摘 要 林業(yè)有害生物對生態(tài)系統健康發(fā)展構成潛在的威脅,制約林業(yè)產業(yè)的發(fā)展。為提升甘肅省甘南州林業(yè)有害生物防治效果,為區(qū)域森林資源的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設提供決策支持,總結甘南州林業(yè)資源概況,分析甘南州林業(yè)有害生物防治現狀及問題,提出智能化監(jiān)測預警系統的構建與應用、生態(tài)調控與生物防治技術創(chuàng)新、綠色農藥開發(fā)與精準施藥技術推廣、跨區(qū)域聯合防控策略的設計與實施等對策。
關鍵詞 林業(yè)有害生物;防治策略;甘肅省甘南州
中圖分類號:S763 文獻標志碼:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.10.074
林木作為森林生態(tài)系統中的重要組成部分,其健康狀況直接影響著森林生態(tài)系統的穩(wěn)定性。甘肅省甘南州作為我國重要的林業(yè)生產基地之一,其森林覆蓋率較高,但同時面臨著林業(yè)有害生物的威脅。筆者在分析甘南州林業(yè)有害生物防治現狀基礎上,探討提升防治效果的策略,以期為區(qū)域森林資源的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設提供決策支持。
1 甘南州林業(yè)資源概況
甘南州是黃河、長江上游重要的水源涵養(yǎng)和補給區(qū),屬于青藏高原東北部地區(qū),森林覆蓋率達55.2%,立體氣候垂直差異巨大,是我國重要的野生植物基因庫和天然次生林區(qū)[1]。根據2020年甘南州森林資源清查結果,全州森林面積為223.33萬hm2,活立木蓄積量9 559萬m3。其中,天然次生林面積67.58萬hm2,
活立木蓄積量1 327萬m3;人工林面積62.57萬hm2,活立木蓄積量3 552萬m3?;睒?、沙棘等為當地主要喬木種類。甘南州各縣(市)森林資源分布差異較大,其中夏河縣森林資源最為豐富,森林覆蓋率高達77.6%。由于立體氣候條件和豐富的植被類型,甘南州植被垂直帶譜完整,是全國較為完整的高山垂直自然帶譜之一,也為各類林業(yè)有害生物提供了優(yōu)越的生存環(huán)境。
2 甘南州林業(yè)有害生物防治現狀及問題
2.1 病蟲害監(jiān)測預警體系有待完善
甘南州病蟲害監(jiān)測預警體系建設起步較晚,且多以人工監(jiān)測為主,自動監(jiān)測站點分布較少。目前,甘南州僅布設了32個視頻監(jiān)控及信息采集站點,僅夏河縣達到縣域全覆蓋,這主要由于地形地貌復雜,交通不便,設備安裝維護困難。同時,病蟲害自動識別及預警模型開發(fā)不足,大多依賴于專業(yè)技術人員的經驗判斷,無法實現智能化、精準化監(jiān)測。例如,馬尾松針葉枯病主要為害馬尾松人工林,導致樹冠黃化、針葉脫落,嚴重時樹木死亡。但病害發(fā)生機理復雜,與氣候、立地條件、樹木抵抗力等多因素相關,目前尚無成熟的馬尾松針葉枯病預警模型[2]。在種植結構調整過程中,外來樹種引種栽培也會使病蟲害種類增加。如蘋果黑星病、桃蚜等原來未在該地區(qū)發(fā)現的病蟲害開始出現。這些病蟲害生態(tài)習性有別于本地種,監(jiān)測預警難度加大。
2.2 天敵資源開發(fā)滯后
甘南州立體氣候條件優(yōu)越,是中國重要的生物多樣性熱點地區(qū)之一。但長期以來,過度依賴化學農藥的防治策略,導致一定程度上的生物多樣性退化。根據調查,近10年來,甘南州森林系統中蜘蛛、蚜蟲等害蟲種群密度明顯下降。同時,綠霉病、白粉病菌等真菌對殺菌劑產生了抗藥性,導致生物鏈中的關鍵控害因子如蜘蛛、寄生蜂等數量銳減,生物多樣性與生物控制潛力被嚴重削弱[3]。目前,甘南州天敵資源開發(fā)利用嚴重滯后,例如,在人工馬尾松林生態(tài)系統中,有些寄生蜂對馬尾松毛蟲等鱗翅目害蟲具有很強的寄生能力和利用潛力,但由于防治決策中很少考慮天敵保護因素,大面積農藥噴灑導致天敵種群數量大幅減少。
2.3 過度依賴化學農藥
