时间:2022-06-27 03:53:07
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇林业病虫害防治论文范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!
病虫害是指森林植物处于生长发育状态下或者其繁殖材料和产品在储运过程中,因生理程序在环境或生物侵染的影响下出现功能异常,生长发育被抑制,进而造成巨大的直接和间接损失的现象[1]。这种现象在林业发展中出现的概率很高,严重时可导致植物整株死亡,所以加强防治是十分必要的。
1林业病虫害防治存在问题
林业病虫害防治对于林木的正常生长具有重要影响,长期以来备受重视,但目前此项工作却面临如下难题。首先,防治难度逐年加大。当前,出于环保和发展经济的考虑,人工造林在各地兴起。此种做法扩大了森林面积,使得局部生态环境有了一定的改善。但是,由于在造林过程中没有进行科学规划,增加的林木种类相对较为单一,使得病虫害问题愈发严重,发生面积也逐年扩大,导致防治工作任务更加艰巨。同时,再加上防治手段与技术相对滞后,人手不足及资金不宽裕等因素的影响,防治工作面临的形势十分严峻。其次,病虫种类有所增加,带来的损失也更为严重。
2影响防治效果的限制因素
现阶段,防治工作开展中的限制因素主要有:①监测水平不高,难以实现准确的提前预报,个别地区的虫情获取及工作明显滞后,不能起到明显的指导作用,这就使得防治工作失去了先机,采取的措施也比较被动;②防治手段较为传统,技术相对滞后,这种局面的形成与新技术推广不到位有关,导致的后果是现实中往往以喷药的方式来控制病虫害,不仅增大了环境负担,还增强了病虫的抗药性,尽管相关部门提倡生物防治,但因资金不足,应用范围十分有限;③协调不到位,各项工作的配合效果不佳,病虫害防治任务相当艰巨,开展过程中需要做好协调,以保证各项工作的有序推进,但实际上往往难以做到这一点,协调不到位的情况极为常见。
3防治建议
3.1采用科学的防治方法
要想有效控制病虫害,应做到有针对性、有目的性的防治。比如,采用药物杀虫时,必须要首先明确害虫种类及特性,只有这样才能保证选取适宜的药物,进而取得良好的杀虫效果。在面对多种虫害时,要将危害最大或者数量最多的类型作为防治重点,选取的药物应能够有效杀死主要害虫,并可同时对其他害虫产生抑制作用。另外,在防治过程中还需注意用药必须适量,选择恰当的用药方法,合理确定用药部位。
3.2大力推广生物防治法
根据林业虫害模式的演变历程,最开始人们一般利用喷药的方式来控制虫害。此种方式起初效果较好,但由于害虫对药物的抗性在不断增强。所以,药物对虫害的防治作用必然会不断减弱。在喷药无法取得预期效果之后,人们又开始尝试物理法及生物法,具体手段包括热处理法、射线法、以虫治虫等。相较于喷药法及物理法,生物法带来的污染明显偏小,且防治效果比较显著。考虑到发展林木的初衷就是为了保护生态,所以,生物防治可以说是目前病虫害防治方面的最佳方法,值得大力推广和积极应用。
3.3季节性防治
林业病虫害防治并不是某一个季节的任务,全年都不可放松。在具体实施的过程中,建议根据季节特征来确定措施。首先,春防。鉴于病虫害一般在3—4月羽化,春防显得尤为重要。春防措施主要有树干涂白及利用相应药剂处理土壤等,前者的目的是控制上树害虫,后者则是为了控制出土虫害。其次,夏秋防治。夏秋季是病虫害较为猖獗的一段时期,所以4—10月也必须做好防控。最后,冬防。冬季病虫害防治是重点,一般指11月末至次年2月。这个时期害虫大多都进入了越冬期,对林木危害大为减轻,但是如果越冬的害虫基数过大,次年便会爆发严重灾害。所以,此时的防治效果关系到次年的病虫害规模及影响力。
[中图分类号] S792 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2014)05-0077-01
一、前言
改革开放之后,我国经济开始迅速发展,近年来,国家开始实施可持续发展战略,并将其作为我国的一项基本国策。要实现可持续发展,首要的就是要建立良好的生态环境,人与自然和谐共处,而促进生态环境建设的重要环节就是加强森林病虫害防治。现阶段,为了实现林业的跨越式发展,实现可持续发展,就必须要保护好现有森林资源,防治森林病虫害。
二、河南省林州市的基本情况概述
林州市是河南省安阳市下辖的县级市,位于太行山东麓,晋、冀、豫三省交界处,辖境东与安阳县、鹤壁市鹤山区、淇滨区接壤,南邻辉县市,西界与山西平顺、壶关两县接壤,北与河北涉县相连,总面积2046平方千米,其中山坡、丘陵占86%。林州市地处太行山南段东麓,境内多山,山坡、丘陵占总面积的86%。地势西北高东南低,市区海拔高度为306.8米。属海河流域漳、卫南运河水系,有漳(浊漳河) 、洹河、淅河、淇河4条河流以及红旗渠。属暖温带大陆性季风气候,境内森林资源丰富。
三、森林病虫害产生的原因
森林病虫害号称“森林的三大灾害”之一,在民间更是有“不冒烟的森林火灾”之称。森林林木的生长周期都比较长,少则几十年,多则上百年,在这一过程中,林木随时都可能遭受病虫害的侵害,严重影响林木的生长和发育。森林病虫害爆发之后,会使林木生长减缓,森林质量下降,严重时还会使树木枯死,导致森林大面积受损。我国植物种类居世界第二位,森林病虫害的种类十分繁多,加上复杂的环境条件,导致森林病虫害的防治工作变得十分困难。
1.森林害虫害的传播能力极强,具备很强的繁殖能力,导致病虫害很难被消灭干净。
2.人工林面积大幅上升。
3.现代林业的发展,树苗、木材的频繁运输,导致不少病虫害在大面积内传播。
4.随着防治工作的推进,森林病虫害的遗传特性抗逆能力也在不断增强。
四、森林病虫害防治工作存在的问题
1.森林病虫害的发生面积在不断增加,防治难度大。近年来,由于发展的需要,人工造林的面积在大幅提升,人工造林往往种植单一树种,这也加剧了病虫害的发生。
2.森林病虫害种类繁多,造成的影响极大。随着时间的推移,越来越多的新病虫害种类被发现,极大地危害着森林。
3.危险性病虫害潜在威胁增大。各地之间运输林木,传播了大量的病虫害,其中有一些十分危险,对森林的危害极大。
4.森林病虫害顽固,难以根治。很多病虫害都是突然暴发的,危害较大,形成灾害,有时候现实的监测不到位,很难在病虫害发生初期就及时发现,以至于到发现时已对森林造成极大危害。
五、进行森林病虫害防治的措施
森林病虫害防治总原则是“预防为主,综合治理”。治理和预防相结合,防治与营林相结合,全面防治森林病虫害。
1.积极做好监测工作,及时报告情况,进行必要预测
采用各种手段,运用科学的方法监测病虫害,结合林地的气候及树木发育状况,分析病虫害的发展趋势,掌握病虫害的发生规律,及时作出决策,采取必要措施,根除害虫,避免造成损失。
2.重视营林防治,全面防治
营林防治就是要从生产全局、生态总体入手,首先在树种选择、适地适树、造林方式、抚育管理等方面通过选育抗虫品种,营造混交林,尽量控制纯种树林的面积,科学地抚育管理,从根本上提高林木自身的保护性能,为预防病虫发生打下基础。在重视营林防治的同时,也要采用其他的防治方法,不可偏废。以护为主,保护与繁殖相结合,全面防治病虫害。
3.协调化学防治与生物防治的矛盾
这两者各有优点,协调好可以互相促进,互为补充。化学防治可以迅速高效地消灭病虫害,能够弥补其他手段速度不行的缺点。另外,要建设防疫站,专门控制病虫害。化学防治有时候会使目标生物产生抗药性,给防治工作埋下隐患,在应用时还可能会误杀天敌生物,给环境造成危害,而生物防治可以改善这一缺点,神武防止也有缺点,现实中往往缺少人工施放的天敌生物种群持续存在的生态学动态证据,生物防治的研究者考虑更多的是食物链而不是食物网络的关系。总之,这两者各有优缺点,因此,要相互结合,互相补充和协调,已达到互补互利的目的。
4.严格执行法律法规
严格执法,加强法律的作用,严格防范人为破坏;加大设备和资金投入,应用先进技术,治理害虫,加强技术投入,积极进行监测,提高防治的效果;积极宣传,加强防治意识,引导广大人民进行群防群冶,可以积极有效地遏制病虫害的扩散,保护森林资源。
六、结束语
在进行森林病虫害防治时,我们要根据实际的情况,因地制宜、因时制宜。每一个地区不同,所采取的治理手段就会有所区别,病虫害种类不同,也要采取类别相应的对策。总之,森林病虫害防治的总目标是保护和改善生态环境,实现可持续发展,其总原则是预防为主、标本兼治。在防治过程中要加强监测,生物防治与化学防治相结合,协调运用不同的治理手段,才能更好地治理好森林病虫害,促进我国林业的发展。
参考文献
[1]毕明辉.叶加惠会泽县森林病虫害危害现状及防治对策[期刊论文]-林业调查规划2006,31(z1).
