林業(yè)生物災(zāi)害防治基本原理及策略

1、林業(yè)生物災(zāi)害防治基本原理及策略    摘要論述了林業(yè)生物災(zāi)害防治的生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和災(zāi)害學(xué)基本原理,提出了防治林業(yè)生物災(zāi)害、維護(hù)森林健康的基本策略,以供參考。 關(guān)鍵詞林業(yè);生物災(zāi)害防治;原理;策略  1生態(tài)學(xué)原理 1.1生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)控和穩(wěn)態(tài)機(jī)制 生態(tài)系統(tǒng)是指在一定空間范圍內(nèi),有生命的生物群落和無(wú)生命的物理環(huán)境構(gòu)成的能量轉(zhuǎn)移、物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)。任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都是其結(jié)構(gòu)和功能相互依存、相互制約的統(tǒng)一體。結(jié)構(gòu)和功能的相互適應(yīng)、制約和完善,使得生態(tài)系統(tǒng)在遇到一定程度的外來(lái)干擾和壓力時(shí),能通過(guò)其系統(tǒng)內(nèi)各組分間的制約

2、、轉(zhuǎn)化、反饋和補(bǔ)償?shù)茸饔?使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能恢復(fù)到原來(lái)的平衡穩(wěn)定狀態(tài),從而確保生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)存在1。生態(tài)系統(tǒng)的這種自我調(diào)控和穩(wěn)態(tài)機(jī)制主要是通過(guò)其系統(tǒng)自身的反饋控制和多元重復(fù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 在自然條件下,害蟲(chóng)種群對(duì)天敵種群起到正反饋調(diào)節(jié)作用,而天敵種群對(duì)害蟲(chóng)種群則起到負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用。這樣當(dāng)由于某種原因?qū)е潞οx(chóng)種群數(shù)量增大時(shí),天敵種群就會(huì)隨之增大,而天敵種群的增大,反過(guò)來(lái)又會(huì)引起害蟲(chóng)種群數(shù)量下降,從而使二者種群在數(shù)量上保持著一定的平衡關(guān)系2。要保持生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定必須滿足下列條件:一是組分的多樣性。一個(gè)系統(tǒng)中物種越多樣,能量流、物質(zhì)流和信息流越錯(cuò)綜復(fù)雜,系統(tǒng)就越容易保持穩(wěn)定。若在農(nóng)林生態(tài)系

3、統(tǒng)中栽培植物及品種單一化,會(huì)使系統(tǒng)組分單一,從而易導(dǎo)致有害生物大暴發(fā)。二是干擾不能超過(guò)生態(tài)閾限。生態(tài)閾限是指生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)其自我調(diào)控和穩(wěn)態(tài)機(jī)制,抵御外部干擾,從而保持系統(tǒng)穩(wěn)定性的最大復(fù)原調(diào)控能力和限度,超過(guò)這個(gè)限度,系統(tǒng)就會(huì)失去復(fù)原能力,導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰瓦解。如在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中過(guò)度使用化學(xué)藥劑,就會(huì)使寄生性和捕食天敵大量死亡,常常導(dǎo)致系統(tǒng)失去穩(wěn)定,進(jìn)而導(dǎo)致害蟲(chóng)暴發(fā)。三是系統(tǒng)進(jìn)化成熟。系統(tǒng)進(jìn)化成熟后,才具有健全的反饋調(diào)控和多元重復(fù)等穩(wěn)態(tài)機(jī)制。因此,在有害生物控制中要使農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)保持成熟。 1.2生物的環(huán)境限制因子原理 一種生物要在某種環(huán)境中生長(zhǎng)和繁殖,首先必須從環(huán)境中攝取各種生育

