【摘要】：林木蛀干害蟲幼蟲生存在樹干內(nèi)部,種類鑒定困難。為了迅速準(zhǔn)確的識別天牛幼蟲種類,進(jìn)行生物學(xué)防治,提出了測試分析天牛幼蟲蛀食樹木振動信號,提取天牛幼蟲的行為學(xué)特征,判斷天牛種類的方法,取得以下成果:蛀干害蟲在樹干內(nèi)會有蛀食樹干,清理蛀道,自衛(wèi)以及爬行等行為,這些行為均會引發(fā)一個波形類似振動波形,同時外界的強(qiáng)風(fēng)及其他的干擾也會引發(fā)振動。蛀干害蟲引發(fā)的振動信號有上升沿是一個陡的脈沖隨后脈沖以近似指數(shù)包絡(luò)線衰減,與外界干擾引發(fā)的振動波形上有明顯的區(qū)別,蛀食振動最大相對幅值在60%以上,清理蛀道振動最大相對幅值40%-60%,自衛(wèi)振動最大相對幅值20%-40%,爬行振動最大相對幅值20%以下,可以直接進(jìn)行判別。在此后的研究中得到了驗(yàn)證。使用變分模態(tài)分解對蛀食振動信號進(jìn)行降噪,通過中心頻率判別法確定出模態(tài)個數(shù),對比不同懲罰因子的運(yùn)算時間以及精度,確定出懲罰因子的值。并介紹了 VMD降噪原理以及通過波形和時間熵進(jìn)行噪音分量識別的方法。對重構(gòu)信號進(jìn)行3層小波包分解,對分解后的分量進(jìn)行傅里葉變換以及計(jì)算能量比,提取蛀干振動的特征。本課題分別采集了云斑天牛(白蠟樹),光肩星天牛(法國梧桐),桃紅頸天牛(紫葉李,西府海棠),大量的數(shù)據(jù)。對降噪后的振動信號提取時域特征,主要包括振動波形以及振動時長上的區(qū)別。對于頻域特征主要包括頻率組成以及節(jié)點(diǎn)能量比的頻域特征。不同的幼蟲蛀干振動差別非常大,適于作為特征參數(shù),判斷天牛的種類。同時同宿主上的蛀木振動信號特征差別顯著。證明基于振動信號分析的方法,能有效識別蛀木害蟲。通過時域和頻域的綜合判別,從而完成蛀干害蟲的識別。針對同一種樹木可能存在多種天牛為害,本課題隨機(jī)采集了白蠟樹,法國梧桐,紫葉李以及西府海棠等樹木,采集相應(yīng)的信號進(jìn)行分析,正確率到了 90%。剩余樹檢測時未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的害蟲,但存在其他種類的天牛。本課題證明了使用振動信號進(jìn)行天牛種類識別的可行性。對早期確認(rèn)蛀干害蟲種類,制定科學(xué)的防治方案有重要實(shí)用價值。為以后的生物防治奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【圖文】：

光肩星天牛（學(xué)名：Ａｎｏｐｌｏｐｈｏｒａｇｌａｂｒｉｐｅｎｎｉｓ）危害梧桐、楊、柳、元寶柳、逡逑榆、糖槭樹。此蟲尤其在“三北”防護(hù)林建設(shè)區(qū)及華北平原綠化區(qū)，廣泛發(fā)生，嚴(yán)重逡逑危害楊樹。光肩星成蟲，如圖１－２所示。逡逑幼蟲：體長５０？６０毫米，乳白色，，無足，前胸背板有凸形紋。逡逑｜ｍ逡逑圖１－２光肩星天牛逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ａｎｏｐｌｏｐｈｏｒａｇｌａｂｒｉｐｅｎｎｉｓ逡逑（３）桃紅頸天牛逡逑桃紅頸天牛（學(xué)名：Ａｒｏｍｉａｂｕｎｇｉｉ）屬鞘翅目，天牛科。被害主千及主枝櫺道逡逑扁寬，且不規(guī)則，蛀道內(nèi)充塞木屑和蟲糞，危害重時，主干基部傷痕累累，并堆逡逑積大量紅褐色蟲糞和蛀屑。糞渣是粗鋸末狀，部分外排。桃紅頸天牛成蟲，如圖逡逑１－３所示。逡逑幼蟲：成熟幼蟲體長約４２－５２毫米，乳白色，前胸較寬廣。身體前半部各節(jié)略逡逑呈扁長方形，后半部稍呈圓筒形，體兩側(cè)密生黃棕色細(xì)毛。前胸背板前半部橫列４逡逑個黃褐色斑塊，背面的兩個各呈橫長方形，前緣中央有凹缺，后半部背面談色，逡逑有縱皺紋位于兩側(cè)的黃褐色斑塊略呈三角形。胸部各節(jié)的背面和腹面都稍微隆起

光肩星天牛（學(xué)名：Ａｎｏｐｌｏｐｈｏｒａｇｌａｂｒｉｐｅｎｎｉｓ）危害梧桐、楊、柳、元寶柳、逡逑榆、糖槭樹。此蟲尤其在“三北”防護(hù)林建設(shè)區(qū)及華北平原綠化區(qū)，廣泛發(fā)生，嚴(yán)重逡逑危害楊樹。光肩星成蟲，如圖１－２所示。逡逑幼蟲：體長５０？６０毫米，乳白色，無足，前胸背板有凸形紋。逡逑｜ｍ逡逑圖１－２光肩星天牛逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ａｎｏｐｌｏｐｈｏｒａｇｌａｂｒｉｐｅｎｎｉｓ逡逑（３）桃紅頸天牛逡逑桃紅頸天牛（學(xué)名：Ａｒｏｍｉａｂｕｎｇｉｉ）屬鞘翅目，天�？�。被害主千及主枝櫺道逡逑扁寬，且不規(guī)則，蛀道內(nèi)充塞木屑和蟲糞，危害重時，主干基部傷痕累累，并堆逡逑積大量紅褐色蟲糞和蛀屑。糞渣是粗鋸末狀，部分外排。桃紅頸天牛成蟲，如圖逡逑１－３所示。逡逑幼蟲：成熟幼蟲體長約４２－５２毫米，乳白色，前胸較寬廣。身體前半部各節(jié)略逡逑呈扁長方形，后半部稍呈圓筒形，體兩側(cè)密生黃棕色細(xì)毛。前胸背板前半部橫列４逡逑個黃褐色斑塊，背面的兩個各呈橫長方形，前緣中央有凹缺，后半部背面談色，逡逑有縱皺紋位于兩側(cè)的黃褐色斑塊略呈三角形。胸部各節(jié)的背面和腹面都稍微隆起
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S763.3;O32

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2705685