[2]唐晓琴.卢杰森林病虫害现状及其控制措施[期刊论文]-安徽农业科学2008,36(34).
三、造成我国林业病虫害发生的主要原因
1.天然林长期超负荷砍伐以木材生产为中心的林业经济产业,造成了天然林长期超负荷采伐,致使天然林的数量和质量下降,林业生物多样性、林分原始结构以及天然林特有的林业生态环境遭到了不同程度的破坏,从而导致林业病虫害的发生与流行。 2.人工林面积不断增加。中国现有林业面积约13370万hm2,其中天然林约8725万hm2,占65%,人工林约4645万hm2,占35%。近几十年中国林业病虫害发生日趋严重的一个重要原因是人工林面积迅速扩大。自1950年代起至1980年代,中国的人工林面积增加近50%。与此同时,林业病虫害的发生面积也增加了将近40%,两者基本上呈同步增长的趋势。由于所建立的人工林多为单一树种、单一结构的纯林,这样的人工林业生态系统非常脆弱。因此,有害生物一旦传入发生,在较短的时间内就可造成大面积的暴发流行,从而导致巨大的经济损失。 3.长期不合理的使用化学农药。病虫害暴发后,一味依赖化学农药,不仅杀伤大量天敌,使病虫产生抗药性,而且造成林业生态环境恶化。另外,防治手段不能适应林业病虫害防治工作的客观要求,缺少符合林业特点的防治药剂和药械,防治效率低。(四)国内、国际间的交流日益频繁,危险性病虫杂草长距离的人为传播加剧。松材线虫、美国白蛾、松突圆蚧、松针褐斑病等重大病虫害的流行最初均是由于有害生物从国外随林产品进口而传入的。在国内,许多重大病虫害疫区的迅速扩大也是由于人为活动的结果论文。(五)防治工作始终处于被动救灾的状态。我国几十年来林业病虫害的防治工作大多数是围绕救灾而展开的,病虫害一旦发生,“人往灾区跑,钱往灾区投”。只在救灾上重视,没在防灾控灾上下功夫。四、影响我国林业林业病虫害防治的主要因素
1.林业病虫害监测预报工作基础薄弱,有的地方还不能及时、准确地掌握虫情并预报和指导防治。2.科技力量不足,防治手段落后。3.林业内部部门之间缺乏协调,各个生产环节之间严重脱节,造林的只管造,育苗的只管育,引种的只管引,有些地方甚至搞造林规划设计也不认真考虑病虫害防治,预防机制差,使病虫害防治工作长期处于被动局面。4.检疫工作不到位,相当一些产地检疫跟不上,加上缺乏检疫检查站,调运检疫严重失控,控制危险性病虫害传播不力。5.防治经费短缺,整体抗灾减灾能力低下,具体表现是基础设施不足,缺乏必要的测报、防治、检疫仪器设备和交通通讯工具等,病虫害的防治率低,先进适用防治技术的研究与推广跟不上。
五、林业病虫害的防治措施 1.营林防治 首先把好育苗关。选择土质肥沃、不粘重的苗圃地,播种前对种子或连作土壤进行消毒,减少病源和虫口密度;提倡圃地休闲轮作,抑制病原物和害虫繁殖;施入充分腐熟的有机肥作底肥,减少种蝇、金龟子等害虫的猖獗的机会;在苗圃周围种植某些害虫喜欢取食的植物(如金龟子对苹果树、透翅蛾对毛白杨等),诱集害虫再进行人工捕杀或药济防治。 其次,造林中要适地适树、营造混交林和选择抗病虫品种。 适地适树就是根据树种生物学与生态学特性选择适宜的造林地,或根据造林地立地条件选择适宜的造林树种;混交林是指两种以上的树种构成的林分。实践证明,大面积纯林易造成病虫害的猖獗,而混交林因植被丰富,天敌种类多,生态系统稳定,对病虫的自控能力强,可以持续发挥森林的控灾效果。 第三,做好抚育管理工作。 一是抓好中耕除草和整地施肥,减少虫源,增强树势,提高树木抗病虫能力。如:结合整地,铲除杂草,可清除蚜虫等害虫的栖息地,减少虫口密度,降低其危害程度;二是结合整枝修剪等,及时清除受病虫危害的枝叶,同时及时拾净落地病枝、病叶、病果等,集中烧毁,预防病虫蔓延扩散。如:将板栗树冠内膛细弱枝清除,可消灭芽内大部分栗瘿蜂越冬幼虫;三是抓好中、幼林抚育间伐和卫生伐,及时清除枯立木、风倒木、风折木、濒死木及受病虫危害严重的树木,改善林内通气和卫生状况,促进林木生长,防止病虫危害。 第四,进行封山育林。对林木稀疏、下木较多的成片林地,应进行封山育林,保护林下植被,禁止开荒和采伐放牧,利用天然更新能力恢复森林,并通过人工促进天然更新、补植补播等措施,培育阔叶树种,逐步改变林分结构,使其形成复层异龄林,增加生物多样性,增强森林生态功能,建立自控能力强而且稳定的森林生态系统。 2.生物防治 (1)利用微生物防治。常见的有应用真菌、细菌、病毒和能分泌抗生物质的抗生菌,如:白僵菌(真菌)能寄生在很多昆虫体上,对防治马尾松毛虫、天牛效果突出;苏云金杆菌(细菌)各种变种制剂能防治多种林业害虫;应用病毒粗提液(病毒)防治蜀柏毒蛾、松毛虫、泡桐大袋蛾,5406(放线菌)防治苗木立枯病,微孢子虫(原生动物)防治舞毒蛾幼虫,泰山 1号(线虫)防治天牛等。(2)利用天敌昆虫防治。保护和利用天敌昆虫是森林害虫生物防治的重要手段,在森林生态系统中通过移植、引进和助迁等各种方式增加天敌种群,对于有效控制害虫密度、维护生态平衡、实现森林有害生物的可持续控制,具有不可替代的作用。(3)利用益鸟防治。鸟类是昆虫的天敌, 许多森林鸟类取虫为食,利用鸟类消灭害虫是既省力又不污染环境的好办法。捕食害虫不同虫态的益鸟主要有山雀、灰喜雀、啄木鸟等。对这些鸟类的巢、卵应加以保护或人工挂鸟巢招引,促进鸟类繁衍,控制害虫的发生和为害。布巢时间、数量、巢箱类型根据招引的鸟类而定,如:招引啄木鸟应在林内挂腐木鸟巢等。(4)大力推广使用生物农药。主要有1%苦参碱、1.2%苦烟乳油等植物杀虫剂;20%除虫尿、25%灭幼尿3号悬浮乳油等昆虫激素类杀虫剂;1.8%阿维菌素乳油等抗生素类杀虫剂;3%高渗苯氧威等仿生制济;森得保可湿性粉济等生物制济;福可多牌10%吡虫啉可湿性粉剂、40%达菌宁悬浮济、16%虫线清乳油、绿色威雷、树宝等高效、低毒杀虫杀菌剂。 3.物理机械防治 (1)捕杀。包括铗鼠、摘除卵块、蛹茧或人工捕杀幼虫和成虫。如:在成虫发生期,利用栗实象鼻虫、栗剪枝象甲和金龟子成虫的假死性,于清晨摇动树枝,将其震落后人工捕杀;冬春刮去树皮上的虫卵或病斑,集中烧毁。(2)高温。用高温处理杀死害虫或病原菌。如:用45-60度热水浸种,能消灭板栗种实内的栗实象幼虫及病原菌;在烈日下曝晒林木种子,是常用驱杀害虫或防治害虫侵害种子的有效方法。(3)诱杀。包括潜所诱杀、毒饵诱杀、饵木诱杀、灯光诱杀等。
四、结束语林业病虫害防治对促进国民经济和社会可持续发展具有十分重要的意义。减少病虫害的发生对保护森林资源,改善生态环境,有积极作用。要以生物防治方法为主,并采取与其他多项防治方法相结合,实现科学防控,将病虫控制在生态和经济效益可允许的最低密度,不断提升除治预防水平,提高除治预防成效并获得最佳的经济效益、社会效益和生态效益。维护生态平衡,从而保证林业的稳步发展。
参考文献:
[1]王国治,森林有害生物可持续控制研究[D];甘肃农业大学;2001年
中图分类号:K928文献标识码: A 文章编号:
一.引言
园林绿化苗木病虫害的防治方法--目前在城市园林建设中,存在着重栽植轻管理的现象,尤其是对病虫害的防治重视不够。一般情况下,病害和虫害常导致花草、树木生长不良,降低了花木的质量,使其失去观赏价值及绿化效果,甚至引起整株死亡。有些病虫害能使某些花卉品种逐年退化,直至全部毁种,或使城市绿化树种、风景林和林木大片衰败或死亡,从而造成重大的经济损失。因此,掌握病虫害防治理论与技术措施,是提高园林植物观赏价值和经济价值的重要保证。
