论文部分内容阅读
气候变暖和草地退化为草地蝗虫的发生创造了有利的栖息、产卵微生境和食物资源,致使其发生数量急剧上升,蝗虫灾害频繁爆发。日趋严重的草地蝗灾对草原生态系统以及人民的生产和生活均构成了严重威胁,因此,准确测报草地蝗虫的发生位置、迁移扩散方向和严重程度,对于选择合理有效的防控措施十分必要和重要。 本文以亚洲小车蝗为研究对象,提出了一个基于元胞自动机的草地蝗虫种群动态模型,以模拟草地蝗虫从二龄蝗蝻期到成虫后7天的每一个时间步长上、每个元胞内部的动态变化过程,以及在不同元胞之间的蝗虫扩散迁移过程。同时利用三个时期的野外实测数据率定模型参数,模拟了克氏针茅的自然生长过程,以及牛羊和蝗虫取食后其地上生物量的动态变化,以反映蝗虫密度对克氏针茅生长动态的响应。因此,该模型可为确定每个元胞在不同时间步长的状态(蝗虫密度和和克氏针茅地上生物量)提供依据。 模拟结果的趋势与实际情况相符、数值也在合理范围之内。对于克氏针茅地上生物量,7月24日,92%的元胞的模拟值与实测值的差异小于1.5(g·m-2),100%的元胞的模拟值与实测值的差异小于2.5(g·m-2);8月9日,92%的元胞的模拟值与该时刻的实测值的差异小于0.8(g·m-2),100%的元胞的模拟值与实测值的差异小于1.7。对于蝗虫密度,在t=21时刻,84%的元胞的模拟值与该时刻的实测值差异小于1.5(ind·m-2),而92%的元胞的模拟值与实测值的差异小2.5(ind·m-2);在t=37时刻,68%的元胞的模拟值与该时刻的实测值差异小于1.4(ind·m-2),84%的元胞的模拟值与实测值的差异小于1.8(ind·m-2)。 模拟结果表明,在5-10(ind·m-2)的密度等级下,不同龄期影响蝗虫密度的主要因素有所差异。蝗虫二龄到三龄期间,各元胞的蝗虫密度取决于元胞内成功孵化的蝗蝻数和二龄期蝗蝻的存活率。蝗虫四龄期间,各元胞的蝗虫密度与元胞的生境适宜性有关,生境适宜性等级决定了元胞内可以容纳的蝗虫密度,蝗虫向生境适宜性等级较高的元胞聚集。五龄及成虫后,克氏针茅地上生物量逐渐成为蝗虫生存的限制因素,蝗虫向克氏针茅较多的元胞聚集,蝗虫密度与克氏针茅地上生物量逐渐呈正相关关系。 本研究可模拟每个时间步长上,亚洲小车蝗在每个元胞内部的动态变化过程,以及在不同元胞之间的扩散迁移过程。其模拟结果可为草地蝗虫预测提供科学依据,同时可为草地蝗虫的生态学防治提供参考。