基于3S技術(shù)的云南省松材線蟲(chóng)病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究.pdf

1、松材線蟲(chóng)（Bursaphelenchus xylophilus）是我國(guó)重要對(duì)外植物檢疫線蟲(chóng)，可導(dǎo)致松屬植物的一種毀滅性病害――松材線蟲(chóng)?。╬ine wood nematode disease），在國(guó)內(nèi)外均被列為重要的植物檢疫對(duì)象。具有發(fā)病速度快，傳播速度快，發(fā)病癥狀表現(xiàn)類型多，早期診斷難的特點(diǎn)，因此被稱為“松樹(shù)癌癥”，其新發(fā)疫點(diǎn)區(qū)域分布相對(duì)集中，后期呈現(xiàn)大跨度、長(zhǎng)距離、跳越式的擴(kuò)散，外圍新疫點(diǎn)相繼增多的流行特點(diǎn)。2004年，松材線蟲(chóng)病開(kāi)

2、始在云南省德宏州瑞麗市畹町經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)發(fā)生，為云南省松材線蟲(chóng)病的防治敲響警鐘。目前，云南共有針葉樹(shù)種6科20個(gè)屬，63種左右（包括變種）。其中大面積分布的松屬（Pinus）樹(shù)種有云南松（P.yunnanensis）、思茅松（P. kesiya Royle ex Gordon var. langbianensis）、高山松（P. densata）等，均為松材線蟲(chóng)寄主。開(kāi)展松材線蟲(chóng)病的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究，消除或減少松材線蟲(chóng)病的危害，是保護(hù)云南生態(tài)環(huán)

3、境、保障生態(tài)安全、保障林業(yè)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要任務(wù)。
　　傳統(tǒng)的有害生物危險(xiǎn)性評(píng)估（PRA）指標(biāo)體系是在一種定性描述的基礎(chǔ)上建立定量打分化指標(biāo)體系，該指標(biāo)體系適合于大尺度區(qū)域上的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本文提出一套適合于GIS系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)化、精細(xì)化空間分析與運(yùn)算的松材線蟲(chóng)病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，該指標(biāo)體系從影響松材線蟲(chóng)病風(fēng)險(xiǎn)的寄主、病原、媒介昆蟲(chóng)、環(huán)境、人為干擾等因子入手，能表達(dá)空間差異性、分布格局、多因子累積或交叉作用與影響，從小尺度區(qū)域上更精細(xì)地

4、評(píng)價(jià)有害生物的危險(xiǎn)性。指標(biāo)體系共設(shè)一級(jí)層次指標(biāo)5個(gè)，二級(jí)層次指標(biāo)10個(gè)，三級(jí)層次指標(biāo)27個(gè)，四級(jí)指標(biāo)體系69個(gè)。
　　原有松材線蟲(chóng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，使用的主要數(shù)據(jù)是以各種臺(tái)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)為行政區(qū)劃單元內(nèi)的代表數(shù)據(jù)，其實(shí)質(zhì)是將地理區(qū)域看成是勻質(zhì)的最小尺度空間單元，依此評(píng)估出這些單元的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，該方法只能適用于大尺度區(qū)域的概略性評(píng)估，不能精細(xì)表達(dá)小尺度區(qū)域內(nèi)的各種林分在不同小氣候生態(tài)條件下、不同人為影響下的風(fēng)險(xiǎn)差異性。本文提出以100m空間柵格

5、單元作為表達(dá)生物因子、交通因子及人為活動(dòng)因子的最小載體，建立空間模型，利用GIS的空間分析、運(yùn)算手段，從100 m的空間尺度開(kāi)始，進(jìn)行精細(xì)化的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。在100m空間尺度下，通過(guò)調(diào)查、采集、建模、模擬等手段，建立了林分結(jié)構(gòu)、氣象分布、環(huán)境因子分布、人為活動(dòng)因子分布的地圖層。
　　當(dāng)前的基礎(chǔ)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)研究較好地闡述松材線蟲(chóng)病發(fā)生、蔓延的主要影響因子，但各種因子對(duì)傳播、流行的作用或貢獻(xiàn)的定量描述成果較少。本文提出以專家打分，或

