氣溫和降水對銀杏超小卷葉蛾發(fā)生的影響及預測模型構(gòu)建

陳立勇,劉娜,葉軍,朱妍妍,張露,于齊

(1.泰州市林業(yè)技術(shù)指導中心，江蘇泰州 225300；2.泰州市海陵區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇泰州 225300)

銀杏超小卷葉蛾P(guān)ammene ginkgoicolaLiu，又名銀杏超小卷蛾，屬鱗翅目Lepidoptera小卷葉蛾科Olethreutidae，廣泛分布于我國各銀杏產(chǎn)區(qū)[1]。第三次全國林業(yè)有害生物普查結(jié)果顯示，全國銀杏超小卷葉蛾發(fā)生面積3 793 hm2，危害指數(shù)0.352 3，在全國范圍內(nèi)危害性評價低，對林木危害性較小[2]。但由于其危害的主要寄主植物銀杏Ginkgo biloba是有較高生態(tài)和經(jīng)濟價值的經(jīng)濟林果樹種，故將銀杏超小卷葉蛾種群密度控制在安全范圍內(nèi)，盡可能消除成災隱患，對于促進銀杏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展、林農(nóng)增收致富和生態(tài)建設(shè)具有重要的現(xiàn)實意義。

目前，關(guān)于銀杏超小卷葉蛾的研究主要集中在形態(tài)特征、生物學特性和測報防治等方面[3-6]，尚沒有氣候因素影響其發(fā)生發(fā)展方面的研究。因此，筆者深入分析銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率與各月份氣溫和降水因子的相關(guān)性，構(gòu)建基于顯著相關(guān)性氣候因子的發(fā)生率預測模型，為進一步研究其生物學特性和發(fā)育特點，科學預測和防治銀杏超小卷葉蛾提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 江蘇省泰州市是我國著名的“銀杏之鄉(xiāng)”，是全國重要的銀杏產(chǎn)地之一[7]，也是銀杏超小卷葉蛾的主要發(fā)生地之一。為保證數(shù)據(jù)的可靠性，在泰州市選取設(shè)有國家級林業(yè)有害生物中心測報點的泰興市及市轄區(qū)姜堰區(qū)進行研究分析。2007—2020年銀杏超小卷葉蛾發(fā)生數(shù)據(jù)來自國家林業(yè)和草原局林業(yè)有害生物防治管理信息系統(tǒng)(因2011年系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)缺失，故本研究去除該年份，下同)；2007—2020年江蘇省泰州市平均氣溫和降水量月值數(shù)據(jù)來自《江蘇統(tǒng)計年鑒》和泰州市氣象局網(wǎng)站。

為消除不同年際間寄主總面積的變化對銀杏超小卷葉蛾發(fā)生總面積造成的影響，采用發(fā)生率反映蟲害年際間變化情況[8]。發(fā)生率(%)=發(fā)生總面積/寄主總面積×100。2007—2017年林業(yè)有害生物防治管理信息系統(tǒng)未統(tǒng)計寄主總面積，考慮到近年來泰州市林業(yè)有害生物監(jiān)測覆蓋率達到95%以上和銀杏超小卷葉蛾1 a 1代的生物學特性，故利用監(jiān)測總面積代替2007—2017年寄主總面積。

1.2 氣候因素對銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率影響程度分析 銀杏超小卷葉蛾發(fā)生情況受林分結(jié)構(gòu)、樹齡構(gòu)成、樹體營養(yǎng)情況、防治技術(shù)水平、防治力度、氣候條件、生長環(huán)境、監(jiān)測準確性等多方面因素影響，某一個因素發(fā)生改變都會引起蟲害發(fā)生率年際波動，但各個因素對蟲害發(fā)生率年際波動的影響程度不同。確定研究期內(nèi)氣候因素是否是影響泰州市銀杏超小卷葉蛾發(fā)生的主要因素是本研究的首要環(huán)節(jié)。

通過泰州市銀杏超小卷葉蛾生活史得知[5]，銀杏超小卷葉蛾4月上旬至下旬為成蟲羽化期，4月中旬至5月上旬為卵期，4月下旬至5月中旬為幼蟲危害高峰期。4月份為銀杏超小卷葉蛾的羽化和孵化期。

由于泰州市氣候條件差異不大，如果氣候因素對銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率年際波動有較大影響，相鄰地區(qū)蟲害發(fā)生的年際變化特征應基本一致。因此，將泰興市和姜堰區(qū)2007—2020年銀杏超小卷葉蛾發(fā)生程度進行比較，兩地發(fā)生程度完全對應或相差一個等級則認為銀杏超小卷葉蛾年際變化特征基本一致[9]。

1.3 相關(guān)性分析及線性回歸模型建立 利用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進行Pearson相關(guān)性分析，確定銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率與不同月份平均氣溫和降水量的關(guān)系[10]。利用SPSS 17.0軟件建立害蟲發(fā)生率與顯著相關(guān)性因子的線性回歸模型[10]，預測銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率。使用Excel 2013軟件進行數(shù)據(jù)整理和圖表繪制。

