鄱陽湖地區(qū)棉鈴蟲氣象潛勢預報方法研究與應用

馬力 吳昊 劉定忠

摘要：為揭示轉(zhuǎn)基因抗蟲棉推廣種植以來棉鈴蟲的發(fā)生規(guī)律，提高棉花病蟲害的預測預報水平，對1981年以來江西省彭澤縣棉鈴蟲發(fā)生等級進行了小波分析。結(jié)果表明，該地區(qū)棉鈴蟲年發(fā)生等級存在著尺度為14年的主振蕩周期，即在一定的時間尺度內(nèi)存在著“年際生態(tài)后續(xù)效應”；統(tǒng)計分析表明，該地區(qū)棉鈴蟲的發(fā)生等級與冬季氣候背景以及8月份的降水量存在著顯著的相關(guān)性。由此建立了棉鈴蟲發(fā)生氣象潛勢的長期與中短期預報模型，并在鄱陽湖棉區(qū)開展了多年的預報試驗，表現(xiàn)出較高的信度水平。

關(guān)鍵詞：鄱陽湖地區(qū)；棉鈴蟲；氣象潛勢；預報方法；研究，應用

中圖分類號：S421 文獻標志碼：A 文章編號：2095-3143（2016）05-0003-06

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2016.05.001

Abstract：To reveal the occurrence law of cotton bollworm from the date of planting transgenic insect resistant cotton and improve the forecast level of cotton pests and diseases， the occurrence grade of cotton bollworm in Pengze County， Jiangxi province since 1981 was doing wavelet analysis. The results showed that the occurrence grade of cotton bollworm existed a main oscillation period for 14 year， that is， it existed "inter annual ecological follow-up effects” within a certain time scales； statistical analysis showed that there was a significant correlation between the occurrence degree of cotton bollworm and the winter weather background and the amount of precipitation in August.. This research had established long-term and short-term forecasting model of the potential occurrence of cotton bollworm， carried out a forecast experiment for many years in Poyang Lake and showed a high level of reliability.

Key words：Poyang Lake district； Cotton bollworm； Meteorological potential； Forecast method； Research； Application

0 引言

鄱陽湖地區(qū)是江西省的棉花主產(chǎn)、高產(chǎn)區(qū)，棉花種植規(guī)模達全省的3/4，2009以來最高籽棉單產(chǎn)（“畝”）多次突破千斤大關(guān)[1-2]。

棉鈴蟲（Helicoverpa armigera Hübner）屬間隙性大發(fā)生害蟲[3]。1980～1990年棉鈴蟲尚不是江西棉花上最主要的蟲害。1991年開始偏重發(fā)生，1997～2001年連續(xù)5年大發(fā)生，并一度成為難以控制的最主要蟲害。2003年前后，隨著轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的推廣種植，棉鈴蟲的發(fā)生與為害轉(zhuǎn)為可控狀態(tài)，但近10年來，其發(fā)生程度依然為中等至偏重發(fā)生。

李火茍，等[3]（1998）研究認為，氣候因素是影響棉鈴蟲種群數(shù)量消長的關(guān)鍵因素，且就江西省北部棉區(qū)20世紀80年代中期至90年代中期每年棉鈴蟲各代發(fā)生等級與同期氣象要素間的關(guān)系進行了定性的分析[3]，不足之處是缺乏定量的、模型化研究。

國內(nèi)外還有眾多學者亦就棉鈴蟲做了大量的研究。王西平，等[4]（2001），朱天征和李振國[5]（2003）研究認為在諸多環(huán)境因素中，氣象條件的時空變化是影響棉鈴蟲消長的主要外界條件之一。于玲，等[6]（2000）；Martetal.， （2002）；呂昭智，等[7]（2005）研究認為氣象因子的選擇、應用和指標的確立呈多元分散狀態(tài)，缺乏系統(tǒng)的分析，不能對棉鈴蟲的防治起到指導作用。龐保平，等[8]和吳文岳，等[9]認為傳統(tǒng)的預報方法多以種群動態(tài)變化特征為依據(jù)。劉慶年，等[10]（2007）認為統(tǒng)計學的發(fā)展雖為其預報提供了新方法，但因僅考慮了棉鈴蟲本身的蟲源基數(shù)，預報精度受到限制。山東省棉鈴蟲氣象等級預報模型的研究[11]，雖然考慮了氣象因子等級區(qū)間和影響權(quán)重系數(shù)，但建立的僅僅是棉鈴蟲卵量發(fā)生潛勢的氣象等級預報模型，而棉鈴蟲的發(fā)生等級是一個綜合指標，因此也不能滿足決策服務的需求。

小波分析（wavelet Analysis）亦稱多分辨分析（Multiresolution Analysis），小波分析作為一種基本數(shù)學手段，既保持了傅里葉分析的優(yōu)點，又彌補了某些不足。其基本原理是將一個一維信號在時間和頻率兩個方向上展開，通過時頻結(jié)構(gòu)分析，提取有價值的信息。20世紀90年代以來，小波分析成為眾多學科共同關(guān)注的熱點，在信號處理、圖像處理、地震勘探、數(shù)字電路、物理學、應用數(shù)學、力學、光學等諸多科技領(lǐng)域得到了廣泛應用。

某一固定區(qū)域農(nóng)作物病蟲害發(fā)生等級的年際變化，也屬于一種一維信號，適合應用小波分析方法進行時頻結(jié)構(gòu)的分析研究[1-2]。本文基于棉鈴蟲的發(fā)生等級（即植保部門對棉鈴蟲發(fā)生與為害數(shù)量、規(guī)模、造成的產(chǎn)量損失等因素的綜合評價指標）與氣象條件間的相關(guān)性分析，擬利用小波分析Wave子波20年對稱延伸法對江西省彭澤縣1981年以來棉鈴蟲年發(fā)生等級資料進行分析，以探究其年際變化的周期性特征，揭示其外在聯(lián)系與內(nèi)在規(guī)律，建立該蟲害氣象潛勢預報模型為預報方法的研究提供技術(shù)依據(jù)，旨在更好地提高預報的實用性與準確性。