第七章 植物病害流行的预测课件

植物病害流行的预测第七章第七章植物病害流行的预测主要内容：第一节植物病害预测的概念第二节植物病害预测的原理第三节植物病害预测的要素第四节植物病害流行预测的依据第五节植物病害预测的方法第七章植物病害流行的预测1.预测的由来、发展和意义古代预言家、占卜者、星相学家气象学中的物候预测法：

燕子低飞蛇过道，蚂蚁搬家山戴帽；水缸出汗蛤蟆叫，必有大雨到。第一节植物病害预测的概念第七章植物病害流行的预测龟背潮，下雨兆；泥鳅静，天气晴。桃花开，燕子来，准备谷种下田畈。柳树发芽暖洋洋，冷天不会有几长。荷花开，秧正栽；菊花黄，种麦忙。桐子树开花，霜雪不再落。第七章植物病害流行的预测预测的概念与预测学：1943年，德国政治学教授费勒希特海姆创用了“未来学”(Thefuturestudy)，它包括未来预测和未来研究两方面。形成独立的一门学科，即预测学(ForecastingScience)第七章植物病害流行的预测60年代,预测学从纯理论转向实际应用,研究领域从社会科学转向自然科学和工程技术,从而取得了长足的发展。凡事预则立，不预则废。“预”即指预测，“立”即指成功。第七章植物病害流行的预测预测的概念：科学发展的预测阶段是在揭示客观事物发展规律的基础上，展望未来，预测尚未发生，而又必然发生的现象。（夏禹龙等(1982)《软科学》）第七章植物病害流行的预测科学的预测：是依据已知的科学事实、科学理论、科学思想和科学方法，揭示客观事物的发展规律，推测未来必然或可能发生的现象。马海平等(1987)《新兴科学概要》预测的概念：第七章植物病害流行的预测科学的预测，指的是在正确的理论指导下，在自觉地认识客观规律的基础上，借助于科学预测的技术和方法，对大量信息资料进行系统分析，揭示出客观事物发展过程的本质联系和必然趋势。冯之浚等(1987)为预测作出以下定义：第七章植物病害流行的预测他们还特别指出预测的概率性，即：预测分析是对未来事件或现在的事件的未来后果作出估计，将未来事件或者说可能性空间缩小到一定的程度，以利于人类的活动。冯之浚等(1987)为预测作出以下定义：第七章植物病害流行的预测预测的实质：掌握变化的原因；了解变化的状态；从量的变化中找出因果关系；从变化中找出规律性的东西对未来进行判断。第七章植物病害流行的预测预测的作用：减少对未来事物认识的不确定性；是决策的前提，科学预测是正确决策的依据。第七章植物病害流行的预测预测的特点：根据统计资料和目前信息，运用一定程序、方法和模型，分析预测对象与相关因素的相互联系，而揭示预测对象特性和变化规律。科学性：第七章植物病害流行的预测预测的特点：受许多随机因素的影响，事前预测的结果，往往与将来实际发生的结果有一定偏差。近似性：第七章植物病害流行的预测预测的特点：对预测对象的认识常受知识、经验、观察和分析能力限制，又掌握资料和信息不够准确完整，或建模时简化等，导致预测的分析不够全面。局限性：第七章植物病害流行的预测我国的病虫害预测预报工作始于本世纪50年代。1955年农业部颁布了“农作物病虫预测预报方案”，测报对象包括两种病害，即马铃薯晚疫病和稻瘟病。1979年农业部农作物病虫测报总站组织修订了稻、麦、旱粮、棉花、油料作物上的34种病虫害测报方法。我国病虫害预测预报研究与发展：第七章植物病害流行的预测从1987年开始组织制定病虫测报规范。在病虫信息传递技术上也推广了模式电报。

20世纪90年代中期又开展了全国病虫测报系统计算机联网工作。第七章植物病害流行的预测植物病害预测是在认识病害发生发展规律的基础上利用已知客观规律展望未来的思维活动。在认识的多层次体系中，预测学着重研究信息的提取、传递和加工，以上升为预测规律，而对植物病害系统结构的分析和建立一定的模型是预测研究的核心。第七章植物病害流行的预测植物病害预测概念的归纳：(1)

植物病害预测是人对病害发展趋势或未来状况的推测和判断，是主观见之于客观的一种活动，属于软科学；第七章植物病害流行的预测植物病害预测概念的归纳：(2)

