用數字化松材線蟲病生態調控技術促進秀美鄉村建設的創新與探索

魏浩華，邵建英，邱慧敏，邱家生#，劉小莉

1.江西馬頭山國家級自然保護區管理局，江西資溪 335300；2.贛州市金電電子設備有限公司，江西興國 342400；3.景德鎮學院，江西浮梁 333400

1 項目背景

松材線蟲病被稱為松樹的“癌癥”，是全球森林生態系統中最具危險性和毀滅性的病害，具有極強的擴散性和破壞性，目前尚無有效藥物或技術治愈。松材線蟲病自1982年傳入我國以來，全國因該病害損失的松樹累計達數億株，造成的直接經濟損失和生態服務價值損失上千億元。據統計，全國共計20個省（區、市），超過666個縣級行政區、4 333個鄉鎮級行政區發生松材線蟲病疫情，疫情發生面積和病死（枯死、瀕死）松樹數量分別為111.46萬km2、1 946.74萬株。黃山、九華山、廬山、三峽庫區、陜西秦嶺山區等重點生態區位防控形勢嚴峻，四川樂山大佛和劍門關、福建武夷山和貴州梵凈山等重點風景名勝區受到嚴重威脅。近20%森林資源正面臨著疫情擴散蔓延造成的森林生態系統不可逆轉的破壞，嚴重威脅了生物多樣性與生態安全。而現有的噴灑藥物、釋放天敵、引誘劑誘捕等防控手段無法有效控制疫情，災情普查也仍然以生態護林員人工巡查為主，盲點死角較多，防控質量較差，導致我國新疫區持續多點突發，老疫區疫點增多、難以消除[1]。

針對我國松材線蟲病多點入侵、大范圍擴散蔓延、防控技術手段單一、人工監測效果差、短期內難以根除等造成的松材線蟲病疫情多發、高發問題，提出用數字化松材線蟲病生態調控技術促進秀美鄉村建設的創新與探索：通過“公司+村委會+村民”模式，建立以公司主導、村委會組織、農戶村民提供山林參與的松材線蟲病防控合作社，由合作社統一負責項目實施和管理、合作社社員共同參與的松材線蟲病數字化生態調控實施組織體系的創新與探索。一是解決松材線蟲病防控群眾不參與、疫木除治難、糾紛大，導致防控效果差的難點，為松材線蟲病防控提供了一條有效的防控思路；二是遏制因松材線蟲病導致的林業經濟收入銳減、生態環境惡化、生態顏值不再等給鄉村振興帶來的挑戰。

2 實施內容

選擇在省級AAA級鄉村旅游區的興國縣杰村鄉含田村象形、黃竹坑，這里也是著名的革命老區，興國縣革命最早建黨區域之一，1927年成立杰村里豐、曾田黨支部所在地。該區域共有松林面積490.67 km2、涉及農戶25戶，120人。松林范圍均為丘陵地帶，為純馬尾松林，樹齡20～30年，平均樹高7 m，胸徑10～30 cm，郁閉度0.6～0.7，地被植物為芒箕、五節芒以及少量雜灌等。該區域是松材線蟲病發病區，由于松材線蟲病導致大量優勢松樹快速死亡，基本無松脂可采、無松樹可伐，林業經濟不可持續，生態環境不斷惡化，嚴重影響了當地的鄉村旅游，農民收入銳減。

由于松材線蟲病的防控和鄉村振興工作歸屬不同部門，尚未形成一個協同機制，松材線蟲病的防控和鄉村振興工作存在互不干擾、互無協作的局面[2]。項目以“松材線蟲病數字化生態調控+鄉村振興”相結合，通過“公司+村委會+村民”的模式，公司作為項目實施的主體，提供技術、設備、實施規范，主導項目的實施，含田村委進行組織推動，25戶農戶提供各自的山林共同參與實施和管理，實現松林保護→農民收益→林地收入健康發展的良性循環，既解決了政府頭疼的松材線蟲病防控問題，又調動了當地農民的積極性，增加了農民的收入，是數字化松材線蟲病生態調控技術促進秀美鄉村綠色循環高效特色農業建設的首次創新與探索。

