[发明专利]一种昆虫发育有效积温、溢出积温计算的方法

说明书

技术领域

本发明涉及昆虫发育领域，具体地涉及一种昆虫发育有效积温、溢出积温计算的方法。

背景技术

昆虫属变温动物，其生长发育有一定的温度范围。而昆虫完成某一发育阶段所需要的总热量为一常数，即总积温，也称为有效积温法则。即T=C+K/N，其中C为发育起点温度(℃)，K为有效积温(day·degree)，T为温度(℃)，N为发育历期(d)。有效积温法则可以用来预测自然条件下昆虫发育进度（张孝羲,2002）。在实际预测预报中我们获得的温度数据一般只有每旬（天）的平均值、最高温和最低温。研究发现选择的基础数据不同会影响积温计算准确性(Watanabe & Xiao，1981)，例如运用最高、最低温模拟有效积温准确性要高于平均温度。但这一方法不能准确描述温度变化趋势（Frouzet al.，，2002;Son & Lewis，2005）。

昆虫发育有效积温的计算还涉及到发育上限温度，一般是通过Monte Carlo模型及其他模型模拟实现的（Zanet al.，2010）。通过比较Briere模型、Lactin模型、Logan模型、Taylor模型、Sharpe & Michele模型等几种常见模型，发现不同模型都存在一些缺点(Jean-Francois & Pascale，1998；Zanet al.，2010)。例如运用Lactin模型发现：第一，参数初始值设置无法合理解释，不同的初始值得到不同的结果；第二，非线性求解时，得到的只能是近似解，无法得到最终解。我们认为利用这些模型计算昆虫发育上限温度或有效积温都会产生偏差，主要是由于基础数据即自变量的选择不够准确。因此如何消除基于均温，最高、最低温计算有效积温这些方法带来的偏差，对于我们准确预测昆虫在自然条件下发育进度具有非常重要的意义。

自然条件下温度变化一般符合正弦变化趋势，因此前人也曾利用积分方法计算昆虫发育有效积温（Allen，1976；Pruess，1983；Higleyet al.，1986）。但一般是利用日（旬）均温，最高、最低温作为基础数据进行积分计算（Lischkeet al.，1997a；Lischkeet al.，1997b Zanet al.，2010），这种方法模拟实际温度变化存在一些缺点，尤其是在气温变化幅度较大的高原地区；目前很难消除这些计算带来的误差。

本发明发现根据气象站监测到的数据或者气象数据库获得的温度数据以日均温、旬均温、日最高温、日最低温、旬最高温、旬最低温等不能有效预测昆虫发育进度。本发明试图找到一种更精确的计算方法，经过反应研究，本发明验证通过监测24h数据变化就可达到数据精确性。而不必使用30min、15min或1min的数据。

本发明研究发现，利用HOBO Pro v2系列温湿度传感器可以记录每秒钟的温度数据，可以真实反映温度变化情况。为简化计算过程中操作步骤，本发明以每小时为单位记录温度变化，通过模拟数据变化曲线；结合昆虫发育起点温度，积分法计算昆虫发育有效积温。

发明内容

本发明的目的是提供一种昆虫发育有效积温计算的方法。

本发明的另一目的是提供昆虫发育溢出积温计算的方法

根据本发明的方法，利用HOBO Pro v2系列温湿度传感器记录每小时温度变化，每天获得24个温度数据，结合Matlab R2011b软件以24h温度变化为变量，模拟每日温度变化曲线；再结合昆虫发育起点温度，计算超出发育起点温度的面积即为昆虫每日发育有效积温。

根据本发明的计算昆虫发育有效积温的方法包括以下步骤：

（1）模拟任意日温度变化曲线，记录当日每小时温度变化，每天获得24个温度数据，模拟该日温度变化曲线得到函数；

（2）根据昆虫发育起点温度计算当日的有效积温，

公式：K=∑N[∫T(a,b)-C*(b-a)]/24，C为发育起点温度，a和b为每天24h温度变化曲线和直线y=C的两个交点。

根据本发明的具体实施方式，以2011年4月12日廊坊、东南飞蝗虫为例，所述方法包括以下步骤：