2000—2010年全國森林生物災(zāi)害發(fā)生、損失與趨勢分析

曾菊平，曾 城，歐陽芳，劉興平，戈 峰

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，江西 南昌 330045；2.中國科學(xué)院 動物研究所，北京 100101）

森林生物災(zāi)害是我國主要的自然災(zāi)害之一，對森林資源保護、林業(yè)發(fā)展、國土生態(tài)安全與生態(tài)文明建設(shè)威脅較大[1]，被稱為“不冒煙的森林火災(zāi)”[2-3]。我國是森林生物災(zāi)害發(fā)生最嚴重的國家之一，盡管近 10多年來我國林業(yè)有害生物防治工作進展迅速，但由于基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、防治手段落后、科技含量低等原因，森林生物災(zāi)害管理依然任重而道遠[4]。尤其，伴隨人工純林的增加、全球氣候的變暖、經(jīng)濟貿(mào)易的活躍、物流活動頻繁等因素的作用與干擾[5-6]，生物災(zāi)害對森林資源安全的威脅正日益加重，治理形勢日趨嚴峻。

在我國，森林生物災(zāi)害主要包括病害、蟲害、鼠害等，能造成森林危害的生物有200余種，造成嚴重危害的有20余種[7]，如楊樹天牛[8]、松毛蟲[9]、小蠹蟲、森林鼠害、松材線蟲病、松象蟲、楊樹食葉害蟲、針葉樹病害、竹類病蟲害、松葉蜂、栗山天牛、楊樹病害等類別，造成損失巨大。蘇宏鈞[10]統(tǒng)計 1998至2001年間林業(yè)生物災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟和生態(tài)服務(wù)價值損失達880億元。尤其，進入21世紀后，我國的經(jīng)濟建設(shè)、資源開發(fā)迅猛提速，各種人類活動對生態(tài)環(huán)境的干擾強度空前提高，外加自然災(zāi)害、全球氣候變化及國家對生態(tài)環(huán)境建設(shè)（如林業(yè)重點工程建設(shè)）投入的變化，致使生物災(zāi)害格局日趨復(fù)雜。因而，有必要對近十多年來生物災(zāi)害的特點、趨勢進行判定、分析，為當(dāng)前及今后我國生物災(zāi)害的管理提供重要參考。但是，有關(guān)這方面的研究仍較少[11]，亟待補充。為此，本研究以森林為對象，在基于2000至2010年森林生物災(zāi)害數(shù)據(jù)上，計算獲得災(zāi)害損失數(shù)據(jù)，并根據(jù)各年份數(shù)據(jù)走向，分析近10多年來我國森林生物災(zāi)害的發(fā)生特點與變化趨勢。

1 方法與資料

1.1 數(shù)據(jù)采集

從2000年、2005年和2010年土地覆蓋分類數(shù)據(jù)中，提取森林植被數(shù)據(jù)，將森林植被覆蓋區(qū)域作為森林生物災(zāi)害發(fā)生或潛在的發(fā)生范圍、區(qū)域。全國森林病蟲鼠害發(fā)生面積、發(fā)生程度、蓄積損失等數(shù)據(jù)主要來自《中國林業(yè)統(tǒng)計年鑒》及全國各次森林資源清查結(jié)果等，物價指數(shù)等社會公共數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局。直接經(jīng)濟損失與生態(tài)服務(wù)價值損失主要在參考宋玉雙等[11]方法并適當(dāng)調(diào)整后計算獲得，直接經(jīng)濟損失評估采用傳統(tǒng)的實物量價值核算方法，核算內(nèi)容包括：立木資源損失，苗木、種子、松脂、果實等非木質(zhì)林產(chǎn)品損失，林地?zé)o效利用損失，防治費用。生態(tài)服務(wù)價值損失利用生物量的減少值進行估算獲得[11]。

1.2 數(shù)據(jù)分析

用多元線性回歸法等對病蟲鼠害發(fā)生面積、發(fā)生程度、損失及年份（2000至2010年）數(shù)據(jù)進行分析，確定最佳回歸模型，預(yù)測發(fā)展趨勢，獲得各自變量因子對因變量變化的作用大?。ㄘ暙I率）。數(shù)據(jù)分析均用SPSS 13.0實現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 2000—2010年全國森林生物災(zāi)害發(fā)生范圍及其變化

從2000年、2005年和2010年土地覆蓋分類數(shù)據(jù)中，提取森林植被數(shù)據(jù)，結(jié)合2000至2010年中國林業(yè)統(tǒng)計年鑒中關(guān)于病蟲鼠害發(fā)生的省市數(shù)據(jù)，確定森林生物災(zāi)害發(fā)生范圍或面積。圖1顯示，2010年森林有害生物全國各地區(qū)發(fā)生面積比例分別為：西南23.71%、東北 15.65%、華東15.08%、華北13.71%、西北11.06%、華中11.05%和華南 9.74%；全國各省市發(fā)生面積比例分別為黑龍江 8.63%、四川 8.04%、云南7.61%、內(nèi)蒙古7.29%、廣西5.34%、湖南4.57%、西藏4.13%、吉林3.97%、廣東3.65%、河北3.53%、陜西3.51%、江西3.43%、河南3.30%、湖北3.18%、新疆3.12%、遼寧3.05%和甘肅3.03%。

