林火對森林蟲害發(fā)生的影響與防控對策

崔亞琴，徐茂勝，劉隨存，孫永明，姚麗敏

(1.山西省林業(yè)科學研究院，山西 太原 030012； 2.山西省太岳山國有林管理局，山西 介休 032000)

1 引言

火災是影響森林的重要生態(tài)因子，對森林生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生直接作用[1,2]，從而直接或間接影響森林生態(tài)系統(tǒng)中的生物和非生物環(huán)境。森林昆蟲是森林生物群落中的重要組成部分，昆蟲的取食、繁殖、擴散等與森林植物和環(huán)境有著密切關(guān)系，在維持森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能方面發(fā)揮著極其重要的作用。在森林火災發(fā)生后，森林生態(tài)系統(tǒng)的生物和非生物環(huán)境發(fā)生了劇烈變化，定會對森林蟲害的發(fā)生與發(fā)展起到直接或間接的影響。筆者通過查閱國內(nèi)外文獻資料，對林火與森林蟲害發(fā)生之間的關(guān)系進行了綜述。

2 國內(nèi)外研究進展

國內(nèi)外學者對林火與森林蟲害發(fā)生之間的關(guān)系開展了大量的研究工作，國外主要集中在對鞘翅目甲蟲類影響的研究上[3]。Wikars[4]認為在火的干擾下，昆蟲數(shù)量會發(fā)生明顯的變化，特別是喜跡地和喜高溫的昆蟲明顯增多。Goodman和Kenneth[5]研究發(fā)現(xiàn)，目前喜跡地昆蟲主要有4目25科，包括半翅目、鱗翅目、雙翅目和鞘翅目；在鞘翅目中，主要是天牛科(Cerambycudae)和吉丁科(Buprestidae)昆蟲；有關(guān)吉丁蟲的研究較多[6-9]，其可在火災發(fā)生之后，極短時間內(nèi)大量聚集，并且在燃燒過的樹木上產(chǎn)卵，進行下一代的繁殖。大部分喜跡地昆蟲僅出現(xiàn)在火燒跡地，極少出現(xiàn)在未過火的林分中。一般，在火災發(fā)生后的1 a～2 a內(nèi)，喜跡地昆蟲會在森林中大量繁殖。Evans[7]研究發(fā)現(xiàn)，墨吉丁屬(Melanophila)的雄性個體會在火點或炙熱灰燼周圍的樹干上，等待與雌性交配，當交尾完成后，雌性將卵產(chǎn)在被燒過的樹皮里，以利于其在過火樹干中生存。Mirov[10]發(fā)現(xiàn)，火燒跡地被采伐后，棄木中往往會存在一些甲蟲類，當數(shù)量增多到一定程度并發(fā)生聚集后，其后代還會攻擊附近外表健康的樹木?？梢?，火燒跡地為一些喜跡地和喜高溫昆蟲種群的擴增提供了良好的生存場所和食物來源。

國內(nèi)在有關(guān)林火與森林蟲害發(fā)生方面的研究相對較少，也相對滯后，20世紀80年代末才開始了初步研究。1988年，李堅等[11]人對塔河林區(qū)火燒跡地蟲害進行抽樣調(diào)查，確定云杉小黑天牛(MonochamussutorL.)為主要蛀干害蟲，并進行防治試驗研究。1989年，邵景文[12]等人對大興安嶺塔河林業(yè)局火燒跡地蛀干害蟲的種類、發(fā)生規(guī)律和危害程度進行了詳細調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在不同樹種、不同火燒強度下，被蛀干害蟲侵入的數(shù)量和速度均有所不同，落葉松(LarixgmeliniiRupr.)重于樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolicaLitv.)，而樺樹幾乎沒有；特別是中度和重度燒傷的樹木，蛀干害蟲侵入快，被害株率和蟲口密度均高。