病害预测是在认识病害客观动态规律的基础上展望未来。而这种认识又是对大量病害流行事实所表露的信息资料进行加工和系统分析的过程，有关生物学、病理学、生态学等科学理论、科学思想和科学模式则是现有认识的结晶，也是预测的依据；第七章植物病害流行的预测(3)

预测是概率性的。其本质是将未来事件或者说可能性空间缩小到一定的程度，只是对某一尚不确知的病害事件作出相对准确的表述；(4)

目的：是为了现在，在可能预见的前景和后果面前，决定我们应该采取何种正确防治决策。第七章植物病害流行的预测预测是可能的。“承认外部世界的客观实在性和外部自然界的规律并且认为人完全可以认识这个世界和这些规律”(《列宁全集》14卷,194页)。第二节植物病害预测的原理第七章植物病害流行的预测预测的一般原理是建立在一般系统论的结构模型理论的基础之上的。列宁指出：“规律就是关系……本质的关系或本质之间的关系”。第二节植物病害预测的原理第七章植物病害流行的预测预测分析就是根据客观事物的过去和现在的已知状态和变化过程，来分析和研究预测规律，再应用预测规律来进行科学预测。第七章植物病害流行的预测植物物病理学、微生物学、生态学、气象学、流行学等多学科研究成果、理论和知识以及有关专家的智能都可以作为预测规律，再结合当地的其它环境因素的分析，共同构建了植物病害预测模型。第七章植物病害流行的预测利用预测规律时要遵守惯性原则和类推原则。惯性定理：当某一病害系统的结构没有发生大的变化时，未来的变化率应该等于或基本等于过去的变化率。第七章植物病害流行的预测利用预测规律时要遵守惯性原则和类推原则。惯性定理可以采用以下公式：其中X0、X1、X2分别表示病害的初始状态、现实状态和未来状态；t为时间；∫为积分符号；r1和r2分别表示过去和未来的变化速率。第七章植物病害流行的预测类推原则：基于自然存在的因果关系和/或协同（或同步）变化现象。第七章植物病害流行的预测在农田生态系统或更大的生态系统中的不同事物，特别是一些生物同时感受到环境的某一些影响而同时发生一些变化，或者由于系统的整体性，某一组分的变化可以导致一系列的连锁反应，由此引发了预测的类推原则和类推预测方法。第七章植物病害流行的预测第三节预测的基础和要素开展预测工作的首要前提是社会需求。预测的对象应该是在生产上为害最大或较大的病害；越是发生时间、发生频率、发生程度、发生范围变化大的病害，其预测的意义也越大，应优先列入预测对象的名单。第七章植物病害流行的预测预测研究可以归结为寻找预测规律和利用预测规律两方面。在寻找预测规律时所需要的条件即成为预测的基础，而进行预测所必备的条件则成为预测要素。第七章植物病害流行的预测一、植物病害预测要素：病害发生规律：客观事物的基本特性。历史资料：根据客观事物的过去的已知状态和变化过程，来分析和研究预测规律，实时资料：已经得到的与预测事件有关的当前信息。未来资料：从当前时间至预测事件期间所需要的有关资料。第七章植物病害流行的预测一、经验思考和病害系统结构模型经验思考：是指参与预测人员的经验、有关植物病理学知识和逻辑思维能力，它们是预测的首要基础。第七章植物病害流行的预测预测者根据已有的经验思考可以构建预测对象的系统结构模型（或称物理模型）。能够体现预测者对预测对象的总体认识。建立一个稳定的预测机构和提高预测者的素质是搞好预测工作的首要基础。第七章植物病害流行的预测二、情报资料和数学模型情报资料是预测的重要基础之一，是预测信息的载体。情报资料包括观念和数据，观念可以理解为对客观事物的认识。数据资料则是开展定量研究的客观依据。现代通讯设备和信息系统将提供许多方便。第七章植物病害流行的预测选择适当的数学方法是建立良好预测模型的前提：概率论和数理统计、回归和逐步回归、模糊和灰色算法等在预测研究诸要素中，建立正确的物理模型是至关重要的。三、科学合理的数学方法第七章植物病害流行的预测具体的预测方法固然重要，但是不能代替实质的分析。好的数学模型应该是客观规律的代表，其参数又是系统特性的代表。第七章植物病害流行的预测(1)明确预测主题：预测对象、范围，预测期限、项目和精确度；(2)