2.1 公司的工作

作為項目實施主體，公司主要負責對含田已經發生的松材線蟲病疫區施行生物防控（投放天敵花絨寄甲、基因變異不育等）、物理防控（J2020紫光誘捕松褐天牛技術等）、化學防控（引誘劑誘捕等）一體的綜合防控技術措施，實現對松材線蟲病的定點精準防控；同時，人員巡護作為一種有效的補充，通過無線物聯網技術完成數據采集、上報，由系統完成數據的統計、分析工作，系統利用AI技術和深度學習算法，為政府提供松材線蟲病防控的成果、發展趨勢預測，為松材線蟲病的聯防聯治提供指揮決策依據。

2.1.1 技術裝備J2020紫光誘捕松褐天牛技術是通過對松褐天牛趨光性的研究得出的一種對松褐天牛敏感的光源（J2020紫光），再通過對該敏感的光源光特性技術指標、制備取得方法的再研究，得到了J2020紫光燈；結合研究的可防止松褐天牛二次逃逸的誘捕裝置、供電系統，組成本項目的技術裝備。尤其是將誘捕器中的集蟲器設計為漏斗形狀，同時將集蟲器底部設計內部延伸的漏斗形狀的延伸部，向內部延伸40～60 mm，松褐天牛掉入后無法再逃逸出來，避免了誘捕裝置周邊出現因為松褐天牛再次逃逸而產生的局部蟲災現象發生。

J2020紫光誘捕松褐天牛技術的應用，成功地克服了松褐天牛弱趨光性無法使用物理光誘技術誘捕的難題，實現了松褐天牛的高效智能燈光誘捕，為松材線蟲病的有效防治提供了一套有效的物理技術手段，最大限度地保護了現有健康松林[3]。通過智能J2020紫光誘捕技術的應用，減少了農藥的使用，延緩了害蟲的抗藥性；誘捕了剛羽化性成熟前的松褐天牛，在測報時間上更加科學；為松材線蟲病的防控增加了一套有效技術措施，以保護健康松林。

2.1.2 產品組成主要包含：誘捕裝置（含誘捕器、J2020紫光燈、鎮流器）；太陽能供電裝置（包括太陽能板、鋰離子蓄電池、智慧電源管理模塊、電源逆變器）；智能控制裝置（包括智能多功能雨控和時間控器、戶外箱）等。

松褐天牛在傍晚至子夜這段時間內的活動最積極，白天基本不活動，因此，J2020紫光燈設置為白天關燈，夜晚亮燈；同時松褐天牛在雨天也基本不活動，故紫光燈遇到雨天也不亮燈。在節省電能的同時，使松褐天牛誘捕性價比最高。

2.1.3 產品壽命以鋰離子蓄電池、J2020紫光燈產品壽命為依據，本松褐天牛智能光誘裝置使用壽命為5年。

2.1.4 誘捕裝置安裝的原則具體見表1。

表1 誘捕裝置安裝用途、功能、要求

2.1.5 林間安裝技術規范誘捕器安裝：將J2020紫光誘捕器懸掛在樹枝或捆綁于樹干，懸持高度以集蟲器底部距地面不低于2.5 m為宜，可根據地形、坡度、郁閉度的情況進行調整，但不得低于2.0 m。

誘捕器掛設位置：根據林相、立地條件、氣候因子，選擇地勢較高、通風較好、便于作業的山腰位置。可較長時間固定掛設在一個地點，也可不定期移動式掛設J2020紫光誘捕器。

誘捕器掛設時間：在當年越冬代松褐天牛成蟲羽化的始期至當年末代松褐天牛羽化末期，懸掛誘捕器。

誘捕器掛設密度：用于疫情分界線阻斷疫情，相鄰裝置按照≤320 m成線狀布設；用于成片疫區松林防治，按照每8 km2掛設1個誘捕裝置成面狀布設。本項目使用誘捕器65套布成面狀布設在上述490.67 km2林地中。

