【正文】 2022年山西省森林植物檢疫員培訓班講義 林業(yè)有害生物監(jiān)測預報管理及技術(shù) 霍履遠 huolvyuan @ sohu. Com 03517243158 山西省森林病蟲害防治與檢疫站 內(nèi) 容 提 綱 ? 第一章 林業(yè)有害生物預測預報基礎(chǔ)知識 ? 第一節(jié) 病蟲害監(jiān)測和數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ) ? 第二節(jié) 調(diào)查取樣技術(shù)與方法 ? 第三節(jié) 預測預報的方法 ? 第四節(jié) 預測預報質(zhì)量的評估 ? 第二章 預測預報基本概念、法規(guī)及測報技術(shù) ? 第一節(jié) 預測預報基本概念 ? 第二節(jié) 預測預報法規(guī) ? 第三節(jié) 預測預報技術(shù) ? 第三章 林業(yè)有害生物預報與管理及數(shù)據(jù)統(tǒng)計標準 第一節(jié) 2022年我省林業(yè)有害生物發(fā)生預報及對策 ? 第二節(jié) 林業(yè)有害生物監(jiān)測調(diào)查和預測預報流程圖 ? 第三節(jié) 林業(yè)有害生物數(shù)據(jù)管理方法和統(tǒng)計標準 第一章 林業(yè)有害生物預測預報基礎(chǔ)知識 – 第一節(jié) 病蟲害監(jiān)測和數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ) 一、預測預報的含義和特點 林木病蟲害預測預報是通過對林木病蟲害的發(fā)生規(guī)律、近期病蟲、天敵的發(fā)生情況，結(jié)合氣象因子等資料，用數(shù)理統(tǒng)計的概念和方法進行定性或定量的分析，對病蟲的發(fā)生時期、量以及發(fā)展趨勢進行預測，然后發(fā)出預報。 ◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎ ? 林木病蟲害的發(fā)生是外因通過內(nèi)因共同作用和轉(zhuǎn)化的結(jié)果；抗性的產(chǎn)生、基因的突變、生物多樣性的變化，尤其是人類的生產(chǎn)和經(jīng)濟活動所造成的生態(tài)失衡等，使林木病蟲的發(fā)生與變化變得更為復雜和更難以預測。 與農(nóng)業(yè)病害蟲預測預報相比林木病蟲害預測預報的特點有： ? ① 種群測算難度更大。 林木樹高林密，冠幅龐大，對病害蟲進行取樣測算比較困難。 ? ②建立預測模型的過程復雜。 林木昆蟲群落的相互關(guān)系往往是非線性的，有閾限、飽和點和時滯，一般包含許多隨機性的相互作用，許多過程具有后效性。 ? ③預測預報的時限較長。 林木病蟲害預測預報中的短期、中期、長期預測預報的期限有時比農(nóng)業(yè)害蟲的預測預報的時間長。 ? 但是，隨著林業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科技的進步，特別是數(shù)學的滲入和計算機的應用，使林木病蟲的數(shù)據(jù)管理和預測預報工作迅速發(fā)展，成為較為活躍的學科之一。 二、預測預報的研究方法 ? (1)室內(nèi)研究 通過室內(nèi)飼養(yǎng)、觀察其生長發(fā)育及數(shù)量動態(tài)等，取得實驗生態(tài)學資料。 ? (2)林間研究 通過林間設(shè)立標準地進行系統(tǒng)觀察和取樣，掌握其發(fā)生的最適生態(tài)條 件、發(fā)生趨勢、種群消長規(guī)律等動態(tài)資料。 ? (3)統(tǒng)計分析 根據(jù)歷史記載資料、室內(nèi)研究和林間研究得到的資料進行統(tǒng)計分析，科學地歸納出環(huán)境因子與病蟲發(fā)生之間的關(guān)系。 ? (4)計算機模擬 建立相應的監(jiān)測和預測預報模型，對未來的病蟲發(fā)生進行預測。 三、常 用 名 詞 ? 預報量 ：預報病蟲發(fā)生的主要特征，如發(fā)生期、發(fā)生量、發(fā)生范圍和危害程度。 ? 預報因子 ：影響病蟲發(fā)生的因素都是預報因子，如蟲源、菌源、天敵、氣象素。 ? 預報要素 ：預報量和預報因子的通稱。 ? 常數(shù) ：常量或參數(shù)，指統(tǒng)計時始終保持不變的數(shù)值，如 a b m n …… ? 變數(shù) ：變量，隨著人們調(diào)查和測定所取樣本不同而變化的數(shù)值，如 X、 y、 Z…… ? 定性 ：觀察數(shù)據(jù)和變量可以定性，也可以定量。定性是屬于幾種互不相容的類別中的一種，一般是非數(shù)字的，如發(fā)生趨勢、偏輕或偏重等。 ? 定量 ：就是用具體數(shù)值測量或預報發(fā)生期和發(fā)生量，一般是數(shù)字式的，如越冬 代松毛蟲成蟲羽化高峰期為 4月 20日，蟲口密度 30頭／株等。 ? 歷史符合率 ：通常檢驗統(tǒng)計預報方法的優(yōu)劣，如經(jīng)歷史資料驗證后符合的百率。 ? 預報準確率 ：用于檢驗預報的實際效果，評判預報的準確率。 四、數(shù)理統(tǒng)計的程序、預測預報的種類與內(nèi)容 ? 林木病蟲害預測預報數(shù)理統(tǒng)計的程序： ? 要有系統(tǒng)的觀測資料 ? 選取預測因子 ? 發(fā)布病蟲情預報 ? 對其預報質(zhì)量進行評定。 （至少要有 5年或 10年以上的數(shù)據(jù)，年數(shù)越多越好） （ 根據(jù)實踐經(jīng)驗、專家意見和數(shù)理統(tǒng)計相結(jié)合的方法） （采取相應的數(shù)理統(tǒng)計預報方法進行運算、建立預報方程，如發(fā)生期、發(fā)生量 (程度 )，短、中、長期預報和發(fā)生趨勢預報，情況緊急時還應發(fā)布病蟲情警報） 根據(jù)預測預報研究結(jié)果的內(nèi)容不同，預測預報的類型也分為不同的類型 ? (1)短期預測 根據(jù)害蟲某個蟲態(tài)的發(fā)生時期和數(shù)量預測下一個蟲態(tài)的發(fā)生時期和數(shù)量。預測期較短，可能是 1周至半年不等。 ? (2)中期預測 根據(jù)上一個世代的發(fā)生情況，預測下一個世代的發(fā)生情況。預測期限隨蟲種而異， 1個月至 1年不等。 ? (3)長期預測 由年末或年初預測下一年或全年發(fā)生動態(tài)和危害程度?；蛳喔?2個世代或 1年以上的發(fā)生情況。如根據(jù)越冬代或年初測報對象的越冬蟲口基數(shù)及氣象因子等資料進行預測。 ? (4)警報 指病蟲害暴發(fā)，嚴重危害面積在 100hm’以上時，由縣級測報機構(gòu)發(fā)布的病蟲害的緊急預報。 ? (5)通報 指較全面地報道本地區(qū)病蟲害發(fā)生情況以及防治動態(tài)。也可以是指一種或多種病蟲的發(fā)生、防治情況。 2．預測預報期的種類 3．