4、所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與能量,當(dāng)某種或某些物質(zhì)或能量因數(shù)量多少而限制了生物的生長(zhǎng)發(fā)育與繁殖時(shí),這種物質(zhì)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(huán)境條件或因子的狀況,任何接近或超過(guò)生物耐性限度的環(huán)境條件,都會(huì)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(gè)具體的生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程中,應(yīng)重點(diǎn)從對(duì)環(huán)境因子的耐性區(qū)限較窄的生物和數(shù)量變動(dòng)較大的環(huán)境因子入手,找出限制因子,然后通過(guò)優(yōu)化種群結(jié)構(gòu),引入對(duì)該系統(tǒng)內(nèi)的環(huán)境因子耐性區(qū)限較寬的生物,并配以環(huán)境因子優(yōu)化管理,提高受限環(huán)境因子的數(shù)量水平投入,克服限制因子,最終達(dá)

5、到持續(xù)穩(wěn)定地提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力的目的3。因此,在有害生物控制中還要遵循和運(yùn)用生物環(huán)境限制因子原理。 2經(jīng)濟(jì)學(xué)原理 2.1有害生物對(duì)作物的經(jīng)濟(jì)危害和作物受害損失的估計(jì) 有害生物對(duì)森林的經(jīng)濟(jì)危害包括直接的、間接的、即時(shí)的和后繼的多種。但通常所說(shuō)的有害生物所致的損失主要是產(chǎn)量的減少和品質(zhì)的降低。當(dāng)品質(zhì)降低不大、可以忽略不計(jì)時(shí),通常僅指對(duì)產(chǎn)量的影響4。 森林的產(chǎn)量構(gòu)成因素隨林木種類而異。有害生物對(duì)森林的危害程度也因其種類和密度不同而不同。森林經(jīng)濟(jì)損失與有害生物危害之間,雖然總體上呈正相關(guān),但從有害生物危害某種林木的全過(guò)程來(lái)看,或是從不同林木的受害情況來(lái)看,其并

6、不總是呈直        線關(guān)系的。森林產(chǎn)量與有害生物種群密度之間可能存在3種情況:一是產(chǎn)量隨有害生物密度增加呈直線下降;二是在較低密度下,作物表現(xiàn)出補(bǔ)償作用,產(chǎn)量保持穩(wěn)定,隨后產(chǎn)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(xiàn)出超補(bǔ)償作用,產(chǎn)量較無(wú)有害生物危害時(shí)反而增加,隨后產(chǎn)量隨有害生物密度的增加呈曲線下降。常用的產(chǎn)量估計(jì)方法包括小區(qū)試驗(yàn)法、林間調(diào)查法和模擬有害生物危害法等。;   2(/).2經(jīng)濟(jì)損害允許水平和經(jīng)濟(jì)閾值 經(jīng)濟(jì)損害允許水平和經(jīng)濟(jì)閾值蘊(yùn)含了生態(tài)學(xué)

7、和經(jīng)濟(jì)學(xué)的精華,是綜合防治的基本原則。它們明確指出防治生物災(zāi)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(jīng)濟(jì)危害允許水平以下,從而防止了濫用農(nóng)藥,并給天敵繼續(xù)生存和發(fā)揮作用留下了必要的食料條件和生態(tài)位。 經(jīng)濟(jì)損害允許水平又稱經(jīng)濟(jì)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(chǎn)量、質(zhì)量損失水平,亦即指作物因有害生物造成的損失與防治費(fèi)用相等時(shí)的作物受損程度(經(jīng)濟(jì)損失量或損失率);二是指與經(jīng)濟(jì)損失允許水平相對(duì)應(yīng)的有害生物密度,即經(jīng)濟(jì)損失允許密度。目前

8、這一概念已被人們普遍理解和接受,并作為研究防治指標(biāo)的理論依據(jù)。 經(jīng)濟(jì)閾值(economic threshold,ET),又稱防治指標(biāo)(con-trol action threshold),其涵義是“采用防治措施阻止有害生物種群密度增長(zhǎng),以免達(dá)到經(jīng)濟(jì)損害允許水平的有害生物密度”。經(jīng)濟(jì)閾值是較經(jīng)濟(jì)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(shù)量尚未達(dá)到經(jīng)濟(jì)損害允許水平之前就能發(fā)揮作用,可避免有害生物危害造成損失后再進(jìn)行防治的被動(dòng)局面。 ET=Cc/(Ec×Y×P×Y(R)×