誘捕器維護：定期巡視誘捕器，清理集蟲罐。風雨過后，要及時檢查誘捕器或其構件是否松動、脫落或破損，確保誘捕器處于良好狀態。

在清理集蟲罐時，如果罐內沒有任何蛾子、金龜子等害蟲，表明燈光沒有正常工作，巡護人員必須仔細檢查排除故障，并如實做好記錄并向公司售后報告；如果排除不了，要及時與公司售后聯系，由售后及時安排解決，同時售后將解決的方案記錄備查。

太陽能板架設：在該區域太陽能板朝向西南方向的林窗中，用鐵絲捆綁在樹干上。但針對速生林、青年林，則需要采用馬釘固定、鐵絲穿馬釘捆綁固定太陽能板支架的方法，避免由于樹干膨大而鐵絲斷開的設備墜落損壞。

設備箱的安裝：設備箱中有電池、控制器等，選擇在太陽能板與誘捕裝置之間適當的位置，用鐵絲捆綁在樹干上。但針對速生林、青年林，則需要采用馬釘固定、鐵絲穿馬釘捆綁固定設備箱的方式，避免由于樹干膨大而鐵絲斷開的設備墜落損壞。

2.1.6 推行以技術防控手段為根本的松材線蟲病生態調控體系以J2020紫光誘捕松褐天牛的物理防控技術和生物化學防控技術（如基因變異技術、植物素技術等）為基礎，動態選擇采用生物防控技術（如花絨寄甲天敵等）及上述技術的一體化綜合防控，并依據不同的地域條件、環境條件，因地施策，實行動態一體化綜合生態調控技術。

2.1.7 建立一套生態調控管理大數據平臺系統采用NB-IOT或移動物聯網技術對所有的前端智能防治裝置進行數據聯網，通過自動統計、分析、檢測、評估、指揮和決策，得出某防控區域松材線蟲病發生、發展趨勢，在最大限度地防治松材線蟲病的基礎上，為松材線蟲病的防治提供依據。為了實現對松材線蟲的病害診斷、蟲災趨勢預測，為指揮決策提供依據，本項目將研發基于大數據的松材線蟲病信息管理預警系統平臺，實現松材線蟲病的聯防聯治，達到松材線蟲病的整體可防可控的目的。

系統包括一套松材線蟲病（松褐天牛）野外監測調查系統APP、松材線蟲病（松褐天牛）防控預警平臺系統2個部分。

2.1.8 探索創新的農戶績效承包服務模式規范的疫木除治是有效降低林間蟲口基數，減少蟲源的重要保證。但僅依靠疫木除治的防控是不可持續的，因此，采用以一體化綜合生態調控為基礎，結合疫木除治服務總包，通過有效的技術防控措施，使防控區域內第1年的活樹保存率比對照區高10%以上，第2年比對照區高20%以上，第3年比對照區高50%以上，第4年比對照區高80%以上，第5年防控區域內的松樹死亡率在0.3%以下的績效承包新型模式。

2.2 村委的工作

含田村委作為項目組織主體，負責按照數字化松材線蟲病生態調控技術促進綠色循環高效特色農業建設項目要求和規范，做好項目范圍內村民的工作，要求項目區內100%的村民將林地納入項目的管理范疇，順利推進項目的實施。

2.3 村民的工作

項目范圍內的各山林權承包人（各農戶）作為項目的實施對象，每個農戶按照山林承包證的面積統一交由平臺管護，林地承包權不變。由農戶自行負責自己林權證范圍內林地的日常管護、林地異常情況的標準化處理，以及相關數據的采集和上報工作。在項目中，含田村的象形、黃竹坑共490.67 km2林地，按照每667 m2林地每月補助3元計算，每月補助勞務費22 080元，按照25戶每戶一人享受勞務補助計算，每人每月增加收入883.2元，年增收10 598.4元，年項目農戶勞務費總支出264 960元。較每年投入松材線蟲病防控疫木砍伐 費120元/667 m2計,共883 200元，節省政府投入70%。不僅如此，通過全員參與松材線蟲病防控，壓實了防控責任，將農戶的“政府要我防”，變成“我要防”，自覺主動防范松材線蟲病。

