[發明專利]一種昆蟲發育有效積溫、溢出積溫計算的方法

有效

• 申請號: 201210591067.8
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103891678A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 涂雄兵;張澤華;王廣君;王潔;黃訓兵
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院植物保護研究所
• 主分類號: A01K67/033
• 分類號: A01K67/033
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 高宇

技術領域

本發明涉及昆蟲發育領域，具體地涉及一種昆蟲發育有效積溫、溢出積溫計算的方法。

背景技術

昆蟲屬變溫動物，其生長發育有一定的溫度范圍。而昆蟲完成某一發育階段所需要的總熱量為一常數，即總積溫，也稱為有效積溫法則。即T=C+K/N，其中C為發育起點溫度(℃)，K為有效積溫(day·degree)，T為溫度(℃)，N為發育歷期(d)。有效積溫法則可以用來預測自然條件下昆蟲發育進度（張孝羲,2002）。在實際預測預報中我們獲得的溫度數據一般只有每旬（天）的平均值、最高溫和最低溫。研究發現選擇的基礎數據不同會影響積溫計算準確性(Watanabe?&?Xiao，1981)，例如運用最高、最低溫模擬有效積溫準確性要高于平均溫度。但這一方法不能準確描述溫度變化趨勢（Frouzet?al.，，2002;Son?&?Lewis，2005）。

昆蟲發育有效積溫的計算還涉及到發育上限溫度，一般是通過Monte?Carlo模型及其他模型模擬實現的（Zanet?al.，2010）。通過比較Briere模型、Lactin模型、Logan模型、Taylor模型、Sharpe?&?Michele模型等幾種常見模型，發現不同模型都存在一些缺點(Jean-Francois?&?Pascale，1998；Zanet?al.，2010)。例如運用Lactin模型發現：第一，參數初始值設置無法合理解釋，不同的初始值得到不同的結果；第二，非線性求解時，得到的只能是近似解，無法得到最終解。我們認為利用這些模型計算昆蟲發育上限溫度或有效積溫都會產生偏差，主要是由于基礎數據即自變量的選擇不夠準確。因此如何消除基于均溫，最高、最低溫計算有效積溫這些方法帶來的偏差，對于我們準確預測昆蟲在自然條件下發育進度具有非常重要的意義。

自然條件下溫度變化一般符合正弦變化趨勢，因此前人也曾利用積分方法計算昆蟲發育有效積溫（Allen，1976；Pruess，1983；Higleyet?al.，1986）。但一般是利用日（旬）均溫，最高、最低溫作為基礎數據進行積分計算（Lischkeet?al.，1997a；Lischkeet?al.，1997b?Zanet?al.，2010），這種方法模擬實際溫度變化存在一些缺點，尤其是在氣溫變化幅度較大的高原地區；目前很難消除這些計算帶來的誤差。

本發明發現根據氣象站監測到的數據或者氣象數據庫獲得的溫度數據以日均溫、旬均溫、日最高溫、日最低溫、旬最高溫、旬最低溫等不能有效預測昆蟲發育進度。本發明試圖找到一種更精確的計算方法，經過反應研究，本發明驗證通過監測24h數據變化就可達到數據精確性。而不必使用30min、15min或1min的數據。

本發明研究發現，利用HOBO?Pro?v2系列溫濕度傳感器可以記錄每秒鐘的溫度數據，可以真實反映溫度變化情況。為簡化計算過程中操作步驟，本發明以每小時為單位記錄溫度變化，通過模擬數據變化曲線；結合昆蟲發育起點溫度，積分法計算昆蟲發育有效積溫。

發明內容

本發明的目的是提供一種昆蟲發育有效積溫計算的方法。

本發明的另一目的是提供昆蟲發育溢出積溫計算的方法

根據本發明的方法，利用HOBO?Pro?v2系列溫濕度傳感器記錄每小時溫度變化，每天獲得24個溫度數據，結合Matlab?R2011b軟件以24h溫度變化為變量，模擬每日溫度變化曲線；再結合昆蟲發育起點溫度，計算超出發育起點溫度的面積即為昆蟲每日發育有效積溫。

根據本發明的計算昆蟲發育有效積溫的方法包括以下步驟：

（1）模擬任意日溫度變化曲線，記錄當日每小時溫度變化，每天獲得24個溫度數據，模擬該日溫度變化曲線得到函數；

（2）根據昆蟲發育起點溫度計算當日的有效積溫，

公式：K=∑N[∫T(a,b)-C*(b-a)]/24，C為發育起點溫度，a和b為每天24h溫度變化曲線和直線y=C的兩個交點。

根據本發明的具體實施方式，以2011年4月12日廊坊、東南飛蝗蟲為例，所述方法包括以下步驟：