森林承载着维护生物多样性、调节气候、保持水土等多重功能。然而，森林病虫害的频发，不仅严重威胁到林木的健康生长，进而影响木材产量与质量，还可能导致整个生态系统的失衡。近年来，随着生态环保理念的深入人心，森林病虫害管理策略也趋向于绿色环保、可持续性强的方向发展。生物防治技术作为一种利用天敌或病原微生物等自然控制因素来抑制病虫害的方法，因其高效、环境友好等优点，逐渐成为研究和应用的热点。
随着全球气候变化和人类活动的影响，森林病虫害问题日益严重，威胁到林业资源的稳定与发展。传统的化学防治方法虽然快速有效，但对环境造成了极大的不利影响。因此，开发和应用新型的生物防治技术成为现代森林病虫害管理的关键方向。随着生物技术和生态学的发展，生物防治领域出现了许多创新技术，本文对此进行了分析。
一、森林病虫害种类
1、森林病害
①真菌性病害
真菌性病害是森林中常见的植物疾病，通常由多种真菌如白粉菌、锈菌等引起。这些病害主要影响植物的叶、茎、根等部位，导致叶片枯萎、出现斑点或粉状物。诊断真菌性病害主要通过观察症状，有时需要实验室培养确认。例如，白粉病表现为白色粉末覆盖在叶片表面，而锈病则使植物出现黄色或红色的斑点。这些病害可以通过孢子在空气中传播，因此早期识别和诊断对于控制病害扩散至关重要。
②细菌性病害
细菌性病害常由黄单胞菌、假单胞菌等细菌引起。这类病害能迅速在森林中蔓延，特别是在潮湿的环境中。症状包括叶片出现水浸状斑点、组织软化、分泌物增多等。与真菌性病害不同，细菌性病害往往伴随有明显的菌脓或黏性物质。诊断通常需要通过显微镜检查和生物化学测试来确定具体的细菌种类及其致病性。由于细菌能在植株间通过雨水、昆虫等多种途径传播，确诊后应迅速隔离受影响的地区以防止进一步传播。
③病毒性病害
病毒性病害尤其是在密集种植的人工林中。这类病害由各种植物病毒引起，如松树环斑病毒和松材线虫。病毒病的症状包括叶片黄化、变形、生长迟缓等。病毒主要通过介体如昆虫、螨类传播，也可能通过嫁接工具在植物间传播。
2、森林虫害
①昆虫害虫
昆虫害虫如松毛虫、木蠹蛾等，这些昆虫通常以树叶、树皮或树液为食，能迅速繁殖并蔓延至健康植株。例如，松毛虫会集体暴发，短时间内吃光整片林地的针叶，严重影响树木的光合作用和生长。识别这些害虫主要通过观察其特有的生物学特征和造成的损害症状，如被啃食的叶片、树皮的损伤等。
②螨类害虫
螨类害虫，尤其是红蜘蛛和相关的螨类物种，是森林和园艺作物的常见威胁。这些微小的害虫主要吸食植物细胞内的汁液，导致叶片出现黄斑、病斑并最终脱落。严重的螨类侵害会导致植株生长受阻，甚至死亡。由于螨类体积微小，识别它们通常需要使用放大镜或显微镜观察叶片上的特征性损伤及螨体。
③甲壳类害虫
甲壳类害虫，如各种甲虫和金龟子，是森林中常见的虫害。这些害虫通常以树叶、花朵或嫩芽为食，有的幼虫阶段会在树干或根部造成结构性损害。成虫阶段的甲壳虫可飞行，这使得它们能够迅速在新的区域扩散和繁殖。识别这类害虫可以通过捕捉成虫或查找其独有的损害标志，如树皮下的隧道或叶片上的咬痕。
二、森林病虫害对生态系统的影响
1、减少生物多样性