預測預報的內(nèi)容 ? (1)發(fā)生期預測 是對害蟲的卵、幼 (若 )蟲、蛹、成蟲等某一蟲態(tài)或蟲齡出現(xiàn)或發(fā)生的初盛、高峰和盛末期進行預測。 ? (2)發(fā)生量預測 是對害蟲可能發(fā)生的數(shù)量或蟲口密度進行預測，了解是否有大量發(fā)生的趨勢和是否會達到防治指標，以確定是否開展防治工作。 ? (3)分布蔓延預測 是對測報對象可能分布和蔓延危害的地區(qū)進行預測，以確定采取控制其擴展、蔓延危害的措施 ? (4)危害程度預測 是在發(fā)生量預測的基礎(chǔ)上預測測報對象可能造成的危害，以輕、中、重表示。 第二節(jié) 調(diào)查取樣技術(shù)與方法 一、病蟲害分布特點與取樣方法 ? 各種林木病蟲的分布都有其自己的特點和規(guī)律，而我們在進行調(diào)查時，就必須弄清它們的基本情況，而取樣方式亦依賴于它們的空間分布型和傳播特點。因此，了解林木病蟲害的空間分布型和傳播擴散規(guī)律，對于正確取樣，進而監(jiān)測和預測預報是很重要的。 ? ? 某種林木病蟲害在某一時間的地理分布、空間狀態(tài)，存在著由病原、寄主和環(huán)境三者間相互作用、適應、制約所形成的空間分布格局或稱為空間分布型。在這個格局中，包含著作為統(tǒng)計上變量的概率分布，也有包含病原數(shù)量和病原數(shù)量指標在空間的分布圖式。但作為空間分布型或空間分布圖式，往往并不是指研究對象在空間 (林間 )的真正排列形式，而是指其在樣方中的頻率分布，另外，傳染性或侵染性病害的傳播也是作為病害空間分布的內(nèi)容之一，它的表達往往借助于數(shù)學模式或公式。同樣，每一種昆蟲種群不但有自己的特點、齡期組合、性比、繁殖率、死亡 (存活 )率和內(nèi)在增長率，而且具有在不同生態(tài)環(huán)境中的空間分布形式，這就是通常所講的 昆蟲空間分布型，也是它的生物學屬性之一，一般由遺傳因素和環(huán)境條件所決定。 空間分布型實際上包含兩個含義，分布是指統(tǒng)計學上變量的概率分布，而圖式是指昆蟲在空間的定位形式，換言之，即為數(shù)學表達和圖形展示。常見的種群空間分布型有正二項分布、泊松分布、奈曼分布和負二項分布，其相應的分布圖式為均勻分布、隨機分布、核心分布和嵌紋分布，其中核心分布與嵌紋分布都屬于聚集分布。 ? 均勻分布 (uniformdistribution)(正二項分布binomaldistribution) ? 昆蟲種群個體間呈均勻分布，亦稱“次數(shù)分布”，即在一個均質(zhì)的環(huán)境中，人為地把這個環(huán)境分成許多小方格，則昆蟲進入小方格的概率是相同的，而且對其它昆蟲的進入沒有影響，因而其分布從屬于隨機的過程。刺槐種子小蜂、檸條豆象、黃連木種子小蜂等林木害蟲，皆屬于均勻分布。均勻分布的理論分布是正二項分布。 昆蟲種群個體隨機地分布，每個個體占有一定空間任何一點的概率相等，同時并不影響其它個體的分布。例如蝗蝻的分布、種子發(fā)芽粒數(shù)、細菌分布、細胞染色體交換等皆屬于隨機分布。 在泊松分布中由于均數(shù)和方差相等，所以只有一個參數(shù) m。 ? 2．隨機分布 (泊松分布， Poisson分布 ) 3．核心分布 (Neyman分布，奈曼分布 ) ? 核心分布是泊松分布的特例，是由泊松分布的群所組成。昆蟲 種群不呈隨機分布，種群內(nèi)的個體分布不均勻，常形成大小不等的核心或集團，核心周圍呈放射性蔓延擴散。