天敌和植物生长状况影响下麦蚜数量动态的突变分析

发布时间：2020-08-04 12:48

【摘要】：小麦是我国仅次于水稻的第二大经济作物,在其生长过程中经常受到各种病虫害的影响,其中小麦蚜虫对小麦品质和产量的影响尤为严重。由于小麦蚜虫具有较强的繁殖力和较短的生活周期,在环境中各个因素的连续光滑变化下,数量并不是连续变化的,而是在某些时刻会突然地增加或者减少。因此了解小麦蚜虫种群灾变规律,不仅为减少蚜虫造成的小麦产量和品质的损失,而且对有害生物成灾机理研究具有重要的理论和实践意义。突变理论是法国数学家R.Thom于1972年正式创立的,以拓扑学为基础,描述由于某些变量连续变化情况下而导致系统状态发生突然(不连续)变化的现象,弥补了微积分在应用中的不足,其应用已经遍及到物理、经济、社会科学和生态学等领域。前人基于突变理论对小麦数量动态的研究大都把气候,天敌等作为控制变量,并未考虑植物生长状况对蚜虫数量的影响,而寄主植物的生长状况及所含化学物质对蚜虫数量的消长有非常重要的作用,其中植物含水量是影响蚜虫数量消长的主要因子之一。另外植物含水量受到气候因素的影响,为了避免植物含水量和气候两个因素间的交互作用,本研究选取天敌和植物生长状况(含水量)作为影响因素,建立了蚜虫数量动态的尖角突变模型,利用调查数据,分析田间蚜虫数量实际突变规律,为麦蚜的生态调控提供理论依据。研究得到以下结果:1、改进前人天敌胁迫下的麦蚜数量动态模型,增加植物生长状况因子,更为符合实际情况。建立受天敌和植物生长状况两种因素影响的麦蚜数量动态模型。2、利用突变理论的相关知识,在上述模型达到了平衡状态的时,通过拓扑变换得到天敌和植物生长状况综合影响下麦蚜数量动态的尖角突变模型。3、将尖角突变模型分歧区域进行了分区,研究了控制变量处在不同区域时,系统可能发生的情况。4、利用软件OpenLu中的opt函数对参数K,r进行了参数拟合,借助2016年的数据进行了相关的数据验证,效果较好。对于实际情况下可能出现的突变,给予了相应的解释。为蚜虫的生态调节及其治理提供理论依据。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S435.122.2;O175
【图文】：

分歧点,尖角,数量动态,天敌

而且这种控制不会从稳定危害区逐渐下降到不稳定区域，而是从上叶直接下降到安全区域，即不可达性。图3-1 尖角突变的分歧点集Fig.3-1 Bifurcation set of the cusp catastrophe model注1：Ⅰ-Ⅲ为分歧点集划分的三个区域Note 1：Ⅰ-Ⅲ are the 3 regions of the bifurcation set3.1.2 模型的建立3.1.2.1 植物、害虫、天敌三者之间数量瞬时变化微分方程的建立赵学达等(2005)建立了的天敌胁迫下害虫数量动态微分模型( )(1 ) ,( )mmmdN NPk N NrN N Ndt K N N d (3-5)上述模型只考虑了天敌对蚜虫数量动态的影响，事实上，影响蚜虫数量动态的因素非常多，本研究在此模型的基础上，增加植物生长状况影响因子（植物含水量），建立受植物生长状况以及天敌共同影响的麦蚜数量动态模型

【参考文献】