用數(shù)字化松材線蟲病生態(tài)調(diào)控技術(shù)促進(jìn)秀美鄉(xiāng)村建設(shè)的創(chuàng)新與探索

魏浩華，邵建英，邱慧敏，邱家生#，劉小莉

1.江西馬頭山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，江西資溪 335300；2.贛州市金電電子設(shè)備有限公司，江西興國 342400；3.景德鎮(zhèn)學(xué)院，江西浮梁 333400

1 項(xiàng)目背景

松材線蟲病被稱為松樹的“癌癥”，是全球森林生態(tài)系統(tǒng)中最具危險(xiǎn)性和毀滅性的病害，具有極強(qiáng)的擴(kuò)散性和破壞性，目前尚無有效藥物或技術(shù)治愈。松材線蟲病自1982年傳入我國以來，全國因該病害損失的松樹累計(jì)達(dá)數(shù)億株，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)服務(wù)價(jià)值損失上千億元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國共計(jì)20個(gè)省（區(qū)、市），超過666個(gè)縣級(jí)行政區(qū)、4 333個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)行政區(qū)發(fā)生松材線蟲病疫情，疫情發(fā)生面積和病死（枯死、瀕死）松樹數(shù)量分別為111.46萬km2、1 946.74萬株。黃山、九華山、廬山、三峽庫區(qū)、陜西秦嶺山區(qū)等重點(diǎn)生態(tài)區(qū)位防控形勢(shì)嚴(yán)峻，四川樂山大佛和劍門關(guān)、福建武夷山和貴州梵凈山等重點(diǎn)風(fēng)景名勝區(qū)受到嚴(yán)重威脅。近20%森林資源正面臨著疫情擴(kuò)散蔓延造成的森林生態(tài)系統(tǒng)不可逆轉(zhuǎn)的破壞，嚴(yán)重威脅了生物多樣性與生態(tài)安全。而現(xiàn)有的噴灑藥物、釋放天敵、引誘劑誘捕等防控手段無法有效控制疫情，災(zāi)情普查也仍然以生態(tài)護(hù)林員人工巡查為主，盲點(diǎn)死角較多，防控質(zhì)量較差，導(dǎo)致我國新疫區(qū)持續(xù)多點(diǎn)突發(fā)，老疫區(qū)疫點(diǎn)增多、難以消除[1]。

針對(duì)我國松材線蟲病多點(diǎn)入侵、大范圍擴(kuò)散蔓延、防控技術(shù)手段單一、人工監(jiān)測(cè)效果差、短期內(nèi)難以根除等造成的松材線蟲病疫情多發(fā)、高發(fā)問題，提出用數(shù)字化松材線蟲病生態(tài)調(diào)控技術(shù)促進(jìn)秀美鄉(xiāng)村建設(shè)的創(chuàng)新與探索：通過“公司+村委會(huì)+村民”模式，建立以公司主導(dǎo)、村委會(huì)組織、農(nóng)戶村民提供山林參與的松材線蟲病防控合作社，由合作社統(tǒng)一負(fù)責(zé)項(xiàng)目實(shí)施和管理、合作社社員共同參與的松材線蟲病數(shù)字化生態(tài)調(diào)控實(shí)施組織體系的創(chuàng)新與探索。一是解決松材線蟲病防控群眾不參與、疫木除治難、糾紛大，導(dǎo)致防控效果差的難點(diǎn)，為松材線蟲病防控提供了一條有效的防控思路；二是遏制因松材線蟲病導(dǎo)致的林業(yè)經(jīng)濟(jì)收入銳減、生態(tài)環(huán)境惡化、生態(tài)顏值不再等給鄉(xiāng)村振興帶來的挑戰(zhàn)。

