Chúng ta có thể kết hợp mô hình động thái quần thể sâu róm thông theo thời gian và mô hình di c theo không gian để tiến hành mô phỏng động thái sâu, dự báo lợng phát sinh và diện tích phát sinh sau một thời gian nhất định. Sau đây chúng ta nêu ra phơng pháp dự báo cụ thể
Ví dụ ở một khu vực có sâu róm thông mỗi năm có 2-3 lứa,G=3, tỷ lệ phân hoá là GP. Giả thiết năm 1989 mật độ loài MSm,n trong đó m là số lứa (qua dông m=0), n là biến thái sâu (n=1,2,3,4,5) sâu non tuổi 1, tuổi 4, nhộng, sâu trởng thành, năm 1990 MS*
m,n
Căn cứ mô hình động thái quần thể theo thời gian ta đợc: MS1,5 =MSm,n.S2,1.S3,1.S4,1
thông qua mô hình di chuyển không gian ta đợc tỷ lệ di chuyển lứa sau là P1(i,j,i’,j’) và mật dộ trứng lứa sau MS2.1
khi đó sâu róm thông bắt đầu phân hoá một phần tiếp tục phát dục.MS2.2.GP.
MS2.5 = MS2.2. GP.S2.2. S3.2.S4.2
Cũng nh vậy thông qua mô hình di chuyển mật độ sâu tuổi 1 lứa thứ 3 là MS3.2.
Khi qua đông mật độ quần thể SRT là: MS0.2 = MS2.2(1-GP)+MS3.2 Mật độ sâu trởng thành lứa này là:
MS0.5 =S0.MS0.2.S2.0.S4.0
trong đó S0 là tỷ lệ sống sót sâu non kỳ qua đông.
Lợi dụng mô hình di chuyển ta có thể tính ra mật độ trứng lứa 1 năm 1991 MS*
1.1, mật độ sâu non tuổi 4 sẽ là: MS*
1.4 =MS*
1.1.S2.1.S3.1.S4.1
Si.j trong quá trình dự báo đều là hàm số các thông tin khí tợng và sinh cảnh, kiểtu biểu đạt cụ thể phải xem mô hình theo thời gian. Khi sử dụng phải có thông tin tơng ứng thay vào công thức.
Thông qua dự tính dự báo mật độ ta có thể dễ dàng dự tính dự báo lợng phát sinh,nơi phát sinh và diện tích phát sinh.
Nghiệm chứng hệ thống dự báo
Sau khi điều tra 2000ha, mỗi năm 2-3 lứa ở An Huy, thờng gây dịch. Cơ bản là rừng thuần loài. thực bì chủ yếu là cỏ dại, chia ra 42x54 ô. Cạnh mỗi ô 100m. Thông qua điều tra mẫu thu đợc các số liệu điều kiện
sinh cảnh trong ô, năm 1988 điều tra tình hình tổn thất lá kim. Đến năm 1996 dự báo quần thể SRT qua đông qua 3-4 năm về cơ bản nhất trí với thực tế.
8.6.4. Mô hình dự báo hệ thống tác dụng giữa các loài
Trong giới tự nhiên, quan hệ tơng hỗ giữa các loài rất phức tạp, dể tiện việc nghiên cu ngời ta thờng bắt đầu từ dự báo quần thể một loài, nhng nghiên cứu hai loài, gần 20 năm nay, các nhà sinh thái học côn trùng và dịch bệnh cây đã xuất phát từ quan điểm sinh thái học đã nêu ra mô hình dự báo hệ thống nhiều loài sâu bệnh hại.
8.6.4.1.Mô hình 1 vật bắt mồi bắt hai loại mồi
Công thức Murdoch,1969. Q =CiFi/(CiFi+1-Fi)
Trong đó Ci là tham số chọn lọc của vật bắt mồi đối với i mồi;Fi tỷ lệ tổng số mồi i chiếm tổng số mồi trong môi trờng..
mô hình dự báo nhiều bệnh hại hỗn c
nhiều bệnh cùng xâm nhiễm vào bộ phận bị bệnh, chúng coá quan hệ cạnh tranh trong không gian thì ta cần xử lý từng loài bệnh hại
mi =-ln(1-yi)
xi = [1-exp(-Σm1)]mi/Σmi (i =1,...,n)
trong dó mi là số chuyển đổi xâm nhiễm trùng lặp theo tỷ lệ phần trăm điểm xâm nhiễm co i bệnh; yi là tỷ lệ % dỉem xâm nhiễm khi phát sinh đơn độc của i bệnh; xi là tỷ lệ xâm nhiễm thực tế khi các loài sống hỗn c, n là số loài bệnh hại.
