十字花科蔬菜(cruciferous vegetable)是人们的主食蔬菜。十字花科蔬菜主要害虫菜青虫(Pieris rapae)、小菜蛾(Plutella xylostella)和甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)为害会造成产量和品质降低。由于十字花科蔬菜生长周期短,菜青虫、小菜蛾和甜菜夜蛾的寄主范围广,对其发生期及发生量的预测缺乏有效手段。尤其是短期预测,精准预测难度大,难以指导科学和有效防控。本研究选取了山东省直线距离大于100 km有代表性的5个十字花科蔬菜主产区,定陶、肥城、兰陵、寿光和胶州,作为系统调查区,分别运用决策树和随机森林2种算法,对2005-2015年菜青虫、小菜蛾和甜菜夜蛾的发生量数据与平均气温、日最高气温等16种气象数据的关联度进行分析,构建监测预警模型,旨在为山东省十字花科蔬菜虫害的监测预警和绿色防控提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:1.通过对2005-2015年山东省十字花科蔬菜害虫平均百株虫量空间尺度比较可知,寿光的菜青虫、小菜蛾和甜菜夜蛾发生量均为5个系统调查区中最高。其中菜青虫发生量兰陵次之,小菜蛾发生量定陶次之,甜菜夜蛾发生量胶州次之。从3种十字花科蔬菜害虫的丰富度看,小菜蛾是优势种,在定陶、肥城、寿光及胶州的发生量均最高。5个系统调查区的甜菜夜蛾在3种害虫中发生量均为最少。从时间序列比较,定陶的小菜蛾、肥城的甜菜夜蛾、寿光的菜青虫及胶州的以上3种害虫发生量呈逐年上升趋势。2.依决策树分类算法,分别对定陶、肥城、兰陵、寿光和胶州5个十字花科蔬菜系统调查区的菜青虫、小菜蛾和甜菜夜蛾发生量数据与平均气温、日最高气温等16种气象数据构建预警模型。结果表明:(1)定陶和兰陵的平均气温与菜青虫的发生量关联度最高(信息增益率分别为0.69、0.69),肥城和寿光的日最低气温与菜青虫的发生量关联度最高(信息增益率分别为0.63、0.66),胶州的日降水量与平均气温与菜青虫的发生量关联度高(信息增益率为0.45、0.37)。(2)肥城和寿光的平均气温与小菜蛾发生量关联度最高(信息增益率分别为0.67、0.64),定陶的日最低气温与小菜蛾的发生量关联度最高(信息增益率为0.58),兰陵的最小相对湿度与小菜蛾的发生量关联度最高(信息增益率为0.44),胶州的日降水量与小菜蛾的发生量关联度最高(信息增益率为0.72)。(3)定陶、肥城和兰陵的日最低气温与甜菜夜蛾的发生量关联度最高(信息增益率分别为0.72、0.69、0.57),寿光的日最高气温与甜菜夜蛾的发生量关联度最高(信息增益率为0.54),胶州的平均相对湿度与甜菜夜蛾的发生量关联度最高(信息增益率为0.67)。3.基于随机森林算法,对定陶、肥城、兰陵、寿光和胶州5个十字花科蔬菜系统调查区的菜青虫、小菜蛾和甜菜夜蛾发生量数据与平均气温、日最高气温等16种气象数据的关联度进行分析,构建模型。依基尼值平均降低量分析表明:(1)平均气温是定陶、兰陵、寿光和胶州菜青虫发生量的最主要关联因子,也是肥城菜青虫发生量的主要关联因子。(2)平均气温是定陶和兰陵小菜蛾发生量的最主要关联因子,日最高气温是肥城和胶州小菜蛾发生量的最主要关联因子,日最低气温为寿光小菜蛾发生量的最主要关联因子。(3)平均气温是定陶和兰陵甜菜夜蛾发生量的最主要关联因子,日最低气温是寿光和胶州甜菜夜蛾发生量的最主要关联因子,平均水汽压是肥城甜菜夜蛾发生量的最主要关联因子。4.综合决策树和随机森林2种算法构建的预测模型的关联因素分析结果可知,气温(包括平均气温、日最高气温和日最低气温)、湿度与降水量(包括平均相对湿度、最小相对湿度、日降水量和平均水汽压)和气压(包括平均本站气压、日最高本站气压和日最低本站气压)是山东省十字花科蔬菜害虫菜青虫、小菜蛾和甜菜夜蛾发生程度变化的主要原因。本研究构建的决策树模型置信度均达到90%以上,运算稳定;随机森林模型经2016-2017年3种害虫的发生实践验证表明,预测吻合度可达80%。这2类模型都可稳定预测十字花科蔬菜这3种害虫的短期发生程度,为指导科学绿色防控服务。