專家學者還對火燒跡地上發(fā)生的蛀干害蟲的分布、擴散，以及火燒強度與蟲害發(fā)生情況的相關(guān)關(guān)系進行了詳細研究。張慶賀等[13]對落葉松八齒小蠹(IpssubelongatusMatsch.)在落葉松火燒木上的垂直分布進行了研究，發(fā)現(xiàn)胸高1 m～2 m范圍內(nèi)蟲口密度最大，建立了胸高處蟲口密度與平均蟲口密度的回歸關(guān)系式。初冬等[14]人對云杉小黑天牛在火燒跡地擴散蔓延的規(guī)律開展研究，發(fā)現(xiàn)云杉小黑天牛具有很強的耐饑能力，最大飛行距離超過900 m，擴散能力強，火災發(fā)生后2 a，發(fā)現(xiàn)該蟲基本不危害重度火燒林，主要向輕度、中度火燒林擴散蔓延。劉篆芳等[15]以生態(tài)因子為主線進行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)大興安嶺火燒跡地的蛀干害蟲感蟲株率與火燒強度、透光度及林分中衰弱木、枯立木的數(shù)量呈正相關(guān)。盛茂領等[16]人對大興安嶺火燒跡地蛀干害蟲的天敵種類進行了詳細調(diào)查，發(fā)現(xiàn)火災發(fā)生后的2 a內(nèi)，火燒跡地暴發(fā)次期性蛀干害蟲，林木平均有蟲株率可達60.4%，重度火燒林地有蟲株率95.7%，嚴重影響林木生長和木材貯存。初冬等[17]人對火燒跡地落葉松八齒小蠹種群擴散、蔓延進行了研究，結(jié)果表明，落葉松八齒小蠹每年擴散危害距離為10 m左右，逐步從重度火燒林地轉(zhuǎn)向中度和輕度火燒林地，屬于聚集型擴散。王瑞君等[18]人研究發(fā)現(xiàn)，火燒強度與蟲害發(fā)生數(shù)量有顯著的線性相關(guān)性，該結(jié)論可為火災之后蟲害發(fā)生量的預測提供依據(jù)。2006年，胡海清和郭福濤[2]對黑龍江省大興安嶺、黑河、伊春、牡丹江等林區(qū)近5年的火災過火林地進行森林蟲害調(diào)查分析，結(jié)果表明，森林火災后林內(nèi)蛀干害蟲大量發(fā)生，樹干熏黑高度是影響蟲害發(fā)生數(shù)量的一個重要因子，火燒強度與蟲害發(fā)生數(shù)量呈正相關(guān)，天牛及小蠹類蟲害發(fā)生數(shù)量與樹干熏黑高度線性關(guān)系明顯。

此外，采用規(guī)定火燒可能減少或控制鞘翅目害蟲種群數(shù)量的大發(fā)生。王瑞君[19]文中提到某些蛀干害蟲喜歡在采伐剩余物中過冬，如，波縫重齒小蠹(IpspiniSay)，利用昆蟲的生物生態(tài)學特性，對采伐跡地進行火燒處理，可以顯著降低其種群數(shù)量和蟲口密度。美國西部采用規(guī)定火燒的方法，使花旗松舞毒蛾(Lymantriaspp.)大發(fā)生的可能性下降53%，俄勒岡州中部和東部下降85%，華盛頓西北部下降82%.在我國，劉志忠等[20]人在小興安嶺南麓的湯原縣開展計劃火燒森林病蟲鼠害防治試驗，研究發(fā)現(xiàn)，計劃火燒對控制葉部病害和在枯枝落葉層越冬的害蟲效果良好，同時火燒破壞了鼠類的棲息環(huán)境，可起到驅(qū)鼠作用。

3 防控策略

林火對森林蟲害發(fā)生帶來直接或間接的影響，不同強度的火燒跡地、樹種、林分類型和蟲害種類、發(fā)生情況，具有不同的防控措施和方法，但從本質(zhì)上來講，防控策略主要可以分為3類。

3.1 基于森林生態(tài)系統(tǒng)自身的防控策略

經(jīng)林火干擾下的森林生態(tài)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)和功能都發(fā)生了極大的變化，處于非常脆弱階段。在火燒跡地的生態(tài)修復中，一定要采取科學、合理的技術(shù)措施，才能保障森林生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

3.1.1 營林技術(shù)

3.1.1.1 調(diào)整林分結(jié)構(gòu)

在增強森林植物種類多樣性的同時，也會增加森林昆蟲和天敵(昆蟲或動物)的種類，以便今后形成較為復雜的食物鏈，增強群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同樣，在復雜的森林生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境中，森林昆蟲對于寄主的選擇也會發(fā)生變化，有可能會阻礙某些植食性昆蟲取食，降低蟲害的發(fā)生?；旖涣纸Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有較高的自身調(diào)節(jié)能力，一般不易發(fā)生森林病蟲害。反之，人工純林易發(fā)生紅脂大小蠹(DendroctonusvalensLeCtone)、縱坑切梢小蠹(TomicuspiniperdaL.)和落葉松鞘蛾(ColeophorasinensisYang)等蟲害。