2 實(shí)施內(nèi)容

選擇在省級(jí)AAA級(jí)鄉(xiāng)村旅游區(qū)的興國縣杰村鄉(xiāng)含田村象形、黃竹坑，這里也是著名的革命老區(qū)，興國縣革命最早建黨區(qū)域之一，1927年成立杰村里豐、曾田黨支部所在地。該區(qū)域共有松林面積490.67 km2、涉及農(nóng)戶25戶，120人。松林范圍均為丘陵地帶，為純馬尾松林，樹齡20～30年，平均樹高7 m，胸徑10～30 cm，郁閉度0.6～0.7，地被植物為芒箕、五節(jié)芒以及少量雜灌等。該區(qū)域是松材線蟲病發(fā)病區(qū)，由于松材線蟲病導(dǎo)致大量?jī)?yōu)勢(shì)松樹快速死亡，基本無松脂可采、無松樹可伐，林業(yè)經(jīng)濟(jì)不可持續(xù)，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)村旅游，農(nóng)民收入銳減。

由于松材線蟲病的防控和鄉(xiāng)村振興工作歸屬不同部門，尚未形成一個(gè)協(xié)同機(jī)制，松材線蟲病的防控和鄉(xiāng)村振興工作存在互不干擾、互無協(xié)作的局面[2]。項(xiàng)目以“松材線蟲病數(shù)字化生態(tài)調(diào)控+鄉(xiāng)村振興”相結(jié)合，通過“公司+村委會(huì)+村民”的模式，公司作為項(xiàng)目實(shí)施的主體，提供技術(shù)、設(shè)備、實(shí)施規(guī)范，主導(dǎo)項(xiàng)目的實(shí)施，含田村委進(jìn)行組織推動(dòng)，25戶農(nóng)戶提供各自的山林共同參與實(shí)施和管理，實(shí)現(xiàn)松林保護(hù)→農(nóng)民收益→林地收入健康發(fā)展的良性循環(huán)，既解決了政府頭疼的松材線蟲病防控問題，又調(diào)動(dòng)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的積極性，增加了農(nóng)民的收入，是數(shù)字化松材線蟲病生態(tài)調(diào)控技術(shù)促進(jìn)秀美鄉(xiāng)村綠色循環(huán)高效特色農(nóng)業(yè)建設(shè)的首次創(chuàng)新與探索。

2.1 公司的工作

作為項(xiàng)目實(shí)施主體，公司主要負(fù)責(zé)對(duì)含田已經(jīng)發(fā)生的松材線蟲病疫區(qū)施行生物防控（投放天敵花絨寄甲、基因變異不育等）、物理防控（J2020紫光誘捕松褐天牛技術(shù)等）、化學(xué)防控（引誘劑誘捕等）一體的綜合防控技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)松材線蟲病的定點(diǎn)精準(zhǔn)防控；同時(shí)，人員巡護(hù)作為一種有效的補(bǔ)充，通過無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完成數(shù)據(jù)采集、上報(bào)，由系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析工作，系統(tǒng)利用AI技術(shù)和深度學(xué)習(xí)算法，為政府提供松材線蟲病防控的成果、發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)，為松材線蟲病的聯(lián)防聯(lián)治提供指揮決策依據(jù)。

2.1.1 技術(shù)裝備J2020紫光誘捕松褐天牛技術(shù)是通過對(duì)松褐天牛趨光性的研究得出的一種對(duì)松褐天牛敏感的光源（J2020紫光），再通過對(duì)該敏感的光源光特性技術(shù)指標(biāo)、制備取得方法的再研究，得到了J2020紫光燈；結(jié)合研究的可防止松褐天牛二次逃逸的誘捕裝置、供電系統(tǒng)，組成本項(xiàng)目的技術(shù)裝備。尤其是將誘捕器中的集蟲器設(shè)計(jì)為漏斗形狀，同時(shí)將集蟲器底部設(shè)計(jì)內(nèi)部延伸的漏斗形狀的延伸部，向內(nèi)部延伸40～60 mm，松褐天牛掉入后無法再逃逸出來，避免了誘捕裝置周邊出現(xiàn)因?yàn)樗珊痔炫Ｔ俅翁右荻a(chǎn)生的局部蟲災(zāi)現(xiàn)象發(fā)生。