森林病虫害的暴发往往导致大量树木死亡，这种大规模的植被损失减少了森林内部的生物多样性。生物多样性是生态系统健康和稳定的重要指标，它影响生态系统对环境变化的适应能力。由于森林可提供食物、栖息地和生存空间给多种动植物，病虫害导致的树种单一化或减少，间接影响了依赖这些树木的动植物种类，进一步降低了生物多样性。
2、改变生态位和栖息地
森林病虫害通过改变森林的结构和组成，影响了生态位的分布和栖息地的可用性。生态位指的是一个物种在生态系统中的角色和功能，包括其生活空间、食物来源和生活方式。病虫害导致的树木死亡改变了森林的垂直和水平结构，这会导致某些物种的迁移或灭绝，因为它们原有的栖息地和食物资源受到了影响。
3、影响碳循环和氧气生产
森林是全球碳循环的重要组成部分，通过光合作用吸收大气中的二氧化碳并释放氧气。森林病虫害的暴发减少了健康植被的数量，这意味着参与碳固定和氧气生产的植物会更少。受影响的森林区域会从碳汇转变为碳源，因为病害和死亡的树木会分解并释放二氧化碳。这种转变对全球气候变化有潜在的促进作用，同时也影响了大气中的氧气水平。
三、森林病虫害生物防治技术的应用
1、天敌在森林病虫害防治中的创新与应用
①捕食性天敌的应用
捕食性天敌通过直接捕食害虫来减少虫害的发生和扩散。例如，瓢虫是捕食性昆虫，它们的幼虫和成虫都会捕食蚜虫，有效控制蚜虫数量。在森林中，引入或保护瓢虫等本土捕食性昆虫，有助于自然控制林木上的害虫种群。蜘蛛也是自然界中普遍存在的捕食者，蜘蛛能够捕食多种害虫，包括蚊子、苍蝇、螟虫等。通过在林间设置避难所或保存原始林带来保护和增加蜘蛛种群，可以增强森林的自然防御能力。还可以使用人工制作的蛛网模拟器，模拟蜘蛛网的存在，促使害虫产生逃避行为，间接减少对树木的伤害。捕食性鸟类也是森林生态平衡的组成部分。例如，啄木鸟通过捕食树干内的害虫如天牛幼虫，为森林提供天然的害虫控制服务。为了增加捕食性鸟类的数量，可以通过悬挂鸟屋或保护其栖息地，鼓励这些鸟类在林地中筑巢生活。还可以利用诱饵或声波吸引器，吸引这些鸟类到特定的林区捕食害虫。在使用捕食性天敌进行防治时，需要考虑天敌的生活习性和生存需求，合理规划森林的植被结构和多样性，以支持天敌的生存和繁衍。同时，应避免使用广谱杀虫剂，以免破坏生态平衡，伤害非目标生物。
②寄生性天敌的应用
寄生性天敌主要包括寄生蜂、寄生蝇等，这些昆虫能够将卵产在害虫体内或体表，其孵化的幼虫以害虫为宿主，最终导致害虫死亡。利用寄生蜂来控制森林害虫是一种常见且高效的生物防治方法。例如，松毛虫是松树的主要害虫之一，而松毛虫的寄生蜂能够有效控制其种群。通过在受害严重的林区释放大量寄生蜂，可以在不使用化学农药的情况下降低松毛虫的危害。寄生蝇是在控制蛀干害虫，如天牛等方面很有效果。寄生蝇会将卵产在天牛的幼虫或蛹上，其幼虫孵化后以天牛的幼虫为食，从而减少天牛的数量。应用寄生蝇进行生物防治时，关键在于准确监测害虫发生的时间与地点，合理安排寄生蝇的释放时间和数量，以达到最佳的防治效果。使用寄生性天敌进行防治需要注意保护和恢复寄生性天敌的自然栖息环境。例如，保护林缘杂草和多层林冠结构，可以为寄生性天敌提供良好的栖息地和食物来源。
③病原微生物的应用