8.6.4.2. Mô hình dự báo nhiều loại bệnh hỗn sinh (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cùng một bộ phận bị bệnh có nhiều loại bệnh có tác dụng cạnh tranh nhau trong không gian thì phải xử lý theo nguyên lý và phơng pháp xam nhiễm trùng lặp một loại bệnh theo công thức:
Mi = -ln(1-yi)
Xi =[1-exp(-Σmi)]mi / Σmi ( i = 1,...n)
Trong đó: mi là số chuyển trùng lặp theo tỷ lệ phần trăm của điểm xâm nhiễm bệnh của loài thứ i ; yi là tỷ lệ điểm xâm nhiễm khi phát sinh đơn độc của loài thứ i; xi là tỷ lệ điểm xâm nhiễm phát sinh thực tế của loại bệnh thứ i khi có nhiều loài hỗn sinh; n là số loài bệnh hại.
5.4.3.Mô hình phân biệt hai loài bắt mồi và trong đó có 1 loài bị bắt
Loài bắt mồi P bắt mồi loài N nhng loài P lại bị loài Q bắt thì ta có: Nt+1 =Ntf0(Nt)(1-P1(t)
Pt+1 = C1NtP1(Pt)(1-P2(Qt) Q = C2NtP1 (Pt)P’2(Qt)
trong đó Nt,Nt+1,Pt,Pt+1,Qt,Qt+1 là số lợng 2 vật bắt mồi có 1 vật bị bắt thế hệ 1 và thế hệ t+1; P2’(Qi) là xác xuất tác dụng Q đối với N vợt quá một số thành viên trong P ;P1(Pt) là xác xuất tác dụng P đối với N vợt quá một số thành viên trong P.
Tóm lại mô hình dự báo tác dụng tơng hỗ giữa các loài trong quần xã sâu bệnh rất khác nhau theo quan hệ tác dụng, vị trí bị hại, số lợng
quần thể loài. Nói chung biến đổi ban đầu do số lợng loài ban đầu ít, số l- ợng cá thể cũng ít, cho nên tác dụng giữa chúng không rõ nét, nhng tuỳ theo sự phát triển của hệ sinh vật gây hại, tác dụng giữa các quần thể loài càng rõ nét hơn, cho nên dùng mô hình toán học thể hiện mối quan hệ tác dụng giữa nhiều loài để dự báo là điều quan trọng.
8.6.5.Mô hình vật gây hại đối với tổn thất cây rừng
Sâu bệnh hại cây rừng rất nhiều loại gây hại trên nhiều bộ phận của cây rừng. Những vật gây hại đó gây ra những tổn thất cho cây rừng. Tổn thất có hai loại: một loại theo nghĩa rộng bao gồm tổn thất trực tiếp nh sản lợng, chất lợng, chi phí phòng trừ và tổn thất gián tiếp bao gồm bảo vệ môi trờng, mậu dịch thơng nghiệp,gia công chế biến.Một loại theo nghĩa hẹp là chỉ sự giảm giá trị sản lợng (bao gồm số lợng và chất lợng). Ngời ta thờng nghiêng về loại thứ hai.
Nhng tổn thất của sâu bệnh cây rừng gây ra không chỉ là hàm số mật độ sâu bệnh hại, mà còn là hàm số của tập tính sâu bệnh đặc tính sinh vật học của cây rừng. Trong đó mỗi một nhân tố ít nhiều chịu ảnh hởng của nhân tố khí hậu và các nhân tố sinh vật khác, kết quả cuối cùng là tổn thất kinh tế do sâu bệnh gây ra. Cho nên tìm hiểu đặc tính gây hại và phản ứng sinh lý của cây bị hại, tìm hiểu ảnh hởng của sâu bệnh đến các nhân tố cấu thành kết cấu thể tích gỗ và mối quan hệ giữa chúng với môi trờng làm cơ sở lý luận cho việc đánh giá tổn thất cây rừng.