J2020紫光誘捕松褐天牛技術(shù)的應(yīng)用，成功地克服了松褐天牛弱趨光性無法使用物理光誘技術(shù)誘捕的難題，實(shí)現(xiàn)了松褐天牛的高效智能燈光誘捕，為松材線蟲病的有效防治提供了一套有效的物理技術(shù)手段，最大限度地保護(hù)了現(xiàn)有健康松林[3]。通過智能J2020紫光誘捕技術(shù)的應(yīng)用，減少了農(nóng)藥的使用，延緩了害蟲的抗藥性；誘捕了剛羽化性成熟前的松褐天牛，在測(cè)報(bào)時(shí)間上更加科學(xué)；為松材線蟲病的防控增加了一套有效技術(shù)措施，以保護(hù)健康松林。

2.1.2 產(chǎn)品組成主要包含：誘捕裝置（含誘捕器、J2020紫光燈、鎮(zhèn)流器）；太陽能供電裝置（包括太陽能板、鋰離子蓄電池、智慧電源管理模塊、電源逆變器）；智能控制裝置（包括智能多功能雨控和時(shí)間控器、戶外箱）等。

松褐天牛在傍晚至子夜這段時(shí)間內(nèi)的活動(dòng)最積極，白天基本不活動(dòng)，因此，J2020紫光燈設(shè)置為白天關(guān)燈，夜晚亮燈；同時(shí)松褐天牛在雨天也基本不活動(dòng)，故紫光燈遇到雨天也不亮燈。在節(jié)省電能的同時(shí)，使松褐天牛誘捕性價(jià)比最高。

2.1.3 產(chǎn)品壽命以鋰離子蓄電池、J2020紫光燈產(chǎn)品壽命為依據(jù)，本松褐天牛智能光誘裝置使用壽命為5年。

2.1.4 誘捕裝置安裝的原則具體見表1。

表1 誘捕裝置安裝用途、功能、要求

2.1.5 林間安裝技術(shù)規(guī)范誘捕器安裝：將J2020紫光誘捕器懸掛在樹枝或捆綁于樹干，懸持高度以集蟲器底部距地面不低于2.5 m為宜，可根據(jù)地形、坡度、郁閉度的情況進(jìn)行調(diào)整，但不得低于2.0 m。

誘捕器掛設(shè)位置：根據(jù)林相、立地條件、氣候因子，選擇地勢(shì)較高、通風(fēng)較好、便于作業(yè)的山腰位置?？奢^長(zhǎng)時(shí)間固定掛設(shè)在一個(gè)地點(diǎn)，也可不定期移動(dòng)式掛設(shè)J2020紫光誘捕器。

誘捕器掛設(shè)時(shí)間：在當(dāng)年越冬代松褐天牛成蟲羽化的始期至當(dāng)年末代松褐天牛羽化末期，懸掛誘捕器。

誘捕器掛設(shè)密度：用于疫情分界線阻斷疫情，相鄰裝置按照≤320 m成線狀布設(shè)；用于成片疫區(qū)松林防治，按照每8 km2掛設(shè)1個(gè)誘捕裝置成面狀布設(shè)。本項(xiàng)目使用誘捕器65套布成面狀布設(shè)在上述490.67 km2林地中。

誘捕器維護(hù)：定期巡視誘捕器，清理集蟲罐。風(fēng)雨過后，要及時(shí)檢查誘捕器或其構(gòu)件是否松動(dòng)、脫落或破損，確保誘捕器處于良好狀態(tài)。

