼虫 ,研究受害松针对幼虫生长发育的影响。结果表明 :马尾松毛虫取食受害松针后 ,幼虫的取食量下降 ,排粪量减少 ,对食物的消耗和利用指数降低 ,幼虫发育速率缓慢 ,死亡率增加 ,从而影响马尾松毛虫的种群动态     

三种温带森林大型土壤动物群落结构的时空动态

对帽儿山3种典型森林群落大型土壤动物进行了连续6个月的野外调查研究。通过系统分析,共获得大型土壤动物3604只,隶属于3门6纲17目50科。其中正蚓科(Lumbricidae)、线蚓科(Enchytraeidae)和石蜈蚣目(Lithobiomorpha)为优势类群,常见类群11类。结果表明:(1)水平分布上,密度和生物量红松人工林最高,其次为硬阔叶林,蒙古栎林最少;类群数硬阔叶林最多,蒙古栎林最少;香农指数和丰富度指数均为蒙古栎林最高,红松人工林最低;优势度指数与两者相反;均匀度指数蒙古栎林最高,硬阔叶林最低;(2)垂直分布上,个体密度、类群数及生物量均差异显著(P < 0.001)。3个样地大型土壤动物个体密度表聚性明显;类群数红松人工林自凋落物层向下减少,硬阔叶林和蒙古栎林0-10 cm最多;生物量在0-10 cm土层最大;香农指数随深度增加而减小,优势度指数则相反;(3)在时间变化上,5月和10月个体密度和类群数较多,9月生物量最大;香农指数和优势度指数差异显著(P < 0.01),其他指数各月间无明显差异;(4)与土壤环境因子关系上,总有机碳含量与类群数、个体密度及生物量显著正相关,容重与香农指数显著负相关;典型对应分析结果表明,不同类群大型土壤动物与环境相关性不同。