太子山国家级保护区总面积约为8.47万hm2,保护林地面积约8.1万hm2,整个保护区中包含维管植物838种。目前太子山国家级保护区中的森林病害有55种,昆虫682种,有益昆虫151种,害虫主要包括青杨天牛、落叶松球蚜、落叶松鞘蛾、油松线小卷蛾、落叶松叶蜂、云杉树叶象等,另外还有中华鼢鼠、花鼠、达乌里鼠兔、野兔等鼠害生物以及藜、灰绿藜、狗尾草、车前草、苍耳等有害植物。为加强对林业有害生物的防治,太子山国家级保护区管护中心积极推动传统防治方法与新技术的综合应用,依托既有经验与新技术的结合提升防治效果。
一、林业有害生物传统防治方法
1、常见营林防治手段
林业有害生物的营林防治手段指基于林业生产、经营与管理的病虫害防治手段,即利用科学的营林技术对各种有害生物加以防治,维持与保障林业良好、持续发展。具体来看,林业防治手段主要包括森林营造、设置隔离带、清除虫害木、合理轮伐、封山育林等。
①森林营造
森林营造是指通过人工手段种植林木营造森林并达到郁闭成林的过程,在此过程中包含了大量林业有害生物防治手段。选育抗病虫树种,根据地方实际情况选育出合适、优质的树种,降低树木对害虫的敏感性,从而依托树种本身的抗性强化对有害生物的防治。实践中一般要通过选择和害虫相抗衡的特定基因培育抗虫害树种,也可通过对具有抗病性状的野生种或地方品种进行遗传手段改良、选育杂交的方式培育出抗病毒、抗细菌、抗真菌的树种,以此确保营林种植的树种本身对地方常见病虫害有良好抗性。营造混交林也是常见的林业有害生物防治手段,即通过在一片区域内种植多种不同类型树木的方式来提升整个森林生态系统之复杂性与稳定性,从而改善立地条件,强化森林系统自我调节能力,弱化病虫害对林木的影响与危害。混交林的营造一般可采取株间混交、行间混交、带状混交、块状混交等形式,其中株间混交形式多适用于乔灌木混交林的营造,即将不同树种于行内进行隔株或隔数株进行混交处理;行间混交形式多适用于阴阳性树种或乔灌木混交林的营造,即将不同树种进行隔行混交处理;带状混交则是指在对不同树种进行混交时其中一个树种需连续种植3行以上;块状混交则是指在对不同树种进行混交时其中一个树种需种植成块状。科学进行森林抚育也能有效防治林业有害生物。营林管理过程中合理进行抚育管理,能通过中耕、除草、施肥、灌溉、修剪、间伐、修枝等手段促进树木健康生长,提高树木抗病虫害能力。
②合理轮伐
营林管理中进行合理轮伐,根据实际情况科学运用主伐、抚育采伐、更新采伐、低产林采伐、择伐、减伐、透光伐、疏伐、生长伐、卫生伐等方式,能在一定程度上强化对林业的保护,起到相应的林业有害生物防治作用。针对防护林进行更新采伐一般应践行防护成熟为主、自然成熟为辅的原则,根据一般用材林主伐年龄加上两个龄级期限的方式对成熟森林进行采伐。抚育采伐则要对幼龄林时期未进行透光伐的森林延长至中龄林时期进行采伐;对中龄林时期未进行生长伐的森林延长至近熟林时期进行采伐;各阶段可根据实际需求合理济宁疏伐与卫生伐。
③封山育林
封山育林能利用自然力促进林木自然更新与生长,能有效改善林分结构,同时能促进有害生物的天敌繁殖,进而起到一定的病虫害防治作用。封山育林需遵循生态优先、充分利用自然力、因地制宜的基本原则,合理确定以乔木林、乔灌林、灌草林、竹林为主的封育目标,科学确定全封、半封、轮封等封育方式,封育年限则要根据封育类型、封育区域进行合理确定。具体封山育林措施主要包括设置围栏、设置哨卡、设置标志牌、设置界桩、森林管护、地块割灌、破土整地、补植补播、疏伐、断根复壮等。
2、营林物理防治手段
①人工捕杀
对有害生物进行人工捕杀是最传统也最直接的物理防治手段,主要适用于个体较大的害虫。人工捕杀具备成本低、见效快的优势,不过往往需要发动较多数量的人员,从而通过人工剪除青杨太牛的虫瘿、人工捕杀松毛虫的幼虫与茧等方式实现有效防治。
②诱杀
诱杀措施指利用害虫的特性对其进行诱集捕杀,主要包括潜所诱杀、食物诱杀、灯光诱杀、颜色诱杀、性信息诱杀等。其中潜所诱杀指利用害虫越冬或日间隐蔽之习性设置适合害虫栖息的环境并进行集中诱杀,如于树干基部束扎稻草并在害虫越冬时进行集中杀灭;食物诱杀指于林间投放制作好的诱饵或毒饵对害虫进行诱杀,如放置饵木诱杀小蠹虫;灯光诱杀则是利用害虫的趋光性,于林间设置黑光灯、碘钨灯等对害虫进行诱集捕杀;颜色诱杀则是利用害虫的视觉趋性对害虫进行诱杀,一般可在林中设置合适颜色的胶板对害虫进行黏附捕杀,譬如可于林中设置黄色胶纸板诱杀落叶松球果花蝇成虫;性信息激素诱杀则是在林中放置加入农药的性引诱剂对害虫加以诱杀。