在清理集蟲罐時(shí)，如果罐內(nèi)沒有任何蛾子、金龜子等害蟲，表明燈光沒有正常工作，巡護(hù)人員必須仔細(xì)檢查排除故障，并如實(shí)做好記錄并向公司售后報(bào)告；如果排除不了，要及時(shí)與公司售后聯(lián)系，由售后及時(shí)安排解決，同時(shí)售后將解決的方案記錄備查。

太陽能板架設(shè)：在該區(qū)域太陽能板朝向西南方向的林窗中，用鐵絲捆綁在樹干上。但針對(duì)速生林、青年林，則需要采用馬釘固定、鐵絲穿馬釘捆綁固定太陽能板支架的方法，避免由于樹干膨大而鐵絲斷開的設(shè)備墜落損壞。

設(shè)備箱的安裝：設(shè)備箱中有電池、控制器等，選擇在太陽能板與誘捕裝置之間適當(dāng)?shù)奈恢?，用鐵絲捆綁在樹干上。但針對(duì)速生林、青年林，則需要采用馬釘固定、鐵絲穿馬釘捆綁固定設(shè)備箱的方式，避免由于樹干膨大而鐵絲斷開的設(shè)備墜落損壞。

2.1.6 推行以技術(shù)防控手段為根本的松材線蟲病生態(tài)調(diào)控體系以J2020紫光誘捕松褐天牛的物理防控技術(shù)和生物化學(xué)防控技術(shù)（如基因變異技術(shù)、植物素技術(shù)等）為基礎(chǔ)，動(dòng)態(tài)選擇采用生物防控技術(shù)（如花絨寄甲天敵等）及上述技術(shù)的一體化綜合防控，并依據(jù)不同的地域條件、環(huán)境條件，因地施策，實(shí)行動(dòng)態(tài)一體化綜合生態(tài)調(diào)控技術(shù)。

2.1.7 建立一套生態(tài)調(diào)控管理大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)采用NB-IOT或移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)所有的前端智能防治裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，通過自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、分析、檢測(cè)、評(píng)估、指揮和決策，得出某防控區(qū)域松材線蟲病發(fā)生、發(fā)展趨勢(shì)，在最大限度地防治松材線蟲病的基礎(chǔ)上，為松材線蟲病的防治提供依據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)松材線蟲的病害診斷、蟲災(zāi)趨勢(shì)預(yù)測(cè)，為指揮決策提供依據(jù)，本項(xiàng)目將研發(fā)基于大數(shù)據(jù)的松材線蟲病信息管理預(yù)警系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)松材線蟲病的聯(lián)防聯(lián)治，達(dá)到松材線蟲病的整體可防可控的目的。

系統(tǒng)包括一套松材線蟲?。ㄋ珊痔炫＃┮巴獗O(jiān)測(cè)調(diào)查系統(tǒng)APP、松材線蟲?。ㄋ珊痔炫＃┓揽仡A(yù)警平臺(tái)系統(tǒng)2個(gè)部分。

2.1.8 探索創(chuàng)新的農(nóng)戶績(jī)效承包服務(wù)模式規(guī)范的疫木除治是有效降低林間蟲口基數(shù)，減少蟲源的重要保證。但僅依靠疫木除治的防控是不可持續(xù)的，因此，采用以一體化綜合生態(tài)調(diào)控為基礎(chǔ)，結(jié)合疫木除治服務(wù)總包，通過有效的技術(shù)防控措施，使防控區(qū)域內(nèi)第1年的活樹保存率比對(duì)照區(qū)高10%以上，第2年比對(duì)照區(qū)高20%以上，第3年比對(duì)照區(qū)高50%以上，第4年比對(duì)照區(qū)高80%以上，第5年防控區(qū)域內(nèi)的松樹死亡率在0.3%以下的績(jī)效承包新型模式。

