林業(yè)有害生物傳統(tǒng)防治方法與新技術綜合應用研究

吳鳳義

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.06.051

林業(yè)有害生物的防治歷來是全球林業(yè)管理中的一項重大挑戰(zhàn)。隨著環(huán)境變化和全球化的影響日益顯著，傳統(tǒng)的害蟲管理策略逐漸顯露出局限性。因此，探索和實施創(chuàng)新技術，以提高害蟲防治效率和效果，已成為當今林業(yè)研究的重點之一。本研究旨在探討新技術在林業(yè)有害生物防治中的應用及其成效。特別關注人工智能、大數據分析、生物技術、遙感監(jiān)測等先進技術在害蟲預測、識別、監(jiān)控和防治決策支持中的作用。通過這些技術的綜合應用，旨在為林業(yè)害蟲管理提供更為高效、環(huán)保且可持續(xù)的解決方案。

一、傳統(tǒng)林業(yè)有害生物防治方法

1、農藥防治方法

在河北省豐寧滿族自治縣，林業(yè)有害生物的防治一直是一個重要的課題。傳統(tǒng)的防治方法多種多樣，體現了該地區(qū)對生態(tài)保護的重視以及與當地自然環(huán)境的適應性。首先，農藥的使用是最常見的方法之一。由于豐寧縣地處山區(qū)，這里的森林覆蓋率高，有害生物種類多樣，因此經常需要使用化學農藥來快速有效地控制病蟲害。然而，這種方法雖然立竿見影，卻可能對環(huán)境造成長期的負面影響。因此，豐寧縣在使用農藥時非常謹慎，嚴格按照環(huán)保標準和安全用藥指南來操作，力求在控制有害生物的同時最小化對環(huán)境的損害。

2、物理防治方法

物理防治方法包括使用粘蟲板、性信息素誘捕器等非化學手段來吸引和捕捉有害生物。這類方法對環(huán)境友好，不會對生態(tài)系統(tǒng)產生負面影響。豐寧縣的林區(qū)中，這種物理防治方法尤其適用于局部小范圍的病蟲害防控。例如，使用粘蟲板捕捉松毛蟲等有害生物，既環(huán)保又有效，而且操作簡單，非常適合當地林農使用。

3、生物防治方法

生物防治在豐寧縣也逐漸得到推廣。這種方法主要是利用天敵或生物制劑來控制有害生物的數量，如放養(yǎng)捕食性天敵或使用微生物制劑。這種方法的優(yōu)點在于它是一種更為持久和安全的控制方式，既能有效減少有害生物的數量，又能維持生態(tài)平衡。豐寧縣的一些林區(qū)已經開始試驗使用這些生物防治方法，尤其在那些生態(tài)敏感和環(huán)境保護要求較高的區(qū)域，生物防治顯示出了良好的應用前景。

二、新技術在林業(yè)有害生物防治中運用價值

在河北省豐寧滿族自治縣，新技術在林業(yè)有害生物防治中的運用顯示出巨大的價值，考慮到該地區(qū)獨特的氣候和地理條件。豐寧縣位于燕山山脈的南麓，氣候屬于溫帶半濕潤季風氣候，冬季寒冷干燥，夏季溫暖濕潤。這樣的氣候條件使得某些有害生物在特定季節(jié)大量繁殖，造成嚴重的林木病蟲害。

1、無人機技術

無人機技術在有害生物監(jiān)測和防治中顯示出其獨特的價值。無人機可以覆蓋廣闊的林區(qū)，進行高效的監(jiān)測和數據收集。在豐寧縣這樣多山的地形中，無人機能夠快速穿越難以人工到達的區(qū)域，捕捉有害生物發(fā)生的早期信號。此外，無人機還可以用于精準噴灑生物農藥或其他防治藥劑，大大提高防治效率，同時減少農藥的使用量和環(huán)境影響。

2、遙感和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術

遙感和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術在豐寧縣的應用也極為重要。這些技術可以分析和預測有害生物的發(fā)生和擴散趨勢，特別是在考慮到當地多變的天氣條件和復雜的地理環(huán)境。通過遙感技術，研究人員可以監(jiān)測林區(qū)的健康狀況，及時發(fā)現異常變化，如樹冠顏色的變化等，這些往往是有害生物侵害的早期跡象。GIS技術則能幫助管理者理解和可視化這些數據，為制定防治策略提供科學依據。

