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不同气候情景下美国白蛾在我国的适生区预测

作　者: 杨明琪
导　师: 王鸿斌
学　校: 中国林业科学研究院
专　业: 农业推广
关键词: 美国白蛾气候变暖适生区发生代数危险性
分类号: S763.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

美国白蛾原产北美，在北美是一种普通害虫，但传入欧亚大陆后作为入侵种成为严重危害树木的检疫性害虫。该虫现已蔓延到我国中东部九个省市，根据国家林业局森防总站提供的2002-2012年美国白蛾发生数据，10年间美国白蛾在我国的发生面积呈现出显著上升趋势，总发生面积增长率达到114.22万公顷/年。2006年国务院专门印发了美国白蛾的防治通知。历史气象条件下，美国白蛾在我国的潜在气候适生区较为广泛，总体适生面积为518.7万平方公里，占国土面积的55%，适生程度高，EI平均值为33.8，分布在东经77-134度，我国最南端至北纬49度的区域内，分布北界到达北纬49.5度内蒙古的牙克石市，西界到东经77度的新疆达阿合奇县，但主要集中在我国的中东部和西南部，包括海南、广东、广西、云南、贵州、湖南、江西、福建、浙江、江苏、安徽、湖北、重庆、四川、甘肃南部、宁夏、陕西、河南、山东、山西、河北、辽宁、吉林、黑龙江东南部。CLIMEX是一个适生性软件，参考CLIMEX中的模板数据，按照美国白蛾生物生态学资料，设置好美国白蛾的初始参数值。据此预测其在原产地的分布情况，根据预测结果不断调试参数值，直到预测结果与实际情况相符合，由此确定预测中国分布所需的最终参数值。分别导入中国历史气象数据和未来气象预测数据进CLIMEX软件后，分别计算出历史气象条件下和未来气候变暖情境下我国各站点EI值。将EI值导入到ArcGIS9.3软件中，采用反距离加权插值分析，制成历史气象条件下和未来气候变暖情境下该虫在我国的气候适生区分布图。CLIMEX软件在预测有害生物的适生区时，引入了有效积温的概念PDD，其在计算EI值的时候，就会考虑目标地区的气温条件是否满足有效积温，同时根据发育起点温度DV0和目标地区的气象数据计算出当地高于DV0温度的积温DD，再根据DD与有效积温PDD的比值最终确定目标地区的发生代数。利用EHCAM4气候的A2、B2、B1、A1FI四种情景计算出美国白蛾在我国的适生性发现，四种情景下美国白蛾发生范围变化基本相似，都将分布在东经75-135度，北纬51度的区域中，但是发生面积将和发生程度呈现出依次增强的趋势。四种情境下美国白蛾在我国的适生面积分别为570万平方公里、581万平方公里、601万平方公里和609万平方公里，增加的面积主要集中在我国的东北部的黑龙江和内蒙古。适生程度EI平均值分别为22.7、22.8、23.2和23.6。对比历史气象条件下的适生情况，在未来气候变暖情景的假设下，美国白蛾在我国的适生范围将进一步扩大，分布范围将向东西扩展3个经度、向北扩展1.5个纬度，内蒙古和黑龙江将成为美国白蛾重要的适生地区。适生面积根据气候变暖程度，从低到高相比历史气象条件，将依次增高约52万平方公里、62万平方公里、82万平方公里、91万平方公里。理想条件下，即不考虑其它生物或非生物因子的影响，如寄主、气候、天敌等，历史气象条件下美国白蛾在我国能发生1-8.5代。绝大多数的适生区均能满足美国白蛾至少发生两个世代，绝大部分南方省区能满足该虫发生4代以上。其中年发生一代的地区零散分布在北纬27-48度、东经78-135度的地区，年发生2代的地区成片连续分布于北纬26-47度的区域，东经82-129度的地区，年发生3代的地区主要集中在北纬32-41度、东经105-124度的区域，年发生4代的地区主要成片连续分布在我国南端至北纬34度，东经98-123度的区域。四种情景下美国白蛾在我国的发生代数呈现出相同的变化趋势，只是程度有所不同。其变化主要是年发生1代的地区将逐渐转变为年发生2代，年发生3代的地区将向北和向东发布扩大范围，年发生4代以上的面积将有所增加，发生范围基本不变。对比历史气象条件下发生代数，美国白蛾在我国的发生代数，随着气候变暖程度的加强，发生代数将比历史气象条件下发生代数增加约0.4、0.6、0.8、0.9代。而发生区域也有所变化，包括：年发生1代的地区分布范围基本保持不变，但分布面积将增加，且由零星发生转变为成片发生；年发生2代的区域范围向北扩大2个纬度，东扩大7个经度，向西扩大6个经度，分布面积也有所增加；年发生3代的分布范围将向北扩大2个纬度，向东扩大1个经度，向西扩大18个经度，但分布面积则有所降低；年发生4代以上的分布范围向北扩展6个纬度，向西扩展6个经度，分布面积也有所增加。通过危险性评价发现，除已经广泛发生的疫区北京、天津、河北、辽宁、山东外，其余省份均面临着美国白蛾的威胁，特别是与疫区相邻近的黑龙江、内蒙古、山西、湖北、江西、浙江、四川、重庆等省市。为此提出应从检疫措施、监测、防治、宣传等方面大力开展美国白蛾的治理工作。

