[发明专利]一种基于地理信息系统的农业鼠害暴发风险指数评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业有害生物暴发风险评价和预测方法，具体的说是基于地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的鼠害暴发风险指数（Outbreak Risk Index,ORI）评价方法。

背景技术

我国是一个鼠害十分严重的发展中国家。鼠害往往给农田、森林、草原等生态系统造成巨大的损失，严重制约国民经济的增长。据有关部门估计，全国每年因鼠害造成的农田受害面积约4亿亩，粮食损失达1500万吨；草原受害面积约3亿亩，牧草损失数千万吨（王祖望，张知彬，鼠害治理的理论与实践，北京：科学出版社，1996）。害鼠不仅直接危害农作物，还携带多种病原微生物，成为传播疾病的重要媒介，如黑线姬鼠（Apodemus agrarius）是流行性出血热和钩端螺旋体病的传播者。此外，鼠类还给食品、交通、通讯和建筑等行业带来很大的危害。由于我国幅员辽阔、生态类型多样，因此害鼠种类也十分多。在全国范围内都有危害的农、牧业主要鼠害种类包括4科20种（王祖望，张知彬，鼠害治理的理论与实践，北京：科学出版社，1996）。近年来，由于气候变化的加剧，农业鼠害暴发呈现愈加频繁、严重的趋势。一直以来，国家一直十分重视鼠害的防治工作，不断加大研究力度，虽然取得了可喜的成绩，但是仍然没有从根本上解决鼠害严重的问题。

对鼠害暴发风险进行评估是防治鼠害的基础。进行大尺度的风险评估往往由于需要进行实地取样，会耗费大量的财力、物力、人力，因此一直成为鼠害防治技术中的瓶颈。近些年来，由于3S（RS遥感、GPS全球定位系统、GIS地理信息系统）技术的兴起，使得大范围风险评估成为可能。遥感影像具有即时、客观、大尺度的特点，而且自20世纪70年代的遥感影像均能有效获取，因此使得对历史鼠害风险评价和未来鼠害预报亦成为可能。

国外自20世纪30年代开始关注鼠类种群的动态（Elton,C.S.1924.Periodic fluctuation inthe numers of animals:their cases and effects.Experiment Biology）。自Elton以来，鼠害种群研究经历了三个阶段。第一阶段，自19世纪20年代后期至50年代，主要采用观测的方法来探讨种群数量波动，通过经验的积累进行鼠害预报；第二阶段，19世纪50年代20世纪初，实验种群和试验方法得到重视，基于实验数据，开始探讨各类生态因子对害鼠种群的作用的机理，开始数量化各因素的作用大小，建立局域性适用的种群暴发风险评估模型；第三阶段，20世纪初至今，随着植物保护与其它学科开始结合，大尺度、精细化的快速预报方法开始蓬勃发展。2011年Blank,B.F等利用地形、土壤性质等因素对德国的一种主要农业害鼠普通田鼠（Microtus arvalis）进行了大尺度的暴发风险评估（Blank,B.F.,et al.,2011,Topography and soilproperties contribute to regional outbreak risk variability of common voles(Microtus arvalis).WildlifeResearch）。但是该暴发风险评估是基于鼠害暴发后的事后评估，且只使用了地形、土壤两个环境要素，而这两个要素往往并不是影响农业鼠害暴发的关键因子，局限性很强，难于推广。本发明方法一方面由于设计了负反馈权重调整环节，因此能应用在不同农业鼠害暴发风险的评价过程中，并且通过负反馈不断提高评价精度；另一方面本发明考虑了更多影响鼠害暴发风险的环境因子，确保评价的准确性。在城市鼠害管理中，澳大利亚有基于GIS模型的鼠害管理尝试（Traweger，D.and L.Slotta-Bachmayr,2005,Introducing GIS-modelling into the management of a brown ratpopulation in an urban habitat.Journal of Pest Science），但是由于城市鼠害和农业鼠害的暴发机理很不同，该方法中考虑地面类型作为影响鼠害风险的关键因素，但地面类型对农业鼠害鼠害暴发风险影响并不大。在我们的研究中考虑土地利用类型、植被类型等影响不同农业害鼠的关键因子，使得设计的方法具有更广泛的适应性。当然，国外的这些研究为我国建立有效的农业鼠害风险评价模型提供了有益的参考。