通過項目建設，積極推動資源節約型、環境友好型、生態保育型農業發展，提升了解決政府綜合治理松材線蟲病的能力，調動了當地農民的積極性，增加了農民收入，提升了農業可持續發展水平，為我國松材線蟲病的防控起到了示范引領作用，促進了興國縣杰村鄉含田村的鄉村旅游觀光業的發展。通過“公司+村委會+村民”的模式，調動村民主動參與、自覺參與的重點打造以生物防控、物理防控、化學防控一體的松材線蟲病綜合生態調控體系。并在此基礎上，充分利用北斗高精度定位、大數據、高性能邊緣計算等新一代信息技術，對前端生態調控裝置捕獲的松褐天牛海量數據進行采集、統計、分析評估、發展趨勢預測，實現松材線蟲病的管理科學化、信息化、調度網絡化，從而健全完善松材線蟲病防治與監測，深化數據資源開發利用，不斷提升政府對松材線蟲病的生態調控能力，為有效遏制松材線蟲病的蔓延、暴發提供了一套有效的生態調控技術手段，在保護綠水青山的同時，促進了綠色循環高效特色農業建設。

3 實施方式與保障措施

3.1 項目的組織實施方式

通過“公司+村委會+村民”的模式，建立以公司主導、村委會組織、村民提供山林參與共建的松材線蟲病數字化生態調控體系，實現松林保護→農民收益→林地收入健康發展的良性循環，既解決了政府頭疼的松材線蟲病防控問題，又調動了當地農民的積極性，增加了農民的收入，助力鄉村振興。

（1）通過公司提供技術、設備、實施規范，負責技術管理、項目運營、策劃推廣，人員的培訓培養。

（2）含田村委負責組織推動，做好農戶的前期發動、組織工作。

（3）項目區內的25戶農戶在山林承包權不變的前提下，提供各自的山林共同參與實施和管理，在原有山林收益歸屬不變的情況下，還可獲得參與項目運營的工資報酬。

3.2 保障措施

（1）制度保障。通過簽訂公司、村委、農戶三方的合同作為項目的基本保證，完善項目管理運用制度。

（2）組成緊密的利益共同體。明確利益共享和分配機制，使得三方均得到實惠，依靠利益調動三方參與項目的意愿。

（3）考核獎懲制度。明確考核指標，以考核結果為標準，對優劣進行獎懲。

4 項目實施結果分析

在實施區域內，年度松材線蟲病松樹死亡率小于0.3%；帶動當地農民就業并實現增收10%以上；培養項目標準化管理技術人才10人、項目運營人員12人；“公司+村委會+村民”的松材線蟲病防控+鄉村振興發展模式體系實現了松材線蟲病的有效防控，保護生態環境，實現了當地農民的增收創收。

4.1 生態意義重大

生態環境是人類生存、生產與生活的基本條件。“環境就是民生，青山就是美麗，藍天也是幸福。”擁有天藍、地綠、水凈的美好家園，是每個人的夢想。綠水青山就是金山銀山，通過項目實施，可有保護現有健康松林，為松材線蟲病的防控創新一條有效的新途徑。實現對綠水青山的保護，意義十分重大。

4.2 經濟效益巨大

2021年，據報道，國家、省級、市級、縣級用于松材線蟲病疫情防控專項資金達2萬億元以上，而且隨著疫情的快速蔓延，投入的防控經費也將越來越多。通過本技術可遏制疫情的快速蔓延，可以減少政府巨額的防控費用支出，經濟效益重大。項目標準化推廣后，在有效防控松材線蟲病的同時，又做大做強了企業，為當地貢獻了稅收，實現了農民的就業增收，意義重大。

4.3 社會意義重大

通過“公司+村委會+村民”的模式，利用數字化松材線蟲病生態調控技術，為鄉村振興與環境的協同發展探索了一條有效的途徑，通過增加農民的收入，調動了農民參與項目的積極性，從“政府壓制我做”轉變為“我自己要做”。尤其是通過項目的實施，培養了一批接地氣的鄉村振興人才，為國家松材線蟲病+鄉村振興提供人才支撐。