項移娟,管劍鋒,李 健,黃繼玉,馬良進
(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 森林保護研究所,浙江 臨安 311300;2.寧??h森林病蟲防治檢疫站,浙江 寧海315600;3.東陽市千祥鎮(zhèn)林業(yè)站,浙江 東陽322100;4.安吉縣林業(yè)局,浙江 安吉 313300)
松材線蟲病又稱松樹萎蔫病或松樹枯萎病,由松材線蟲Bursaphelenchus xylophilus引起[1]。該病主要寄生于松屬Pinus植物,主要傳播媒介是松墨天牛Monochamus alternatus,松樹感病后可在數(shù)月內(nèi)枯萎死亡。目前經(jīng)濟有效的防治辦法不多。由于其危害嚴重且防治困難,許多國家和地區(qū)將它列為檢疫對象[2]。截至2009年,中國已有15個?。▍^(qū)、市)的193個縣(市、區(qū))發(fā)生松材線蟲疫情[3]。松材線蟲病已對林業(yè)經(jīng)濟和森林生態(tài)造成了巨大損失和自然景觀的嚴重破壞,并對中國廣大適生區(qū)的松林構(gòu)成嚴重威脅[4-5]。浙江省是松材線蟲病危害最為嚴重的區(qū)域之一。據(jù)浙江省林業(yè)廳的數(shù)據(jù)顯示,自1991年發(fā)現(xiàn)疫情以來,全省疫點數(shù)以平均5 a翻一番的速度在增加,已公布的松材線蟲病疫區(qū)達33個縣。歷年來,全省因松材線蟲病枯死、砍伐的松樹累計已經(jīng)超過2億株,相當(dāng)于減少8.67萬hm2松林,僅木材損失就達數(shù)十億元。目前,有關(guān)松材線蟲病發(fā)生程度預(yù)測預(yù)報方面的研究在國內(nèi)尚未見報道,因此,建立松材線蟲病發(fā)生程度的預(yù)測預(yù)報模型,對及時制定松材線蟲病預(yù)防對策與控制措施具有現(xiàn)實意義。
浙江寧??h2004-2008年各項氣象資料從當(dāng)?shù)貧庀蟛块T獲取。
根據(jù)面積、地貌、海拔、坡向和坡度,確定小班四周界線,先利用全球定位系統(tǒng)(GPS)的定位功能對小班四周界線主要點定位,然后把小班四周界線主要點的縱橫坐標(biāo)值轉(zhuǎn)繪在地形圖上,再結(jié)合地形圖上的明顯地物點校核,把小班四周界線上的主要點連成線,完成小班的定位。
對浙江省寧??h的松材線蟲病疫情區(qū)域進行全面性的調(diào)查,結(jié)合原有的森林資源二類調(diào)查資料,在受害小班范圍內(nèi)隨機布設(shè)圓形樣地,調(diào)查因松材線蟲病枯死的馬尾松Pinus massoniana,計算平均單位面積枯死樹數(shù)量以及馬尾松枯死率,再根據(jù)樣地單位面積蓄積推算小班枯死木的蓄積量。
誘捕器觀察點分別設(shè)置在寧海縣石家岙村的1~4號小班和提樹村的5~9號小班內(nèi)。每年5月中旬至9月上旬,是松墨天牛成蟲羽化高峰期。將紐康誘捕器懸掛于高于地面1.5 m的林間通風(fēng)處,誘捕器之間距離約為50 m,總共設(shè)置20個誘捕器。試驗每3 d調(diào)查1次(雨天順延),每次調(diào)查時統(tǒng)計各誘捕器內(nèi)松墨天牛數(shù)量,并更換引誘劑,最后統(tǒng)計平均每旬天牛羽化數(shù)。
確定表示松材線蟲病發(fā)生程度的馬尾松枯死率為因變量y,相關(guān)氣象因子以及松材線蟲病監(jiān)測數(shù)據(jù)為變量x。利用Statistical Analysis System(SAS)軟件對整理的數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析,采用逐步回歸分析法,建立松材線蟲病發(fā)生嚴重程度的回歸預(yù)測模型。
對2004-2008年浙江省寧??h氣象數(shù)據(jù)及松材線蟲病監(jiān)測數(shù)據(jù)整理,得圖1和表1~2。
圖1 浙江寧??h月平均降水量(1),溫度(2)及相對濕度(3)Figure 1 Monthly average rainfall(1),temperature(2),relative humidity(3)in Ninghai County,Zhejiang Pronvince