2.2 村委的工作

含田村委作為項(xiàng)目組織主體，負(fù)責(zé)按照數(shù)字化松材線蟲病生態(tài)調(diào)控技術(shù)促進(jìn)綠色循環(huán)高效特色農(nóng)業(yè)建設(shè)項(xiàng)目要求和規(guī)范，做好項(xiàng)目范圍內(nèi)村民的工作，要求項(xiàng)目區(qū)內(nèi)100%的村民將林地納入項(xiàng)目的管理范疇，順利推進(jìn)項(xiàng)目的實(shí)施。

2.3 村民的工作

項(xiàng)目范圍內(nèi)的各山林權(quán)承包人（各農(nóng)戶）作為項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)象，每個(gè)農(nóng)戶按照山林承包證的面積統(tǒng)一交由平臺(tái)管護(hù)，林地承包權(quán)不變。由農(nóng)戶自行負(fù)責(zé)自己林權(quán)證范圍內(nèi)林地的日常管護(hù)、林地異常情況的標(biāo)準(zhǔn)化處理，以及相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和上報(bào)工作。在項(xiàng)目中，含田村的象形、黃竹坑共490.67 km2林地，按照每667 m2林地每月補(bǔ)助3元計(jì)算，每月補(bǔ)助勞務(wù)費(fèi)22 080元，按照25戶每戶一人享受勞務(wù)補(bǔ)助計(jì)算，每人每月增加收入883.2元，年增收10 598.4元，年項(xiàng)目農(nóng)戶勞務(wù)費(fèi)總支出264 960元。較每年投入松材線蟲病防控疫木砍伐 費(fèi)120元/667 m2計(jì),共883 200元，節(jié)省政府投入70%。不僅如此，通過全員參與松材線蟲病防控，壓實(shí)了防控責(zé)任，將農(nóng)戶的“政府要我防”，變成“我要防”，自覺主動(dòng)防范松材線蟲病。

通過項(xiàng)目建設(shè)，積極推動(dòng)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、生態(tài)保育型農(nóng)業(yè)發(fā)展，提升了解決政府綜合治理松材線蟲病的能力，調(diào)動(dòng)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的積極性，增加了農(nóng)民收入，提升了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平，為我國松材線蟲病的防控起到了示范引領(lǐng)作用，促進(jìn)了興國縣杰村鄉(xiāng)含田村的鄉(xiāng)村旅游觀光業(yè)的發(fā)展。通過“公司+村委會(huì)+村民”的模式，調(diào)動(dòng)村民主動(dòng)參與、自覺參與的重點(diǎn)打造以生物防控、物理防控、化學(xué)防控一體的松材線蟲病綜合生態(tài)調(diào)控體系。并在此基礎(chǔ)上，充分利用北斗高精度定位、大數(shù)據(jù)、高性能邊緣計(jì)算等新一代信息技術(shù)，對(duì)前端生態(tài)調(diào)控裝置捕獲的松褐天牛海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計(jì)、分析評(píng)估、發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)松材線蟲病的管理科學(xué)化、信息化、調(diào)度網(wǎng)絡(luò)化，從而健全完善松材線蟲病防治與監(jiān)測(cè)，深化數(shù)據(jù)資源開發(fā)利用，不斷提升政府對(duì)松材線蟲病的生態(tài)調(diào)控能力，為有效遏制松材線蟲病的蔓延、暴發(fā)提供了一套有效的生態(tài)調(diào)控技術(shù)手段，在保護(hù)綠水青山的同時(shí)，促進(jìn)了綠色循環(huán)高效特色農(nóng)業(yè)建設(shè)。

3 實(shí)施方式與保障措施

3.1 項(xiàng)目的組織實(shí)施方式

通過“公司+村委會(huì)+村民”的模式，建立以公司主導(dǎo)、村委會(huì)組織、村民提供山林參與共建的松材線蟲病數(shù)字化生態(tài)調(diào)控體系，實(shí)現(xiàn)松林保護(hù)→農(nóng)民收益→林地收入健康發(fā)展的良性循環(huán)，既解決了政府頭疼的松材線蟲病防控問題，又調(diào)動(dòng)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的積極性，增加了農(nóng)民的收入，助力鄉(xiāng)村振興。