8.6.5.1.Những mô hình tổn thất gây ra do sâu bệnh
(1)Mô hình sâu chích hút tác dụng đến sinh trởng
Đặc trng của sâu chích hút là làm giảm diện tích lá, vàng lá và chết khô nh nhện đỏ
+Mô hình tổn thất diện tích lá (Wu Kongming,1989)
St =s(m(t)) + Sτ(t)
trong đó Sτ(t) là sai số diện tích lá ở thời diểm t so với diện tích lá đối chứng;S(m(t)) là diện tích đốm tích luỹ do mất màu xanh và chết, trong đó:
m(t) =∫ m(t)dt
trong đó t là thời gian điều tra, để tiện việc tính toán có thể lất t=1 khi nhện bắt đầu gây hại;m(t) là số nhện luỹ tích trên lá,m(t) có thể dùng công thức sau để tính ra:
m(t) = 1 [a1 +2a2 +2a3 +...+ 2an-1 +an] a
trong đó t là khoảng cách thời gian 2 lần điều tra;a1,a2,...an là số sâu bình quân n lần điều tra.
Sau đó ta có thể lập mô hình mối quan hệ diện tích các đốm bị hại.
+Mô hình quan hệ nhện hại quả với sinh trởng quả
Tanigoshi (1981) nghiên cứu 3 lóài nhện vờn quả Washington cho rằng trong mùa sinh trởng sinh trởng của quả có thể lấy số liệu hàng tuần (I) và tác hại của nhên (M) có tơng quan với nhau theo quan hệ tuyến tính:
trong đó:P là chỉ số của M, khi P lệch thì mức độ cong càng lớn. b0 là độ lệch và chịu ảnh hởng của nhiều nhân tố:
b0 =f(độ lớn quả) + f(khí hậu)+f(trồng trọt)+...và ta có: I = b0 +b1(wv)p1 + b2(Wx)p2 +b3(yz)p3
trong đó wv số ngày bị hại và mật độ quần thể của nhện McDaniel;Wx là số ngày và mật độ bị hại của nhện Europian,yz là số ngày và mật độ của nhện gỉ.
(2).Mô hình hồi quy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mô hình này là lấy mật độ sâu hại hoặc chỉ số bệnh (hoặc mức độ bị hại của cây) làm hàm số, tổn thất sản lợng làm biến số. Mô hình hồi quy có thể là một nhân tố và nhiều nhân tố. Mô hình một nhân tố lại đợc chia ra mô hình bị hại một kỳ chủ yếu và mô hình bị hại nhiều kỳ và mô hình tăng giảm sâu bệnh.
+Mô hình bị hại kỳ chủ yếu
y =a+bx
trong đó y là tổn thất, x là bị hại kỳ chủ yếu.
+Mô hình bị hại nhiều kỳ
y =a0 + a1x1 +a2x2+...+ anxn
trong đó xi (i=1,2,3...,n) là mức độ bị hại(hoặc mật độ sâu hoặc dịch bệnh) các kỳ;ai là tham số
+Mô hình diện tích dới dạng đờng cong tăng giảm sâu bệnh.
Loại này có thể xem nh phát triển mô hình bị hại nhiều kỳ, công thức đó là: y = a+bx
trong đó y là tổn thất, x là diện tích dịch hay sâu hại tăng giảm. Mô hình này thờng đợc ứng dụng nhiều cho việc đánh giá tổn thất bệnh cây, với tình hình sâu bệnh hại kéo dài. Chúng thể hiện mối quan hệ tình hình phát triển số lợng sâu bệnh với tổn thất sản lợng. Nhng khi quan sát tỷ mỷ do mật độ sâu hại khá đồng đều nên ta thờng coi nh đồng đều thực tế saau bệnh khác nhau có thể diện tích gần nh nhau nhng tổn thất lại rất khác nhau, cho nên khi sử dụng mô hình cần phải mật độ sâu hay mức độ bị hại khác nhau, tác dụng tổn thất về cơ bản nh nhau.
Ba loại mô hình 1 nhân tố trên đều dựa vào mật độ sâu bệnh để đánh giá tổn thất, cho nên tính chính xác không cao.
Mô hình nhiều nhân tố bao gồm mật độ sâu hoặc mức độ bị hại, còn gồm cả các nhân tố khác, mô hình nh sau:
y = a0 + a1x1 + a2x2 + ...+anxn
trong đó y là tổn thất, xi là các nhân tố cần xem xét; ai là tham số.