3.1.1.2 撫育

火燒跡地及發(fā)生蟲害的區(qū)域要及時進行清理，對油松(PinustabulaeformisCarr.)林進行衛(wèi)生伐，清除采伐剩余物，主要是伐除火燒木、枯立木、折倒木及過高和已受蟲害的伐根，不留任何寄主或潛在寄主。這樣既可減少可燃物載量，降低發(fā)生大火的可能性，又減少了蟲源基地。采伐的被害木要及時進行處理，從而控制蟲害的再發(fā)生和蔓延。通過及時撫育和低效林改造，有計劃、有重點地改變大范圍純林的現(xiàn)狀，逐步調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，構(gòu)建有利于自我保健的生態(tài)環(huán)境，發(fā)揮森林對蟲害的自我調(diào)控能力。

3.1.2 選栽抗性樹種

堅持適地適樹原則，選育抗性品種，特別是抗病蟲品種，以增強森林植物抵御病蟲害的能力。

3.2 基于調(diào)控對象的防控策略

3.2.1 嚴格檢驗檢疫

在苗木調(diào)運過程中，一定要嚴格把關(guān)，加強檢疫，嚴格控制從疫區(qū)調(diào)入的苗木、木制品等，以確保造林苗木無病蟲害隱患。

3.2.2 森林蟲害監(jiān)測

根據(jù)火燒跡地害蟲區(qū)系及發(fā)生特點選擇監(jiān)測對象，結(jié)合遙感、無人機等先進技術(shù)手段，建立長期的監(jiān)測與預測預報數(shù)據(jù)系統(tǒng)。林火發(fā)生后的1 a～5 a內(nèi)，密切監(jiān)測蛀干害蟲和食葉害蟲的種群動態(tài)變化，及時進行預測預報。確定火燒跡地易暴發(fā)的森林害蟲種類、寄主和發(fā)生時間，以采取相應的控制措施。

3.2.3 防治技術(shù)

3.2.3.1 化學防治

通過使用高效低毒的環(huán)境協(xié)調(diào)型農(nóng)藥，如，敵百蟲、菊酯類等對暴發(fā)性害蟲進行應急處理。不同種類害蟲采用不同的農(nóng)藥品種、劑型、噴施方式、噴施時段等，同時引入微生物殺蟲劑等新的化學防治手段與傳統(tǒng)方式協(xié)調(diào)作用。

3.2.3.2 生物防治

生物防治技術(shù)是利用昆蟲性信息素、聚集信息素、產(chǎn)卵引誘激素和利它素等，對森林蟲害進行防治，無公害、無毒、無污染。如，紅脂大小蠹、松墨天牛(MonochamusalternatusHope)和美國白蛾(Hyphantriacunea)引誘劑應用效果良好。

3.2.3.3 利用天敵

保護和利用天敵資源(捕食性天敵、寄生性天敵和各種病原真菌等)及捕食性鳥類等，對維護森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要意義。利用天敵進行防治，對環(huán)境沒有破壞和污染，符合森林生態(tài)系統(tǒng)自身發(fā)展的客觀規(guī)律(動植物和微生物之間的協(xié)調(diào)進化發(fā)展規(guī)律)，同時可以控制害蟲種群數(shù)量。

3.3 基于生態(tài)因子的防控策略

3.3.1 土壤因子

森林生態(tài)系統(tǒng)的土壤因子對植被的生長發(fā)育有著重要作用。土壤可以為森林植被提供生長發(fā)育所需的水分、養(yǎng)分、空氣和熱量等。在一定條件下，通過森林自身調(diào)節(jié)或人為干預，可以直接或間接影響土壤因子。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，通過不同的措施對林分條件和環(huán)境進行改善，不僅可以降低有害生物入侵的機會，而且可以提升林分自身的抵御能力，進而增強其穩(wěn)定性。

