關于林業病蟲害遙感監測對生態資源保護的影響分析

甘肅省定西市黑虎林場 隆紅兵

引言

當下更多人關注林業生態建設，面對日趨嚴重的林業病蟲害，運用科技的手段對林業病蟲害進行控制，利用大環境下對生態資源保護，因此，有必要對林業病蟲害遙感監測對生態資源保護的影響分析展開分析，以便生態資源保護得到更好地開展。

1 我國林業病蟲害防治現象

目前，森林病蟲害的研究已成為眾多生態系統研究人員關注的熱點。隨著全球氣候變暖，氣候變化的不斷加劇，對人類賴以生存的森林綠肺造成了嚴重的破壞和毀滅性影響，是全球人類必須面對和必須解決的難題。

作為人類重要的自然生態資源，森林就像一把美麗的“保護傘”，為人類的生存做出了不可磨滅的貢獻。保護森林生態資源已刻不容緩。在人們的生活中，森林害蟲還沒有被完全認識，這迫使人類必須加強對森林害蟲的認識。害蟲造成的損失是巨大的，在氣候復雜的環境下，森林害蟲種類繁多，危害嚴重，這使森林害蟲變得更為嚴重，據了解，害蟲種類近萬種，這無疑給森林資源帶來了巨大的危害，對社會經濟造成的損失也是不可估量的。

隨著全國大環境對生態資源保護意識的增強，林業資源開發正處于高速發展階段。全國致力于保護林業生態環境，保障生態安全，促進經濟社會可持續發展的大背景下。甘肅地區，林業產業發展環境不斷優化、發展后勁進一步增強。但因我國林業生態建設起步較晚，對其后期的病蟲害防治還有待進一步研究，當下甘肅現有森林面積中病蟲害危害面積數字依舊嚴峻，每年經濟損失約1 億元。當下林業病蟲害防治現象呈現以下幾點。

1.1 病蟲害防治設備有待完善

由于我國林業建設發展較快，人工林面積逐漸增加，大背景下對防治技術提出了一定的要求。但目前我國林業建設技術條件有限，難以滿足防治要求，林業監測設備陳舊，難以對其進行有效的監測，由于缺乏對病蟲害數據和發生情況的有效監測，致使林業管理者不能及時對異常情況采取有效措施，間接對森林生態平衡造成損害。

1.2 病蟲害防治技術落后

目前，我國很多地區在林業病蟲害防治方面仍采用農藥、殺蟲劑等傳統防治方法，不僅會對生態環境造成影響，而且會誘導病蟲產生新的抗藥性基因，最終使防治效果大大降低。過量使用化學藥品還會導致土壤和水源污染，威脅森林中生物的生命安全，甚至會危及人類的健康。

我國正處于林業生態建設快速發展時期，尋求科學防治對策，對保護和鞏固甘肅省林業工程建設成果具有十分重要的意義。

1.3 缺少健全的病蟲害防治制度

健全且可行的病蟲害防治制度是保障林業病蟲害治理任務順利進行的基礎條件，而且可以為從業者提供良好指導，所以其關鍵性不容忽視。但目前有些林業單位的病蟲害防治制度并不健全，沒有全面做好預防與防治措施，由此直接影響到樹木健康生長，而且會破壞周邊環境，因此制定健全的病蟲害防治制度是當前工作的核心。

1.4 監控不全面

規范的監控是預防林業病蟲害的重要舉措，但目前有些林業單位的監控工作不全面，使得監控工作不能獲得預期成效。具體表現為：第一，監測點設置不科學。監測點能夠及時判定林業是否存在病蟲害，但有些林業單位在設置監測點時并不全面，導致員工無法及時發現病蟲害，引起病蟲害擴散的概率加大，不能在最佳時機采取有效措施處理，從而帶來許多不良影響。第二，缺少專門的技術人員及檢測工具。專門的技術人員與檢測工具在林業病蟲害治理方面占有核心地位，但目前有些林業單位由于經濟條件制約，無力引入大量先進的檢測工具及專業技術人才，出現病蟲害后無法及時采取有效措施解決，使得病蟲害造成的不利影響越來越嚴重。

2 運用林業病蟲害遙感監測對生態資源保護的意義

2.1 林業生態現存問題倒逼病蟲害監察升級

害蟲是森林生態系統的重要組成部分，盡管害蟲的發生會給林業生產帶來不利影響，但害蟲在維持森林生態系統平衡中的作用不可忽視。單純用農藥、化學藥品等見效快的方法進行防治，可能破壞整個森林生態系統的平衡，給森林的正常運行帶來不利影響。