二.病虫害发生的条件。
人工建立起来的生态系统十分脆弱,植物与环境、植物与植食者(包括多种生物)、天敌间相互作用、相互制约、相互协调的关系很难建立起来。在这个时期,刚入侵的病虫害由于缺乏生态系统中生物与非生物因素的制约,一旦遇到合适的环境条件,就会迅速生长养殖,造成危害。
目前,园林绿化苗木病虫害防治在很大程度上依赖于化学农药,但是化学防治也存在许多弊端,长期使用单一品种的农药,会使被防对象产生不同程度的抗性,使用不当还能引起人畜中毒,污染环境,杀伤天敌,造成药害。
同时,现代城市基础设施建设结构日渐复杂,环境污染问题也日趋严重,植物生长环境日趋恶化。造成植株生长不健壮、抗病力差,给病虫害的入侵提供了有利条件。
三. 园林绿化苗木害虫的防治技术。
运用现代技术来拟定治理在园林植物中“猖獗”的病虫害对策时,首先应该从全社会的安全出发,充分考虑生态平衡、经济效益和其所带来的效果,不说杜绝,但要将有害的生物控制在生态允许的范围之内。因此,植保工作要从检疫植物出发,做好检疫工作,以植物养护管理作为基础,努力开展各种像物理防治生物防治等方法、尽量避免使用农药这等化学方法。对有害生物不应只注重杀死,更要注重调节,只要采取措施把危害控制在不影响植物观赏和植物成活率的效果就可以了。措施要符合先打发展观所提到的经济有效、可以被社会所认可。
1. 提高植物的抗逆能力。
(1). 栽培管理预防法。这是综合防治中的一项基础措施,病虫害的发生、危害和发展对外界环境条件、寄主情况等具有一定要求,通过改善栽培、养护管理等一系列技术措施,来改变病虫的适生条件,以抑制病虫害的发生。
(2). 选育抗病虫害品种。结合本地病虫害发生的情况,选育抗病、抗虫的园林植物品种如银杏、广玉兰等,并在育苗、出苗时严把病虫携带关,这是防治园林病虫害最经济有效的方法。
(3). 合理的肥水措施。使用无机肥时,氮、磷、钾的比例要合理,适量地增施磷、钾肥能提高植物的抗病性。喷灌和滋水等方式会加重叶部病害的发生,最好采用沟灌、滴灌,以提高园林绿化苗木抗病能力。
2.主要防治方法。
(1). 黑光灯诱杀害虫。利用害虫的趋光、趋波等特性,将光的波段、波的频率设在特定的范围之内,近距离用光,远距离用波诱集害虫。通过杀灭成虫降低田间落卵量,控制害虫发生量,实现安全控害虫。
(2). 应用天敌防治技术。无公害防治不会破坏生态平衡,不污染环境,不伤害天敌,是今后防治虫害研究的主攻方向。在园林植物虫害防治中也应加强这方面的研究,提高防治害虫的水平和效果,如以虫治虫、以菌治虫、以鸟治虫等。
(3). 选择使用生物农药。生物农药在园林绿化苗木病虫害防治过程中能有效地保护天敌,消灭害虫,对环境污染小,对病虫害的控制作用叫化学农药持久。如:利用Bt乳剂防治国槐尺蠖,每年喷两遍药即可控制其危害。花保、虫卵克等都是生物农药的首选。
(4). 筛选无公害药剂. 通过优化重组实现药剂的混配增效作用。化学防治只在应急时进行,尽可能地使用低毒、对环境污染小的药剂,经常变换用药品种和混用配方,尽量减缓防治对象抗药性的产生。施药方式应采取涂茎、根施和注射等方法。同时,根据防治对象的特点、植物和环境等选用不同的药剂、剂型进行防治。并改进化学农药的施用技术,提高农药的利用率,以保护我们赖以生存的环境。
3. 用科学有效的手段进行防治。近些年随着科学技术的不断进步与发展,生物性农药开始出现在人们的视线中,因其具有无毒无污染等优点,所以称为近些年园林养护工作者喜爱并且使用的有力武器。遗传不育技术和人工合成昆虫的内外激素这类技术种类的不断增多为园林养护治理病虫害提供了一项新手段。并且,随着城市绿化面积的扩大,运用生物天敌治理病虫害的方法也日益成熟:以虫治虫。它是利用生物链天敌的原理,它具有不污染环境、安全有不受地形因素等的限制和长期受益等作用,是园林养护工作中综合防治的至关重要的组成部分。在病虫害的防治过程中前景广阔。
4. 加强对园林植物的养护与管理。加大队园林植物的经营,增强其成活率,增强园林植物自身的抗性。
5. 从整天规划出发进行防治。即通常来讲,一种病虫害的发生都有一种固定的侵害对象。所以如果栽植树木时对其品种进行不同栽植,可避免大范围的引发病虫害现象。与此同时,就本地区病虫害发生率高的地段,园林绿化工作者应该选用抗性强树的品种进行栽植和培育。
6. 注重肥料的合理配置 。要结合地区现实情况合理的选择无机肥和有机肥进行施肥。一般来说家畜粪便和人的粪尿这些有机肥可以对土壤的理化性状进行合理改善,使得土壤疏松,图绕的透气性能也比较优良。而具有见效快的如化肥等无机肥长期使用会对土壤的物理性状产生不好的结果,因此要做到有机肥和无机肥的合理搭配使用。做好氮、磷、钾这些大量元素和钙、镁、铁、锰、锌等微量元素的配合使用。在做好大量元素的合理施肥的同时,还要均衡使用微量元素,因为花木在生长中缺少某些微量元素可以让花、叶等器官的畸形、变色,从而降低花木的观赏价值。由于未腐熟的有机肥里面含有大量的病虫卵,因此在施肥之前必须待有机肥充分腐熟,这样避免了地下害虫的危害。
7. 加强对花木的养护管理。在绿色植物栽培下去后,要及时对绿化植物进行抚育管理,做好树枝的及时修剪,通过清除苗圃中的有害植株或者是植株上的有害树枝,已达到减少病虫来源的目的,总的来说管理力度要跟上绿化植物的生长。
四.结束语
长期以来,在园林绿化的过程中,我们过分追求数量增长,而不考虑质量与后期养护等问题,使得一些林木在植入初期并没有得到良好地监测从而使其枯萎死去,抑或传播,所以布满害虫种类的树木逐渐增加,危害也逐步增大。由此可见,我们应在园林绿化中杜绝此类现象的发生,做到综合防治病害虫的产生。
参考文献:
[1] 江国涛 园林绿化苗木害虫的综合防治技术 [期刊论文] 《安徽农学通报》 -2010年24期
[2]郑辉 安阳市苗木花卉介壳虫发生规律和防治技术研究 [学位论文] 2005 - 华中农业大学:农业推广•农村与区域发展
[3]徐荣侠 苏州市花木害虫及专家管理系统研究 [学位论文] 2007 - 苏州大学:农业昆虫与害虫防治
森林发展能够促进国内农业以及林业生态效益的发展脚步,可现在病虫害对森林质量造成了极其严重的影响,进而使我国森林经济效益大大降低。现在中国森林建设依旧还处在发展的初级阶段,所以,在病虫害防治这方面必须积极应对。可我国在防治森林病虫害这方面没有先进的技术,并且管理方面也很多问题存在其中,进而促使病虫害对森林的影响范围越来越大。所以,一定要积极的对林业病虫害进行防治,以在大范围建设森林的基础上,提升国内森林的实际生产水平。
一、分析森林病虫发生的特点
第一,现在森林经常会发生病虫害,并且森林的受害面积也越来越大,致使森林病虫发生几率在不断增加。第二,森林病虫害的发生毫无规律可言,人们根本无法预测什么时间森林会发生病虫,发生病虫害会造成什么样的结果。所以,当森林中爆发病虫害的时候,就无法应用恰当的管理策略与控制方案来处理,进而影响了森林的建设以及生产,同时我国的环境以及经济效益也发生了不同程度的损失[1]。之后便是森林病虫害具有极强的危险性,其蔓延以及扩散的速度都非常快,一旦当森林中爆发病虫害以后,会对生态环境以及森林资源造成直接的威胁。此外,森林还时常会发生众多中次要的病虫害,通常情况下,人们不会重视这些病虫害,进而使这些次要病虫害越来越严重而变成主要病虫害,威胁着森林的健康成长。第三,经济森林发生的病虫害。最近这几年,我国经济林业也不断爆发一些病虫害,并且还逐年增重,进而阻碍了经济林的发展速度。