3、生物技術

生物技術的運用同樣在豐寧縣的林業(yè)有害生物防治中扮演著重要角色。例如，利用基因編輯技術研發(fā)的生物農藥不僅針對性強，而且對環(huán)境友好。在豐寧縣這樣的生態(tài)環(huán)境多樣的區(qū)域，生物農藥可以針對特定的有害生物進行有效控制，同時減少對其他生物和環(huán)境的負面影響。此外，通過生物技術改善天敵的生存和繁殖能力，增強其對有害生物的控制效果，也是一種有效的生物防治策略。

三、新興技術在林業(yè)有害生物防治中的應用

1、無人機技術，用于監(jiān)測森林健康和快速噴灑農藥

在豐寧滿族自治縣這樣的山區(qū)林業(yè)環(huán)境中，無人機技術的應用對于有害生物防治具有重要價值。以下是無人機技術在林業(yè)有害生物防治中的具體應用措施：

①林區(qū)健康監(jiān)測與數據收集

在河北省豐寧滿族自治縣，無人機技術在林區(qū)健康監(jiān)測與數據收集方面起到了革命性的作用。通過搭載高分辨率相機和多光譜傳感器，無人機能夠覆蓋廣闊的森林地區(qū)，進行快速、高效的空中監(jiān)測。這些無人機可以捕捉到關鍵的林木健康指標，如樹冠的覆蓋率、顏色變化和生長狀況，這些都是病蟲害發(fā)生的早期跡象。例如，某些病蟲害會導致樹葉顏色提前變黃或枯萎，而這些變化可以通過無人機的高清攝像頭和傳感器迅速被捕捉到。此外，無人機還能夠定期飛行，收集連續(xù)的數據，幫助林業(yè)管理者及時發(fā)現有害生物的蔓延趨勢，從而迅速制定相應的防治措施。這些監(jiān)測數據不僅提供了林區(qū)當前的健康狀況，還能夠預測未來可能出現的風險，為長期的林業(yè)管理和規(guī)劃提供了寶貴的信息。

②精準噴灑農藥

在豐寧滿族自治縣的林業(yè)有害生物防治中，無人機技術在精準噴灑農藥方面同樣發(fā)揮著關鍵作用。在確定了病蟲害集中或高發(fā)區(qū)域后，無人機被用于在這些特定區(qū)域進行精確的農藥噴灑。與傳統(tǒng)的人工噴灑相比，無人機可以更快、更精準地覆蓋大面積的林地，尤其是在崎嶇不平、難以人工到達的山區(qū)。無人機按照預設的飛行路徑和噴灑計劃操作，確保農藥均勻分布，最大限度地提高噴灑效率和藥劑利用率。此外，這種方法還大大減少了農藥的使用量和對環(huán)境的潛在影響，有助于保護豐寧縣的自然生態(tài)。在緊急情況下，如病蟲害突然大規(guī)模暴發(fā)時，無人機的快速響應能力尤其重要，能夠在最短的時間內控制病蟲害的蔓延，減少對林木和生態(tài)系統(tǒng)的損害。

③災害應急響應和長期監(jiān)控

在河北省豐寧滿族自治縣，無人機技術在林業(yè)有害生物防治中扮演著至關重要的角色，特別是在災害應急響應和長期監(jiān)控方面。豐寧縣地處山區(qū)，地形復雜多變，加之該地區(qū)的氣候特點是夏季濕潤而冬季干燥，這種氣候條件易于某些林業(yè)有害生物的繁殖和擴散，尤其是在春末和夏初，常常會出現如松毛蟲等害蟲的大規(guī)模暴發(fā)。在這種情況下，無人機技術在應對突發(fā)林業(yè)災害中顯示出其獨特的優(yōu)勢。

在災害應急響應方面，無人機可以迅速被部署到受影響的林區(qū)。由于其機動性強，無人機能夠快速穿越豐寧縣復雜的地形，到達那些難以人工到達的區(qū)域。在林業(yè)有害生物暴發(fā)時，無人機通過高清攝像頭捕捉實時影像，幫助林業(yè)管理人員迅速評估病蟲害的規(guī)模和影響范圍，從而迅速做出決策和部署防治措施。此外，無人機還可以搭載噴灑設備，在必要時對重點區(qū)域進行緊急噴藥，以控制病蟲害的蔓延。

