侦听技术监测林木蛀干害虫研究

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林木蛀干害虫生活隐蔽、危害严重,在林木受害的早期很难对其发生情况进行准确测报。侦听技术简便高效,对林木破坏极小,作为一种新兴的方法十分适用于林木蛀干害虫早期的监测。本研究拟自主构建一套林木蛀干害虫侦听系统,选取几种普遍发生、危害较大、具有代表性的害虫进行试验,探索监测害虫的最佳侦听条件,并初步明确害虫的声行为和几种害虫的声音特征,主要结果如下:1、自主构建的林木蛀干害虫侦听系统包括了采集系统和分析系统两部分,可应用于判别虫害的发生情况和分析害虫的声音特征。针对噪音对害虫弱声信号的干扰,主要通过减少噪音的混入和去除已有的噪音两种方法进行降噪。2、比较了AED-2010L在不同条件下侦听效果的差异,虫数、位置、温度、时刻、月份和寄主都会影响对供试害虫的测定结果,针对不同的害虫,选择适宜的条件进行侦听,可以提高测报的有效性和准确性。试验探索了提高侦听效率的方法,当侦听效果不明显时,对寄主进行简单的敲击处理,测定数值会有一定程度的提升。在野外试验中,选取了垂柳Salix babylonica L.、苦楝Melia azedarach L.、木麻黄Casuarina equisetifolia L.三个树种进行侦听,测定结果基本与害虫在当地发生的情况相符。3、将光肩星天牛Anoplophora glabripennis (Motschulsky)幼虫和星天牛A.chinensis (Forster)幼虫的声行为主要分为取食、爬行、清理蛀道和自卫四类,取食声占比最高,可达34%。四类声行为在时域图和频谱图表现出了不同的特征。此外,对声行为进行时域和频域的定量分析,发现脉冲持续时间和脉冲主频均体现出较大差异。其中,取食声脉冲持续时间短,分别为25.96ms和24.28ms,主频最高,超过7.00KHz。试验发现取食声具有脉冲时间短、振幅大且频率高的特点,在实际侦听时可以与其他声音较快地区别出来。4、利用侦听系统采集并分析了云杉大墨天牛Monochamus urussovi Fisher幼虫、双条杉天牛Semanotus bifasciatus Motschulsky幼虫、柏肤小蠹Phloeosinus aubei Perris成虫、褐梗天牛Arhopalus rusticus L幼虫、光肩星天牛幼虫、星天牛幼虫、黄斑星天牛A.nobilis Ganglbauer幼虫等7种常见的林木蛀干害虫的声音。7种害虫的取食声均由离散的声脉冲组成,单个声脉冲时域图的波形前大后小,快速出现一个最大振幅,波形变化不规则。频域图则呈锯齿状,均有一个主峰频率。声脉冲持续时间低于50.00ms,主频低于8.00KHz,脉冲间隔时间未发现明显规律。时频数值经聚类分析后,同属害虫间相似性高,相同寄主的害虫也表现出一定相关性。
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