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基于GIS的小麦条锈病菌越夏越冬气候区划及时空动态分析

石守定  
【摘要】: 本研究以具有大区流行特点的小麦条锈病为对象,在建立小麦条锈病相关因子地理信息数据库的基础上,利用地理信息系统(GIS)和地统计学(Geostatistics),对小麦条锈病菌越夏区、越冬区进行气候区划,并分析大尺度上小麦条锈病的空间特征。明确了我国适合小麦条锈病菌越夏、越冬的范围,为制定越夏区治理方案提供依据,也有利于指导对条锈菌越夏、越冬情况的进一步调查。 以1960-2001年间7、8月最高两旬均温度小于23℃、22℃、21℃、20℃的概率为主要区划指标,以小麦种植区图作为区划时的寄主底图,对小麦条锈病菌越夏区进行气候区划。研究表明,22℃作为界限温度的区划图是最好的,最热两旬均温度小于22℃的概率为25%的线基本上可以把越夏区和非越夏区区分开;再以1960-2001年7、8月最高旬均温(简称最高旬均温)作为主要区划指标,用基于数字高程模型的空间插值法进一步研究表明,最高旬均温在20℃~23℃的地区和7、8月份最热两旬均温度小于22℃概率为25%~50%区域基本一致,由此得出条锈病菌越夏的气候区界限;在中国小麦种植区,气候条件适合条锈病菌越夏的地方很广,西藏、青海、甘肃、四川、陕西、云南、贵州境内的地区是连成一片的,山西、河北、内蒙古境内的地区较为集中,湖北西部、重庆与陕西的交界、四川和陕西的交界处存在一些零星地区,有记载的历史越夏点均在此范围内,可能的越夏点还很多。 对小麦条锈病菌越冬区气候区划研究表明,以1960~2001年间前一年12月和当年1月两个月中最冷一个月均温(简称最冷月温度)>-7℃概率为主要指标的区划图最好,其次是-6℃、-5℃。用空间插值法对最冷月均温插值的研究表明,最冷月温度为-5℃~-7℃的区域带作为界限是合适的,其以东以南的麦区适合条锈病菌越冬,此界限多处于最冷月温度大于-7℃的概率为70%~85%的区域,它与前人确定的条锈菌东部越冬线在很大程度上是一致的,差别在于本研究确定的北部界点在北京一带而不是山东的德州。此外,临夏、临洮、化隆回族自治县一带,精河县、乌苏一带,吐鲁番是病菌越冬的可疑地区。 结合以上气候区划,提取满足条锈病菌越冬、越夏气候条件的地区,发现云南、西藏、四川西南、四川西北、陇南等地的麦区,新疆中部昭苏、尼勒克一带,新疆西南的乌恰等等,可能是条锈病菌既能越冬也能越夏,可完成周年循环的地区,这其中包括一些已经证实的区域。 对小麦条锈病发生程度的空间分析表明,在多数年份,小麦条锈病的发生具有明显的方向性和空间自相关性,且不同年份不同;在四个方向上病害发生的关系密切程度从高到低的方向依次是西北-东南、南北、东西、西南-东北,可见,在西北-东南、南北方向上病害发生的关系更密切;相关范围多在8~13个经纬度;在大尺度上,大流行年份表现出明显的核心区域。1990年,该病害在四个方向上都具有高度空间相关性,而2002年,在南北方向上具有中等空间相关性,在其他三个方向上都具有高度空间相关性。


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