二、防治森林病虫害的技术以及方法
(一)应用营林方法对病虫害进行防治
1、在育苗阶段应该做好病虫害的防治工作
在这个阶段一定要从以下几方面入手,其一,对苗圃地进行选择,不能选择土壤粘重多地势低湿的地方,假如没有选择好苗圃,那么苗木很容易发生猝倒病和苗枯病;其二,在将要进行播种时,需要消除潜藏在土壤和种子当中的病虫害,以及虫口密度降低,进而将病源铲除;其三,需要对苗圃进行休闲轮作处理,以防止虫害以及病原微生物的大量繁殖;其四,需要在苗圃中施加一定量有机肥当作底肥;其五,需要搞好苗圃卫生,及时把苗圃内的枯落物以及杂草与病枝残体清除,进而从根源上对病虫害进行控制;其六,可以在苗圃周围放置些害虫比较喜欢吃的事物,进而把害虫都引诱到一起,再由人工进行捕杀,或应用药剂进行防治,以有效控制森林病虫害的发生[2]。
2、在造林过程中做好病虫害的防治工作
此方面应该积极对混交林进行营造,根据当地情况选择那些具有极强病虫害抵抗能力的树种,然后再对其进行抚育抚育管理,达到防治病虫害的目的。同时,还可以应用整地施工与中耕除草等诸多方式对清楚病虫来源,进而林木可以健康成长。而针对那些已经被病虫害侵染过的森木枝叶,必须及时的将其处理掉,并将他们都收集到一起进行烧毁,这样就可以把大部分病源杀死,进而保护了其他林木免受病害的侵袭。
3、做好封山育林工作,以使林下植被健康成长
针对林木较为稀疏的场地,不能进行采伐与开垦,给林地留有充足的恢复时间以及空间。与此同时,还能够利用天然更新以及补播与补植等方式来使森林得以快速恢复。此外,还可以积极的进行阔叶树种的培育,使改变林分的现有结构,进而使森林生物实现多样化,以增加抵抗病虫害的能力。
(二)应用物理方法对病虫害进行防治
1、应用微生物来防治森林病虫害
大多昆虫身上都存在大量的抗生菌以及真菌等多种微生物,能够防治马尾松与天牛等诸多森林病虫害,此外,苏云金这种杆菌的各种各样变种制剂很够有效防治一些林业病虫害,所以,营林工作人员可以应用微生物法来防治森林病虫害。
2、利用病虫天敌来防治森林病虫害
在防治森林害虫时,如果可以对虫害的天敌进行应用,同样会起到非常好的防治效果。所以,能够应用助迁以及引进与移植等多种方式来增加森林害虫的天敌种类和数量,以降低虫口数与害虫密度,进而使生态可以平衡生长。
3、利用益鸟来防治森林病虫害
灰喜鹊、山雀、啄木鸟等多种鸟类,它们都把虫当作自己的食物,属于森林害虫的天敌。所以,应用益鸟来防治森林病虫害,能够省去大部分工作,并且还不会对环境造成污染[3]。因此这种防治方式需要保护益鸟的卵与巢,还能够通过人工筑鸟巢的方式来吸引大量的益鸟,以及使益鸟快速繁殖,进而使森林病虫害得到控制。
(三)应用化学方法来防治森林病虫害
中国在消灭森林虫源以及控制病虫害等方面依旧在使用化学方法进行防治,现在我国有70%左右的森林面积上还在应用化学方法来防治病虫害。所以,必须在做好预报和预测工作的基础上,有针对性的使用农药来防治森林病虫害,进而使防治效果达到最佳。通常化学防治分为杀菌剂与杀虫剂,其中杀菌剂又分为内吸剂、铲除剂、保护剂;杀虫剂分为吡虫啉、锐劲特、爱福丁等。
结语:
最近这些年,森林病虫害逐渐变得严重,此背景下,如果想要使我国森林事业可以持续发展,就必需重视防治病虫害这项工作,并积极引进众多种先进的防治技术以及防治方法,科学合理的对森林病虫还进行防治。森林工作人员必须时刻做好检查工作,再结合营林以及生物与化学等众多方法积极的对森林病虫害进行防治,更好的促进国内森林事业长久、平稳发展。
参考文献
[1]曾远明.营林技术对抑制森林病虫害的发生及无公害防治策略的控制探析[J].绿色科技,2014(4):169-170.
[2]王胜,潘洁,张衡等.基于高光谱遥感影像的森林病虫害监测研究进展[J].林业资源管理,2014(3):134-140.
0 引言
近年来,江、浙等省在松树上发生了一种毁灭性的国际检疫对象,该松树危险性病害致病力强,寄主死亡速度快,传播扩散迅速。辖区内松林均为该危险性病害的感病寄主。其传播媒介昆虫——松褐天牛分布广泛,气候条件又属于该病害发生的适生区,为其自然传播蔓延提供了有利条件。周边邻省也已发生危险性病虫害。随着对外开放的不断深入,以及同国内各城市商品交流日益频繁,危险性病虫害随松材及其制品、包装材料等人为传入我区机会与日俱增,该松树危险性病害已成为威胁我区林业和生态建设的心腹大患,防范工作形势十分严峻。若不及时采取强有力的措施予以防范,数百万亩松林必将遭受毁灭性的破坏,全市乃至全省的松林也将面临毁灭性的危险,对林业和生态建设以及对外出口贸易将造成不可估量的损失。因此,把危险性病虫害的防范工作列入生态建设的一项重要内容,各级政府和各有关部门高度重视。为了把危险性病虫害的侵入所造成的损失,减少到最低限度,应采取以下除治与预防措施:
1 坚持“预防为主。综合治理”的方针
1.1 以系统工程和可持续控制为指导,以保护森林资源和维护国土生态安全为目标,贯彻“预防为主,综合治理”的方针,坚持除治与预防并重,坚持防治与营林相结合的原则,加强依法防治,强化政府行为,倡导群防群治,依靠科技进步,加大资金投入,实行分类指导,分区施策,达到有效遏制其扩散蔓延的目的。
1.2 具体措施:①坚持除治与预防并重的基本方针,认真扎实抓好预防监测工作。②坚持分类指导,分区施策的基本方针,以预防的总体战略出发,根据有关因素对全区除治与预防工作进行科学区划、实行分类指导,分区施策,对不同类型区的目标任务和对策都要有所区别,分清主次,抓住主要矛盾。③坚持政府组织,全社会参与、群防群治的基本方针。根据《中华人民共和国森林法实施条例》的规定,各级政府是危险性病虫害防范的责任主体,负有首要责任。预防工作政策性强,涉及社会各个方面,是一项集政府行为、社会行为和部门行为于一体的复杂的系统工程,要求各个部门协调配合,全社会共同参与,走群防群治的道路。④坚持法律、行政、经济和技术手段相结合的基本方针。在危险性病虫害防范过程中,认真贯彻《植物检疫条例》和《森林病虫害防治条例》,以法律为武器,坚持依法除治,依法预防,防止人为传播。进一步完善规章制度,强化行业管理。法律、行政、经济、技术手段缺一不可,只有把四者有机结合起来,建立有效的病虫害控灾机制,才能充分发挥作用,取得理想效果。坚持依靠科技进步,全面提高除治与预防水平的基本方针。除治与预防工作技术性强、难度大、要求高,在深入了解病虫害的发生与发展的内在规律基础上,不断研究出先进除治预防手段,积极引进和推广国内外先进技术,不断提升除治预防水平,提高除治预防成效。
2 认真开展危险性病虫害疫情监测调查
为了切实加强危险性病虫害的防范工作,要及时组织实施疫情监测调查,对松林进行全面、认真普查,对旅游景点进行常年定点监测,及时了解掌握危险性病虫害的疫情动态,以便提出有效的防范措施。发现极个别松树枯死,立即取样送上级林业科技部门检验,发现重大的危险性病害后,要立即组织专业技术人员参加国家林业局、省林业厅组织的调查培训,并立即对全区松林进行危险性病虫害普查。根据松树危险性病害除治与预防方案要求,全面加强危险性病虫的监测普查工作,实行定点监测,定期巡查与全面普查相结合,做到及时发现疫情及时彻底除治。