6、以生物學(xué)、生態(tài)學(xué)規(guī)律的半定量描述為基礎(chǔ)，建立連續(xù)化的多元回歸模型，并利用回歸模型建立空間因子影響的計(jì)算機(jī)模擬方法。實(shí)現(xiàn)基于氣象因子的松材線蟲(chóng)病及媒介昆蟲(chóng)的精細(xì)化適應(yīng)性評(píng)，人為活動(dòng)因子、交通因子影響的精細(xì)化評(píng)估，并實(shí)現(xiàn)這些因子連續(xù)化空間影響的計(jì)算機(jī)模擬。
　　影響松材線蟲(chóng)病發(fā)生、發(fā)展、蔓延與流行的因子很多，它們具有極其復(fù)雜的空間分布結(jié)構(gòu)，這些因子借助空間媒介交叉作用、疊加作用，構(gòu)成了極其復(fù)雜的空間格局和模式。為體現(xiàn)小尺度區(qū)域上因子分

7、布的不均勻性、不同距離空間對(duì)象的影響或作用的不一致性，本文提出一種基于空間位置與空間距離的累計(jì)作用影響模型，實(shí)現(xiàn)以上因子的空間格局累積影響的計(jì)算機(jī)模擬，較好地表達(dá)疫區(qū)、居民區(qū)、交通、大型企業(yè)、大中型在建工程等對(duì)位于不同空間格局上的寄主交叉與累積風(fēng)險(xiǎn)影響的基本規(guī)律。
　　長(zhǎng)期積累的氣象數(shù)據(jù)是描述云南省氣象格局與規(guī)律的基礎(chǔ)，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的研究必不可少，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型投入實(shí)際應(yīng)用后，則需要輸入實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的氣象數(shù)據(jù)以及其它因子的采集數(shù)據(jù)

8、，大面積基于地面采樣的經(jīng)典數(shù)據(jù)采集方法難以支撐應(yīng)用。MODIS衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)能以天為單位獲取地表的物理信息，利用這些信息可快速提取和反演出地面連續(xù)分布、連續(xù)變化的氣象數(shù)據(jù)、地表森林健康變化數(shù)據(jù)，本文開(kāi)展溫度指標(biāo)、濕度指標(biāo)、森林葉面積覆蓋指數(shù)變化、林分郁閉度的反演。為解決實(shí)際應(yīng)用中的連續(xù)氣象因子、森林健康狀況因子采集提供一種全新的思想和手段。
　　在實(shí)現(xiàn)各個(gè)層次因子影響或作用的計(jì)算機(jī)模擬后，依據(jù)專家打分，建立基于各級(jí)指標(biāo)多因子影響層次

9、分析模型，并以100 m的空間柵格表達(dá)這些因子，在GIS系統(tǒng)支持下，實(shí)現(xiàn)各個(gè)因子的風(fēng)險(xiǎn)概率分布地圖的疊加計(jì)算，并進(jìn)行可視化表達(dá)處理，最后得到連續(xù)化、精細(xì)化的云南省松材線蟲(chóng)病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估圖。結(jié)果表明：云南省38.7％國(guó)土面積處于松材線蟲(chóng)病發(fā)生的較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，34.51%針葉林分布區(qū)處于較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。每個(gè)縣級(jí)單位內(nèi)，位于不同生態(tài)格局上的松林都有不同的風(fēng)險(xiǎn)值，這與松林離疫區(qū)、交通要道和居民區(qū)的距離有關(guān)，也與山地微氣候等有關(guān)。利用云南省有兩個(gè)疫點(diǎn)發(fā)生的