稻鸭共作系统中稻纵卷叶螟种群控制的模拟.pdf

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1、第26卷2010年第11期“月农业工程学报Tr锄sactionsofmeCSAE、，01．26No．1lNov．2010283稻鸭共作系统中稻纵卷叶螟种群控制的模拟秦钟1，一，章家恩1，蜮，骆世明1’2，张锦1，2(1．华南农业大学农业部生态农业霉点开放实验室，广州510642：2．广东省高等学校农业生态与农村环境重点实验室，广州510“2)摘要：为研究系统动力学方法在害虫种群的优化管理和预测等研究中的应用，以稻纵卷叶螟第二代种群为研究对象，分析了稻鸭共作系统中捕食性天敌蜘蛛及鸭对稻纵卷叶螟生长发育的影响，

2、构建了相心的系统动力学框架模型，并利用STELLA软件对稻纵卷叶螟种群的数量动态进行了模拟和预测。结果表明，当第二代稻纵卷叶螟初始的百穴卵鼍为100粒，稻田蜘蛛密度为每百穴12．623头，如果同时考虑鸭对3龄幼虫期稻纵卷叶螟卷苞60％的捕食率，稻纵卷叶螟成虫的密度可降至每百穴9．129头，鸭的捕食可使稻纵卷叶螟第三代卵期末的百穴卵量减少约6．7％。稻【日蜘蛛和鸭的共同作用对稻纵卷叶螟的控制效果优于仅受同等数量蜘蛛控制时的情况。研究结果可迅速、便捷地为害虫的优化管理等提供丰富的信息和参考。关键词：害虫控制，种

3、群动态，生物防治，稻纵卷叶螟，种群控制，STELLA模型，蜘蛛，鸭doi：10．3969巧．issn．1002—6819．2010．11．049中图分类号：S11+7文献标志码：A文章编号：1002—6819(2010)一ll—0283一07秦钟，章家恩，骆世明，等．稻鸭共作系统中稻纵卷叶螟种群控制的模拟[J]．农业工程学报，2010，26(11)：283—289．QinZhong，zh锄gJiacn，LuoShirnjng，eta1．PopuIationcon仃0lmodelliIlgofo印^砒伽c括_

4、『，lP幽口凰Gueneeinrice_duckintegratedfamlingsystcm[J】．1’mnsactio璐oftlleCSAE，20lO，26(11)：283—289．(inChinesewithEnglishabs仃act)0引言稻纵卷叶螟(白印

5、Iz口fDcmc括所砌珂口凰GueIlee)是中国主要稻区普遍性、常发性害虫，每年损失稻谷约5．0×108～7．5×108kguJ。稻纵卷叶螟的发生与危害程度不仅受迁入虫源和寄主生育状况的影响，还和天敌有着极为密切的关系。许多学者已对稻纵卷叶螟

6、的天敌种类、跟随关系、控制作用及影响因素等开展了多方面的调查与分析，并在此基础上提出了将稻纵卷叶螟及对其有影响的所有环境因子作为一个种群系统，利用系统科学的方法与原理研究稻纵卷叶螟发生发展的动态及控制【2。1o】的研究思路：即把种群按生长发育顺序依次划分为若干状态，以各状态的存活概率和生殖力作为状态的传输，把状态向量的输入和输出联系在一起；把作用于种群的各种因子看成是系统的空间边界，边界因子通过信息处理成为控制信号作用于状态输出的预期目标，通过控制信号的反馈，研究边界因子的排除、添加或干扰，对系统施加优化控

7、制。庞雄飞等先后提出了以作用因子组配的生命表【11】、种群控制指数‘121、状态空问'法【131等研究方法，收稿日期：20lO．04．13修订日期：20lO．11-05基金项目：国家自然科学基金(30800134，30770403)：国家重大基础研究发展计划(973项目)(2006cBl00206)；广东省科技计划项目(20078020709007)：广东省现代农业产业技术体系项目作者简介：秦钟(1973一)，女，宁夏银川人，博士，主要的研究领域为生态系统分析与模拟。广州华南农业大学农业部生态农业重点开放实

8、验室，5lO“2。Email．qbf∞孺@sc鲫．edu．∞※通信作者：章家恩(1968一)，男，湖北省广水市人，博士，教授，博士生导师，主要从事农业生态学等相关领域的研究。广州华南农业大学农业部生态农业重点开放实验室，5lO“2。Email：je姐出@sc孤．edu．∞并应用于稻纵卷叶螟等多个害虫系统控制的研究中。其中，状态空间法的运用对现代控制理论中其他各种方法，如系统动力学方法在害虫种群系统中的应用和发展起到了重要的推动作用。系统动力学最为突出的优点在于它能处理高阶次、非线性、多重反馈、复杂时变的系统

9、问题，在研究害虫种群控制时，借助系统动力学模型就可以把握系统各种反馈关系，将系统与环境、系统内部各子系统之间相互作用的复杂关系通过一系列微分过程和函数关系加以表述，从而实现对系统结构、功能乃至发展趋势进行模拟、预测和调控。近年来，随着系统科学与生态学的相互渗透和计算机技术在生态学研究中的广泛应用，出现了许多基于系统动力学的管理、决策或模拟仿真软件，如ⅥmsimPLE，Simile，Swam，STELLA等。其中S