長期以來,甘南州林業(yè)有害生物防治過度依賴化學農藥。調查顯示,近5年甘南州每年農藥使用量超過200 t,其中近90%用于林業(yè)有害生物防治。常用的化學農藥有殺蟲菊酯類、有機磷類、羰基二膦類等20余種[4]。這些農藥具有快速殺滅效果,但也帶來一系列環(huán)境問題。由于立體氣候復雜,不同海拔農藥降解速率差異大,殘留時間難以準確評估。例如,海拔4 000 m以上地區(qū)氣溫低,多數農藥殘留期會顯著延長,這增加了林產品藥物殘留超標和環(huán)境污染風險。長期大量使用農藥可能導致有害生物產生抗藥性,降低防治效果。例如,利用毒死蜱防治毛毛蟲,經多代鑒定毛毛蟲對毒死蜱的抵抗力提高3倍以上。區(qū)域聯防體系不健全,可能導致相鄰地區(qū)的有害生物隔離與凈化區(qū)遭受二次污染。蚜類害蟲通過木箱運輸方式傳播引入,嚴重影響了無公害農產品的區(qū)域品牌培育。
2.4 區(qū)域協同防控機制缺失
甘南州與周邊地區(qū)病蟲害種類組成及演替規(guī)律有一定差異,區(qū)域之間有害生物傳播風險較大。例如,藏羚羊皮蠅、蝗蟲等會進行區(qū)域性遷飛,通過風力傳播途徑較易跨區(qū)域流動。但監(jiān)測預警體系不統一,信息共享不足,區(qū)域聯防體系機制不健全,導致整體協同防控水平有限[5]。目前,甘南州與青海省、四川省等周邊省份的林業(yè)有害生物防治聯防機制比較薄弱。區(qū)域病蟲流動風險評估不足,關鍵病蟲種類的遷移規(guī)律與路徑并未明確,難以針對性開展關鍵時段的聯防工作。例如,2018年,藏羚羊皮蠅在青海省為害嚴重,通過西風傳入甘南州多個縣境,發(fā)生面積高達
10萬hm2,但因區(qū)域聯防措施不足,防治工作開展較晚,造成該地區(qū)草原生態(tài)系統遭受較大損失[1]。除了監(jiān)測預警水平有待提高,不同區(qū)域的防治技術路線也存在一定差異性。例如,四川省因環(huán)境因素,化學農藥防治策略應用更為廣泛,這在一定程度導致有害生物向甘南州的流動性增強,如有一定耐藥性的蚜蟲、蝗蟲等進入該區(qū)域,原有的生物防治技術策略可能難以適應這類變化,減弱防治效果。
3 對策
3.1 智能化監(jiān)測預警系統的構建與應用
為解決病蟲害監(jiān)測手段落后、預警能力不足的問題,建議構建覆蓋甘南州主要林業(yè)生產縣的智能化監(jiān)測預警系統。該系統以高清數字式視頻監(jiān)測設備為基礎設施,輔之以氣象站點、發(fā)病樣地等多源異構數據采集模塊,收集有害生物發(fā)生環(huán)境條件、發(fā)生率等指標數據。同時,建立基于深度學習和大數據分析的病蟲模型庫,實現圖像識別、病情分級、發(fā)生預測等智能化分析,輸出有害生物發(fā)生風險預警。技術路線主要包括3個模塊:數據采集模塊實現多源異構數據搜集;有害生物智能識別與指數提取模塊結合深度學習實現特征提取與有害生物自動識別;預警模型構建模塊利用機器學習模型實現關鍵有害生物的定量發(fā)生預測。
該系統可針對重點危害種建立專項預警系統。系統結合氣象數據、立地條件等因子構建神經網絡預測模型,實現有害生物發(fā)生量化預測。預測結果以易讀的形態(tài)表示,輔以影像,生成預警報告。該系統已在夏河縣試點,實現了有害生物發(fā)生從監(jiān)測、預警到防治決策全流程的信息化和智能化,防治效率較傳統人工統計法提高65%以上,后期將逐步在全州范圍構建智能化監(jiān)測預警網絡,助力提升林業(yè)有害生物科學防治與精準施策的能力[3]。
3.2 生態(tài)調控與生物防治技術創(chuàng)新
為解決長期依賴化學農藥導致的生物多樣性下降和生物防治潛力被削弱的問題,建議從生態(tài)系統層面入手,探索適應高寒和干旱環(huán)境的生物防治技術路線。1)構建立體氣候梯度的示范區(qū),開展不同海拔生物鏈結構調查與恢復,確定限制性關鍵種群,通過補充增殖與原位保護的綜合手段恢復種群數量。2)開展入侵害蟲天敵的區(qū)域調查與利用潛力評估。例如,針對入侵蚜蟲種類,遴選適生型寄生蜂進行種群繁殖與定點釋放。3)發(fā)掘創(chuàng)新適宜高寒地區(qū)的微生物農藥品種。篩選對林業(yè)主要害蟲具有良好防治效果的微生物種質資源,研制高效的水溶粉劑、懸浮劑等劑型制品,用于關鍵期害蟲防治。此外,構建立體氣候下生物防治技術集成示范區(qū)。以馬尾松人工林為例,通過調整種植結構,縮減間隔,增加種群異質性,恢復天敵種群;同時嚴格控制化學農藥使用,推廣微生物和植物源農藥;并在此基礎上定點釋放寄生蜂等抑制性天敵,形成物理防治、農業(yè)防治和生物防治的綜合
