阜康棉铃虫发生程度气象条件分析

马燕，马洪亮，马玉英，辛和平

（阜康市气象局，新疆 阜康 831500）

阜康棉铃虫发生程度气象条件分析

马燕，马洪亮，马玉英，辛和平

（阜康市气象局，新疆 阜康 831500）

根据阜康植保站2001—2011年逐年棉铃虫各主要危害代发生程度和同期气象资料，对棉铃虫发生程度和气象要素的关系进行了研究。结果表明：阜康棉铃虫一年发生3代，危害较重的是2、3代；2月地面极端最高温度是影响棉铃虫发生长期趋势的主要因子；影响阜康2、3代棉铃虫发生发展的中短期主要因子为5月中旬、7月中旬、8月中旬平均气温和7月中旬降水量等。建立了2、3代棉铃虫发生等级的长期和中短期气象预测模型，经拟合检验和应用检验，2、3代棉铃虫发生长期趋势预测拟合率为77%和62%，中短期发生趋势拟合率为85%和92%。

棉铃虫；发生程度；气象条件；预测模型

阜康是农业大市，由于生态、气候、作物品种等变化，阜康棉铃虫不仅在数量上逐渐增加，而且发生时间也有所延长，作物的产量和质量都受到严重影响，其危害日趋严重。2004年、2008年阜康棉铃虫重度发生，2008年阜康市农作物种植面积26 313 hm2，棉铃虫发生面积13 733 hm2，防治面积27 000 hm2，主要危害番茄、棉花、玉米等作物。及时准确预测预报棉铃虫的发生趋势，是控制棉铃虫发生危害的关键措施之一。

鉴于棉铃虫的普遍危害，不少学者对其进行防治预测已有研究[1-6]，大量研究表明，在诸多环境因素中，气象条件的时空变化是影响棉铃虫消长的主要外界条件之一。为了准确掌握和预测棉铃虫的发生趋势，学者们在总结棉铃虫繁殖及发生规律的基础上，从影响棉铃虫发生发展的气象因子入手预测棉铃虫主要危害代的发生程度。成兆金等[7]、张翠英等[8]、朱天征等[9]建立了针对山东的棉铃虫发生发展气象预测模型；刘政等[10]建立了滴灌条件下北疆棉铃虫发生程度的长期预报模型，为区域性大范围棉铃虫防治工作提供了参考，而对于小范围的某一地区来说预测准确性有待提高。本文通过调查阜康棉铃虫历史资料，探讨当地棉铃虫发生程度与气象条件的关系，建立棉铃虫发生程度的长期和中短期预测模型，为有效指导当地棉铃虫防控工作提供参考。

1 资料来源和研究方法

1.1 资料来源

以阜康植保站2001—2011年逐年棉铃虫的越冬基数、累计卵量、黑灯光诱集成虫蛾量、发生程度等为主要指标。气象资料选取与棉铃虫资料对应年份阜康气象站逐旬、逐月实时观测平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、降水量、日照时数、≥10℃积温、平均地温、最高地温、最低地温、积雪深度等。

年发生程度按全国统一划分标准[11]分为1～5级，即1级：轻发生；2级：中等偏轻发生；3级：中等发生；4级：中等偏重发生；5级：重发生，级数越大表示发生越严重。

1.2 研究方法

利用标准偏态系数和峰度系数检验法对序列进行正态性分布检验。首先计算序列的标准偏态系数和峰度系数，其次给定显著性水平α=0.05，则Uα= 1.96，当标准偏态系数和峰度系数值均小于1.96时，可认定在α=0.05的显著性水平下，序列近似服从正态分布。

利用线性组合方法[12]对气象因子进行膨化处理，将经过膨化处理的气象因子与棉铃虫主要危害代发生等级分别进行相关分析。以通过0.05显著性水平检验的因子为自变量，利用SPSS 13.0 for Windows专业数据处理系统，采用多因子逐步回归方法进行统计分析，建立阜康棉铃虫危害较重的2、3代棉铃虫的发生等级预测模型。

2 阜康棉铃虫发生规律

棉铃虫在新疆1 a发生3～4代，北疆3代[13]。据阜康植保站观测资料，阜康棉铃虫与北疆棉铃虫发生规律基本一致，1 a发生3代，主要危害秋季作物棉花、番茄、玉米、陆地蔬菜等。图1为2001—2011年平均黑灯光成虫诱集蛾量（5月4日为第一日，每10 d为单位计算单灯平均诱集的累积蛾量）的变化情况。