③设置隔离带
在森林中设置隔离带,能通过障碍物对病虫害的传播及扩散加以阻止,从而起到良好的防治效果。
④清除虫害木
及时对林中虫害木进行清除,能在一定程度上阻止害虫扩散,进而起到虫害防治效果。
⑤高温处理
通过高温对害虫或病原菌进行消杀,能在很大程度上防治林业有害生物,进而为林木健康生长提供支持。高温处理方式主要包括利用高频电波杀灭害虫、通过火烧落叶防治落叶松落叶病等。
3、林业有害生物的化学防治手段
林业有害生物的化学防治措施主要是通过有毒的化学物质对病虫害进行消灭,其具有见效快、效率高等优势,同时受地域和季节限制不大,不过其使用不当的话可能造成人畜中毒、植物药害、生态系统受损等问题。林业有害生物的化学防治一般可使用有机农药、无机农药、植物性农药、灭幼脲类杀虫剂等,实践中多使用背负式喷雾机对化学药剂进行均匀喷洒。
4、营林的生物防治手段
①保护和释放天敌
针对性地在林区保护或者释放害虫的天敌,能通过天敌减少害虫数量,从而防治有害生物、维持生态平衡。该方法的优势在于效果显着且对环境影响较小,诸如寄生蜂、寄生蝇等都是常见的害虫天敌。
②种植有益植物
在林区种植有益植物,本身对害虫有抵抗性的树种或具有驱赶或杀死害虫作用的植物对有害生物进行一定程度的防治。
③使用生物农药
生物农药相较于化学农药而言对环境更为友好,其是由微生物或微生物代谢产物制成的农药,能对靶标生物进行毒杀同时对其他生物影响较小。常见的生物农药有白僵菌、苏云金杆菌等。
二、林业有害生物传统防治方法与新技术的综合应用策略
1、林业有害生物监测调查和预测
①遥感技术与地理信息系统技术
遥感技术的原理是通过传感器对目标地物反射或辐射的电磁波信息加以接收,再对接收信息进行处理、分析的方式获取对应地物特征参数与变化信息。遥感技术可分为3大类型,分别是航天遥感、航空遥感以及地面遥感,三者的遥感平台高度有着明显区别。遥感技术也可分为光学遥感、微波遥感以及激光雷达遥感,三者的传感器类型有着明显差异。林业有害生物监测调查和预测中,遥感技术的应用能对森林地区的地物数据加以获取、处理,从中提取出相应的地物信息,并在目视解译、计算机分类等的支持下实现对森林类型、林分结构、生长状况等林业信息的准确反映,依托这些信息支持森林资源调查、森林火灾监测、森林病虫害监测、森林生态功能评估等功能的实现。地理信息系统技术则是基于空间数据管理、空间分析功能以及可视化表现,直观地反映林业空间数据,进而为森林资源调查工作的开展提供支持。合理应用地理信息系统技术,不仅可实现对森林资源的有效清查,还能实现森林动态监测、生物多样性保护、森林防火预测和应急指挥、病虫害防治决策支持等功能。现代林业有害生物监测调查和预测管理系统的建设中,遥感技术与地理信息系统技术能基于像素、特征、决策等实现数据融合,从而对不同数据源数据进行综合利用,切实提升数据质量与可用性,确保林业有害生物监测调查所用的数据更为全面和准确,有利于数据处理效率提高,促进有害生物防治决策科学性与有效性的提升。综合应用遥感技术与地理信息系统技术,既可实现病虫害的实时监测与防治,又可实现林业资源详细调查与合理规划,还能对森林资源与水资源进行检测以及对生态环境质量加以评价,从多个维度为林业有害生物防治提供支持。
②物联网技术与5G技术
物联网技术在现代林业有害生物防治中有着巨大应用价值,并且主要体现在传感器数据采集和智慧监控两大方面。在森林中合理布置各种传感器,通过传感设备对森林中的基础参数如气温、湿度、光照等的信息进行采集,能为林业有害生物防治提供必要的基础信息,实时监测林区环境参数,根据环境参数的变化对林区环境情况以及病虫害发生情况等进行综合分析。在森林中布置智慧监控系统,通过智慧摄像头实现对林区环境的动态监测,实时捕捉林业资源的动态变化,配合人工智能技术实现对监控画面信息的分析与提取,进而为林业有害生物防治提供更为全面而可靠的数据支持。5G技术作为具有高速率、低时延、大连接特点的宽带移动通信技术,其能实现人机物互联。林业有害生物防治中应用5G技术,能对传感设备采集的数据信息、智慧视频监控采集的数据信息等实时传输给监测管理系统,从技术层面为林业监测数据的实时、动态更新提供支持与保障。物联网技术与5G技术的综合应用,能确保数据从采集到传输的实时性,进而依托充足的数据为现代化、智慧化的林业有害生物监测管理提供支持。