收集背景资料。在此基础上不断完善预测病害系统的结构模型；(3)选择预测方法，建立预测模型；四、预测研究的一般步骤第七章植物病害流行的预测(4)

预测和检验：评价各种模型的优劣；(5)实际应用：在生产中进一步检验预测模型和不断改进。四、预测研究的一般步骤在上述程序中，还要不断反馈。通过多次循环往复才能形成比较合理的预测方案。第七章植物病害流行的预测第四节植物病害流行预测的依据预测依据：植物病害流行预测的预测因子应根据病害的流行规律，在寄主植物、病原物和环境因素中选取。第七章植物病害流行的预测第四节植物病害流行预测的依据预测依据包括：（1）根据菌量预测（2）根据气象条件预测（3）根据菌量和气象条件进行预测（4）根据菌量、气象条件、栽培条件和寄主植物生育状况预测第七章植物病害流行的预测第五节植物病害预测的方法预测方法主要是用于探索人与技术的关系。因而与人的知识、人的创造性思维能力，以及人对价值的判断能力关系最为密切。预测方法不是取代人的作用，而是以某种形式加强人的作用，科学的预测方法有助于提高人对事物的预测能力。第七章植物病害流行的预测一、植物病害预测方法的类型①按预测期限划分：为短期、中期、长期和超长期（若干年）预测；②按预测内容划分：发生期、发生量、损失量、防治效果、防治效益预测；依不同角度，预测方法曾采用的分类方式：第七章植物病害流行的预测一、植物病害预测方法的类型③按预测依据的因素划分：单因子预测和复因子综合预测。

④按预报的形式划分：0-1预测、分级预测、数值预测和概率预测；⑤按特殊要求划分：有品种抗病性、小种动态、病害种群演替预测等。第七章植物病害流行的预测按照植物病害预测原理、方法的差异分类：类推法数理统计模型法系统模拟模型法专家评估法第七章植物病害流行的预测第七章植物病害流行的预测二、类推法类推法：是利用与植物病害的发生情况有相关性的某种现象作为依据或指标，推测病害的发生始期或发生程度。物候预测法指标预测法发育进度预测法预测圃法第七章植物病害流行的预测三、数理统计模型预测法①资料的整理②因素选择

③模式筛选

④拟合度检验

数理统计模型法预测的一般过程：优点：只要有足够的可靠数据，组建模型比较简单，使用也很方便。第七章植物病害流行的预测明确目的、确定边界总体设计、数据收集模型组建模型检验灵敏度分析模型使用建模步骤第七章植物病害流行的预测1.资料收集在整理资料的过程中一定要实事求是，使它能够真正反应在某些情况下病、虫害的发生情况。预测资料可以包括病、虫害的发生量、发生期、发生过程资料和影响病、虫害发生的生物和非生物因素资料。预测资料的整理过程一般包括资料的采集、分析、列表和处理四个阶段。第七章植物病害流行的预测2.因素选择预测因子选择不当，是不可能预测准确的。通常选择因子的方法：直接选择法符合度比较法相关分析法主因素选择法通径分析法层次分析法等。。。第七章植物病害流行的预测（1）直接选择法根据病害流行的规律及影响因素，直接从中选出影响病害流行的主要因素，作为预测因子。例：在小麦赤霉病扬花期的雨量或雨日数是影响病菌侵染的主要因素，所以用此时的雨量或雨日数作为病害的预测因子一般可以收到较好的效果。第七章植物病害流行的预测（2）符合度比较法将初步选择的数个预测因子与预测对象进行列表比较，不需要进行计算，直接观察各预测因子与预测对象的波动关系。凡是与预测对象的波动状态符合程度最高（正相关）或者不符合程度最高（负相关）的因子就是预测的主要因子，然后再选择第二、第三个等次要的预测因子。

第七章植物病害流行的预测第七章植物病害流行的预测第七章植物病害流行的预测（3）相关分析法计算初步选出的数个预测因子与预测对象之间的单相关系数，将相关系数最大的因子作为预测的主要因子。如表中几个预测因素（降雨量、雨日数、露日数、温度）与预测对象ｒ值之间的单相关系数依次为；0.8453、0.6071、0.3390和0.4794。第七章植物病害流行的预测通径分析又称为相关的分解，亦称为标准化的多元线性回归分析。通径分析可以把一个相关系数，根据其成因分解为若干组成部分，使我们能更清楚地认识各因素对效应因素直接地和间接地发生影响的程度。第七章植物病害流行的预测层次分析法（AnalyticHierarchyProcess简称AHP）是将决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。