3.3.2 光照因子

蛀干害蟲的發(fā)生與林分透光度密切相關(guān)，其感蟲株率隨林分透光度的加大而增加[15]。對于不同火燒程度的林分，由于采取皆伐、擇伐等措施，會使火燒跡地林分的光照條件發(fā)生很大變化，為喜跡地的次期性害蟲創(chuàng)造豐富的食物資源和優(yōu)越的環(huán)境條件。因而，對于采伐跡地的林緣處、林內(nèi)天窗、火燒疏林地以及被保留的散生木，要特別注意蛀干害蟲的發(fā)生。

3.3.3 人為活動

人為活動對火燒跡地森林蟲害的發(fā)生及種群數(shù)量的擴增、擴散也具有一定影響作用。在火燒跡地林木采伐過程中，要及時把采伐木運出，以免長期堆放形成人為設置的餌木堆和蟲害的繁殖場所，使次期性害蟲大量繁殖，對該林分和鄰近林分的健康構(gòu)成威脅，同時也會降低木材質(zhì)量。

4 對策建議

國內(nèi)外研究表明，森林火災后的1 a～2 a內(nèi)，喜跡地昆蟲會在森林中大量繁殖。在山西省沁源縣，主要分布著大面積的油松人工林和天然林，經(jīng)常受小蠹類和天牛類等昆蟲危害，而喜高溫、喜跡地的鞘翅目昆蟲主要有天?？坪图】?，特別是墨天牛屬(Monochamus)、眼花天牛屬(Acmaeops)、梗天牛屬(Arhopalus)和木吉丁屬(Melanophila)[9]。針對2019年3月29日沁源縣森林火災火燒跡地提出如下防控對策。

4.1 小蠹類

梁麗珺[22]報道了山西省范圍內(nèi)容危害油松的小蠹科昆蟲主要有6種，包括紅脂大小蠹、縱坑切梢小蠹、橫坑切梢小蠹(TomicuspiniperdaL.)、松十二齒小蠹(IpssexdentatusBorner)、六齒小蠹(IpsacuminatusGyllenhal)和建莊油松梢小蠹(CryphalustabulaeformischienzhuangensisTsai et Li)。紅脂大小蠹屬于全國林業(yè)檢疫性有害生物，主要對長勢較弱的成材松樹及新鮮伐樁、伐木進行危害，危險性高?？v坑切梢小蠹、橫坑切梢小蠹和十二齒小蠹屬于中度危險性林業(yè)有害生物，其適應性強，既危害風倒木等衰弱木，也危害健康活立木。六齒小蠹危害伐倒木，也可隨切梢小蠹入侵活立木。建莊油松梢小蠹對油松林危害較輕。以紅脂大小蠹為例，探討火燒跡地暴發(fā)紅脂大小蠹的對策建議。

該蟲在山西中北部地區(qū)1年1代，南部地區(qū)1年2代，主要以成蟲或老熟幼蟲越冬，也有少量以蛹越冬。幼蟲取食寄主的韌皮部和木質(zhì)部，危害具有隱蔽性，主要為害油松，個別為害華山松和白皮松[23]。成蟲具有極強的飛行能力，飛行距離可達16 km以上[24]，可自然擴散蔓延；主要危害樹干基部和根部的皮層，成蟲侵入后樹皮上流出大量松脂，形成漏斗狀凝脂塊，凝脂由紅棕色漸變?yōu)闇\棕色直到灰白色。揮發(fā)性萜類化合物引誘小蠹入侵，最后導致紅脂大小蠹集中群居危害。

苗振旺[25]對紅脂大小蠹成蟲侵入孔的空間分布型進行了詳細研究，發(fā)現(xiàn)紅脂大小蠹成蟲侵入孔的空間分布型呈聚集分布，擴散蔓延規(guī)律為聚集型擴散；該蟲主要為害30年生以上或胸徑在10 cm以上的油松，及新鮮伐樁、衰弱木和受傷樹。張海軍等[26]人研究表明紅脂大小蠹一般只為害15年生以上的油松。因而，在對火燒跡地火燒木、枯立木、瀕死木和衰弱木的處理過程中，要結(jié)合昆蟲的生物生態(tài)學特性，對不同樹齡或胸徑的樹木采取不同的處理方式。在山西，紅脂大小蠹一般于4月中下旬出現(xiàn)成蟲，5月為盛期，7月下旬基本結(jié)束。在成蟲期可以利用昆蟲信息素對其進行行為調(diào)控，在此基礎上，利用種間(寄主、昆蟲和天敵)相互聯(lián)系和相互制約的關(guān)系進行生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)控，使逐漸恢復，形成穩(wěn)定的森林生態(tài)系統(tǒng)。

