陳中云，胡家敏，古書鴻，于 飛，孫納卡，王 備

(1.貴州省氣候中心，貴州 貴陽 550002;2.貴州省山地氣候與資源重點實驗室，貴州 貴陽 550002;3.貴州省山地環(huán)境氣候研究所，貴州 貴陽 550002;4.貴州省信息中心，貴州 貴陽 550002)

1 引言

目前從氣象的角度研究稻飛虱發(fā)生發(fā)展主要利用相關(guān)分析法，從氣象影響機理入手的研究也有相當(dāng)?shù)姆e累，得到很多有價值的指標(biāo)。如何利用好這些指標(biāo)，充分發(fā)揮已有研究成果的效益是十分有意義的事。本文在這些指標(biāo)的基礎(chǔ)上，采用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型分析各氣象因子對稻飛虱發(fā)生發(fā)展的影響程度，最后采用權(quán)重法評估氣象要素對稻飛虱發(fā)生發(fā)展的綜合影響。由于稻飛虱發(fā)生發(fā)展是一個累積過程，與之對應(yīng)的氣象條件也是一個累積過程，所以提出氣象指數(shù)累積的概念。

稻飛虱屬于遷飛性害蟲，它的發(fā)生發(fā)展可以分為兩個明顯的過程，一是遷入，二是本地滋生繁衍，前者決定蟲口基數(shù)，后者決定危害程度。

溫度、相對濕度、大雨以上日數(shù)和風(fēng)速是影響稻飛虱遷入和滋生繁衍的4 個主要氣象因子。

2 資料和方法

2.1 資料來源

氣象資料來源于貴州省84 個縣級氣象站2007年、2008年、2009年5—8月的觀測資料;稻飛虱發(fā)生面積資料來源于貴州省?？傉?。

2.2 研究方法

稻飛虱發(fā)生發(fā)展有明顯的兩個過程，一是遷入，二是遷入后在本地滋生蔓延，所以本文分別考慮了稻飛虱滋生氣象指數(shù)和稻飛虱遷入氣象指數(shù)，稻飛虱滋生氣象指數(shù)和遷入氣象指數(shù)共同構(gòu)成稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 稻飛虱滋生氣象指數(shù)

已有的研究［1，2］結(jié)果表明:溫度、相對濕度、風(fēng)速是對稻飛虱滋生繁衍影響最大的3 個氣象因子(表1)，溫度和相對濕度是稻飛虱賴以生存的必要條件，由于稻飛虱是有翅害蟲，具有有限的遷飛能力，長距離遷飛必須借助于氣流，本地遷飛時，如果有風(fēng)相助則更易蔓延，所以風(fēng)速也是影響其本地滋生的因素之一。采用單要素評估法，分別計算溫度、相對濕度，風(fēng)速對稻飛虱滋生繁衍的貢獻，最后采用加權(quán)法構(gòu)建稻飛虱滋生氣象指數(shù)模型。

表1 稻飛虱菌絲生長氣象指標(biāo)

3.1.1 稻飛虱滋生繁衍溫度影響估算模型 稻飛虱滋生繁衍上限溫度為30.0℃，最適宜溫度為26.0℃，下限溫度為20.0℃。當(dāng)溫度大于等于上限溫度，或者小于等于下限溫度時，稻飛虱生長就會受到抑制;當(dāng)溫度達(dá)到最適溫度時，對稻飛虱滋生繁衍最為有利。(1)式是稻飛虱滋生繁衍溫度影響估算模型。

式中，f(T)為溫度對稻飛虱滋生繁衍的影響系數(shù);Tmax為稻飛虱滋生繁衍上限溫度;Tmin為稻飛虱滋生繁衍下限溫度;Ts為稻飛虱滋生繁衍最適溫度;T 為實時溫度。