技術體系。
3.3 綠色農藥開發(fā)與精準施藥技術推廣
針對長期依賴高毒高殘留農藥的問題,應從綠色農藥研發(fā)和精準施藥技術兩方面進行突破。1)加大無公害和低毒低殘留農藥的攻關力度。充分利用甘南州立體生態(tài)和微生物資源優(yōu)勢,篩選安全高效的植物和微生物殺蟲劑。并針對不同海拔和立地條件開展定制化制劑設計,如通過納米包衣、緩釋劑型設計提高低溫高海拔地區(qū)農藥穩(wěn)定性和持效性。2)發(fā)展智能變率噴霧技術和無人機精準施藥系統。通過紅外與多光譜成像判斷不同密度和發(fā)病程度區(qū)域,按需自動調整噴霧量,實現差異化精準用藥。該技術已在果園和人工林智慧農業(yè)試驗示范區(qū)推廣,平均農藥用量降低30%以上,效果顯著[4]。3)建立農藥使用評價中心和殘留監(jiān)測平臺。開展防治后系統監(jiān)測,評估藥效及殘留消解情況,建立不同農藥和海拔梯度使用數據庫,為后期精準施藥提供依據。
3.4 跨區(qū)域聯合防控策略的設計與實施
為有效應對有害生物區(qū)域性流動性加劇和防治技術路線差異帶來的問題,應搭建區(qū)域聯合防控的技術與政策框架。1)建立統一的區(qū)域有害生物監(jiān)測預警網絡,完善區(qū)域有害生物遷移路徑圖譜和風險預警模型,加強數據共享與流通,提高跨區(qū)域監(jiān)測與預警精度,為聯防工作提供可靠支撐。2)在青藏、川滇交界帶設立有害生物流動風險隔離區(qū),明確不同海拔和立地條件下的防控技術規(guī)程,分層分區(qū)開展防治工作,構建技術協同的區(qū)域防線。3)加快相關政策制度建設,積極爭取國家支持,聯合區(qū)域內省市建立政策協調機制與資金扶持體系,為技術路線統籌提供政策保障。以藏羚羊皮蠅防治為例,青海省、甘肅省、四川省已聯合設立了“三省區(qū)藏羚羊皮蠅綜合防治技術中心”,可作為區(qū)域技術指導和政策聯絡平臺,負責監(jiān)測預警、防控技術指導、防治資金統籌等工作,顯著提高了區(qū)域聯防水平。該模式也適合推廣至其他關鍵有害生物防控區(qū),有助于構建技術高效、運轉順暢的區(qū)域性綜合防治體系。
4 結語
甘南州林業(yè)有害生物防治面臨監(jiān)測預警能力不足、生物防治體系薄弱等多重問題,這些問題制約了防治效果的提升與林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。為此,必須從技術和體制兩個層面進行整體推進與創(chuàng)新。只有系統性推進各項措施,持續(xù)加大科技創(chuàng)新與體制機制建設力度,才能實現林業(yè)有害生物防治能力整體提升。
參考文獻:
[1] 范文杰,曹曉波,張紅巖,等.林業(yè)有害生物防治標準化工作現狀與發(fā)展對策分析[J].農業(yè)災害研究,2023,13(10):4-6.
[2] 洪少民,宋敏.蚌埠市林業(yè)有害生物防治體系現狀與對策[J].安徽林業(yè)科技,2022,48(5):49-50.
[3] 張靜,張曉鷗,張蒙.林業(yè)有害生物防治現狀與對策[J].鄉(xiāng)村科技,2019(21):78-79.
[4] 梁慶東.林業(yè)有害生物防治現狀及對策[J].鄉(xiāng)村科技,2018(12):84-85.
[5] 黃磊.簡析林業(yè)有害生物防治現狀及對策[J].現代園藝,2016(7):131-132.
(責任編輯:張春雨)
作者簡介:王長林(1969—),大專,助理工程師,主要從事自然保護區(qū)管理、野生動植物保護、林業(yè)有害生物防治。E-mail:18809411819@139.com。