病原微生物主要包括真菌、细菌、病毒等，它们可以通过感染害虫并引发流行病来控制害虫的种群数量。例如，白僵菌和绿僵菌是常用的生物防治真菌，它们能感染多种害虫，如松毛虫和天牛等。这些真菌通过空气中的孢子传播，害虫接触后孢子萌发，菌丝侵入害虫体内并迅速繁殖，消耗害虫体内的营养，最终导致害虫死亡。在实际应用中，可以通过喷雾或撒播的方式，在林间散布这些病原真菌，尤其是在害虫暴发初期使用效果最佳。细菌如芽孢杆菌产生的毒素对某些特定害虫有致命影响。例如，芽孢杆菌的某些株系能产生对鳞翅目幼虫有毒的蛋白晶体，这些晶体被幼虫摄入后在体内溶解，释放出的毒素会破坏幼虫的消化道，导致其死亡。利用这种方式，可以有效控制如杨树蛀虫等森林害虫，通常需要将含毒素的制剂直接喷洒在受害树木或林地上。
2、微生物制剂在森林病虫害管理中的应用
①真菌制剂的应用
真菌制剂，特别是那些能够引起昆虫疾病的昆虫病原性真菌，是森林病虫害管理中的重要生物防治工具。这些真菌可以通过自然传播或人工施放的方式感染害虫，并在害虫种群中引发流行病。例如，白僵菌和绿僵菌是非常有效的昆虫病原性真菌。它们通过分生孢子侵入害虫体内，在宿主体内生长繁殖，消耗害虫的营养并最终杀死害虫。这些真菌对多种森林害虫具有致病性，包括松毛虫、天牛和多种鳞翅目幼虫。应用时，可以将这些真菌制剂以液态喷施或固态撒布的形式，直接应用于受害的林分或特定的害虫聚集地。为了提高真菌制剂的效果，需要考虑到适宜的环境条件，如温度、湿度等，因为这些条件会影响孢子的萌发和感染效率。使用真菌制剂进行生物防治的一个重要优势是它们具有相对较高的宿主特异性，从而减少了对非目标生物的影响。然而，正确鉴定害虫种类和选择合适的真菌制剂对于成功控制森林病虫害至关重要。
②细菌制剂的应用
细菌制剂，在森林病虫害管理中也显示出良好的应用潜力。其中最着名的例子是芽孢杆菌，它能够产生对特定昆虫幼虫有毒的晶体蛋白。当昆虫摄食了含这些毒素的食物后，毒素会在其体内溶解并破坏其消化道，导致昆虫停止进食并最终死亡。这种细菌制剂尤其适用于控制与林业有关的某些鳞翅目和鞘翅目害虫，如杨树蛀虫和松毛虫。实际应用时，可以将含有细菌毒素的制剂直接喷洒到森林植被上，或是在受害树木的周围使用，以保护植株免受进一步的害虫侵害。在使用细菌制剂的过程中，需要注意的是它们对环境条件的适应性和安全性。虽然细菌制剂被认为是环保和物种特异性的，但在使用时仍需谨慎，确保不会对其他非目标生物造成威胁。
③病毒制剂的应用
病毒制剂，特别是杆状病毒，被广泛用于森林害虫的生物防治。杆状病毒能够感染特定昆虫宿主，引起宿主体内的病毒感染，并最终致死。这些病毒具有高度的宿主特异性，通常只感染特定种类的昆虫，因此对环境和其他生物的影响极小。应用病毒制剂时，可以通过喷洒包含病毒颗粒的溶液来直接处理受害区域。一旦害虫接触到这些病毒，它们就会开始在害虫种群中扩散，导致害虫大量死亡。例如，某些专门针对蛀果虫的杆状病毒已经在果园和森林中成功应用，显着减少了蛀果虫的数量。病毒制剂的使用需要考虑适当的时机和剂量，以确保病毒能在害虫群体中有效传播且不会造成过度的环境影响。同时，监测病毒在环境中的持久性和传播范围也是必要的，确保长期管理的可持续性。
3、植物源生物防治剂的研发与应用