全文目录

摘要  5-8
ABSTRACT  8-16
第一章引言  16-34
  1.1 美国白蛾简介  16-19
    1.1.1 分类地位  16
    1.1.2 形态特征  16-17
    1.1.3 分布范围  17-18
    1.1.4 寄主  18-19
  1.2 美国白蛾生物学和生态学  19-21
    1.2.1 生活史  19-20
    1.2.2 温度  20-21
    1.2.3 湿度  21
    1.2.4 光周期  21
  1.3 气候变化与有害生物之间的关系研究  21-24
    1.3.1 气候预测模型的研究  21-23
    1.3.2 气候变暖对有害生物的影响  23
    1.3.3 气候变化与适生性研究的结合  23-24
  1.4 CLIMEX 软件及相关原理介绍  24-29
    1.4.1 原理  24
    1.4.2 功能使用  24-29
  1.5 当前美国白蛾在我国的发生情况  29-31
  1.6 气候变暖条件下美国白蛾在我国的发生研究  31-32
  1.7 研究的目的及意义  32
  1.8 主要研究内容及技术路线  32-33
    1.8.1 主要研究内容  32-33
    1.8.2 技术路线  33
  1.9 研究基金项目  33-34
第二章材料与方法  34-40
  2.1 资料来源  34-36
    2.1.1 适生性分析软件—CLIMEX  34
    2.1.2 中国历史气象数据（1971-2000）  34
    2.1.3 气候变暖情景下未来 30 年内（2011—2040）中国气象数据  34-35
    2.1.4 美国白蛾相关生物生态学资料  35-36
    2.1.5 地理分析软件  36
  2.2 不同气候情景下美国白蛾在我国的适生区域研究  36-37
    2.2.1 总体方法  36-37
    2.2.2 美国白蛾 CLIMEX 参数设置  37
    2.2.3 EI 值划分  37
  2.3 不同气候情景下美国白蛾在我国的发生世代研究  37
  2.4 美国白蛾在我国各潜在适生区危险性的定量评估  37-40
第三章结果与分析  40-67
  3.1 美国白蛾 CLIMEX 参数  40-43
  3.2 不同气候情景下美国白蛾在我国的适生情况预测  43-54
    3.2.1 历史气象条件下在我国的气候适生性情况预测  43-45
    3.2.2 ECHAM4 气候模型预测未来气候变暖情境下美国白蛾在我国的适生情况（2011-2040）  45-54
  3.3 不同气候情景下美国白蛾在我国发生代数预测  54-65
    3.3.1 历史气象条件下美国白蛾在我国的发生代数预测  54-56
    3.3.2 未来气候变暖情景下发生代数预测  56-65
  3.4 气候变暖情景下美国白蛾对我国各省市的危险性评估  65-67
第四章结论与讨论  67-74
  4.1 结论  67-69
    4.1.1 美国白蛾在我国的适生区预测  67
    4.1.2 美国白蛾在我国的发生代数预测  67-68
    4.1.3 美国白蛾在我国的危险性分析  68-69
  4.2 讨论  69-74
    4.2.1 气候变暖对我国西部适生区的变化影响  69
    4.2.2 美国白蛾适生区比较  69-70
    4.2.3 美国白蛾发生代数比较  70
    4.2.4 美国白蛾防控应对措施  70-74
参考文献  74-78
致谢  78

不同气候情景下美国白蛾在我国的适生区预测

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