3 及时对森林虫害进行化学药物除治与预防处理
3.1 积极筹集资金、加大投入。积极争取各级财政的资金投入,为彻底除治危险性病虫害奠定基础。
3.2 营林措施。要尽快完成工程治理范围内所有枯死木、濒死木清理工作,对林地剩余的其他风折木、砍伐后遗留下来的剩余松树枝桠也一并清除,按有关技术方案要求,全面进行药物除害处理,要求松褐天牛除治死亡率达到100%;完成工程治理范围内的所有枯死侧枝清除和除害处理工作,要求松褐天牛除治死亡率达100%;完成因郁闭度大、需要进行卫生伐的全部作业。将所有松木枝桠和松木药物处理后按方案要求集中指定地点烧毁。
3.3 化学药物处理。开始挂设天牛成虫诱捕器:完成林内喷洒16%虫线清乳油,名木古树每木注射16%虫线清乳油等化学防治松褐天牛。
4 加强检疫检查执法力度
4.1 对本辖区范围内所有的松林进行严格封锁,不准调运。
森林是以乔木和其他木本植物为主体的生物群落。构成这个群落的成分除乔木、灌木外,还包括其他植物、动物、微生物及其居住的环境。森林并非是树木的简单集合,而是有一定结构,各成分之间相互作用、彼此制约,并与外界环境发生密切联系的极其复杂的集合体。森林的主要功能是:涵养水源、保持水土、净化空气、降低噪音、防风固沙、改良土壤、调节气候、减免自然灾害,保障农牧业稳产高产,维护生态平衡;另外,森林还可以为人类提供丰富的林副产品。
在建国初期,国家为了改变当时恶劣的自然环境,投入了大批的财力、物力营造了广袤的人工林。使得祖国的荒山秃岭都披上了绿装,也改善了人们居住的环境,使大部分人居住在如画环境之中。但是,在人们庆幸生存环境改善之余,大面积的人工林也为人们带来了不少的烦恼。因为人工林的特点是几千公顷甚至几万公顷都是纯林,这种单一的纯林为森林病虫害的发生发展创造了有利的条件,极易造成森林病虫害的大面积发生,使得林木及林副产品减产、甚至绝收,更有甚者森林病虫害会让大片林木死亡,造成大量森林资源的浪费。因此,森林病虫害的防治工作越来越受到林业工作者的高度重视。
1森林病虫害的概念
森林病害是指森林植物在其生长发育过程中或其产品和繁殖材料在储存和运输过程中,遭受其他生物的侵染或不适宜的环境条件影响,生理程序的正常功能受到干扰和破坏,从而导致植物生理上、组织上和形态上产生一系列不正常的状态,生长发育不良,甚至整株死亡,最终引起人类经济损失和其他损失的现象。
林木病害的类型有:一是侵染型病害。是由真菌、细菌、质原体、病毒、寄生性种子植物、藻类、线虫和螨虫等侵染的病害,此种病具有传染性。二是非侵染性病害。是由不适于林木正常生长的水分、温度、光照、营养物质、空气污染等因素所引起的病害,这种病不具有传染性。三是衰退病。是指按照特定顺序出现的一系列生物和非生物因素综合作用造成林木生长势或生长潜能显着下降,最终导致林木死亡的一种病。森林病害的发生必须要有植物和引起植物发病的因素,没有这2个条件森林病害就无从发生。病害的发生可能是由一个因素或某些因素作用的结果。其中,直接引起病害发生的原因称病原,间接因素称诱因。病原按其性质分为生物性病原和非生物性病原。
森林虫害是一种非常普遍的自然灾害,是昆虫在繁殖生长的过程中,取食植物的营养器官或吸食植物的汁液,造成林木所生产的营养减少或者是林木的营养物质被林木害虫取食,造成林木生长不良,使得木材及林副产品的产量下降,甚至使整株林木死亡。
2防治方法
论文摘要 介绍了森林病虫害的概念,对森林病虫害防治的生物防治与化学防治方式进行对比,说明选用生物防治方法防治森林病虫害的优点,应大力推广生物防治。
森林是以乔木和其他木本植物为主体的生物群落。构成这个群落的成分除乔木、灌木外,还包括其他植物、动物、微生物及其居住的环境。森林并非是树木的简单集合,而是有一定结构,各成分之间相互作用、彼此制约,并与外界环境发生密切联系的极其复杂的集合体。森林的主要功能是:涵养水源、保持水土、净化空气、降低噪音、防风固沙、改良土壤、调节气候、减免自然灾害,保障农牧业稳产高产,维护生态平衡;另外,森林还可以为人类提供丰富的林副产品。
在建国初期,国家为了改变当时恶劣的自然环境,投入了大批的财力、物力营造了广袤的人工林。使得祖国的荒山秃岭都披上了绿装,也改善了人们居住的环境,使大部分人居住在如画环境之中。但是,在人们庆幸生存环境改善之余,大面积的人工林也为人们带来了不少的烦恼。因为人工林的特点是几千公顷甚至几万公顷都是纯林,这种单一的纯林为森林病虫害的发生发展创造了有利的条件,极易造成森林病虫害的大面积发生,使得林木及林副产品减产、甚至绝收,更有甚者森林病虫害会让大片林木死亡,造成大量森林资源的浪费。因此,森林病虫害的防治工作越来越受到林业工作者的高度重视。
1森林病虫害的概念
森林病害是指森林植物在其生长发育过程中或其产品和繁殖材料在储存和运输过程中,遭受其他生物的侵染或不适宜的环境条件影响,生理程序的正常功能受到干扰和破坏,从而导致植物生理上、组织上和形态上产生一系列不正常的状态,生长发育不良,甚至整株死亡,最终引起人类经济损失和其他损失的现象。
林木病害的类型有:一是侵染型病害。是由真菌、细菌、质原体、病毒、寄生性种子植物、藻类、线虫和螨虫等侵染的病害,此种病具有传染性。二是非侵染性病害。是由不适于林木正常生长的水分、温度、光照、营养物质、空气污染等因素所引起的病害,这种病不具有传染性。三是衰退病。是指按照特定顺序出现的一系列生物和非生物因素综合作用造成林木生长势或生长潜能显着下降,最终导致林木死亡的一种病。森林病害的发生必须要有植物和引起植物发病的因素,没有这2个条件森林病害就无从发生。病害的发生可能是由一个因素或某些因素作用的结果。其中,直接引起病害发生的原因称病原,间接因素称诱因。病原按其性质分为生物性病原和非生物性病原。
森林虫害是一种非常普遍的自然灾害,是昆虫在繁殖生长的过程中,取食植物的营养器官或吸食植物的汁液,造成林木所生产的营养减少或者是林木的营养物质被林木害虫取食,造成林木生长不良,使得木材及林副产品的产量下降,甚至使整株林木死亡。
2防治方法
森林病虫害每年给我国造成的直接经济损失达数十亿元,对生态环境的破坏更是难以估量。由于社会经济和科技发展的局限性,过去人们在控制森林病虫灾害的过程中,总存在着被动抗灾的思想意识,往往在森林病虫害暴发成灾后,再筹集巨额资金救灾。《森林病虫害防治条例》中提出了"预防为主,综合治理"的方针。"综合治理"是一项复杂的系统工程,涉及到与森林病虫害发生发展相关的诸方面因素,但其核心内容还是落实在"预防"上,怎样预防灾害?除了营造稳定的森林生态系统,提高林分的自控能力外,从森防理论角度来看,是要在森林病虫害的增殖初期就采取有效的控制措施,防御大灾形成。要达到预防灾害的目的,认真做好森林病虫害的监测预报工作是关键,只有及时、准确地掌握森林病虫害的发生发展动态,才能适时做出正确的防治决策,采取有效的防治措施,达到治早、治小的目的。
一、森林病虫害的监测要素分析
要做到及时、准确地监测和预报,必须把握时间、空间和人三大要素。
1、时间要素
