森林病蟲害防治中的林業科技技術應用與防治效果

牟江波

（甘肅省小隴山林業實驗局龍門林場，甘肅天水 741020）

根據全國第六次森林資源清查結果，我國森林資源覆蓋率約為18.21%，總體生態狀況偏差，未來發展前景不容樂觀，這與我國當前高速發展的城鎮化政策有關。具體來講，主要是存在人工林形式相對單一、生態系統脆弱等現實問題。而在單一的林業種植影響下，病蟲害問題相當嚴重，亟待整治。因此，利用林業科技提高森林病蟲害防治效果就成為關鍵。

1 我國森林病蟲害的發生狀況與基本特征

1.1 發生狀況

改革開放以來，我國森林生產需求量日益增大，森林生態平衡也被嚴重破壞，這導致森林病蟲害發生面積呈現逐年遞增的發展趨勢。據相關統計結果，我國森林病蟲害的發生面積到2020 年已經上升至1 800 萬公頃，年均遞增20%以上，每年因森林病蟲害所造成的經濟損失超過60 億元。全國森林病蟲害的發生總面積約占森林總面積的9.1%左右，占人工林總面積的24.2%，其已經成為嚴重制約我國林業可持續發展的重要因素［1］。

在我國，森林病蟲害的發生面積大（達到320.59 萬公頃）、發生種類多（超過8 000 余種）、其中不乏大量重大為害性病蟲害，每年各地都存在從零星發生病蟲害轉為大面積爆發病蟲害的可能性。

1.2 發生基本特征

我國森林病蟲害多為常發性病蟲害，一旦發生其侵害面積逐漸增大且無法停止。森林病蟲害的爆發性伴隨偶發性，這會導致零星病蟲害瞬間轉化為大規模爆發病蟲害，導致林區嚴重受損。森林病蟲害為害性極大，因其擴散蔓延速度較快，對我國生態環境與自然景觀都構成了嚴重威脅。一些經濟林如果發生森林病蟲害則會嚴重制約山區經濟發展，對林農影響很大［2］。

對此，可建立一套ESRI ArcGIS 技術體系，構建GIS地理數據集——ArcToolbox及ArcMap智能地圖體系，客觀表達完整的GIS 關鍵內容體系，合理利用GIS 來構建各個層面的技術內容。利用GIS 系統來處理用戶數據，同時在GIS 基礎之上建立開發函數數據庫，確保用戶專用地理信息系統軟件應用到位［3］。

2 森林病蟲害GIS預測預報系統技術實踐應用

森林病蟲害GIS 預測預報系統在實際的技術實踐應用過程中發揮了重大作用，其在森林病蟲害的發生期預測、發生量預測、為害程度預測等方面發揮了重要價值作用。

2.1 發生期預測技術

森林病蟲害發生期預測過程中，可采用多種技術方法，這其中就包括了多元回歸分析法、有效積溫法等。以有效積溫法為例，其主要根據病蟲害中蟲害的發育起點溫度進行分析，建立有效積溫與近期平均氣溫預測值體系，確保科學合理預測下一世代蟲態的發生期限，并提出了具體的有效積溫預測方程式如下［4］。

在上述有效積溫預測方程式中，N代表了病蟲害的發育時間（天數），K代表有效積溫，Sk代表有效積溫標準差，C代表發育起點溫度，T代表日平均溫度，Sc代表發育起點溫度標準差。

參考這一有效積溫預測方式，可建立BP 神經網絡，專門利用誤差反向傳播計算方法建立一套完整的人工神經網絡模型，保證形成輸入層、輸出層及多個隱層，保證不同節點相鄰層之間建立單方向或雙方向互聯機制，最終形成一套完整的BP 神經網絡結構圖，如圖1 所示［5］。

如圖1 所示，在BP 神經網絡學習過程中，需要建立輸入信號與隱層傳向輸出層，實現對信息數據的正向傳播過程，如果學習算法結束，則需要建立反向計算機制，確保誤差信號有效減少，同時提出具體運算過程，提高GIS 預測預報系統中的神經網絡結構應用價值［6］。

圖1 GIS 預測預報系統中的BP 神經網絡結構示意圖

2.2 發生量預測技術

在GIS 預測預報系統中，還要對發生量預測技術實踐內容進行分析，提出具體技術應用，保證森林病蟲害預測預報軟件支撐體系有效建立，深度探索、總結、應用本地技術內容。例如，對森林中松毛蟲的預測預報方法就主要圍繞發生量預測預報展開，了解松毛蟲的預測預報發生量，建立有效技術預測法對其病蟲害發生量進行調節，保證有效技術預測法發生量預測到位。具體來講，要對松毛蟲的蟲口基數、雌雄性比、平均產量數量等進行全面綜合分析，如此可了解下一世代蟲害的發生量［7］。

2.3 危害程度預測技術

可建立GIS+BP 人工審計年網絡的森林病蟲害為害程度預測預防技術體系，建立其中的非線性動力學網絡系統，專門對病蟲害的高度非線性問題內容進行預測。該技術體系的自學與自組織能力超強，可建立具有極高水平的自適應、抗干擾、容錯性較強的技術能力體系，保證對個別網絡學習效果的有效減少提供更多可能性，在預測方法方面也表現更為簡便，預測速度相對較快。

2.4 馬爾可夫鏈預測發生技術

在GIS 預測預報系統建立過程中，可利用馬爾可夫鏈預測發生技術，達到對未來森林病蟲害發生情況的有效預測。該技術所建立的過程時刻分析體系中涵蓋了多區間多狀態分析技術體系，保證對其分析過程中的某些特殊狀況進行分析，建立過程時間離散點，確保所分析狀態均為離散值內容，提高分析水平［8］。

3 結語

在當前眾多森林科技技術支持下，我國林業發展也正朝健康可持續發展方向邁進，可合理有效利用各種科技技術提升森林林業保護發展水平，有效解決病蟲害問題，提高病蟲害防治效果，減少病蟲害所帶來的各種嚴重為害，為地方樹立正確有效的森林病蟲害防治價值技術觀，深度有效促進我國森林林業產業的健康穩定可持續發展。