4.2 天牛類

鞘翅目天牛科墨天牛屬(Monochamus)昆蟲具有喜跡地的特性，是松材線蟲的重要傳播媒介，并傳播松材線蟲病(Bursaphelenchusxylophilus)[27]?？拙S娜[28]研究發(fā)現(xiàn)，松墨天牛(MonochamusalternatusHope)在山西的寄主植物主要為華北落葉松(Larixprincipis-rupprechtii)、油松和云杉(Piceaasperate)；關(guān)帝山林區(qū)、太岳山林區(qū)、呂梁山林區(qū)、太行山林區(qū)為該蟲的偶發(fā)區(qū)，中條山林區(qū)為適合分布存活區(qū)。目前的研究證實云杉花墨天牛(MonochamussalturariusGebler)也是松材線蟲病的有效傳播媒介，該蟲主要危害紅松(Pinuskoraiensis)、油松和日本落葉松(Larixkaempferi)[29]。其在成蟲補充營養(yǎng)和產(chǎn)卵初期的飛行能力強，通常1次飛行可以達到1 km左右[27]。因而，在火燒跡地油松林內(nèi)，墨天牛屬昆蟲是否會造成大面積危害，需要特別關(guān)注和重點防范。結(jié)合不同墨天牛屬昆蟲的生物生態(tài)學特性，可以對其采取檢疫、物理防治(清理和焚燒病死木，防止其成蟲羽化)、化學防治(引誘劑)和生物防治[天敵昆蟲和鳥類，如，花絨寄甲(DastarcushelophoroidesFairmaire)，管氏腫腿蜂(Sclerodermaguani)和大斑啄木鳥(Dendrocopsmajor)等][30]。其次，松幽天牛(AsemumamurenseKraatz)危害山西省油松，但在林中比較少見，蟲口密度較低，主要危害油松的樹干和根部[31]。

4.3 吉丁類

鞘翅目吉丁蟲科木吉丁屬(Melanophila)也具有喜跡地的特性。松黑木吉丁(MelanophilaacuminateDeGeer)又名松黑吉丁、松跡地吉丁蟲[32-34]，主要分布在北京、陜西、甘肅、河北和山西，主要寄主為油松。一般環(huán)境下幾乎看不到該蟲，其可感知和探測到遠處的林火，易被煙和熱吸引，在未熄滅的火燒林中交配，然后在燃燒過的樹皮下產(chǎn)卵。松黑木吉丁蟲常被發(fā)現(xiàn)于火燒林中，木吉丁屬的幼蟲以火燒木為食，這是因為其不能抵抗健康樹木分泌出的某些物質(zhì)而產(chǎn)生的防御反應[9]。目前，沁源火燒跡地發(fā)現(xiàn)大量吉丁幼蟲，但尚未明確是吉丁種類，有待進一步觀察與研究，需要重點關(guān)注和防范。可采取的防控措施[34]有：1) 消滅蟲害木，并及時清理火燒跡地。2) 生物防治。利用天敵昆蟲和捕食性鳥類，如，長尾刻柄繭蜂(AtanycolusinitiatorFabricius)、郭公蟲(ThanassimuslewisiJacobson)、啄木鳥和蒲螨(Pyemotessp.)對該蟲進行防治。3) 化學防治。利用內(nèi)吸性藥劑原液和煤油(1:10～1:20)涂在樹干表面，成蟲羽化前噴灑3%高滲苯氧威乳油 1 000倍液或24.5%愛福丁2 000倍液進行封干，連噴3次，每次間隔10 d～15 d.

此外，對于下階段森林生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復，針對不同火燒強度、不同立地類型林分，應采用不同的更新和造林方式，如，人工造林、人工促進更新造林和天然更新造林等。對火燒跡地的火燒木、枯立木、瀕死木和衰弱木等及時進行清理，不給喜跡地昆蟲創(chuàng)造生存條件和食物來源。在造林過程中，最好選擇抗性強的樹種，營造混交林，同時結(jié)合環(huán)境因子，以增強森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在有效控制有害生物的基礎上，促進森林生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展，為下階段火燒跡地森林生態(tài)系統(tǒng)的順利恢復和持續(xù)控災保駕護航。