[发明专利]一种基于种群模型的害虫预测方法及系统

权利要求书

1.一种基于种群模型的害虫预测方法，其特征在于，包括：

获取当前年份中每天的日平均气温；所述当前年份包括N天；N为365或366；

将初始蛹的数量设置为M，并将所有的日平均气温和所述初始蛹的数量输入至春季羽化模型中，得到第l天由蛹羽化出的成虫数量；所述春季羽化模型包括有效积温模型和累积羽化率模型；1≤l≤L；L＜N；L表示初始蛹的羽化天数；

将前n-1天的成虫数量和第n天对应的日平均气温输入至成虫产卵模型中，得到第n天的成虫的产卵数；所述成虫产卵模型包括成虫老化模型、总产卵量模型、特定年龄产卵模型和特定年龄生存模型；1＜n≤N；

根据第n天的成虫的产卵数和前n-1天的成虫的产卵数，更新得到前n天的成虫的产卵数并存储；

将前n-1天的成虫的产卵数和第n天对应的日平均气温输入至卵发育模型中，得到第n天由卵发育成幼虫的幼虫数量；所述卵发育模型包括卵发育率模型、卵分布模型和卵生存率模型；

根据第n天由卵发育成幼虫的幼虫数量和前n-1天由卵发育成幼虫的幼虫数量，更新得到前n天的幼虫数量并存储；

将前n-1天的由卵发育成幼虫的幼虫数量和第n天对应的日平均气温输入至幼虫发育模型中，得到第n天由幼虫发育成蛹的蛹数量；所述幼虫发育模型包括幼虫发育率模型、幼虫分布模型和幼虫生存率模型；

根据第n天由幼虫发育成蛹的蛹数量和前n-1天由幼虫发育成蛹的蛹数量，更新得到前n天的蛹数量并存储；

将前n-1天的蛹数量和第n天对应的日平均气温输入至蛹发育模型中，得到第n天由蛹羽化出的成虫数量；所述蛹发育模型包括蛹发育率模型、蛹分布模型和蛹生存率模型；

根据第n天由蛹羽化出的成虫数量和前n-1天的成虫数量，更新得到前n天的成虫数量并存储；

判断n是否等于N；

若否，则令n＝n+1，并返回所述将前n-1天的成虫数量和第n天对应的日平均气温输入至成虫产卵模型中，得到第n天的成虫的产卵数；

若是，则输出前n天中每天对应的由蛹羽化出的成虫数量、成虫的产卵数、由卵发育成幼虫的幼虫数量和由幼虫发育成蛹的蛹数量；

所述有效积温模型为：

其中DO表示累计有效积温，T_a表示每日平均气温，LT表示初始蛹的发育起点温度，D表示时间，单位为天；w表示有效积温的累计天数；

所述累积羽化率模型为：

其中，y_4n表示累积羽化率，a₄和b₄为累积羽化率模型的参数；

所述卵发育率模型为：

其中，r₂(T_n)表示第n天的卵发育率，T_n表示第n天对应的日平均气温，T_2max表示卵致死最高温度，ΔT表示卵致死最高温度和最适温度的差值，ρ为卵发育率模型的参数；

所述卵分布模型为：

其中，y_2n表示第n天卵的累积发育完成率，x_2n表示第n天的卵的生理年龄，a₂和b₂为卵分布模型的参数；

所述卵生存率模型为：

f₂(T_n)＝ω₂·exp[1+(ε₂-T_n)/δ₂-exp((ε₂-T_n)/δ₂)]

其中f₂(T_n)表示第n天的卵生存率，ω₂、ε₂和δ₂为卵生存率模型的参数；

所述幼虫发育率模型为：

其中，r₃(T_n)表示第n天的幼虫发育率，T_n表示第n天对应的日平均气温，T_3min表示幼虫发育起点温度，T_3max表示幼虫致死最高温度，c₃为幼虫发育率模型的参数；

所述幼虫分布模型为：

其中，y_3n表示第n天幼虫的累积发育完成率，x_3n表示第n天的幼虫的生理年龄，a₃和b₃为幼虫分布模型的参数；

所述幼虫生存率模型为：

f₃(T_n)＝ω₃·exp[1+(ε₃-T_n)/δ₃-exp((ε₃-T_n)/δ₃)]

其中f₃(T_n)表示第n天的幼虫生存率，ω₃、ε₃和δ₃为幼虫生存率模型的参数；

所述蛹发育率模型为：

其中，r₁(T_n)表示第n天的蛹发育率，T_n表示第n天对应的日平均气温，T_1min表示蛹发育起点温度，T_1max表示蛹致死最高温度，c₁为蛹发育率模型的参数；

所述蛹分布模型为：

其中，y_1n表示第n天蛹的累积发育完成率，x_1n表示第n天的蛹的生理年龄，a₁和b₁为蛹分布模型的参数；

所述蛹生存率模型为：

f₁(T_n)＝ω₁·exp[1+(ε₁-T_n)/δ₁-exp((ε₁-T_n)/δ₁)]

其中f₁(T_n)表示第n天的蛹生存率，ω₁、ε₁和δ₁为蛹生存率模型的参数；

测定卵、幼虫和蛹在不同恒定温度下的发育历期，记录每天的发育和死亡情况，计算出每个温度下卵、幼虫和蛹的发育历期和发育速率，以温度为自变量，用卵发育率模型拟合卵的发育速率，用幼虫发育率模型拟合幼虫的发育速率，用蛹发育率模型拟合蛹的发育速率，用卵生存率模型拟合卵的存活率，用幼虫生存率模型拟合幼虫的存活率，用蛹生存率模型拟合幼虫的存活率；卵、幼虫和蛹的累积发育速率为其生理年龄，基于卵、幼虫和蛹的生理年龄，用分布模型拟合卵、幼虫和蛹每个生理年龄下的累积发育完成率；将初羽化的成虫放在不同恒定温度下，记录每天的产卵量和死亡情况，计算出不同温度下雌虫的平均寿命和产卵量，以温度为自变量，用成虫老化模型拟合成虫老化速率，用总产卵量模型拟合雌虫产卵量，成虫的累积老化速率为其生理年龄，基于成虫的生理年龄，用特定年龄产卵模型模拟成虫的累积产卵率，用特定年龄生存模型模拟成虫的存活率。