由于銀杏超小卷葉蛾1 a發(fā)生1代，泰州市每年的5月份對其發(fā)生防治情況進行統(tǒng)計上報，所以將上一年6月份至當年5月份劃為1個周期，分析同一周期內(nèi)各月份平均氣溫和降水因子與銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣候因素對銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率影響程度

2007—2018年兩地銀杏超小卷葉蛾年際變化特征基本一致(圖1)，說明該時間段內(nèi)氣候因素是影響泰州市銀杏超小卷葉蛾發(fā)生的主要因素。所以選取2007—2018年兩地銀杏超小卷葉蛾發(fā)生數(shù)據(jù)進行氣候因素影響分析。

圖1 2007—2020年銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率Fig.1 Occurrence rate of P.ginkgoicola in 2007—2020

經(jīng)調(diào)查得知，近2年來，受銀杏果實價格低迷影響，姜堰區(qū)大部分樹勢差的老樹被砍伐，老齡樹占比減少，且林農(nóng)普遍抑制銀杏樹結(jié)果，使樹體營養(yǎng)充足，長勢較好，2019和2020年該區(qū)銀杏超小卷葉蛾輕度發(fā)生。

2.2 氣溫和降水量與銀杏超小卷葉蛾發(fā)生的相關(guān)性 銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率與4月份平均氣溫呈顯著負相關(guān)關(guān)系(P＜0.05)，相關(guān)系數(shù)-0.704；與4月份平均降水量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.01)，相關(guān)系數(shù)0.805。羽化和孵化期平均降水量的影響大于羽化和孵化期平均氣溫的影響。(表1)

表1 不同時間銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率與氣溫和降水量的相關(guān)性Tab.1 Correlation of incidence of P.ginkgoicola with temperature and precipitation at different time

2.3 銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率預測模型的構(gòu)建 將羽化和孵化期平均氣溫和平均降水量兩個相關(guān)性顯著的因子采用逐步回歸法構(gòu)建銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率線性回歸方程。為得到擬合效果最優(yōu)的預測模型，系統(tǒng)自動將羽化和孵化期平均氣溫因子移除，只保留羽化和孵化期平均降水量一個因子。

預測方程Y=0.04X-0.692(P＜0.01)，模型擬合性較好(圖2)。可以利用羽化和孵化期平均降水量提前預測銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率，為5月上中旬的防治關(guān)鍵期制訂相應的防治預案提供重要參考。

圖2 銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率與羽化和孵化期平均降水量的關(guān)系Fig.2 Relationship between incidence of P.ginkgoicola and average precipitation during emergence and hatching stage

3 結(jié)論與討論

銀杏超小卷葉蛾在我國分布廣泛，華東、華中、華南和西北地區(qū)均有分布[2]，不同地理區(qū)域氣候條件差異較大。氣候因素通過干擾銀杏超小卷葉蛾生長發(fā)育、銀杏樹體自身健康條件和防治效果等方面影響蟲害發(fā)生。本研究表明:羽化和孵化期平均降水量是影響銀杏超小卷葉蛾發(fā)生的最關(guān)鍵因子，與蟲害發(fā)生率呈極顯著正相關(guān)關(guān)系；銀杏超小卷葉蛾蛹期和滯育期氣溫和降水量對蟲害發(fā)生率無顯著影響。4月份既是銀杏超小卷葉蛾羽化和孵化期，也是銀杏展葉期和銀杏超小卷葉蛾防治關(guān)鍵期。多雨高濕條件下，可能有利于銀杏超小卷葉蛾羽化、孵化和幼蟲成活發(fā)育，導致蟲口基數(shù)增大。多雨高濕環(huán)境有利于銀杏病害孢子萌發(fā)，低溫條件延長銀杏萌芽展葉時間，即延長了病害侵染時間，使銀杏病害加重，導致樹體抗性下降助長了銀杏超小卷葉蛾侵入。防治關(guān)鍵期低溫多雨條件導致防治效果差，也會導致當年蟲害加重發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，銀杏超小卷葉蛾蛹期與滯育期氣溫和降水量對蟲害發(fā)生率無顯著影響，可能是銀杏超小卷葉蛾在蛹期和滯育期對氣候因素變化不敏感。氣候因子對銀杏超小卷葉蛾發(fā)生的具體影響機制還待進一步研究。

利用羽化和孵化期平均降水量可以預測銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率，進而預測發(fā)生量。由于銀杏超小卷葉蛾防治關(guān)鍵期在4月下旬至5月中旬，通過預測模型可以提前對銀杏超小卷葉蛾發(fā)生率做出量化預測，并根據(jù)預測結(jié)果在5月上中旬的防治關(guān)鍵期采取相應的防治措施。本研究結(jié)果可以反映華東地區(qū)氣候因素對銀杏超小卷葉蛾發(fā)生的影響。但其他地理區(qū)域，氣候因素與銀杏超小卷葉蛾發(fā)生的相關(guān)性與本研究是否一致，預測模型是否適用還有待進一步驗證。