第七章植物病害流行的预测3.模式选择植物病害的预测模型包括系统模型和统计模型两大类。依据主要因素与病害之间的关系选择预测模型的基本形式。绘制相关图。第七章植物病害流行的预测3.模式选择非线性相关时，可利用函数图象的知识大致确定预测模型曲线的形式。一般要制作多个不同形式的预测模型进行比较，选择预测效果较好的模型试用。第七章植物病害流行的预测4.拟合度检验拟合度检验是对已制作好的预测模型进行检验，比较它们的预测结果与病害实际发生情况的吻合程度。常用的拟合度检验方法有：剩余平方和检验、卡方

(χ2)检验和线性回归检验等。第七章植物病害流行的预测（1）剩余平方和检验理论预测值()与实际情况(ｙ)进行比较，求得它们的差异平方和(Q)、回归误差(S)及曲线相关比(r(曲))的值。Q、S越小；r(曲)越大，模型拟合度越好第七章植物病害流行的预测（2）卡方（χ2）检验计算公式是:

卡方值越大，说明病害实际值与理论预测值的差别越大！第七章植物病害流行的预测（3）线性回归检验原理：当预测的理论值与病害发生的实测值用不同预测方程得到不同的线性回归式。比较几个值a和b值，当ai值愈趋近于０，bi愈趋近于１，则说明该方程的预测效果愈好。第七章植物病害流行的预测5.应用数理统计预测法的注意事项可能因为经验不足，资料不全或资料的代表性欠佳等其它原因而使预测带有一定的片面性。在应用上适应性较差，原则上只能适用于建模数据所取自的地区或与之条件相似的地区。预测因素选择的合适与否，直接关系到预测的准确程度。统计模型一般引入的预测因子有限，这也是限制其应用范围的一个原因。

第七章植物病害流行的预测四、专家评估法目前在预测工作中全面应用数学手段仍有一定的困难。主要表现在数据的获取、数据的质量、信息的定量化、信息的广泛性及预测模型的广适性等方面。“只有应用数学手段和采用数学模型才是科学预测”？第七章植物病害流行的预测四、专家评估法专家评估大体可以分为：个人判断法专家会议法头脑风暴法专家预测系统法特尔菲法交叉影响法等。第七章植物病害流行的预测1.专家会议法对某一病虫害的发生趋势或发生程度通过专家会议的形式进行预测。要求：会议组织者首先明确预测的目的；必须给与会专家提供必要的资料和信息；邀请专家人选方面有代表性。第七章植物病害流行的预测2.特尔菲法特尔菲法预测是专家会议预测法的一种发展，是系统方法在意见和价值判断领域内的一种有益延伸。特尔菲法不仅可以从事技术预测，也可用于经济预测，不仅可作短期预测，也可作长期预测，不仅可作量变过程的预测，也可作质变过程的预测，因此，它是一种广为适用的预测方法。第七章植物病害流行的预测特尔菲法的特点：匿名性，完全消除了专家心理因素的影响；与民意测验不同，要经过三到四轮的反复讨论才能决定预测结果。领导小组将每一轮的预测结果连同不同的论证意见反馈给每个专家，以供进行下一轮预测时参考。特尔菲法采用统计学的方法对预测结果进行处理，这样可以定量评价预测结果。第七章植物病害流行的预测（1）特尔菲法的工作步骤：①

确定预测主题，编制预测事件一览表；②选择专家；③预测过程；④预测结果的处理和表达。第七章植物病害流行的预测第七章植物病害流行的预测（2）运用特尔菲法时的注意事项：向参加预测的专家充分说明特尔菲法的实质、特点，以及轮间反馈对预测评价的作用；在进行预测时，要根据病虫害预测的依据，向专家们提供必要资料；预测主题要集中、明确，预测用语要确切；第七章植物病害流行的预测（2）运用特尔菲法时的注意事项：在进行了一次或两次预测之后，必要时可组织专家们进行口头辩论，通过讨论取得协调意见。严格避免预导小组将自己的意图加入到专家们的预测意见中去，更不能有意进行引导。第七章植物病害流行的预测3.专家系统预测专家系统：模拟某些特定领域内人类专家的思维过程，并且能