1、林業生物災害防治基本原理及策略        摘要論述了林業生物災害防治的生態學、學和災害學基本原理,提出了防治林業生物災害、維護森林健康的基本策略,以供。 關鍵詞林業;生物災害防治;原理;策略 1生態學原理 1.1生態系統的自我調控和穩態機制 生態系統是指在一定空間范圍內,有生命的生物群落和無生命的物理環境構成的能量轉移、物質循環系統。任何一個生態系統都是其結構和功能相互依存、相互制約的統一體。結構和功能的相互適應、制約和完善,使得生態系統在遇到一定程度的外來干擾和壓力時,能通過其系統內各組分間的制約、轉化、反饋

2、和補償等作用,使系統的結構與功能恢復到原來的平衡穩定狀態,從而確保生態系統的持續存在1。生態系統的這種自我調控和穩態機制主要是通過其系統自身的反饋控制和多元重復來實現的。 在條件下,害蟲種群對天敵種群起到正反饋調節作用,而天敵種群對害蟲種群則起到負反饋調節作用。這樣當由于某種原因導致害蟲種群數量增大時,天敵種群就會隨之增大,而天敵種群的增大,反過來又會引起害蟲種群數量下降,從而使二者種群在數量上保持著一定的平衡關系2。要保持生態系統的相對穩定必須滿足下列條件:一是組分的多樣性。一個系統中物種越多樣,能量流、物質流和信息流越錯綜復雜,系統就越容易保持穩定。若在農林生態系統中栽培植物及品種單一化,

3、會使系統組分單一,從而易導致有害生物大暴發。二是干擾不能超過生態閾限。生態閾限是指生態系統通過其自我調控和穩態機制,抵御外部干擾,從而保持系統穩定性的最大復原調控能力和限度,超過這個限度,系統就會失去復原能力,導致系統崩潰瓦解。如在農田生態系統中過度使用化學藥劑,就會使寄生性和捕食天敵大量死亡,常常導致系統失去穩定,進而導致害蟲暴發。三是系統進化成熟。系統進化成熟后,才具有健全的反饋調控和多元重復等穩態機制。因此,在有害生物控制中要使農田生態系統保持成熟。 1.2生物的環境限制因子原理 一種生物要在某種環境中生長和繁殖,首先必須從環境中攝取各種生育所必需的營養物質與能量,當某種或某些物質或能量

4、因數量多少而限制了生物的生長發育與繁殖時,這種物質或能量即稱為生物生育的限制因子。一種生物或一群生物的生存與繁榮,取決于多種環境條件或因子的狀況,任何接近或超過生物耐性限度的環境條件,都會成為該種或該群生物的限制因子。限制因子不是一成不變的,一種限制因子往往可以被另一種限制因子替代。這意味著在分析和管理一個具體的生態系統過程中,應重點從對環境因子的耐性區限較窄的生物和數量變動較大的環境因子入手,找出限制因子,然后通過優化種群結構,引入對該系統內的環境因子耐性區限較寬的生物,并配以環境因子優化管理,提高受限環境因子的數量水平投入,克服限制因子,最終達到持續穩定地提高生態系統的生產力的目的3。因此

5、,在有害生物控制中還要遵循和運用生物環境限制因子原理。 2經濟學原理 2.1有害生物對作物的經濟危害和作物受害損失的估計 有害生物對森林的經濟危害包括直接的、間接的、即時的和后繼的多種。但通常所說的有害生物所致的損失主要是產量的減少和品質的降低。當品質降低不大、可以忽略不計時,通常僅指對產量的影響4。 森林的產量構成因素隨林木種類而異。有害生物對森林的危害程度也因其種類和密度不同而不同。森林經濟損失與有害生物危害之間,雖然總體上呈正相關,但從有害生物危害某種林木的全過程來看,或是從不同林木的受害情況來看,其并不總是呈直線關系的。森林產量與有害生物種群密度之間可能存在3種情況:一是產量隨有害生物