實踐證明，生態防治技術已成為目前林業病蟲害防治的最有效手段，林業生態現存問題倒逼病蟲害監察升級。特別是對以綠化造林為主的林業，應用生態防治技術進行病蟲害防治十分必要。甘肅林業病蟲害發生面積較大，且呈擴張性發展趨勢，運用物理方法和化學方法進行防治，將會對森林生態系統的正常運行產生不利影響，生態控制技術不僅可以達到較好的防治效果，而且有利于保持森林生態系統的平衡。合理地對病蟲害進行監測，保障森林生態資源及其物種的多樣性，是實現森林生態資源保護基礎工作成效的首要任務。

2.2 對當下生態環境起到改善作用

對林業害蟲進行生態防治，能有效地保護自然環境，減少害蟲危害，豐富生態鏈。通過林業害蟲生態防治技術，可以提高林業資源的附加價值，從而提高林業建設的經濟效益和社會效益。此外，運用生物科學技術進行林業病蟲害生態防治，極大地提高了林業病蟲生態防治水平，可有效地促進林業建設的持續發展。

2.3 對于林業長期可持續發展具有建設意義

通過森林害蟲遙感監測，對森林生態資源進行保護，可以有效地預防嚴重危害森林的害蟲問題，從而最大限度地減少因害蟲造成的生態資源死亡。運用林業有害生物遙感監測技術，促進生態資源保護，培育優質森林生態資源，徹底解決森林生態資源存活率低的問題，不管對就現在還是長期的林業發展都有建設性意義。

3 將遙感監測技術在林業中的廣泛應用

早在20 世紀30 年代，西方就已把遙感監測融入林業病蟲害調研監測之中。1927 年，美國基于衛星展開遙測監測。實踐表明，遙感監測被廣泛用于林業病蟲害治理方面。

3.1 遙感監測技術對林業病害的保護方式

林業病蟲害對生態環境保護有很大的負面影響，不同地區、不同樹種受害蟲感染的類型也相應有差異，因害蟲不同引起的森林損害癥狀也有差異。常規林木病蟲害診斷，主要是通過目視檢查外在表觀形態變化來實現的，但是這種方法受到不同判斷者主觀經驗的限制，缺乏統一的判斷標準，并且很難量化病癥的程度和地域范圍，從而降低了森林病蟲害評價的準確性。另外，在目測的基礎上，對大面積林地害蟲發生程度進行實地調查，所需人工勞動和時間成本也較高。害蟲對森林的危害不僅包括外在形態的改變，還包括內在生理的改變。其外部表觀形態變化主要有葉片斑點、萎蔫、卷葉、枯萎、落葉、葉面積指數的降低等，而內部生理變化則比較復雜，主要有葉綠素降解、養分傳遞與分配、水分傳遞與蒸騰、光合作用、熒光等生理功能的下降。

在林業的病蟲害防治上，堅持預防為主的原則，做好在根源上防御潛在危害的準備。在全球氣候變暖的大背景下，林業病蟲害發生率增加是大趨勢，如果對蟲害預防和治療不及時，很容易爆發區域性的災害。從現有的技術條件來看，利用遙感監測對生態資源保護是行之有效的方式[1]。

實驗結果表明，害蟲對植物的影響會引起光譜反射和輻射特征的改變，在遙感影像上表現為光譜值的變化。應用光譜學特征變化與地面調查數據GPS 和GIS 相結合的方法可以對森林病蟲害進行遙感監測。在此基礎上，通過收集和分析病害、害蟲發生地區和主要種類及其他相關信息，如地形圖、林相圖等，建立和逐步完善森林病蟲害防治數據庫。這不僅提高了預防效率，而且實現了全天候。全面性監測指標，是十分理想的防治方法[2]。

3.2 實施差異化管理，精準治療

林業病蟲害遙感監測可對個體差異進行精準治療，針對區域內不同的樹種會有不同的病蟲害發生，例如：針葉林的松材線蟲病、紅脂大小蠹、落葉松枯梢病、松皰銹病、濕地松粉蚧等。遙感監測病害的發生可根據病蟲害的個體差異進行精準治療。由于害蟲引起的外部外觀形態變化和內部生理變化，很容易在形態圖像或光譜輻射上引起葉片的變化，利用遙感技術，如高光譜成像或熱紅外成像，可以更有效地探測和確定害蟲的危害程度[3-4]。