（1）通過公司提供技術(shù)、設(shè)備、實(shí)施規(guī)范，負(fù)責(zé)技術(shù)管理、項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)、策劃推廣，人員的培訓(xùn)培養(yǎng)。

（2）含田村委負(fù)責(zé)組織推動(dòng)，做好農(nóng)戶的前期發(fā)動(dòng)、組織工作。

（3）項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的25戶農(nóng)戶在山林承包權(quán)不變的前提下，提供各自的山林共同參與實(shí)施和管理，在原有山林收益歸屬不變的情況下，還可獲得參與項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)的工資報(bào)酬。

3.2 保障措施

（1）制度保障。通過簽訂公司、村委、農(nóng)戶三方的合同作為項(xiàng)目的基本保證，完善項(xiàng)目管理運(yùn)用制度。

（2）組成緊密的利益共同體。明確利益共享和分配機(jī)制，使得三方均得到實(shí)惠，依靠利益調(diào)動(dòng)三方參與項(xiàng)目的意愿。

（3）考核獎(jiǎng)懲制度。明確考核指標(biāo)，以考核結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)優(yōu)劣進(jìn)行獎(jiǎng)懲。

4 項(xiàng)目實(shí)施結(jié)果分析

在實(shí)施區(qū)域內(nèi)，年度松材線蟲病松樹死亡率小于0.3%；帶動(dòng)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民就業(yè)并實(shí)現(xiàn)增收10%以上；培養(yǎng)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化管理技術(shù)人才10人、項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)人員12人；“公司+村委會(huì)+村民”的松材線蟲病防控+鄉(xiāng)村振興發(fā)展模式體系實(shí)現(xiàn)了松材線蟲病的有效防控，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的增收創(chuàng)收。

4.1 生態(tài)意義重大

生態(tài)環(huán)境是人類生存、生產(chǎn)與生活的基本條件?！碍h(huán)境就是民生，青山就是美麗，藍(lán)天也是幸福?！睋碛刑焖{(lán)、地綠、水凈的美好家園，是每個(gè)人的夢(mèng)想。綠水青山就是金山銀山，通過項(xiàng)目實(shí)施，可有保護(hù)現(xiàn)有健康松林，為松材線蟲病的防控創(chuàng)新一條有效的新途徑。實(shí)現(xiàn)對(duì)綠水青山的保護(hù)，意義十分重大。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益巨大

2021年，據(jù)報(bào)道，國家、省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)用于松材線蟲病疫情防控專項(xiàng)資金達(dá)2萬億元以上，而且隨著疫情的快速蔓延，投入的防控經(jīng)費(fèi)也將越來越多。通過本技術(shù)可遏制疫情的快速蔓延，可以減少政府巨額的防控費(fèi)用支出，經(jīng)濟(jì)效益重大。項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化推廣后，在有效防控松材線蟲病的同時(shí)，又做大做強(qiáng)了企業(yè)，為當(dāng)?shù)刎暙I(xiàn)了稅收，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)民的就業(yè)增收，意義重大。

4.3 社會(huì)意義重大

通過“公司+村委會(huì)+村民”的模式，利用數(shù)字化松材線蟲病生態(tài)調(diào)控技術(shù)，為鄉(xiāng)村振興與環(huán)境的協(xié)同發(fā)展探索了一條有效的途徑，通過增加農(nóng)民的收入，調(diào)動(dòng)了農(nóng)民參與項(xiàng)目的積極性，從“政府壓制我做”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔易约阂觥?。尤其是通過項(xiàng)目的實(shí)施，培養(yǎng)了一批接地氣的鄉(xiāng)村振興人才，為國家松材線蟲病+鄉(xiāng)村振興提供人才支撐。