9、Sc)×CF 其中,Cc為防治費(fèi)用,包括農(nóng)藥費(fèi)、人工費(fèi)和器械折舊費(fèi)等;Ec為防治效果(%);Y為未受害時(shí)的單位面積產(chǎn)量;P為林產(chǎn)品價(jià)格;Y(R)為平均每個(gè)有害生物危害林木造成的減產(chǎn)率;Sc為有害生物的存活率;CF為社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子,也稱臨界因子,用于衡量強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)是產(chǎn)量還是環(huán)境質(zhì)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(chǎn)量損失關(guān)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(xiàng)雖然也不斷變化,但相對(duì)比較容易獲得。隨著研究的深入,同時(shí)考慮作物不同時(shí)期特定有害生物發(fā)生或發(fā)育階段的動(dòng)態(tài)閾值和不同防治方法

10、的多重閾值,以及多種有害生物或多種發(fā)生或發(fā)育階段的多維閾值的橫型也將不斷地被提出。 3災(zāi)害管理原理 森林生態(tài)系統(tǒng)不同于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),除了提供林產(chǎn)品外,還為社會(huì)提供生態(tài)服務(wù),因此對(duì)于商品林和生態(tài)林,其生物災(zāi)害管理策略會(huì)有很大區(qū)別。再加上林業(yè)有害生物危險(xiǎn)等級(jí)不同,也會(huì)采取不同的管理措施。根據(jù)GCSP管理原理,按照災(zāi)害嚴(yán)重程度,對(duì)不同林業(yè)生物災(zāi)害進(jìn)行合理分級(jí),按照林業(yè)有害生物的可控制性、發(fā)展態(tài)勢(shì),對(duì)不同的林業(yè)有害生物危險(xiǎn)性進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析(PRA),再按照分析結(jié)果進(jìn)行分級(jí),根據(jù)分級(jí)結(jié)果,對(duì)不同級(jí)別的林業(yè)生物災(zāi)害或林業(yè)有害生物采取不同的管理措施。要嚴(yán)密監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)新危害,限期除治。&

11、#160;4林業(yè)生物災(zāi)害防治策略 根據(jù)不同的林種,林        業(yè)生物災(zāi)害的防治要采取不同的管理策略。對(duì)于生態(tài)林,根據(jù)生態(tài)林的經(jīng)營(yíng)目標(biāo),要保證生態(tài)林的長(zhǎng)期健康,在營(yíng)林措施上,要以維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定為主,一旦發(fā)現(xiàn)生物災(zāi)害,要及時(shí)采取合理措施,適當(dāng)進(jìn)行人為干擾,確保森林生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮較大生態(tài)效益。盡量減少對(duì)生態(tài)林進(jìn)行人為干擾,尤其是要限制生物災(zāi)害防治中化學(xué)藥劑的使用,以免引起面源污染,避免對(duì)生態(tài)林造成較大的生態(tài)擾動(dòng)5。這是一對(duì)“矛盾”的生物災(zāi)害防治要求和目標(biāo),對(duì)生態(tài)林的生物災(zāi)害管理,就是要從這對(duì)“矛盾”中尋求最佳結(jié)合點(diǎn),保持生態(tài)林持續(xù)健康。而對(duì)于商品林,其主要目標(biāo)是獲取林產(chǎn)品。因此,商品林的生物災(zāi)害管理策略,可以借鑒農(nóng)業(yè)生物災(zāi)害管理策略,在保證林產(chǎn)品無(wú)公害化的基礎(chǔ)上,對(duì)超出災(zāi)害損失允許閾值的生物災(zāi)害及時(shí)進(jìn)行防治。 5參考文獻(xiàn) 1 葉恭銀.植物保護(hù)學(xué)M.杭州:浙江大學(xué)出版社,2006:185-188. 2 張國(guó)慶.生態(tài)健康與有害生物管理J.中國(guó)園藝文摘,2008(3):40-41. 3 張國(guó)慶(理學(xué)/農(nóng)林學(xué) 論文 /).生物災(zāi)害管理理論研究J/OL.(2008-04-30)./blog/user con-