新疆草地突颊侧琵甲危害空间分析和潜在地理分布预测

发布时间：2019-04-18 13:23

【摘要】：新疆天然草地面积为5.72588×105 km2,可利用草地面积为4.80068×105km2,作为我国畜牧业基地之一,同时也是遭受草地病虫鼠危害严重的地区之一。2013年新疆草地虫害面积为2.3073×104 km2,严重为害面积达1.0100×104km2,危害种类为蝗虫、突颊侧琵甲(1)、草地螟等。突颊侧琵甲是新疆草地危害性很大的地下害虫。为有效监测、预警和防控新疆突颊侧琵甲的发生和危害,本研究首先基于田间尺度,于2016年4月13-15日、4月28-29日、5月19-20日和6月2-3日四次前往突颊侧琵甲典型危害区玛纳斯-呼图壁县草场进行野外采样调查,获取了其不同发生期(前期、盛期、后期)虫口密度数据、样方土壤因子数据(土壤温湿度、土壤电导率)、GPS数据等,基于专家咨询法建立了突颊侧琵甲虫口密度和危害程度判定标准,结合“3S”(RS,GIS,GNSS)技术,在县域尺度上对危害区三期Landsat8影像使用最大似然监督分类(MLC)进行遥感解译,解译精度可用于面积估算。得出2016年玛纳斯县-呼图壁县草场突颊侧琵甲危害变化总体呈现中度危害(10头/m2x≤20头/m2)向轻度危害(0头/m2x≤10头/m2)变化趋势。2013年—2016年典型危害区突颊侧琵甲危害最高等级从重度危害降为中度危害,各危害等级面积及其比重都在减小。同时采用不同空间插值方法(反距离权重法,IDW;径向基函数法,RBF;局部多项式法,LPI;核平滑法,KS)对野外实测虫口密度插值分析,运用交叉验证方法比较得出核平滑插值法(KS)精度总体最高。将空间分析方法生成虫害密度等值线与遥感解译结果进行相互验证,得出二者在虫害等级和分布结果上基本一致,提出MLC-KS方法,能细致反映虫害分布和虫害等级情况。从全疆尺度上,基于物种分布数据、当前气候条件下(1950-2000年)19个生物气候数据和1-12月降水数据、未来(BCC_CSM1.1模式)生物气候数据和典型危害区土壤因子数据、气象数据等,采用Max Ent模型对突颊侧琵甲新疆潜在地理分布进行预测和主要影响因子的分析与验证。结果表明:当前气候条件与未来气候情景下预测结果的AUC值(受试者工作特征曲线下面积)都大于或等于0.990,预测结果可靠。得出当前气候条件下(1950-2000年)新疆突颊侧琵甲的潜在地理分布在新疆天山一带,主要位于天山北坡和伊犁河谷。高度适生区与中度适生区具体分布在伊犁河谷新源县、尼勒克县、昭苏县、巩留县、特克斯县和察布查尔县,天山北坡昌吉州玛纳斯县、呼图壁县和昌吉市草原,塔城地区的沙湾县,博州精河县、博乐市的中部地区以及乌鲁木齐市达坂城区。采用BCC_CSM1.1(Beijing Climate Center_Climate System Model version 1.1)气候模式,在2021-2040年(2030s)、2041-2060年(2050s)和2061-2080年(2070s)的三种气候情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)下,发现新疆突颊侧琵甲潜在地理分布格局保持不变。空间分布变化上,塔城地区托里县、额敏县、和布克赛尔县的适生区范围有所减小,博州博乐市、精河县适生区范围有所减小。适生区面积变化上,除在RCP8.5情景2070s(2061-2080年)外,其他情况下新疆突颊侧琵甲适生区都有所减少。突颊侧琵甲适生区的变化与气候变暖存在关系。突颊侧琵甲适生区的形成与多种环境因子有关,Max Ent模型中刀切法得出降水量是影响其潜在地理分布的主要因素,特别是5、6、11、12月降水量对其潜在分布影响最大。全疆多个危害区多年历史降水数据验证了分布概率响应曲线的准确性,可初步为新疆草地突颊侧琵甲虫害的针对性监测和预测提供参考;土壤湿度在15%~30%范围时,30cm处土壤湿度与虫口密度呈极显著弱正相关,10cm处土壤电导率与虫口密度也有显著关系,其它深度土壤因子与虫口密度未发现显著关系,验证了模型预测结果的准确性。研究表明:降水量和降水强度作为影响草地土壤温湿度、土壤含氧量的主要和直接自然因素,对突颊侧琵甲成虫和幼虫生存和发生程度起到重要作用。
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【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S812.6

【参考文献】