利用SAS軟件中的相關(guān)分析,對整理好的數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析。將匯總整理的數(shù)據(jù)材料,導(dǎo)入到SAS的數(shù)據(jù)庫中,總共55個變量包括:x1枯死木量;x2總發(fā)病株數(shù);x3平均每公頃枯死樹數(shù)量;x4~x14是5月下旬至9月上旬、平均每旬誘松墨天牛羽化數(shù);剩下的變量為年最高溫度、年最低溫度、年平均日照、年平均蒸發(fā)量、年平均相對濕度、各月份平均溫度、各月平均降水量、各月平均相對濕度等氣象因子。編輯相關(guān)性分析的程序,從而確定與y相關(guān)的x變量[6]。
表1 浙江寧??h2004-2008年松材線蟲病疫情調(diào)查數(shù)據(jù)Table 1 Epidemic survey date of pine-wilt disease in Ninghai City in 2004-2008
表2 2004-2008年平均每旬松墨天牛羽化數(shù)Table 2 Trap date of Monochamus alternatus every ten-days in 2004-2008
在多元回歸分析中,由于各變量之間往往存在多重共線性,直接建立依變量與全部自變量的線性回歸模型,往往會給偏回歸系數(shù)估計值帶來不合理的解釋。為了得到一個穩(wěn)健可靠的回歸模型,運用逐步回歸的分析方法,建立浙江省松材線蟲病發(fā)生程度預(yù)測預(yù)報模型。模型運算結(jié)果如表3。
表3 方程的相關(guān)模擬結(jié)果Table 3 Correlated simulation of formula
由表3可得回歸方程:y=0.300 67+1.578 97x3-0.012 22x9+0.001 84x26(其中y為馬尾松枯死率,x3為平均每公頃枯死樹數(shù)量,x9為7月中旬天牛羽化數(shù),x26為7月平均氣溫)。
從本研究建立的模型可知,在55個變量中平均每公頃枯死樹數(shù)量(x3),7月中旬松墨天牛羽化數(shù)(x9)和7月份平均氣溫(x26)為松材線蟲病發(fā)生程度的主導(dǎo)因子。由表3方程的相關(guān)模擬結(jié)果可以得出:x3的P<0.000 1,x9的P值為0.000 6,x26的P值為0.020 4,均小于0.05,說明x3,x9,x26與模型y均呈顯著相關(guān)。即平均單位面積枯死樹數(shù)(x3),7月中旬松墨天牛羽化量(x9)和7月平均氣溫(x26)3個因子對來年松材線蟲病的發(fā)生程度影響最大。
由于松材線蟲病是近年來才流行起來的病害,獲得的病情資料年限較少,所以得出的測報模型還需要進一步修正與改進。不同年份不同地區(qū)松材線蟲病的發(fā)生程度、發(fā)生期和松墨天牛數(shù)量及氣象因素都存在顯著差異,因此掌握松墨天牛的動態(tài)規(guī)律、氣象資料,建立實用的預(yù)測模型,對本地區(qū)松材線蟲病的防治工作具有現(xiàn)實意義。測報模型應(yīng)為動態(tài)模型,隨著時間的推移,發(fā)生程度、發(fā)生范圍也將有所改變,加上人為的干擾,在一定程度上影響著松材線蟲病疫情監(jiān)測結(jié)果。在不同地區(qū)應(yīng)用時,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況對模型進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修改,如應(yīng)考慮不同地區(qū)氣候以及松墨天牛羽化高峰差異,以使預(yù)警更準確,效率更高。因此,在應(yīng)用過程中,需要不斷地進行調(diào)整、修正,以期得到最佳預(yù)測效果。
目前,航空勾繪遙感技術(shù)[7-8]、 航空攝像系統(tǒng)[9]、 地理信息系統(tǒng)[10]及全球定位系統(tǒng)[11]為監(jiān)測松材線蟲病的發(fā)生情況和松墨天牛的種群動態(tài)提供了快捷、可靠的方法。測報模型在應(yīng)用過程中還應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),實行快速準確的病蟲害災(zāi)情評估,提升病蟲害預(yù)測預(yù)報的科技含量和準確性。
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