事實上，在林間，適合泊松分布的例子不多，而呈現(xiàn)核心分布的情況較多，例如松毛蟲自卵塊中孵出向四周擴散的空間結(jié)構(gòu)，即屬此種分布，核心分布有如下性質(zhì)： ? ①分布不均勻，即昆蟲分布呈多數(shù)小集團； ? ②核心之間是隨機的； ? ③通常是比較密集的分布； ? ④ 0項的次數(shù)和高值的次數(shù)較隨機分布為大； ? ⑤為隨機分布的特例，即為隨機分布的復合； ? ⑤方差通常大于平均數(shù)，方差與平均數(shù)之商，其值通常在 1． 5～ 3之間 . 4．嵌紋分布 (負二項分布 ) 該種是聚集分布的另一種形式，是林木害蟲分布中適合范圍較廣的一種理論分布式，其主要性質(zhì)有： ①是極不均勻的分布、密疏相同。 ②通常也屬密集的分布。 ③亦為隨機分布之特例，即由多個密度不同而個體間呈隨機分布所混合而成的分布。 ④適合核心分布的資料，往往同時符合負二項分布，但符合負二項分布的資料，卻不 — 定符合核心分布。 ⑤方差與平均數(shù)之商，其值通常在 1． 5～ 3之間。 二、病蟲害發(fā)生狀況與取樣調(diào)查方法 取樣調(diào)查的意義 ? 林木病蟲害種群數(shù)量的多少是預測其嚴重性的基礎(chǔ)。要了解林分、林木害蟲發(fā)生數(shù)量，必須對林分、林木進行調(diào)查。林地面積遼闊，不可能進行全面調(diào)查。較經(jīng)濟而科學的辦法是進行抽樣調(diào)查，用抽樣調(diào)查結(jié)果來推算全林分病蟲的種群密度或病情指數(shù)。這種方法 費用較低，速度較快，而且準確度較高 ，對于作好林木病蟲害發(fā)生數(shù)量的調(diào)查有重要意義。 ◎◎◎◎◎◎◎ ? 2．調(diào)查的總體 ? “總體”，在用統(tǒng)計方法研究大量同類現(xiàn)象的數(shù)量特征和規(guī)律時，把大量同類現(xiàn)象的全體稱為總體，總體中的一個個單位稱個體。在林木病蟲害調(diào)查中，如欲調(diào)查某個林分內(nèi)平均每株蟲口密度時，該林分即被視為調(diào)查總體。同樣，欲調(diào)查一塊苗圃地內(nèi)平均每平方米的金龜子數(shù)量時，該苗圃即作為調(diào)查總體。 ? 3．準確度和精度 ? 準確度反映測算值與實際值的接近程度。精度表示抽樣結(jié)果的可重復性。在林間進行抽樣調(diào)查，要想獲得較高準確度和精度的結(jié)果頗不容易。對一般性的調(diào)查要求可低些，對一些較細致深入的研究，要求則應高一些。 4．取樣單位 取樣前需根據(jù)總體情況選用一定的取樣單位，抽查若干樣本并計算樣本值，然后用樣本值對總體情況進行測算。 在林木病蟲害取樣調(diào)查時，先根據(jù)林分大小，設(shè)立若干個標準地，然后在標準地上對樣株或樣枝 (葉 )進行調(diào)查。根據(jù)樣株或樣枝(葉 )調(diào)查的結(jié)果先對標準地進行測算，進而測算林分的種群密度。如松毛蟲以“株” “輪” “針”為單位，松突圓蚧以每束松“針”為單位。 5．取樣數(shù)量 ? 總體中的一個個單位稱個體。從總體中隨機抽取的有限樣本。這個抽取樣本的過程稱取樣。 ? 取樣測算值誤差的大小與取樣方法密切相關(guān)。為了減少誤差，提高準確度，應根據(jù)病蟲在林間的分布型選擇適當?shù)娜臃椒?。只有根?jù)害蟲的分布型采用相應的取樣方法，才能使調(diào)查結(jié)果更接近實際情況。 取樣數(shù)目越多，當然代表性越強，但要花費的人力、物力和調(diào)查時間也越多，故應根據(jù)取樣方法計算出理論取樣數(shù)。 一般來