隨著全國森林面積的增加，森林有害生物發(fā)生面積也潛在地隨之增加，2010年較2000年的森林有害生物發(fā)生范圍增加0.61%，其中，2005年較2000年增加0.36%，2010年較2005年增加0.26%。

圖1 全國森林生物災(zāi)害發(fā)生范圍（2010年）

表1 2000—2010年全國森林病蟲鼠害發(fā)生面積年際變動線性分析

3 2000—2010年全國森林生物災(zāi)害發(fā)生分析

3.1 發(fā)生面積與變化趨勢

2000至2010年，全國森林病蟲鼠害發(fā)生面積呈顯著增加趨勢（表1，圖2），從2000年的8.52×106公頃次增加到2010年的1.16×107公頃次，增長36.7%，對該趨勢影響最大的是蟲害，貢獻率為54.2%，其次為鼠害，貢獻率為33.3%，而病害貢獻率最小，為12.5% （Y=1.004X1+0.963X2+1.054X3+212 453.567 75R2= 1.0，F(xiàn)=25 169.389,P<0.001；Y為病蟲害發(fā)生面積，X1為病害發(fā)生面積，X2為蟲害發(fā)生面積，X3為鼠害發(fā)生面積）。

同樣地，2000至2010年，全國森林病害、蟲害及鼠害的發(fā)生面積也均呈顯著增加趨勢（表1，圖2），例如，病害發(fā)生面積2010年較2000年增長38.11%；蟲害發(fā)生面積2010年較2000年增長27.35%；鼠害發(fā)生面積2010年較2000年增長105.18%。

3.2 發(fā)生程度與變化趨勢

2000至2010年，全國森林病蟲鼠害輕度發(fā)生面積呈顯著增加趨勢（表1，圖2），而重度發(fā)生面積則呈顯著下降趨勢，這說明期間新增的病蟲鼠害發(fā)生面積多為輕度發(fā)生區(qū)域，例如，輕度發(fā)生面積的貢獻率為75%，中度發(fā)生面積為14%，而重度發(fā)生面積為11%（Y=X1+X2+X3+5.177，R2=1.0，F(xiàn)=132 609 480 542.9,P<0.001；Y為病蟲害發(fā)生面積，X1為輕度發(fā)生面積，X2為中度發(fā)生面積，X3為重度發(fā)生面積）。

圖2 2000—2010年全國森林病蟲鼠害發(fā)生面積與變化趨勢

2000至2010年全國病害、蟲害、鼠害的輕度發(fā)生面積也均呈顯著增加趨勢（表1，圖2），其余的發(fā)生程度，除蟲害的重度發(fā)生面積呈顯著下降趨勢與鼠害的中度發(fā)生面積也呈顯著增加趨勢外，均沒有顯著趨勢。故此，病害、蟲害新增的發(fā)生面積也多以輕度發(fā)生為主。例如，病害的輕度發(fā)生面積貢獻率為67.4%，中度發(fā)生面積貢獻率為20.6%，重度發(fā)生面積的貢獻率為12%（Y=X1+X2+X3+8.757，R2=1.0，F(xiàn)=12 521 653 042.58，P<0.001；Y為病害發(fā)生面積，X1為輕度發(fā)生面積，X2為中度發(fā)生面積，X3為重度發(fā)生面積）；蟲害的輕度發(fā)生面積貢獻率為72.8%，中度發(fā)生面積貢獻率為12.0%，重度發(fā)生面積的貢獻率為15.2%（Y=1.01X1+0.987X2-92 124.566，R2=1.0，F(xiàn)=14 732.825,P<0.001；Y為蟲害發(fā)生面積，X1為輕度發(fā)生面積，X2為中度發(fā)生面積，X3為重度發(fā)生面積）。然而，鼠害新增的發(fā)生面積為輕度或中度發(fā)生，其貢獻率分別為54.1%與45.9% （Y=0.833X1+1.558X2+27 408.785，R2=0.999，F(xiàn)=1 431.189，P<0.001；Y為鼠害發(fā)生面積，X1為輕度發(fā)生面積，X2為中度發(fā)生面積）。

3.3 災(zāi)害損失與變化趨勢

用森林蓄積、直接經(jīng)濟與生態(tài)服務(wù)價值來衡量全國森林生物災(zāi)害所導(dǎo)致的損失。從2000至2010年，全國森林病蟲鼠害所導(dǎo)致森林蓄積損失總體上呈顯著增加趨勢（表2，圖3），例如，2000年的蓄積損失量為2 355.9萬m3，2007年蓄積損失量達到最高點，為2 809.3萬m3，此后稍有所下降，2010年為2 478.5萬m3，較2000年增長5.2%。同樣地，生態(tài)服務(wù)價值損失也呈顯著增加趨勢，如2010年較2000年增長28.5%，并且，影響該趨勢的主要是森林鼠害（Y=0.89X+379.037，R2=0.795，F(xiàn)=34.897，P<0.001；Y為生態(tài)服務(wù)價值損失量，X為鼠害損失量）。然而，全國森林病蟲鼠害導(dǎo)致的直徑經(jīng)濟損失在2000至2010年期間的趨勢并不顯著（表2，圖3）。