在長期監(jiān)控方面，無人機成為了豐寧縣林業(yè)管理的一部分，定期對森林進行巡查和監(jiān)控。通過長期的監(jiān)控，無人機幫助管理者收集關于森林生長狀況、生物多樣性、以及有害生物活動模式的數據。這些數據對于理解和預測有害生物的發(fā)生規(guī)律至關重要，尤其是在應對由于氣候變化引起的生物活動模式的變化時。例如，在春季，無人機可以用于監(jiān)測松毛蟲等害蟲的活動，預測其可能的暴發(fā)區(qū)域和時間。這樣的長期監(jiān)控不僅有助于及時響應林業(yè)災害，還為制定更有效的林業(yè)管理策略提供了數據支持。

2、生物技術，使用生物農藥和天然防治方法

①生物農藥的開發(fā)與應用

在豐寧滿族自治縣，生物技術的應用主要體現在生物農藥的開發(fā)與使用上。生物農藥通常是指那些由微生物（如細菌、真菌、病毒）或其他自然來源（如植物提取物）制成的農藥，它們對特定的有害生物具有很好的防治效果，同時對人類和環(huán)境的安全性高。例如，針對松毛蟲等常見森林害蟲，研究人員和林業(yè)管理者可以使用由特定微生物制成的生物農藥，這些農藥能夠特異性地攻擊害蟲，而對其他生物和環(huán)境影響小。在豐寧縣這樣的山區(qū)，使用生物農藥不僅能有效控制害蟲，還能避免化學農藥可能帶來的土壤和水源污染，保護當地豐富的生物多樣性。

②生物天敵在森林生態(tài)平衡中的應用

在河北省豐寧滿族自治縣這一具有獨特生態(tài)系統(tǒng)的森林區(qū)域，采用生物天敵以維持生態(tài)平衡的方法在林業(yè)害蟲管理中顯得尤為重要。該策略涉及引進或增強自然界中控制害蟲種群的捕食者或寄生生物的數量。例如，針對特定的森林害蟲，如松毛蟲，可通過引入其天然捕食者（如某些鳥類或昆蟲）來抑制其數量。此舉在保持森林生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)平衡方面至關重要，因為它利用了自然生態(tài)過程，降低了對化學方法的依賴。在這一過程中，不僅要考慮到捕食者和獵物之間的生態(tài)相互作用，還需兼顧到整個生態(tài)系統(tǒng)的健康。因此，生物天敵的有效運用不僅是對抗害蟲的手段，更是一種維持生物多樣性、保護自然資源和促進生態(tài)系統(tǒng)整體健康的策略。

③綜合生物防治策略在森林害蟲管理中的實施

在豐寧滿族自治縣這一地區(qū)，實施綜合生物防治策略意味著結合多種生物學和生態(tài)學方法來管理森林害蟲。這種策略的實施旨在通過生物、物理、化學及文化措施的綜合運用，構建一個多層次、多維度的害蟲管理體系。具體措施包括運用微生物農藥針對特定害蟲進行靶向防控、選擇并種植具有較強抗蟲性的樹種、通過調整森林生態(tài)環(huán)境減少害蟲的適宜生境，以及鼓勵和利用天然捕食者和寄生生物的天然功能。這種綜合防治策略的核心在于不單單追求短期的害蟲控制效果，而是致力于通過持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)管理，實現長期的森林健康和生態(tài)平衡。綜合生物防治策略的有效實施，不僅需要深入了解害蟲的生物學特性和生態(tài)習性，還需要對森林生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能有充分的認識。通過這種方法，可以在減少對化學農藥依賴的同時，有效地控制森林害蟲，保護和促進豐寧縣森林資源的可持續(xù)發(fā)展。

3、政策支持，發(fā)揮本地實施策略提升防治效果

目前，豐寧滿族自治縣積極響應并實施了承德國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)建設的相關政策，特別是在林草有害生物防控方面。該縣圍繞“預防為主、科學防控、保護生態(tài)”的工作目標，持續(xù)推進了林草有害生物的防控工作。具體來說，豐寧縣根據當地林業(yè)有害生物的發(fā)生情況和主要防控目標，認真組織安排部署，明確了全年的工作思路、目標和任務。在實際操作中，豐寧縣面對鼠兔害、油松毛蟲、楊干象、天幕毛蟲、紅脂大小蠹、尺蠖等多種林業(yè)有害生物的挑戰(zhàn)，總計發(fā)生面積達到5.1萬畝。應對這些挑戰(zhàn)，縣里完成了4.4萬畝的無公害防治作業(yè)。