从图1可以看出阜康5月上旬越冬蛹开始羽化，越冬成虫代始见于5月上旬，但多年来阜康越冬代棉铃虫均为轻度发生，为害很小，基本上不用防治。二代成虫始见于6月下旬，高峰期出现在7月中下旬，主要危害棉株的嫩头、嫩叶、花蕾及苞叶。三代棉铃虫主要发生在8月初到8月中下旬，高峰期出现在8月中旬，主要危害番茄、大田蔬菜。

3 结果与分析

3.1 正态性分布检验

在气候统计分析和预测中，由于统计方法均要求预报对象服从正态分布，在其预报区间估计和显著性检验上也均使用这一假定[14]，因此利用标准偏态系数和峰度系数检验法对2、3代棉铃虫发生等级进行正态性分布检验。经计算，2代棉铃虫发生等级序列标准偏态系数和峰度系数分别为1.71和1.42；3代棉铃虫发生等级序列标准偏态系数和峰度系数分别为0.01和1.32，均小于1.96，则可认为2、3代棉铃虫发生等级序列遵从正态分布。

3.2 影响棉铃虫发生程度的气象因子

每一代棉铃虫发生程度与前期的气象条件有密切关系，因此，根据当地棉铃虫发生和发展规律，选取前一年12月至当年8月为研究时段。分析整理出该时期内逐月、逐旬实时观测气象数据和棉铃虫越冬基数资料，将气象因子进行膨化处理，增加12月—翌年2月平均气温、最低气温合计、平均地面温度、地面最低温度合计、平均积雪深度；6月中旬—7月上旬平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量、日照时数、≥10℃积温、相对湿度；7月下旬—8月上旬平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量、日照时数、≥10℃积温、相对湿度；3—4月最低气温合计、平均相对湿度等因子。

将2、3代棉铃虫发生等级与经过膨化处理的气象因子及棉铃虫越冬基数进行相关性分析，通过相关性显著检验取得与发生等级相关性较强的预报因子（表1）。

从相关性分析结果可以看出，阜康2代棉铃虫发生等级与5月平均气温、5月平均最低气温、5月极端最高气温、5月≥10℃积温、5月中旬平均气温及7月中旬平均气温均呈显著正相关；与2月地面极端最高温度呈显著正相关。

阜康3代棉铃虫发生等级与5月平均气温、5月中、下旬平均气温和6月上旬、8月中旬平均气温呈显著正相关；与5月平均最低气温、极端最高气温及≥10℃积温均呈显著正相关；与7月中旬降水量呈显著正相关；与1月地面平均温度、地面平均最低温度及2月地面平均最低温度和2月地面极端最低温度呈显著负相关；与2月地面平均最高温度和地面极端最高温度呈显著正相关。

3.3 长期预测模型

棉铃虫年发生程度大小与越冬蛹存活数量的多少有很大关系,而越冬蛹存活数量主要受冬季温度影响，选取前一年12月至当年2月与棉铃虫发生等级相关显著的因子为自变量，利用SPSS 13.0 for Windows专业数据处理系统进行逐步回归分别建立2、3代棉铃虫发生等级的长期预测模型（表2）。

式中，Y为棉铃虫发生等级（级），X1为2月地面极端最高温度/℃，模型均通过了0.05的显著性水平检验。

3.4 长期预测模型历史回代及检验

用预测模型对阜康2001—2013年2、3代棉铃虫发生等级进行历史资料回代及预测检验，结果见表3。

由表3可以看出，2代棉铃虫的预报误差≤1级的占77%，误差大于1级占23%；3代棉铃虫的预报误差≤1级的占62%，误差大于1级的占38%。

3.5 中短期预测模型

棉铃虫长期预测模型发布后距棉铃虫发生尚有4个多月，其间天气气象条件的变化仍将对棉铃虫的发生发展产生影响，为了对长期预测结果进行订正，更准确地预测虫情信息，选取与棉铃虫发生前期相关显著的因子，利用SPSS 13.0 for Windows专业数据处理系统进行逐步回归建立阜康2、3代棉铃虫发生等级的中短期预测模型（表4）。

2代模型中，Y为棉铃虫发生等级（级），X1为7月中旬平均气温/℃，X2为5月中旬平均气温/℃。

3代模型中，Y为棉铃虫发生等级（级），X1为5月中旬平均气温/℃，X2为7月中旬降水量/mm，X3为8月中旬平均气温/℃。

3.6 中短期预测模型历史回代及检验

用预测模型对阜康2001—2013年2、3代棉铃虫发生等级进行历史回代及预测检验（表5），以±1级为准，2代准确率达85%；3代准确率达92%，模型具有较高精度。

