全國林業(yè)有害生物普查中高新技術(shù)的應(yīng)用與展望

李國軍

摘要 林業(yè)有害生物普查技術(shù)要求高、涉及范圍廣，應(yīng)用高新技術(shù)可以大幅提高普查的效率與質(zhì)量。當(dāng)前，普遍應(yīng)用的高新技術(shù)主要包括遙感技術(shù)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。主要分析遙感技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例，并提出應(yīng)用展望。

關(guān)鍵詞 林業(yè)有害生物;生物普查;遙感技術(shù)

中圖分類號：S307文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）07–0170–02

受全球氣候變化、物流擴(kuò)大等因素影響，近年來我國林業(yè)有害生物種類、分布及危害等情況均發(fā)生了很大變化。為了提高林業(yè)有害生物調(diào)查的準(zhǔn)確性，同時(shí)減輕調(diào)查的工作量，普查過程中應(yīng)該注重各種高新技術(shù)的應(yīng)用，從而獲得更加準(zhǔn)確和全面的全國林業(yè)有害生物信息，為生物防治提供數(shù)據(jù)支撐。

1 全國林業(yè)有害生物普查中應(yīng)用的高新技術(shù)

1.1 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)在林業(yè)有害生物普查中的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟，由于不同生物和林業(yè)樹木的性質(zhì)、特征和狀態(tài)存在很大差異，且病蟲災(zāi)害會(huì)造成樹木的外部形態(tài)和內(nèi)部的生理同時(shí)發(fā)生變化。比如，出現(xiàn)卷葉、幼芽被吞噬或枝條出現(xiàn)枯萎，這些變化會(huì)導(dǎo)致遙感探測中的綠、紅、近紅外和中紅外波段反射率的明顯上升或下降，最終發(fā)現(xiàn)林業(yè)災(zāi)害。目前，遙感平臺包括人造地球衛(wèi)星、無人飛機(jī)、可移動(dòng)的遙感車等，林業(yè)探測中主要應(yīng)用近紅外線波段（770～895 nm）和近紅外2波段（860～1040 nm）等。Spruce等[1]使用非監(jiān)督分類和影像閾值法能探測不小于0.25 km2舞毒蛾災(zāi)害的范圍和位置，總體分類精度最高可以達(dá)到88%。武紅敢等[2]利用WorldView-2數(shù)據(jù)開展了變色立木的監(jiān)測，為單木災(zāi)害監(jiān)測提供了新的路徑。我國林業(yè)科學(xué)院最早利用攝像機(jī)獲得森林的相關(guān)影響數(shù)據(jù)，之后利用遙感圖像處理識別災(zāi)害的區(qū)域，隨著技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，現(xiàn)階段很多航空企業(yè)都可以提供無人機(jī)或有人機(jī)等航空監(jiān)測服務(wù)，為全國林業(yè)有害生物普查提供技術(shù)支撐。

1.2 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)

隨著我國北斗系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用，GNSS即全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)，將進(jìn)一步提升全國林業(yè)有害生物普查的效果。該技術(shù)在應(yīng)用過程中主要是在測報(bào)點(diǎn)設(shè)置GPS接收機(jī)接收相應(yīng)的林業(yè)監(jiān)測信息，如災(zāi)害點(diǎn)的林業(yè)位置數(shù)據(jù)采集、林業(yè)普查中的踏查線路或提供災(zāi)害點(diǎn)的飛機(jī)核實(shí)調(diào)查中的導(dǎo)航信息，滿足林業(yè)有害生物調(diào)查的業(yè)務(wù)需求[3]。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了任何物品之間的信息連接和交換，在林業(yè)有害生物調(diào)查中的具體應(yīng)用如下：構(gòu)建林業(yè)有害生物調(diào)查物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，包括感知的前端設(shè)備（采集樹木的葉片信息和土壤信息等）、數(shù)據(jù)的傳輸設(shè)備、后端的數(shù)據(jù)分析與控制設(shè)備（數(shù)據(jù)分析過程涉及圖像處理、生物統(tǒng)計(jì)模型）等。但是，現(xiàn)階段還存在復(fù)雜環(huán)境監(jiān)測難題，制約著該技術(shù)在全國林業(yè)有害生物普查中的應(yīng)用。