③红外光谱分析技术
红外光谱分析技术的原理为通过红外线照射促使物质分子被激发产生共振并吸收部分光的能量,再对吸收光进行测量并得到红外光谱,最后再对光谱进行分析。红外光谱分析技术在林业中的应用,既能实现对森林火灾的实时监测,又能对森林病虫害进行监测,还能对森林资源变化进行监测以及为森林健康评价提供数据。
④无人机技术
无人机作为近年来快速发展的不载人飞机,其应用于林业之中能实现对林业病虫害的监测和预警。无人机可搭载高清相机与多光谱相机等设备,从而实现对林业资源数据的快速获取,支持林业资源调查工作的开展。无人机也可对森林进行巡检,及时发现森林火险情况并报警。无人机也可用于林业病虫害监测,在搭载高清摄像机和应用图像识别技术的情况下能对林业病虫害加以监测和预警。基于无人机的林业病虫害监测具有高效快速、成本低廉、高分辨率、实时监测等优势。
⑤大数据技术
大数据技术在林业中的应用能全面推进林业智慧化发展。从林业有害生物防治维度看,大数据技术的应用主要体现为实时监测和预测预警。利用大数据技术对林业采集数据加以分析,能实现对海量数据的综合、深入分析,进而确保传感器、无人机等采集的数据能被实时分析与利用,保障有害生物监测的实时性与动态性。通过大数据技术对林业相关数据进行深入分析,依托大数据模型对林业病虫害发生情况进行预测。而且大数据技术的应用不仅会对林业传感器采集的信息进行分析,还能对其他相关数据加以分析,从而综合预测病虫害发生情况。
⑥数字化技术
数字化技术应用于林业有害生物防治,能对数据进行可视化处理,通过直观形象的方式为林业管理人员提供各种功能。以数字化技术对各种先进技术进行整合,能构建起综合化、一体化的管理平台,将林业有害生物监测与营林管理、森林火灾预防和应急处理等进行有机整合,从而提升整体管理水平。
2、无人机喷洒防治技术
无人机应用于林业之中,不仅能实现林业有害生物监测调查和预测,还能实现林业病虫害喷洒防治。使用无人机开展植保作业,能依托无人机作业灵活度高、位移准确、有效覆盖率高、可空中悬停作业等优势提高作业水平,进而保障林业有害生物防治效果。将无人机技术与传统林业化学防治措施进行有机结合,以无人机代替传统人工作业,能大幅提升林业有害生物防治的效果。进行无人机飞防作业需选择合适的药剂并进行配制,务必要选用环境友好型药剂,而且最好选用多种不同作用机理的药剂进行交替喷洒。林业中应用无人机进行喷洒防治,需确保天气晴朗且风力等级不超过3级,植保无人机操作人员必须具备专业操作资格。应用无人机进行农药精准喷洒,需提前对林区环境进行调查与掌握,科学设计飞行路径与喷洒计划,对具体的作业面积、作业时间、农药种类、浓度配比等加以确定,在实际植保作业过程中严格按照计划进行操作,以此保障喷洒效率和药剂利用率。正式进行无人机飞防作业前,应进行试飞与清水喷洒测试,以免出现故障或问题。无人机飞防作业结束后需及时进行清洗,按照规定对农药包装废弃物、剩余药液、无人机清洗废水等加以处理,以免污染环境。在林业病虫害突然大规模爆发的紧急情况下,无人机更可用于快速响应和应急处理,由专业操作人员操作搭载喷洒设备的无人机及时对重点区域进行紧急喷药,从而控制病虫害蔓延。
3、转基因工程技术
应用转基因工程技术进行林业有害生物防治,能切实改良和优化树木品种,通过改变树苗基因的方式强化树木对有害生物的抗性。应用分子生物技术手段对林木引入外源基因,能通过外源基因为林木赋予新的形状与功能,从而以高效、精准、可控的方式提升林木抗病虫害能力。目前转基因林木的研究与应用已经取得一定成果,科学家已经对松树、杨树、柳树等树种进行了一定程度的基因改良。不过转基因林木的研究与发展尚处于探索阶段,依旧面临着不少的风险与挑战,实践中务必要严格落实相应的安全管理工作,不得滥用转基因技术,以免造成各种危险。
综上可知,传统防治方法与新技术均是现代林业有害生物防治的重要手段。地方林业部门应当对传统防治方法进行合理改进与优化,同时积极引入新技术进行创新探索,深化传统方法与新技术的有机融合,从而实现林业有害生物防治水平的逐步提升,为林业的健康、良好、可持续发展提供保障。