(3)Mô hình phi tuyến tính (không đờng thẳng)
Phần lớn sâu bệnh hại có mối quan hệ giữa mật độ với tổn thất không phải là đờng thẳng, cho nên phải dùng một đờng cong nào đó để thể hiện
Mô hình phi tuyến tính có rất nhiều, có thể giới thiệu 2 loại mô hình sau:
L =blnx L = b1xb2 L = b1x + b2x2 L = b1x +b2x2 + b3x3
trong đó L là sự tổn thất,x là mật độ sâu hoặc chỉ số bệnh.
+Mô hình Madden (1981)
L = 1-exp{-[(x-d)/b]2 ± u
trong đó L là mức độ tổn thất; x là mức độ sâu bệnh hại(hoặc tỷ lệ bị hại hoặc mức độ bị bệnh); d,b,s là hằng số, ý nghĩa sinh học là ở chỗ: d là mức độ chịu đwngj của cây;b là mức độ bị hại hoặc tham số độ lệch; s là tham số dạng đờng cong; u là sai số ngẫu nhiên.
(4).Mô hình nhiều chiều
y =b0ϕ(x) +b1ϕ1(x) +...+ bmϕm(x) ϕ0(t) =1 ϕ1(t) = t ϕ2(t) = t2-1(n2 -1)/12 ϕ3(t) = t3 -1(3n2-7) t/20 ϕ4(t) = t4 – (1/14) (3n2-13) t2 +(3/560)(n2 –1)(n2-9) ϕ5 (t) =t5- (5/18)(n2 –7) t3+(1/1008)(15n4 - 230n2 +407)t trong dó t =x-(n+1)/2; ϕk+1(t) = ϕ1(t)ϕk(t) - k2(n2-k2) ϕk-1(t) 4(4k2 -1)
Thông thờng khi trị số quan sát không phức tạp, chỉ chọn 3 lần nhiều hạng mục; nếu quá phức tạp ta thờng chọn 5 hạng mục.Khi xây dựng mô hình ta có thể theo các bớc sau:
(1) Do có n lần quan sát chọn công thức nhiều chiều thích hợp. (2) Lập biểu ghi chép giá trị ϕi(t),Si và yi
(3) Tính toán giá trị Bi; Bi =Σϕi(l)yi (4) Tính toán hệ số: bi =Σϕi(l)yi/Si = Bi/Si
(5) Tính tổng bình phơng: M = biBi = Bi2/Si =(Σϕi(l)yi)2/Si) (6) Tra biểu kiểm nghiệm F, tính toán tính rõ rệt của ϕi (7) Xây dựng mô hình nhiều chiều.
(5).Mô hình hệ thống
Trong mô hình đánh giá tổn thất trên sản lợng là một số tĩnh. Thực tế là sự hình thành sản lợng là một quá trình, các nhân tố cấu thành số l- ợng là sự hình thành theo thứ tự của một quá trình phát dục thực vật, tổn thất sản lợng cũng liên quan với động thái quần thể, động thái sinh trởng cây và sự biến đổi môi trờng. Để phản ánh qúa trình động thái sự tổn thất trớc mắt nhiều ngời đều dùng phơng pháp mô hình hệ thống để mô phỏng sự biến đổi hệ sinh thái thực vật-vật gây hại. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mô hình hệ thống dùng để đánh giá tổn thất. Dới đây xin giới thiệu mô hình hệ thống sâu róm thông đuôi ngựa của Li Dianmo (1990) nh sau:. Mô hình này nhằm giải quyết 2 vấn đề;
a/ Quan sát đặc trng động thái quần thể loài
Mỗi năm có 3-4 lứa sâu, quan sát ghi chép các giai đoạn phát dục và lợng lá bị ăn. Quan sát tỷ lệ cái/đực, lợng trứng đẻ, tỷ lệ sống sót thời kỳ nhộng, tỷ lệ sâu trởng thành và lợng đẻ trứng, tỷ lệ phân hoá lứa 3 và 4. thông qua biểu vòng đời khi quan sát ngoài rừng và quan sát mức độ bị hại khác nhau ta thu đợctỷ lệ sống sót các giai đoạn khác nhau của SRT.
b/ Mô phỏng động thái quần thể
+ Mô hình quan hệ mức độ bị hại với tỷ lệ sống SRT.