利用遙感技術可針對森林生長規律進行遠程監控，高效對林業病蟲害精確化治療。林業病蟲害遙感監測主要是通過野外調查和衛星圖像的對照判讀，進行林業類型判別，并用遙感數據與地面各種因子建立模型的定量表達，估計林業蓄積量和林業面積，對該區域林業病蟲害規模精準判定，如株高、冠寬、葉型、生物量等。后續還可利用光譜成像技術對林業氮素含量、色素含量等多種表型信息進行間接觀測。林業遙感監測可以對各種病蟲害進行早預防、早發現、早防治，實行差別化監測，精確定位防治[5-7]。

3.3 綜合運用多源遙感信息數據

林業病蟲害遙感監測技術，運用無線技術，監測范圍內可以根據不同林業品種分別建立標靶蟲情信息采集點，自動分類計數無線蟲情信息采集系統讓監測數據自動采集、自動無線網絡傳輸，實時再現了不在現場也能隨時監控林木害蟲發生趨勢情況，有效提高了預報的時效性和準確性。林業遙感技術具有大同步、高空間、高光譜、高時間分辨率等優點。在對林業病蟲害防治過程中，合理地將這些大數據整理利用大有裨益，充分利用這些信息數據，在防治中可從根源上摸清不同林木發生病蟲害的時間，以及易感蟲害，防治時提升對此類病蟲害的機敏性，這些信息數據，為林業蟲病的有效控制和林業資源的可持續開發利用提供依據[8-10]。

3.4 監測蟲害行為

若想在林業病蟲害預防與治理方面充分融入遙感監測方法，就需要全面掌握蟲害行為，如此能夠采取針對性策略。監測蟲害行為時，一般利用雷達展開遙感監控。其中，雷達屬于主動式傳感設備，主要原理是利用雷達對監測點傳出微波波束，微波波束碰到監測點后會反射，再利用接收器就能轉變成圖像。雷達的特點是具有24h 監測性能，這與其他傳感設備不一樣，雷達不受太陽光照影響，無論是白天或者黑夜都能保持同樣的運行狀態。另外，雷達傳出的微波對一些物質具有良好的穿透性，有些物質的光譜于微波波段存在明顯差別。最早雷達用于跟蹤器監測，服務對象均是艦船這種目標較大的事物，并非昆蟲這種微小且能移動的物體。由于昆蟲體內存在較高水分，而水剛好是反射雷達信息的重要介質。

此外，昆蟲一般不能察覺到雷達微波，而利用雷達可以很好地監測昆蟲。簡單的說，應用最普遍的昆蟲雷達，它的體型很小，并且能移動。安裝了312 厘米波長，既能大面積監測單個昆蟲，針對一些非常集中的昆蟲群體也具有較大的監測區域。

3.5 監測蟲害病癥

由于雷達遙感監測面向的是蟲害遷移行為，不能監測到蟲害狀況，因此，人們把航空遙感監測方法用來監測蟲害病癥。航空遙感監測是利用飛機和氣球進行遠距離遙感。航空遙感屬于被動式遙感設備，其攝像能獲得監測點的形狀等，最后成為相片。該種相片具有較多的數據量，并且分辨率較高。由于樹木出現病蟲害后每個波段的波幅會產生明顯變化，航空遙感方法就是通過該種變化來監測蟲害病癥。

林業病害類型較多，不同病蟲害引起的危害位置也不一樣，有些在樹干，有些在樹根，但不管危害的位置和方式有何區別，均會影響樹木健康生長。樹木外貌也會因此產生很大變化，例如，葉片枯黃以及樹木枯死等。松毛蟲這種害蟲就會蠶食許多葉片，大幅度削減樹木葉片。一些健康且旺盛的樹木由于其葉片內有大量葉綠素，針對藍光等波段有較好的吸收率，而一些病蟲危害樹木則由于損失了大量葉片，使之在藍光等波段吸收率大幅度降低。就是基于該種變化原理，航空遙感監測得到有效使用，并獲得了顯著成效。

4 結論

綜合以上可得出，運用科學的手段對林業的生態資源進行保護是必要的，針對林業病蟲害進行遙感監測，既彌補了此前病害防治的不足，也就林業的綜合治療提出了新的路徑。而在此基礎上，如何有限地將其實施更加具有歷史意義，因此，通過實際將林業病蟲害遙感監測對生態資源保護的影響分析，來增加其可信度，繼而更好地達成生態資源保護的目的。