2 全國林業(yè)有害生物普查中高新技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例分析

以遙感技術(shù)為例進(jìn)行分析，具體的應(yīng)用過程如下：

2.1 調(diào)查工具和內(nèi)容

調(diào)查某林業(yè)區(qū)域，該林業(yè)區(qū)域存在重大危害性的生物如美國白蛾及外來入侵林業(yè)有害生物種類，調(diào)查過程中應(yīng)用遙感技術(shù)，使用無人機(jī)定位和人工踏查法，無人機(jī)中安裝攝像機(jī)采集數(shù)據(jù)之后，確定林業(yè)災(zāi)害的具體區(qū)域，利用誘蟲燈及捕蟲網(wǎng)等工具采集并制作標(biāo)本之后，鑒定有害生物的物種。調(diào)查過程中結(jié)合該林業(yè)區(qū)域的具體GPS空間信息，確定不同的踏查路線，發(fā)現(xiàn)林業(yè)有害生物時(shí)，利用GPS打點(diǎn)，確定樣方，樣方設(shè)置過程中注意劃分苗木的不同種類和苗齡。詳細(xì)記錄遙感數(shù)據(jù)和實(shí)際踏查過程中獲得的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)信息分析獲得林業(yè)有害生物種類，同時(shí)還需調(diào)查有害生物的天敵以及外來有害生物來源。有害標(biāo)本的采集包括病葉、病果、病花、病枝干等，害蟲的采集采用燈誘、振落等方法，采集之后裝入昆蟲樣本標(biāo)準(zhǔn)容器中，做好密封冷藏工作。

2.2 結(jié)果分析

在進(jìn)行林業(yè)調(diào)查中，共涉及3個(gè)林場，設(shè)立樣方201個(gè)，采集制作標(biāo)本522種，踏查路線、踏查面積、踏查總長度分別為129條、98.32 km2、11 236 km。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：林業(yè)有害生物種類日益增加，可能與不斷引進(jìn)外來綠化樹種有關(guān);人工林中如楊樹、柳樹等病蟲害嚴(yán)重，林地的抗病蟲能力較低。林業(yè)有害生物種類（表1）。調(diào)查中整理的病害標(biāo)本共68種，病害標(biāo)本主要是根部病害、枝梢部病害、葉部病害。調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)，蒼耳、小蓬草、狗尾草對楊屬有害。病蟲害的防治可以采取剪除網(wǎng)幕、圍草誘蛹、誘殺成蛾、采用飛機(jī)超低量噴霧防治等方法。

通過該實(shí)例分析可知，高新技術(shù)在林業(yè)有害生物普查中的應(yīng)用效果較好，可以快速確定病害區(qū)域，劃定樣方能夠提高林業(yè)有害生物普查工作的效率和精準(zhǔn)性，為林業(yè)有害生物防治提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

3 高新技術(shù)在林業(yè)有害生物普查工作中的應(yīng)用展望

林業(yè)有害生物普查技術(shù)要求高、涉及范圍廣，高新技術(shù)可以大幅提高普查的效率與質(zhì)量，實(shí)時(shí)匯總林業(yè)有害生物分布范圍，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充并完善已有數(shù)據(jù)庫。雖然遙感技術(shù)在此次普查工作中得到了較為有效的應(yīng)用，但該項(xiàng)技術(shù)在普查監(jiān)測與預(yù)測預(yù)報(bào)方面還不夠完善，無人機(jī)搭載可見光成像設(shè)備、后期數(shù)據(jù)人工判讀的方式都存在不同程度的缺陷，對林業(yè)有害生物監(jiān)測不夠準(zhǔn)確。隨著遙感技術(shù)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的發(fā)展與完善，還需要依托高新技術(shù)不斷完善全國林業(yè)有害生物普查工作。

4 結(jié)束語

隨著遙感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的發(fā)展，全國林業(yè)有害生物普查工作的效率將會(huì)得到進(jìn)一步提升。雖然現(xiàn)階段的技術(shù)還存在一定的不足之處，但是隨著技術(shù)的發(fā)展與深入研究，將會(huì)獲得更加精準(zhǔn)的全國林業(yè)有害生物數(shù)據(jù)，為全國林業(yè)有害生物防治工作提供數(shù)據(jù)支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] Spruce，Sader，Ryan，et al.Assessment of MODIS NDVI time series data products for detecting forest defoliation by gypsy moth outbreaks[J].Remote Sensing of Environment， 2011（2）： 427-437.

[2] 武紅敢，石進(jìn)，蔣麗雅.基于WorldView -2數(shù)據(jù)的單木長勢監(jiān)測初探[J]. 遙感信息， 2013（5）： 64-68.

[3] 丁國欣，苗興軍，孟慶蘭.臨沂市林業(yè)有害生物普查分析[J].中國林副特產(chǎn)， 2017（3）： 85-86.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Application and Prospect of High and New Technology in National Forestry Pest Census

LI Guo-jun （Laniu town government， Xiuyan County， Anshan ， Liaoning 118400）

Abstract Forestry pest survey technology has high requirements and involves a wide range. The application of high and new technology can greatly improve the efficiency and quality of the survey. The current application of high and new technology mainly includes remote sensing technology， global navigation satellite system technology， Internet of things technology， etc.Mainly analyzes the application examples of remote sensing technology， and finally puts forward the application prospect.

Key words Forestry pests; Census of Life; Remote sensing technology