Sau khi ta có số liệu mức độ bị hại, tỷ lệ sống sót các giai đoạn và tỷ lệ cái đực của sâu trởng thành, lợng trứng đẻ. Ta biểu thị mối quan hệ tỷ lệ sống sót và tỷ lệ mất lá thông nh sau:
m = A1-k∫ e(x-u)2dx θ2
trong đó m =S(i) /S0(i); A =∫ e(x-u)2dx θ2
S0(i) biểu hiện tỷ lệ sống giai đoạn i SRT trong khi bị hại không rõ rệt; S(i) tỷ lệ sống thực tế cua SRT; m là tỷ lệ sống sót tơng đối biểu thị trạng thái bị hại ảnh hởng đến tỷ lệ sống của SRT; D là tỷ lệ lá thông bị mất đi; x,u, θ là tham số mô hình.
k là giới hạn dới của tỷ lệ sống sót nó phản ánh khả năng chống chịu sự khắc nghiệt của môi trờng. Trong các giai đoạn khác nhau có thể chọn các x,u, θ khác nhau, để mô hình phản ánh chính xác quan hệ giữa tỷ lệ sống và tỷ lệ mất lá
+ Mô phỏng động thái quần thể SRT
Căn cứ vào tỷ lệ sống sót các lứa SRT, kết hợp với mô hình sinh trởng lá thông ta có mô hình theo sơ đồ (hình vẽ)
Sự phát dịch SRT thờng theo chu kỳ. (hình)
Đánh giá tổn thất. Khi thông bị hại thờng ảnh hởng chậm chạp đến sninh trởng.Trong đìều kiện khắc nghiệt
có thể làm cho cây chết.
Cho nên ta cần xem xét 2 vấn đề:
hiệu quả phòng trừ và giá thành phòng trừ. Hiệu quả phòng trừ liên quan đến tổn thất gỗ giá thành phòng trừ liên quan với phơng pháp phòng trừ.
Chúng là mục tiêu cơ bản của quản lý tối u hoá
Mô hình sinh trởng của cây theo hình chữ S, cây non nhanh hơn cây già. Phơng trình nh sau:
W =a(Age)b
trong đó W là thể tích gỗ (m3),Age là tuổi cây; a,b mô phỏng theo nhân đôi nhỏ nhấtlà: a= 2,0897x10-5; b=2,8868; r =0,9913
GWR =(1+Age-1)b –1
Năm 1987 Li nghiên cứu quan hệ sâu hại với GWR nh sau: DGWR =α + β.Age+γ.DEF2
trong đó DGWF là lợng giảm bớt của GWR;DEF là tỷ lệ mất lá cây thông; α . β.γ là tham số.
khi DEF =0 thì DGWR =0
TT(m2) TT(m2)
Tuổi Tuổi
Sơ đồ tổn thất gỗ khác nhau theo mức độ bị hại và tuổi khác nhau.
Sơ đồ trên đây nói rõ sau khi bị sâu hại tổn thất gây ra lớn hay nhỏ phụ thuộc vào tuổi cây. Tuổi 4 có các đỉnh cao nên ta cần chú ý, các tuổi khác thấp hơn.
Năm 1985 Chen Taoyuan đã xây dựng mô hình hồi quy đánh giá l- ợng mất lá thông nh sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
FLG = -1,4688 + 0,054627D2 FLM =862,4(Age)1,7234
trong đó FLG là trọng lợng lá tơi (kg);D là đờng kính (cm);FLM số lá kim.
FLM =3,40x10-8 xFLL
trong đó FLL là độ dài lá kim (cm). Căn cứ vào độ dài lá kim theo mùa dùng lợng lá bị SRT ăn có thể tính mức độ tổn thất.
Sơ đồ khung kết cấu mô phỏng nh sau:
t
tuổi cây D cây
lợng lá
lá mùa động thái lợng lá
động thái sâu tỷ lệ mất lá
8.6.5.2. Những mô hình tổn thất sản lợng do sâu bệnh trong không gian
Quần thể loài sâu bệnh phân bố theo không gian và có quan hệ gây ra tổn thất khác nhau, bởi vì do hình thức cạnh tranh khác nhau.
Khi sâu bệnh phân bố ngẫu nhiên, xác xuất tác hại tren cây trong lâm