4 结论

（1）阜康棉铃虫一年发生3代，主要危害代为2、3两代，2代高峰期出现在7月中旬到下旬，3代棉铃虫主要发生在8月初到8月中下旬。

（2）阜康棉铃虫发生的长期主要影响因子是2月地面极端最高温度；中短期影响因子主要是气温，说明棉铃虫发生与前期及发生时段温度的变化关系密切；7月中旬适当降水有利于3代棉铃虫发生发展。

（3）建立了阜康2、3代棉铃虫发生等级长期预测模型，通过了显著性检验。2代棉铃虫的预报误差≤1级的占77%，误差大于1级的占23%；3代棉铃虫的预报误差≤1级的占62%，误差大于1级的占38%；建立了阜康2、3代棉铃虫发生等级中短期预测模型，通过了显著性检验。以±1级为准，2代准确率达85%；3代准确率达92%，模型具有较高精度。

5 讨论

在研究中，用2月地面极端最高温度构建棉铃虫发生程度的关系还是初次尝试。结果表明，两者之间高度相关，经过回代和预测验证，该模型具有较高的准确性，可以作为当地棉铃虫发生程度的长期预报模型来使用。

北疆冬季丰厚的积雪阻挡了低温对棉铃虫蛹的侵袭，刘政[10]等用积雪厚度构建北疆滴灌条件下棉铃虫发生程度预测模型，两者间相关系数高达0.945 1。但本文研究结果表明，阜康棉铃虫发生程度与积雪深度没有显著相关性，只与12月平均雪深及1月和2月积雪深度≥1 cm天数呈一般正相关。两地的差异可能是因为阜康冬季积雪深度的年际间变幅很小，而刘政等所选取的新湖地区积雪深度年际间变幅较明显而造成的。资料分析表明，阜康2002年、2003年、2004年和2008年2月地面最高温度在中旬均已上升到0℃以上，其他年份则在0℃以下，而这几年正是阜康棉铃虫发生较重的年份。因此2月积雪消融早，地面最高温度升到0℃以上的日期越早，越有利于当地棉铃虫的发生发展。

棉铃虫发生发展与温度变化关系密切，这与蒋菊芳[15]等通过研究发现热量多、气温高使棉铃虫的繁殖力和生存力提高，棉铃虫发生程度重结论相同。3代棉铃虫的发生也与7月中旬降水密切相关，这与刘政等[10]认为北疆棉区棉铃虫发生程度与降雨量没有太大关系的结论不同，可能是因为刘政等选取的是北疆膜下滴灌棉田棉铃虫病虫资料，因采取滴灌技术，棉田内湿度相对稳定，降水对其变化影响不大，而阜康农田多为水浇地，降水对农田内湿度变化影响较大所致。

棉铃虫的发生程度虽然和气象因子有直接关系，但也与其上代及以前的种群数量变化密切相关[16]，但由于当地植保部门对有关棉铃虫种群动态变化的数据掌握不及时，在本研究中未能将其作为关键因子进行分析。

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Analysis of Meteorological Condition for Occurrence of Bollworm（Heliothis Armigera）in Fukang

MA Yan，MA Hongliang，MA Yuying，XIN Heping
（Fukang Meteorological Bureau，Fukang 831500，China）

Based on the historical climate data about the accumulative amount of occurrence of the bollworm（Heliothis armigera）which collected from Fukang Plant Protecting Station from 2001 to 2011.We analyzed the relationships between meteorological factors and the degree of bollworm occurrence using the SPSS software.The results showed that the bollworm has three generation a year in Fukang,and the second and the third generations was more harm ful.The main factor that affected the long-term of the bollworm occurrence was the extreme high ground temperature during February.The main factors affecting short-medium term of the bollworm occurrence were as follows：the average air temperature in mid-May,the average air temperature in mid-July,the average air temperature in mid-August and the precipitation in mid-July.The correlation model of occurrence degree of the second and third generations of long-term and short-medium terms has also been developed.It has high accuracy verified by historical data and application.The fitting rates of the second and third generations in long-term forecast were 77%and 62%respectively,and the fitting rates of the short and medium terms were 85%and 92%respectively.

bollworm（heliothis armigera）；occurrence degree；meteorological conditions；prediction model

S162.59；S435.622

B

1002-0799（2015）01-0058-05

马燕，马洪亮，马玉英，等.阜康棉铃虫发生程度气象条件分析[J].沙漠与绿洲气象，2015，9（1）：58-62.

10.3969/j.issn.1002-0799.2015.01.010

2014-05-15；

2014-07-17

新疆气象局青年基金（201229）资助。

马燕（1976-），女（回族），高级工程师，主要从事气象服务和应用气象工作。E-mail：yanzi1226@126.com