把握好监测预报的时间有两个层面的作用。一是直接影响测报的准确性。按照森林病虫的生长发育规律,要在一定的时间区域和适宜的自然条件下,才表现出可视症状或前兆特征。如黄脊竹蝗产卵地调查,可行的时间区间在9月至次年5月,而在每年的10月左右于竹林中查找竹下盘枝条受害严重、地上可见到竹蝗尸骸(如头壳、前胸背板、足后腿节等)的地段进行调查,则可以大大提高调查的准确性和效率。过早这些特征尚未出现或不显著,而过晚这些特征又可能自然消失,使之难以分辨。二是森林病虫害监测预报有很强的时效性,尤其是暴发性害虫,如松毛虫、竹缕舟蛾等,如果不能根据准确的调查和在当地的发生规律及时发出预报,并采取有效的措施,在较短的时间内就能造成大面积的灾害。因此,掌握病虫的生物学特性及其在当地的发生发展规律,适时进行病虫情调查是做好测报的关键。
2、空间要素
从空间上来说病虫的发生与自然环境条件密切相关。在森林害虫防治中有一个"虫源地"的概念,即每一个发生周期或大多数发生周期都起源于数个相对稳定的小面积地域,这些地域上害虫种群的动态往往是监测预测的重要依据,是预报的敏感地带。根据长期积累的调查资料和观测经验,找准"虫源地",设立固定调查样地,定期观测调查,既能为掌握害虫在当地的发生规律积累有用的资料,又能提高测报的准确性和工作效率,事半而功倍。现在有人从地理生态学、景观生态学的角度来研究害虫种群的发生发展规律,希望找出害虫种群变动与地理景观之间的关系。这方面的研究成果将有助于提高选择观测调查点的科学性和机动性。
3、人的要素
首先,社会对监测预报工作在预防森林病虫灾害中的重要作用应该有一个清楚的认识,投入足够的资金,采取严格的组织管理措施,这是最重要也是目前最薄弱的一个方面。
其次,对森林病虫害监测预报工作者的素质有较高的要求。专职测报员既要有较高的专业技术水平,在昆虫学、植物病理学、生态学、调查统计学等方面有足够的知识储备,又要具备良好的跨学科综合能力,气象学、系统控制论、仿真动力学、网络信息技术等学科的综合运用是森林病虫监测预报做到"耳聪目明"的基础。现代科学技术发展很快,为提高测报技术水平带来了便利,要有跟踪新技术发展并能将之应用于工作中的能力;还要有丰富的经验积累,这是发挥创造力的平台。既有高度的事业责任感,又有吃苦耐劳的敬业精神。
第三,林农观测森林病虫害的发生动态占有很大的时间和空间优势。让林农掌握森林病虫害监测预报基本知识,建立林农报告森林病虫情奖励制度,充分发挥林农的积极性,就能形成一张巨大的、严密的、高效的实时监测网。目前,各级政府和主管部门对森林病虫害监测预报工作对预防灾害的贡献率的认识还未达到应有程度。要转变"灾来救灾"的意识,将防御灾害工作的重点转移到"预防为主"的轨道上来还需要全社会的努力。
二、森林病虫害的控制措施
近半个世纪来,森林病虫害的防治取得了长足的进步,但也面临着许多新问题。化学防治以产生目标生物的抗药性、误杀天敌生物以及污染环境等问题备受批评。
生物防治以能克服上述缺点而被寄予厚望,也取得了一些成绩,不过仍有许多缺陷,如缺少人工施放的天敌生物种群持续存在的生态学动态证据,生物防治的研究者考虑更多的是食物链而不是食物网络的关系等等,在森林病虫害的生物防治方面,没有实质性的进展,也没有成功的事例表明在人工的或人工干预的森林生态系统中,建立了对森林病虫害控制持续有效的天敌生物种群。
由于生物防治的步履维艰,加上相关学科发展的推动,抗病抗虫选种、育种的研究形成了热点。特别是随着生物工程技术的进步,DNA(基因)重组技术突破了远缘杂交不亲和性的困难,为抗性育种开辟了新的途径。
对于现有的、具有一定生态系统性的人工林,采取改造提高其自我调控病虫灾害的能力,运用对环境和其它有益物种的生存和发展影响较小的各种措施,将有害生物控制在生态和经济效益可接受(或允许)的低密度,并在时空上达到持续控制的效果。对于现有的、不具有生态系统性的人工林,采取以基因工程为主的技术措施,培育适应立地生态环境的抗性树种,逐渐取代现有弱抗性或抗性衰退、丧失的树种。对于将有的人工林,采取生态控制的策略,从造林开始就将病虫灾害的自我控制作为和高质高产同等重要的目标,以期得到自组织的人工林生态系统,将有害生物控制在生态和经济效益可接受(或允许)的低密度,并在时空上达到持续控制的效果。
因此,森林及树木病虫灾害的生态控制技术和遗传(基因)控制技术是实现我国森林保护策略转移和扭转被动局面的关键技术。
生态控制的原理在于系统生态学。一个生态系统内,物种之间协同进化,不同种的有机体或亚系统协调共生、互惠互利,和谐高效利用系统的能量,系统中的所有生物都占领着一切可利用的生态位、摄取一切可利用的能量,从而形成最佳的物流与能流状态,使整个系统表现出高效和谐的持续发展。在这种协同进化过程中,物种常表现出抗逆性和变异性,这些抗逆性和变异性的基础来源于物种基因的调控表达和变异。因此,自然森林生态系统中各种组分形成的各级结构具有自我协调、自我组织、自我维持的稳定机制,这种机制构造了系统的自我调节功能,从而起到对病虫灾害的可持续控制。
遗传控制得以实施的基础是以基因工程为主导的现代育种技术。从林木或其它动植物体内定位到抗病、抗虫基因,并将其克隆、转入到林木体内,表达出对特定或大多数病虫害的持续高抗性。目前,涉及遗传转化的树种已达9科19属近30种。一些重要的树种如杨树、欧洲落叶松等已获得了转基因植株。在报导的林木基因工程的目的基因中,抗性基因的种类最为丰富,包括了抗虫基因、抗病基因、抗盐基因、抗寒基因以及抗除草剂基因。
对于客观上具有或可能出现一定演替过程、形成一定自组织性而具有一定程度自我调控病虫灾害的功能的人工林生态系统,其病虫灾害生态控制的研究趋势是:从乔、灌、草及农作物多植物种合理配置人手,提高系统内的生物多样性,改造现有林和营造混交林,为系统的演替过程构建初始可启动状态,使其伴随演替过程逐步最大程度地实现自组织性,从而形成一定程度的抗逆补偿功能和自我调控病虫灾害功能。
在现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术的推动下,林业正在进入以知识高度密集为主要特点的知识林业发展阶段,于是,“精确林业(PrecisionForestry)”应运而生。所谓精确林业,即在林业生产过程中运用视觉传感器、卫星定位等高新技术,实时测知工作对象所需工作的质、量和时机等数据,通过对影响林木生长的环境因素实际存在的时空差异性的分析,判别林木长势优劣,确定影响长势的原因,提出科学处方,采取技术上可行、经济上有效的调控措施,消除和减少这些差异,按需定量实施灌溉、施肥和喷药,以实现最小资源投入、最大林业收益和最少环境危害。
1、精确林业的主要支撑技术
精确林业以3S技术、信息技术、智能化决策技术、可变量控制技术等为技术支撑体系,以生态学、造林学、工程学、系统学、控制学、测绘学为指导,能在自动化、智能化、一体化、时效性、准确性、可靠性等方面满足人们的需要,它的建立依赖于地球空间信息基础理论及其它高新科学技术的发展。
1.1全球定位系统
全球定位系统(GPS)是_种可供全球享用的空间信息资源,具有全球性、全天候、高精度、用途多、可靠性好、覆盖范围广、定位速度快、抗干扰性强和自动化程度高等特点。在精确林业中,它主要实现对采集的林间信息进行空间定位,实时、快速地提供包括各类传感器(如CCD摄像头)和运载平台(如作业车辆、飞机等)目标的空间位置,辅助作业机械完成处方实施.
