小麦条锈病孢子大气传输的数值模拟

论文摘要

由Puccinia striformis f.sp.tritici引起的小麦条锈病是我国小麦最重要的病害之一,屡屡造成严重的产量损失。小麦条锈病菌喜凉怕热,主要在纬度较高或高海拔地区越夏,并且具有远距离气流传播的特点。因此,秋传季节此病害可以传播到广大的小麦种植区。前人研究已经证明西北和川西地区为重要的越夏区,是条锈病控制的重中之重。但是对其传播的具体范围和影响区域尚无比较详细的研究。本文第二章主要利用HYSPLIT-4沉降模式对西北和川西越夏区的条锈病孢子进行连续10年的沉降数值模拟,并使用ArcGIS 9进行栅格化叠加计算,从而算出这些越夏区孢子向外传播的沉降概率分布。根据条锈病孢子的沉降分布概率来研究其传播范围以及对平原冬麦区的影响作用。结果表明:在风场合适的条件下,从甘青高原越夏区起飞的条锈病孢子可以频繁的传播到甘肃中南部的重要越夏区;六盘山越夏区的条锈病孢子在秋季较多的沉降在了宁夏南部和陕西大部分地区,可以影响宁夏和陕西地区及陇南及陇东地区的小麦显病;陇南越夏区的条锈病孢子可以传播到我国黄淮冬麦区、长江中下游及华北平原冬麦区的部分地区影响其秋苗感病,同时根据模拟结果推测陇南越夏区的条锈病菌可对关中地区的秋苗发病有直接影响。陇南地区还可以为四川盆地和陕西南部冬繁区提供大量的冬繁菌源。西北越夏区之间可以进行很好的菌源交流。川西地区的凉山、阿坝和甘孜越夏区可以为西北越夏区带来充足的孢子,促进菌源交流。川西越夏区条锈病孢子可以为四川盆地冬繁区带去大量的冬繁孢子,影响来年早春的锈病流行。川西越夏区到达黄淮海冬麦区、长江中下游冬麦区和华北冬麦区的概率较小,但是在合适的条件下可以影响到陕南及重庆地区的麦苗发病。西北和川西越夏区之间可以进行很好的菌源交流,进一步说明了前人关于西北和川西北越夏区连成一片的论断。早春本地麦苗的突然发病很多时候是由条锈病孢子的远距离入侵引起。为了解入侵本地麦苗的菌源地和入侵轨迹路径,本文第三章利用HYSPLIT-4传输、扩散模式根据气流变化对2002年4月15日我国河南省部分县市捕捉到的条锈病原孢子进行长距离输送数值模拟,并分析该过程中轨迹所经过的区域站点和空中孢子浓度的变化。结果显示此次入侵河南部分县市的条锈病菌来源并非单一,主要包括西北方向的甘-陕-晋线和西南方向的贵-渝-鄂线,孢子传输主要在低压稳定气流中进行。此次入侵影响范围还包括甘肃东南部、四川东部、湖北北部、陕西南部和山西大部。其中西北方向来源的孢子质量浓度和影响区域范围要大于西南方向。本研究对条锈病的短期预报预警有一定的现实意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 小麦条锈病的发生危害及其流行规律
• 1.1 我国小麦条锈病发生情况
• 1.2 我国对小麦条锈病的防治
• 1.3 小麦条锈病研究现状
• 1.3.1 我国小麦条锈病的流行规律
• 1.3.2 我国小麦条锈病流行区域的划分
• 1.3.3 小麦条锈病空间传播路线
• 1.3.4 小麦条锈病发生条件
• 1.3.5 气象条件对条锈病流行的影响
• 1.4 存在的一些问题
• 2 数值模拟及其在植保上的应用
• 2.1 数值模拟计算方法
• 2.2 数值模拟在迁飞昆虫中的应用
• 2.3 数值模拟在病害流行中的应用
• 3 研究的目的和意义
• 第二章 数据的预处理及小麦条锈病数值模型的构建
• 1 数据的预处理
• 1.1 气象资料
• 1.2 病情资料
• 1.3 空间数据
• 2 数值模型的构建
• 2.1 轨迹计算
• 2.2 浓度计算
• 2.3 干、湿清除过程
• 第三章 西北和川西越夏区条锈病孢子秋传的数值模拟
• 1 材料和方法
• 1.1 数据资料
• 1.2 HYSPLIT模式简介
• 1.3 典型越夏区的选取
• 1.4 模拟参数设置及数据处理
• 2 模拟结果与分析
• 2.1 西北越夏区
• 2.1.1 甘青高原越夏区
• 2.1.2 六盘山越夏区
• 2.1.3 陇南南部越夏区及渭河上游越夏区
• 2.1.4 陇南及中部越夏区
• 2.2 川西越夏区
• 2.2.1 阿坝越夏区
• 2.2.2 甘孜越夏区
• 2.2.3 凉山越夏区
• 3 讨论
• 第四章 小麦条锈病原孢子远距离传输的数值模拟
• 1 资料和方法
• 1.1 病情资料
• 1.2 气象及地图数据
• 2 结果与分析
• 2.1 小麦条锈病原孢子监测情况
• 2.2 逆向轨迹分析
• 2.3 空中孢子浓度分析
• 3 讨论
• 第五章 全文总结与讨论
• 1 结论
• 2 讨论
• 参考文献
• 致谢