6、密度增加呈直線下降;二是在較低密度下,作物表現出補償作用,產量保持穩定,隨后產量隨有害生物密度的增加呈曲線下降;三是在較低密度下,作物表現出超補償作用,產量較無有害生物危害時反而增加,隨后產量隨有害生物密度的增加呈曲線下降。常用的產量估計方法包括小區試驗法、林間調查法和模擬有害生物危害法等。1          2.2損害允許水平和經濟閾值 經濟損害允許水平和經濟閾值蘊含了生態學和經濟學的精華,是綜合防治的基本原則。它們明確指出防治生物災害要有一定的尺度,不要求徹底消滅有害生物,而是將其控制在經濟危害允許

7、水平以下,從而防止了濫用農藥,并給天敵繼續生存和發揮作用留下了必要的食料條件和生態位。 經濟損害允許水平又稱經濟損害水平(economic injury level,EIL),其概念最早由Stem等(1959年)提出,具有2種涵義:一是指人們可以容許的作物受害而引起的產量、質量損失水平,亦即指作物因有害生物造成的損失與防治費用相等時的作物受損程度(經濟損失量或損失率);二是指與經濟損失允許水平相對應的有害生物密度,即經濟損失允許密度。目前這一概念已被人們普遍理解和接受,并作為研究防治指標的理論依據。 經濟閾值(economic threshold,ET),又稱防治指標(con-trol act

8、ion threshold),其涵義是“采用防治措施阻止有害生物種群密度增長,以免達到經濟損害允許水平的有害生物密度”。經濟閾值是較經濟損害允許水平低的種群密度或受損程度,這樣可以保證所采取的防治措施,在有害生物種群數量尚未達到經濟損害允許水平之前就能發揮作用,可避免有害生物危害造成損失后再進行防治的被動局面。 ET=Cc/(Ec×Y×P×Y(R)×Sc)×CF 其中,Cc為防治費用,包括農藥費、人工費和器械折舊費等;Ec為防治效果(%);Y為未受害時的單位面積產量;P為林產品價格;Y(R)為平均每個有害生物危害林木造成的減產率;Sc為有害生物

9、的存活率;CF為社會經濟因子,也稱臨界因子,用于衡量強調的重點是產量還是環境質量。CF值為12。 從上述模型中可以看出,要求出ET,其先決條件是要有有害生物密度和產量損失關系的信息,即模型中的Y(R)值。正如前述,影響Y(R)值的因素很多,而其他各項雖然也不斷變化,但相對比較容易獲得。隨著研究的深入,同時考慮作物不同時期特定有害生物發生或發育階段的動態閾值和不同防治方法的多重閾值,以及多種有害生物或多種發生或發育階段的多維閾值的橫型也將不斷地被提出。 3災害管理原理 森林生態系統不同于農業生態系統,除了提供林產品外,還為社會提供生態服務,因此對于商品林和生態林,其生物災害管理策略會有很大區別。

10、再加上林業有害生物危險等級不同,也會采取不同的管理措施。根據GCSP管理原理,按照災害嚴重程度,對不同林業生物災害進行合理分級,按照林業有害生物的可控制性、態勢,對不同的林業有害生物危險性進行風險分析(PRA),再按照分析結果進行分級,根據分級結果,對不同級別的林業生物災害或林業有害生物采取不同的管理措施。要嚴密監控,一旦發現新危害,限期除治。 4林業生物災害防治策略 根據不同的林種,林業生物災害的防治要采取不同的管理策略。對于生態林,根據生態林的經營目標,要保證生態林的長期健康,在營林措施上,要以維護系統的穩定為主,一旦發現生物災害,要及時采取合理措施,適當進行人為干擾,確保森林生態系統發揮較大生態效益。盡量減少對生態林進行人為干擾,尤其是要限制生物災害防治中化學藥劑的使用,以免引起面源污染,避免對生態林造成較大的生態擾動5。這是一對“矛盾”的生物災害防治要求和目標,對生態林的生物災害管理,就是要從這對“矛盾”中尋求最佳結合點,保持生態林持續健康。而對于商品林,其主要目標是獲取林產品。因此,商品林的生物災害管理策略,可以借鑒農業生物災害管理策略,在保證林產品無公害化的基礎上,對超出災害損失允許閾值的生物災害及時進行防治。 5 1 葉恭銀.植物保護學M.杭州:浙江大學出版社,2006:185-188. 2 張國慶.生態