1.2地理信息系统
地理信息系统(GIS)可以在计算机硬件、软件系统的支持下,存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据,把地理位置和相关属性有机地结合起来,根据用户需要将空间信息及属性信息准确真实、图文并茂地输出。在精确林业中,它主要实现对多种来源的时空数据进行存储、分析和处理,根据数据绘制电子地图,作为新的集成系统的基础平台。
1.3遥感
遥感(RS)是一种多平台、多波段、高分辨率和全天候的对地观测技术,主要通过遥感器获取地球表面(层)自然界目标的波谱特征信息及对这些信息进行加工、处理,从而达到认识自然界的目的。在精确林业中,它主要用于实时地获取树木生长环境、生长状况和空间差异的大量时空变化信息,及时对GIS进行数据更新。
1.4数据库管理系统
数据库管理系统(DBMS)使存储和查找数据最优化,实现了﹁体化存储和初步的一体化查询,具有很好的完整性,避免了数据过于琐碎带来的不便。在精确林业中,它主要用于建立包含林木长势、自然条件和历史数据等信息的数据库,同时,它使GIS软件能充分利用商用数据库已经成熟的众多特性,如快速索引、数据完整性和一致性保证、安全和恢复机制及分布式处理机制,明显提高GIS软件管理空间数据的能力。
1.5决策支持系统
决策支持系统(DSS)综合了专家系统(ES)和模型系统(SS),它根据专家在长期生产中积累的知识,建立作物栽培模型、统计趋势分析与预测模
1.6可变量控制技术
可变量控制技术(VRT)就是根据不同位置及要求自动改变施用比率的技术。它通过计算机控制,对林木所需用的水、肥料、农药等变量的类别和数量进行判断,根据需要调控如植保机械向林间喷洒这些变量的速率,使系统能在特定时间对特定目标进行操作规划,以达到精确定量地灌溉、施肥、喷药的目的,体现了“对症下药”、“按需给予、”“变量投入”的原则,它的实施可有效避免传统粗放型林业生产活动中造成的资源浪费和伴随的环境污染问题。在精确林业中,它主要实现对生产过程进行调控,合理地进行施肥、灌溉、施药等措施。GIS绘制电子地图,生成林木长势情况分布图,分析此图,获得林区内树木长势的差异程度一根据该图,对影响树木成长的各项因素进行分析,将地形、土质、土壤肥力、土壤含水量、气候状况、虫害、病害发生情况空间数据输入计算机,利用树木生长发育模型、相关作业的专家知识库等建立空间智能决策支持系统,确定产生长势差异的原因,生成林木管理处方图一根据处方图,生成响应林业机械的智能控制软件,按照按需投入、区别对待的原则,利用可变量控制技术实施施肥、喷药等操作一对其执行效果进行评估。
2、精确林业的基本操作过程
精确林业的出现,使定量获取影响树木长势情况的因素及最终生成的空间差异性信息,实施可变量投入,达到低成本、低消耗、高效率、环保好等目标成为可能。图1是精确林业基本操作过程的示意图,其实施过程可描述为:带GPS和实时传感器的作业机械随时间和空间变化自动采集林间定位及对应林班的树木长势情况数据一通过型、空间分析与技术经济分析模型,通过用户选择最优模型,输入模型的参数,获得仿真运算结果,从而为决策提供辅助支持的依据。在精确林业中,它主要实现对树木长势、病害、虫害的发生趋势进行分析模拟,针对林木生长环境和生长条件的时空差异性,生成处方图,提供各林班施肥喷药方案,对精确林业的实施效果、经济效益进行评估。
3、精确林业的研究现状
3.1国外研究动态
一些发达国家在精确林业相关技术的研究方面发展较快,如在森林土壤类型分析、林地适应性评价、森林生态环境模拟、林木育种以及生长监测和森林收获等领域已有成熟的应用。
美国林务局为每个林管局和林业研究所配备了资源级GPS接收机,主要用于灾害监测和防治的飞机导航、林相图的自动更新和林区作业的定位服务。
美国林务局和伊利诺大学联合开发的SmartForest软件,实现了森林景观的可视化,以DTM三维显示技术为基础,使用GIS作为决策支持媒介来考察景观尺度的资源状况,在林业信息的支持下,可以从不同视角模拟观察森林景观及其变化。
美国太空成像公司对原有的利用卫星RS数据监测火灾的技术和方法进行了归纳、整理和合并,形成了一套基于Internet影像查询系统的、实用的火灾探测算法,该算法具有自适应和区域性敏感的特点,所以适合于区域和全球火灾监测,可以实时获取火灾位置等信息。
Reid等人(2001)研究开发了FIAMODEI。来存储和分析林业数据,主要具有森林现状分析、发展趋势预测、森林生态景观分析、观光风景区内的森林布局等功能,同时,它还可提供林道、河流、边界等数据的查询。
Dimitru和Olson运用空间信息系统集成和卫星数据来确定森林覆盖率。技术路线是,通过像素尺寸的变化来判别树种是否有所增加,对比LandsatTM和SPOY—XS遥感卫星摄像2、3、4波段得到的数据,可以得到林区内较为准确的信息。
美国克罗拉多大学研究开发了一套航空录像的自动配准和校正系统,它是实时获取资源信息的RS工具,克服了影像配准与几何校正的时间太长、费用太高、与精确GIS匹配能力有限的缺点,在不增加过多硬件的基础上,极大降低了人为干预的操作,主要用于监测森林病虫害。
3.2国内研究动态
福建农林大学交通学院研究开发了基于GIS的木材运输决策支持计划系统,它综合运用线形规划和GIS技术,可以协助计划者确定最小费用集运材路径、确定最佳楞场空间位置和木材流分配,目标是在需材单位定货和森林资源条件的约束下,木材集运综合成本最低。
东北林业大学完成了基于WEB和3S技术的森林防火智能决策支持系统的研究,实现了林火数据库、林火预报预防、林火蔓延模型、扑火指挥决策等方面的智能化、网络化管理,使系统能够在互联网上实现运行和信息传输,自动优化系统参数和自动修正模型参数,形成扑火指挥决策支持专家系统。
南京林业大学机电学院开展了利用以机器视觉、图像处理、GPS、GIS、DBMS、DSS、VRT为代表的高新技术从事精确林业的构成、实现、应用等研究,开发了基于机器视觉的室内农药自动精确施用系统。该系统以实验室环境中所建的试验模型为研究对象,模拟农药施用的真实情况,用总结出的一套算法进行图像处理,并以此为依据做出决策控制喷头实现农药的精确施用,分析和探索了在自然环境中基于实时视觉传感技术的农药精确施用的可行性和效果。在实验室内开展了一系列的试验和研究,对施药过程中的运动模拟、树木图像采集、图像分割、施药决策、数据交换、喷雾执行等主要问题和技术难点做了较为深入的探讨和研究,涵盖了基于实时视觉传感技术的农药精确施用的主要技术要点。实验室测试表明,该系统运行良好并有很好的户外应用前景,特别适用于路旁树木的病虫害防治,林木栽植株距较大时,和常规施药方法相比,可节省50%以上的用药量。
此外,该学院还开展了农药精确喷雾机时空数据分析与融合研究,目标是建立集CCD摄像头、GPS、GIS为一体的移动式农药精确喷雾系统,图2为该系统的技术路线图,它的设计思路是:将CCD实时立体摄像系统、GPS、GIS在线地安装在高射程喷雾机上,随着喷雾机的行驶,所有系统均在同一时间脉冲控制下进行实时工作,把GPS精确定位数据和CCD获取的林木数字图像通过处理随时送人GIS中,而G1S中已经存储有电子地图信息和林班图,在GIS平台上有效集成时空数据、属性数据以及历史数据,根据历史上病虫害发生情况和植物保护专家在长期生产中获得的知识,进行病虫害统计趋势模型和技术经济分析,建立农药使用技术专家系统,并根据实时数据分析、图像处理、喷雾目标特征和病虫害防治目标阈值,建立智能决策支持系统,从而可针对当时当地的森林病虫害防治实际需要确定农药投入的种类、数量等,指导自动执行变量投入决策,控制可变量喷头实现农药精确定量喷雾。根据不同林业生产情况及病虫害发生类型、程度,利用此系统来对应控制特定区域做出可变量控制决策而实现农药精确对靶喷雾,在最大程度上杜绝非目标农药沉积,减轻环境污染。
4、精确林业在我国的发展前景
论文摘要:概述了“精确林业”的内涵及其主要支撑技术 (包括 GPS、GIS、RS、DBMS、DSS、VRT等 )、操作过程和国内外研究现状 ,并对精确林业在中国的发展前景进行了探讨。
在现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术的推动下,林业正在进入以知识高度密集为主要特点的知识林业发展阶段,于是,“精确林业(Precision Forestry)”应运而生。所谓精确林业,即在林业生产过程中运用视觉传感器、卫星定位等高新技术,实时测知工作对象所需工作的质、量和时机等数据,通过对影响林木生长的环境因素实际存在的时空差异性的分析,判别林木长势优劣,确定影响长势的原因,提出科学处方,采取技术上可行、经济上有效的调控措施,消除和减少这些差异,按需定量实施灌溉、施肥和喷药,以实现最小资源投入、最大林业收益和最少环境危害。
1、精确林业的主要支撑技术
精确林业以3S技术、信息技术、智能化决策技术、可变量控制技术等为技术支撑体系,以生态学、造林学、工程学、系统学、控制学、测绘学为指导,能在自动化、智能化、一体化、时效性、准确性、可靠性等方面满足人们的需要,它的建立依赖于地球空间信息基础理论及其它高新科学技术的发展。
1.1 全球定位系统
全球定位系统(GPS)是_种可供全球享用的空间信息资源,具有全球性、全天候、高精度、用途多、可靠性好、覆盖范围广、定位速度快、抗干扰性强和自动化程度高等特点。在精确林业中,它主要实现对采集的林间信息进行空间定位,实时、快速地提供包括各类传感器(如CCD摄像头)和运载平台(如作业车辆、飞机等)目标的空间位置,辅助作业机械完成处方实施.