在積極開展林業(yè)有害生物防控的同時，豐寧縣還按照河北省財政廳的要求，編制了全縣草原有害生物防治實施方案。該方案明確了草原鼠害和蟲害的防控面積各為30萬畝，并完成了鼠蟲害常規(guī)監(jiān)測工作及開展草原年度動態(tài)監(jiān)測和應急監(jiān)測工作的防控目標。這一方案已經獲得市局的批復，目前鼠蟲害防治正在實施中。

豐寧縣的這些舉措充分體現了政府在林草有害生物防控方面的決心和能力。通過結合地方實際情況，制定科學合理的防控策略，豐寧縣不僅提高了對有害生物的防控效果，還有效保護了當地的生態(tài)環(huán)境。此外，這些措施還體現了綜合治理的思想，即不僅僅關注當前的有害生物防控，而是從整個生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性出發(fā)，實施長期有效的管理和保護策略。

4、信息技術，利用大數據和人工智能預測有害生物爆發(fā)

①大數據在害蟲預測與監(jiān)控中的應用

在豐寧滿族自治縣，信息技術，尤其是大數據的應用，在林業(yè)有害生物的預測與監(jiān)控中起著至關重要的作用。通過收集和分析大量的環(huán)境數據、氣候變化數據、害蟲發(fā)生歷史記錄等，大數據技術能夠幫助科學家和林業(yè)管理者更準確地預測害蟲的爆發(fā)時間和地點。例如，通過分析過去幾年的氣溫、濕度和害蟲發(fā)生數據，可以識別出害蟲爆發(fā)的模式和趨勢。此外，大數據還可以用于監(jiān)控森林健康狀況，通過實時收集的數據，如樹木的生長速率、樹葉的顏色變化等，可以及時發(fā)現害蟲侵害的早期跡象。在這一過程中，大數據不僅提供了量化的分析結果，還為林業(yè)管理和決策提供了科學依據，從而提高了林業(yè)有害生物防控的效率和準確性。

②人工智能在害蟲防治決策支持中的角色

在林業(yè)有害生物防治的現代實踐中，人工智能（AI）技術已經成為一種重要的工具，用于提高病蟲害管理的效率和有效性。通過引入AI技術，可以實現對大量數據的快速處理和分析，從而為害蟲防治提供強大的決策支持。

數據分析和模式識別：AI技術能夠處理和分析來自遙感、地理信息系統(tǒng)（GIS）、無人機等技術的大規(guī)模數據集。通過高級算法，AI能夠識別病蟲害的分布模式和發(fā)展趨勢，為防治提供科學依據。

精準預測和監(jiān)測：利用機器學習算法，AI可以準確預測害蟲的發(fā)生和爆發(fā)，幫助管理者及時做出響應。例如，通過分析歷史數據和天氣模式，AI能夠預測特定害蟲的活躍期。

決策優(yōu)化：AI系統(tǒng)根據歷史數據和實時監(jiān)測，提出最佳的防治方案。這些方案可能包括化學防治、生物控制和物理障礙等多種方法的綜合應用。

效率提升：AI的自動化和智能化決策不僅提高了害蟲防治的準確性，還顯著提高了效率，減少了資源浪費和環(huán)境影響。

在當地的應用中，引入AI技術需評估當地林業(yè)害蟲防治的具體需求和挑戰(zhàn)，選擇合適的AI解決方案。并收集相關的環(huán)境數據、歷史害蟲記錄等，構建用于AI分析的數據庫。再次開發(fā)適用于當地害蟲防治的AI系統(tǒng)，進行實地測試和優(yōu)化。最后，持續(xù)監(jiān)控AI系統(tǒng)的性能，根據實際情況進行必要的調整和更新。

四、 結語

隨著新技術在林業(yè)有害生物防治中的不斷應用和發(fā)展，林業(yè)管理面臨的挑戰(zhàn)和機遇并存。通過本研究，可以看到人工智能、生物技術、大數據分析及遙感技術在林業(yè)害蟲管理中的重要作用和巨大潛力。如上結合當地實際情況所提出的技術策略，不僅提升了當地病蟲害防治的效率和準確性，而且有助于實現更加環(huán)保和可持續(xù)的林業(yè)管理。

（作者單位：068350 豐寧滿族自治縣林業(yè)和草原局）