植物源生物防治剂通常来源于植物体内具有防御功能的化合物，例如精油、生物碱和其他次生代谢产物。这些天然化合物能够以多种方式影响害虫，包括驱避害虫、干扰其生长和繁殖，甚至直接致死。在研发阶段，通常会从具有潜在防治能力的植物中提取有效成分，然后在实验室条件下测试这些成分对特定森林害虫的毒性和驱避效果。一旦发现有效的植物提取物，下一步就是进行配方的优化和剂型的开发，如制成可喷洒的液体或固态制剂。应用方面，植物源防治剂可以通过喷洒或直接散布在森林植被上。例如，某些植物精油可以混入水中，用喷雾器在林间施用，以减少叶面害虫的数量。此外，这些植物源制剂通常具有较低的环境残留性和对非目标生物的安全性，使其成为比化学农药更可持续的选择。然而，植物源生物防治剂的效率受气候条件、应用时机和剂量等因素的影响，因此在使用前需要进行严格的实地测试。开发过程中需考虑如何保持有效成分的稳定性，以确保其在实际应用中的效力和维护森林健康的长期目标。
4、生态调控方法
生态调控方法是指通过调整生态系统的结构与功能来控制病虫害的方法，这种方法着重于增强森林生态系统的自我调节能力，从而实现对病虫害的自然控制。具体来说，可以通过种植多样化的树种组合来增加森林的生物多样性，这样不仅能够提供更好的栖息地和食物资源给天敌，还能降低单一树种可能引起的害虫大暴发的风险。例如，混合林可以减轻某些特定害虫对某一树种的攻击，因为混合林提供了更多种类的宿主选择，从而稀释了害虫种群。
5、RNA干扰技术
RNA干扰技术是一种新兴的生物防治策略，它利用小片段双链RNA分子来特异性地沉默害虫或病原体中的关键基因，从而控制病虫害的发展。这一技术的作用机制是通过将特定基因的双链RNA导入到害虫体内，诱使害虫体内的RNA干扰机制破坏相应的信使RNA，进而抑制该基因的表达。在森林病虫害管理中，RNA干扰技术已经显示出控制某些难治性害虫的潜在能力。例如，通过向树木或周围环境中施加特定害虫基因的干扰RNA，可以直接对害虫的生存和繁殖造成影响。这种方法的一个关键优势在于其高度的特异性，可以精确地作用于目标害虫，而对其他非目标生物的影响极小。RNA干扰技术还可以用于改善树木的抗病能力，通过病害易感性相关的树木基因，可以尝试增强树木对特定病原体的抵抗力。这包括对抗真菌、细菌和病毒引起的病害。
6、免疫诱导技术
免疫诱导技术是通过激发植物自身的防御机制来抵抗病害的策略。这种技术通常涉及应用天然或合成的激发子，如苯并噻二唑，来激活植物的免疫系统，从而使植物能够更有效地抵抗病菌和病毒的侵袭。免疫诱导技术可以作为一种预防性措施，减少化学农药的使用。通过处理种子、苗木或直接施用于林地，免疫诱导剂可以增强树木对多种病害的抵抗力。例如，用苯并噻二唑处理松树可以减少由松材线虫引起的病害发生率。实施免疫诱导技术时，需要考虑到激发子的浓度、施用时间和方法等因素，以确保最佳的防病效果。同时，监测处理后树木的健康状况和生长表现，以评估免疫诱导技术的长期效果。
综上所述，面对森林病虫害的挑战，积极推广和应用生物防治技术很重要。这些技术不仅能有效地控制病虫害，还能维护和促进生态系统的健康与平衡。未来，随着科技的进步和更多研究的开展，预期将有更多高效、环境友好的生物防治方法被开发出来并应用于实践中。通过持续的监测和科学管理，生物防治技术将在保护森林资源及应对气候变化中扮演重要角色。
（作者单位：113311辽宁省林业发展服务中心实验林场）