1.2 地理信息系统
地理信息系统(GIS)可以在计算机硬件、软件系统的支持下,存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据,把地理位置和相关属性有机地结合起来,根据用户需要将空间信息及属性信息准确真实、图文并茂地输出。在精确林业中,它主要实现对多种来源的时空数据进行存储、分析和处理,根据数据绘制电子地图,作为新的集成系统的基础平台。
1.3 遥感
遥感(RS)是一种多平台、多波段、高分辨率和全天候的对地观测技术,主要通过遥感器获取地球表面(层)自然界目标的波谱特征信息及对这些信息进行加工、处理,从而达到认识自然界的目的。在精确林业中,它主要用于实时地获取树木生长环境、生长状况和空间差异的大量时空变化信息,及时对GIS进行数据更新。
1.4 数据库管理系统
数据库管理系统(DBMS)使存储和查找数据最优化,实现了﹁体化存储和初步的一体化查询,具有很好的完整性,避免了数据过于琐碎带来的不便。在精确林业中,它主要用于建立包含林木长势、自然条件和历史数据等信息的数据库,同时,它使GIS软件能充分利用商用数据库已经成熟的众多特性,如快速索引、数据完整性和一致性保证、安全和恢复机制及分布式处理机制,明显提高GIS软件管理空间数据的能力。
1.5 决策支持系统
决策支持系统(DSS)综合了专家系统(ES)和模型系统(SS),它根据专家在长期生产中积累的知识,建立作物栽培模型、统计趋势分析与预测模
1.6 可变量控制技术
可变量控制技术(VRT)就是根据不同位置及要求自动改变施用比率的技术。它通过计算机控制,对林木所需用的水、肥料、农药等变量的类别和数量进行判断,根据需要调控如植保机械向林间喷洒这些变量的速率,使系统能在特定时间对特定目标进行操作规划,以达到精确定量地灌溉、施肥、喷药的目的,体现了“对症下药”、“按需给予、”“变量投入”的原则,它的实施可有效避免传统粗放型林业生产活动中造成的资源浪费和伴随的环境污染问题。在精确林业中,它主要实现对生产过程进行调控,合理地进行施肥、灌溉、施药等措施。GIS绘制电子地图,生成林木长势情况分布图,分析此图,获得林区内树木长势的差异程度一根据该图,对影响树木成长的各项因素进行分析,将地形、土质、土壤肥力、土壤含水量、气候状况、虫害、病害发生情况空间数据输入计算机,利用树木生长发育模型、相关作业的专家知识库等建立空间智能决策支持系统,确定产生长势差异的原因,生成林木管理处方图一根据处方图,生成响应林业机械的智能控制软件,按照按需投入、区别对待的原则,利用可变量控制技术实施施肥、喷药等操作一对其执行效果进行评估。
2、精确林业的基本操作过程
精确林业的出现,使定量获取影响树木长势情况的因素及最终生成的空间差异性信息,实施可变量投入,达到低成本、低消耗、高效率、环保好等目标成为可能。图1是精确林业基本操作过程的示意图,其实施过程可描述为:带GPS和实时传感器的作业机械随时间和空间变化自动采集林间定位及对应林班的树木长势情况数据一通过型、空间分析与技术经济分析模型,通过用户选择最优模型,输入模型的参数,获得仿真运算结果,从而为决策提供辅助支持的依据。在精确林业中,它主要实现对树木长势、病害、虫害的发生趋势进行分析模拟,针对林木生长环境和生长条件的时空差异性,生成处方图,提供各林班施肥喷药方案,对精确林业的实施效果、经济效益进行评估。
3、精确林业的研究现状
3.1 国外研究动态
一些发达国家在精确林业相关技术的研究方面发展较快,如在森林土壤类型分析、林地适应性评价、森林生态环境模拟、林木育种以及生长监测和森林收获等领域已有成熟的应用。
美国林务局为每个林管局和林业研究所配备了资源级GPS接收机,主要用于灾害监测和防治的飞机导航、林相图的自动更新和林区作业的定位服务。
美国林务局和伊利诺大学联合开发的Smart Forest软件,实现了森林景观的可视化,以DTM三维显示技术为基础,使用GIS作为决策支持媒介来考察景观尺度的资源状况,在林业信息的支持下,可以从不同视角模拟观察森林景观及其变化。
美国太空成像公司对原有的利用卫星RS数据监测火灾的技术和方法进行了归纳、整理和合并,形成了一套基于Internet影像查询系统的、实用的火灾探测算法,该算法具有自适应和区域性敏感的特点,所以适合于区域和全球火灾监测,可以实时获取火灾位置等信息。
Reid等人(2001)研究开发了FIAMODEI。来存储和分析林业数据,主要具有森林现状分析、发展趋势预测、森林生态景观分析、观光风景区内的森林布局等功能,同时,它还可提供林道、河流、边界等数据的查询。
Dimitru和Olson运用空间信息系统集成和卫星数据来确定森林覆盖率。技术路线是,通过像素尺寸的变化来判别树种是否有所增加,对比Landsat TM和SPOY—XS遥感卫星摄像2、3、4波段得到的数据,可以得到林区内较为准确的信息。
美国克罗拉多大学研究开发了一套航空录像的自动配准和校正系统,它是实时获取资源信息的RS工具,克服了影像配准与几何校正的时间太长、费用太高、与精确GIS匹配能力有限的缺点,在不增加过多硬件的基础上,极大降低了人为干预的操作,主要用于监测森林病虫害。
3.2 国内研究动态
福建农林大学交通学院研究开发了基于GIS的木材运输决策支持计划系统,它综合运用线形规划和GIS技术,可以协助计划者确定最小费用集运材路径、确定最佳楞场空间位置和木材流分配,目标是在需材单位定货和森林资源条件的约束下,木材集运综合成本最低。
东北林业大学完成了基于WEB和3S技术的森林防火智能决策支持系统的研究,实现了林火数据库、林火预报预防、林火蔓延模型、扑火指挥决策等方面的智能化、网络化管理,使系统能够在互联网上实现运行和信息传输,自动优化系统参数和自动修正模型参数,形成扑火指挥决策支持专家系统。
南京林业大学机电学院开展了利用以机器视觉、图像处理、GPS、GIS、DBMS、DSS、VRT为代表的高新技术从事精确林业的构成、实现、应用等研究,开发了基于机器视觉的室内农药自动精确施用系统。该系统以实验室环境中所建的试验模型为研究对象,模拟农药施用的真实情况,用总结出的一套算法进行图像处理,并以此为依据做出决策控制喷头实现农药的精确施用,分析和探索了在自然环境中基于实时视觉传感技术的农药精确施用的可行性和效果。在实验室内开展了一系列的试验和研究,对施药过程中的运动模拟、树木图像采集、图像分割、施药决策、数据交换、喷雾执行等主要问题和技术难点做了较为深入的探讨和研究,涵盖了基于实时视觉传感技术的农药精确施用的主要技术要点。实验室测试表明,该系统运行良好并有很好的户外应用前景,特别适用于路旁树木的病虫害防治,林木栽植株距较大时,和常规施药方法相比,可节省50%以上的用药量。
此外,该学院还开展了农药精确喷雾机时空数据分析与融合研究,目标是建立集CCD摄像头、GPS、GIS为一体的移动式农药精确喷雾系统,图2为该系统的技术路线图,它的设计思路是:将CCD实时立体摄像系统、GPS、GIS在线地安装在高射程喷雾机上,随着喷雾机的行驶,所有系统均在同一时间脉冲控制下进行实时工作,把GPS精确定位数据和CCD获取的林木数字图像通过处理随时送人GIS中,而G1S中已经存储有电子地图信息和林班图,在GIS平台上有效集成时空数据、属性数据以及历史数据,根据历史上病虫害发生情况和植物保护专家在长期生产中获得的知识,进行病虫害统计趋势模型和技术经济分析,建立农药使用技术专家系统,并根据实时数据分析、图像处理、喷雾目标特征和病虫害防治目标阈值,建立智能决策支持系统,从而可针对当时当地的森林病虫害防治实际需要确定农药投入的种类、数量等,指导自动执行变量投入决策,控制可变量喷头实现农药精确定量喷雾。根据不同林业生产情况及病虫害发生类型、程度,利用此系统来对应控制特定区域做出可变量控制决策而实现农药精确对靶喷雾,在最大程度上杜绝非目标农药沉积,减轻环境污染。
4、精确林业在我国的发展前景