表2 2000—2010年全國森林病蟲鼠災(zāi)害損失（森林蓄積、直接經(jīng)濟、生態(tài)服務(wù)價值）年際變動線性分析

圖3 2000—2010年全國森林病蟲鼠災(zāi)害損失（森林蓄積、直接經(jīng)濟、生態(tài)服務(wù)價值）與變化趨勢

2000至2010年，病害導(dǎo)致的直接經(jīng)濟與病害、蟲害導(dǎo)致的生態(tài)服務(wù)價值損失均未呈現(xiàn)出顯著趨勢，但蟲害導(dǎo)致的直接經(jīng)濟損失、鼠害所導(dǎo)致的直接經(jīng)濟與生態(tài)服務(wù)價值損失均呈顯著增加的趨勢（表2，圖3）。例如，2010年蟲害造成的直接經(jīng)濟損失較2000年增長46.1%，2010年鼠害造成的直徑經(jīng)濟與生態(tài)服務(wù)價值損失較2000年分別增長91.7%和44.2%。

4 小結(jié)與討論

我國是森林生物災(zāi)害發(fā)生最嚴重的國家之一[4]，而導(dǎo)致森林資源受損的主要生物災(zāi)害為森林病害、蟲害與鼠害等[7]。本文基于2000—2010年數(shù)據(jù)，分析了解到我國森林生物災(zāi)害發(fā)生范圍（區(qū)域）正在以每5年0.32%左右的速度擴增，這可能與林地面積的增加有關(guān)，即在實施退耕還林、天保工程、造林工程等林業(yè)重點工程后[12]，林地面積正日趨增加，如2000—2010年累計造林6.035×107hm2，森林覆蓋率從2000年的16.55%提高到2010年的20.36%。然而，所增加的森林覆蓋有相當(dāng)一部分為人工純林，如松杉林、楊樹林等純林，這在一定程度上為森林生物災(zāi)害范圍的擴增提供了可能。如森林生物災(zāi)害發(fā)生面積已從2000年的8.52×106公頃次增加到2010年的1.16×107公頃次，增長36.7%，上升趨勢明顯。其中，尤其是鼠害發(fā)生面積擴增最為嚴重，2010年較2000年增長105.18%。而森林鼠害主要發(fā)生在新植林和幼林，如以盼鼠、野兔等近年來在三北地區(qū)廣大新植林地猖獗危害，對中幼林和未成林造林地的林木構(gòu)成嚴重威脅[7]。

但是，近10年來，在發(fā)生程度上，森林生物災(zāi)害的重度發(fā)生情況并未表現(xiàn)出顯著的上升趨勢，其新增的發(fā)生面積多以輕度發(fā)生為主。例如，森林病蟲鼠害、病害、蟲害、鼠害發(fā)生面積在2000至2010年間均呈顯著增長趨勢，但對該趨勢影響最大的均為輕度發(fā)生程度，其貢獻率分別占到75%、67.4%、72.8%、54.1%。除了鼠害的中度發(fā)生程度抬頭趨勢明顯外，森林生物災(zāi)害在發(fā)生面積、發(fā)生程度上主要表現(xiàn)出兩個特點：①發(fā)生面積不斷擴增；②發(fā)生區(qū)域（含擴增區(qū)域）生物災(zāi)害多為輕度發(fā)生。

然而，2000至2010年間，伴隨森林生物災(zāi)害的發(fā)生面不斷擴增，災(zāi)害損失也與日劇增，盡管重度發(fā)生面并未顯著擴增。例如，森林蓄積損失呈逐年攀升趨勢，2010年蓄積損失2 478.5萬m3，較2000年增長5.2%。尤其，在森林鼠害的猖獗危害下，一些森林、退耕還林地、草場多成了不毛之地[7]，導(dǎo)致森林生態(tài)服務(wù)功能受損嚴重，如2010年生態(tài)服務(wù)價值損失達895.37億元，較2000年增長28.5%，近10年來的損失呈顯著上升趨勢。另外，2010年蟲害、鼠害造成的直接經(jīng)濟損失分別較2000年增長46.1%與91.7%，上升趨勢同樣顯著。總的說來，本文研究結(jié)果說明：近10多年來，我國森林生物災(zāi)害發(fā)生范圍正以每5年0.32%左右的速度擴增，發(fā)生面積顯著擴大，盡管新增地區(qū)多以輕度發(fā)生為主，但其所新增的蓄積損失、直接經(jīng)濟損失、生態(tài)服務(wù)價值損失不容忽視。并且，隨著森林生物災(zāi)害輕度發(fā)生面積的增加，重度發(fā)生及其迫害力將潛在地隨之增加，從而導(dǎo)致更多的森林資源遭受損失。

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