3.1.2 稻飛虱滋生繁衍相對濕度影響估算模型相對濕度是影響稻飛虱滋生繁衍的重要條件之一，研究和調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)空氣相對濕度＞90%時，對菌絲生長十分有利，當(dāng)空氣相對濕度＜90%時，就受到抑制，且隨著相對濕度的繼續(xù)降低，抑制作用增大十分迅速，(2)式是相對濕度影響估算模型:

式中，f(q)為空氣相對濕度對稻飛虱滋生繁衍影響系數(shù);q 為空氣相對濕度。

3.1.3 稻飛虱滋生繁衍風(fēng)速影響估算模型 風(fēng)速為稻飛虱本地遷移提供動力，從而間接影響稻飛虱的滋生繁衍。

式中，f(v)為風(fēng)速對稻飛虱滋生繁衍影響系數(shù);v 為風(fēng)速(m·s－1)。

3.1.4 稻飛虱滋生氣象指數(shù)估算模型 由溫度、空氣相對濕度、風(fēng)速對應(yīng)稻飛虱滋生繁衍影響系數(shù)，溫度和空氣相對濕度是稻飛虱賴以生存的氣候生態(tài)必要條件，風(fēng)速決定本地遷飛范圍，按4∶4∶2的權(quán)重系數(shù)構(gòu)建稻飛虱滋生氣象指數(shù)估算模型?？紤]業(yè)務(wù)服務(wù)的方便性，稻飛虱發(fā)病指數(shù)采用百分制法，(4)式是稻飛虱滋生氣象指數(shù)估算模型:

式中，Pf 為稻飛虱發(fā)病氣象指數(shù)。

3.2 稻飛虱遷入氣象指數(shù)

稻飛虱是借助氣流進行遠(yuǎn)距離遷徙，并伴隨大雨以上天氣沉降到地面的。當(dāng)它沉降到地面后，溫度、空氣相對濕度影響稻飛虱遷入初期的成活率，風(fēng)速為稻飛虱尋找適生地提供動力，因此，溫度、空氣相對濕度、風(fēng)速和大雨以上日數(shù)均是影響稻飛虱遷入氣象指數(shù)的主要因子。見表2。

表2 稻飛虱遷入氣象指標(biāo)

3.2.1 稻飛虱遷入雨日數(shù)影響系數(shù)估算模型 大雨雨日數(shù)越多，稻飛虱沉降次數(shù)就越多，遷入的蟲口基數(shù)就越多。稻飛虱遷入雨日數(shù)影響系數(shù)估算模型參照式(3):

式中，f(r)為降水日數(shù)對稻飛虱遷入影響系數(shù);r 為大雨以上雨日數(shù)，單位d。

3.2.2 稻飛虱遷入風(fēng)速影響系數(shù)估算模型 稻飛虱沉降后有一個本地成活和本地遷飛問題，其影響機制與滋生完全相同，所以稻飛虱遷入溫度影響系數(shù)估算模型、稻飛虱遷入空氣相對濕度影響系數(shù)估算模型及稻飛虱遷入風(fēng)速影響系數(shù)估算模型與稻飛虱滋生繁衍溫度影響系數(shù)估算模型、稻飛虱滋生繁衍空氣相對濕度影響系數(shù)估算模、稻飛虱滋生繁衍風(fēng)速影響系數(shù)估算模型完全相同。

3.2.3 稻飛虱遷入氣象指數(shù)估算模型 由溫度、空氣相對濕度、降水日數(shù)、風(fēng)速對應(yīng)稻飛虱遷入的影響系數(shù)，根據(jù)各氣象要素對稻飛虱遷入的影響程度(大雨日數(shù)、本地風(fēng)速影響最大，空氣相對濕度次之)，按1∶2∶3.5∶3.5的權(quán)重系數(shù)構(gòu)建稻飛虱遷入氣象指數(shù)估算模型?？紤]業(yè)務(wù)服務(wù)的方便性，稻飛虱遷入氣象指數(shù)同樣采用百分制法，(6)式是稻飛虱遷入氣象指數(shù)估算模型:

式中，Pc 為稻飛虱遷入氣象指數(shù);f(T)為稻飛虱遷入溫度影響系數(shù);f(q)為稻飛虱遷入空氣相對濕度影響系數(shù);f(r)為稻飛虱遷入雨日數(shù)影響系數(shù);f(v)為稻飛虱遷入風(fēng)速影響系數(shù)。

3.3 稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù)

稻飛虱的發(fā)生發(fā)展從對生產(chǎn)影響最大的角度出發(fā)，可以分為兩個過程，一是遷入，二是在本地滋生繁衍，前者決定稻飛虱基數(shù)，后者決定危害程度。(7)式為稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù)估算模型:

式中，Z 為稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù);Pf 為稻飛虱滋生氣象指數(shù);Pc 為稻飛虱遷入氣象指數(shù)。

3.4 稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù)累積

稻飛虱發(fā)生發(fā)展不但在其適生期內(nèi)是一個連續(xù)的過程，在沒有外力的作用下還是一個累積的過程，這里的所謂“外力”是指各種稻飛虱防治措施的實施。就氣象對稻飛虱發(fā)生發(fā)展影響而言，存在著累積效應(yīng)。(8)式是稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù)累積公式。

式中，L 為稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù)累積;Z1為稻飛虱適生期開始旬稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù);Zn為稻飛虱適生期第n 旬稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù)

3.5 業(yè)務(wù)檢驗情況

利用2009年5—8月貴州省觀測臺站氣象資料和同期稻飛虱發(fā)生面積統(tǒng)計資料進行初步分析表明，稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù)累積與稻飛虱實際發(fā)生面積呈明顯的正相關(guān)(圖1)，6月下旬前，氣象指數(shù)累積變化落后于實際發(fā)生面積的變化，6月下旬后又較實際發(fā)生面積超前，這與稻飛虱發(fā)生發(fā)展規(guī)律有關(guān)系，稻飛虱在初期主要來自于外地的遷入量，蟲口基數(shù)較小;隨著時間推移，遷入的在本地不斷滋生繁衍，同時外地遷入現(xiàn)象同樣存在，蟲口基數(shù)不斷增大。所以利用氣象指數(shù)累積預(yù)測實際發(fā)生面積時要特別注意這一點。

圖1 2009年貴州省稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù)累計與實際發(fā)生面積關(guān)系圖

4 結(jié)論和討論

①稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象影響機制非常復(fù)雜，事實上，各種氣象因子總是交互作用，并共同影響稻飛虱的發(fā)生發(fā)展。把復(fù)雜的稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象影響問題分解成各個主要的單因子影響系數(shù)問題，最后集成分析，是本文的一個顯著特點;將不同量綱的氣象要素進行無量綱歸一化處理，實現(xiàn)客觀、定量化分析是本文的又一個特點。

②稻飛虱各個主要的單因子影響系數(shù)模型雖然能夠大致描述其影響趨勢，但從準(zhǔn)確性看是有缺陷的，需要通過實驗室法進行優(yōu)化;分析結(jié)果等級的劃分需要進一步研究和生產(chǎn)實踐的驗證。稻飛虱滋生氣象指數(shù)和危害程度對應(yīng);稻飛虱遷入氣象指數(shù)和遷入蟲口基數(shù)對應(yīng);稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù)和氣象適宜度對應(yīng);稻飛虱發(fā)生發(fā)展氣象指數(shù)累積和稻飛虱適生期氣象適宜度對應(yīng)。需要指出的是，純氣象條件分析是不能預(yù)測稻飛虱實際發(fā)生程度和范圍的，只能說明其發(fā)生的氣象風(fēng)險程度。

③本文的分析方法有別于傳統(tǒng)的統(tǒng)計學(xué)法［5，6］，它考慮的是生物的氣候生態(tài)特點，而生物的氣候生態(tài)特點具有相對的穩(wěn)定性，所以具有良好的普適性和推廣性，這是統(tǒng)計學(xué)方法難以實現(xiàn)的。

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