摘 要 近年來,在山西五鹿山國家級自然保護區油松林中,油松小蠹蟲的發生日益嚴重。為加強油松小蠹蟲防治工作,保護并促進油松資源可持續開發利用,深入分析了油松小蠹蟲防治工作存在的監測預警系統不完善、藥劑防治存在局限性、天敵防治技術應用不足及林分結構管理不當等問題,并提出了建立智能監測預警體系、開發引進新型藥劑并交替用藥、強化天敵防治技術應用及加強林分結構管理等對策。
關鍵詞 油松小蠹蟲;綜合防治;智能監測;山西五鹿山國家級自然保護區
中圖分類號:S763.7 文獻標志碼:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.14.069
山西五鹿山國家級自然保護區(以下簡稱五鹿山保護區)內的油松林是我國最大的天然油松林,對促進當地社會經濟發展和生態環境保護具有重要作用。然而,近年來五鹿山保護區油松小蠹蟲發生日益嚴重,造成樹木枯死率不斷提高,油松資源銳減。因此,開展油松小蠹蟲防治技術研究,建立高效、環保的綜合防治體系,對實現五鹿山保護區油松資源可持續開發利用具有重要意義。
1 五鹿山保護區油松小蠹蟲發生概況
五鹿山保護區內的油松林位于山西省五臺山與呂梁山交匯地帶,是我國最大的天然油松林,林木覆蓋率在90%以上。該區域屬溫帶大陸性氣候,降水量較為充沛,日照和溫差條件良好,因此油松生長速度快、木材品質優。根據最新的調查統計數據,五鹿山保護區內油松成林總蓄積量超過1 500萬m3[1]。但近年來,隨著氣候變暖和人類活動加劇,五鹿山保護區油松小蠹蟲發生頻率不斷增加,危害程度不斷加重,嚴重影響了油松的健康生長。
油松小蠹蟲主要以幼蟲在油松樹皮和樹干內采食、鉆蛀,可使油松出現潰瘍、裂皮、死枝等癥狀。油松小蠹蟲蔓延速度快,分布范圍廣,一旦中度以上發生,可在2~3年內造成油松大面積枯萎死亡。經筆者長期駐場調查,五鹿山保護區局部地區油松小h6vKyK7Xb3UvJUT8PNcoyP2pp10eZDLzCbtA9z0pu7Q=蠹蟲的發生強度已接近中度,部分區域蟲害發生率在50%以上。此外,由于氣候變暖,五鹿山保護區內油松小蠹蟲已由原來的1年發生1代變為現在的1年發生2代,發生高峰期也更早、更集中,給油松小蠹蟲防治工作帶來新的挑戰。五鹿山保護區油松小蠹蟲發生規律的長期系統監測結果表明,其蟲口密度與氣溫、降水量密切相關。在氣溫高于20 ℃、月降水量大于200 mm的條件下,油松小蠹蟲蟲口密度上升速度最快[2]。
2 油松小蠹蟲防治存在的問題
2.1 監測預警系統不完善
目前,五鹿山保護區油松小蠹蟲監測預警系統建設仍較為薄弱,存在一定的局限性。1)五鹿山保護區主要基于人工定點觀測的方法監測油松小蠹蟲發生情況,依靠工作人員每月到采樣點進行現場調查統計,包括樹木受害情況、蟲口密度、蛀食面積等指標。這種監測方法工作量大、精度低,數據實時性差。2)近年來,隨著油松小蠹蟲發生代數增加和發生次數增多,僅依靠人工監測已無法滿足監測需要,很多林區由于交通不便等長期缺乏監測數據,無法為防治決策提供數據支持。例如,2022年5月,五鹿山保護區發生了20年一遇的油松小蠹蟲災害,由于缺乏精確而及時的監測預警,相關防治措施滯后,未能及時遏制蟲害蔓延,導致大面積的成熟油松受害[3]。3)當前,五鹿山保護區油松小蠹蟲監測數據的分析運用也相對較少,系統性不強,主要局限于簡單的統計分析,很少與氣象、地形等要素結合研究油松小蠹蟲發生與環境條件的定量關系,難以為油松小蠹蟲的防治提供指導。
2.2 藥劑防治存在局限性
目前,五鹿山保護區油松小蠹蟲防治手段以藥劑防治為主,常用的殺蟲劑有氟氯氰菊酯、氟蟲腈等,各類高效、低毒、環境友好型殺蟲劑和生防制劑鮮有應用,長期大面積重復使用少數幾種殺蟲劑使油松小蠹蟲產生了不同程度的耐藥性。據統計,五鹿山保護區部分油松林中發現了對氟氯氰菊酯和β-氟氯氰菊酯兩大類殺蟲劑具有抗性的油松小蠹蟲個體,嚴重影響了藥劑防治效果[4]。此外,2015年6月,筆者負責監管的上莊林場在多處油松林噴灑氟蟲腈類殺蟲劑防治油松小蠹蟲,蟲害防控率較高,而在2021年同期使用同品種、同劑量殺蟲劑防治油松小蠹蟲時,蟲害防控率大幅降低,通過檢測發現該林場內油松小蠹蟲對氟蟲腈類殺蟲劑的耐藥性明顯增強。
2.3 天敵防治技術應用不足
在五鹿山保護區,油松小蠹蟲的天敵主要是多種寄生蜂,尤其是專門寄生于油松小蠹蟲蛹內的姬蜂科和小蜂科寄生蜂,它們在生態系統中發揮著控制油松小蠹蟲種群密度的關鍵作用。然而,目前五鹿山保護區對油松小蠹蟲天敵的利用率仍較低,簡單的天敵釋放工作也存在一些技術問題,導致防治效果不佳。例如,姬蜂科是油松小蠹蟲重要的寄生蜂種類之一,但采購和運輸過程中的死亡率較高,嚴重影響了其釋放后對油松小蠹蟲的寄生率[5]。此外,有研究表明,相較于未噴灑農藥的油松林區,在頻繁遭受高毒性農藥噴灑的油松林中,小蜂科寄生蜂對油松小蠹蟲的寄生效率出現顯著下降的趨勢[6]。當前,五鹿山保護區針對油松小蠹蟲天敵物種的保護措施及恢復性增殖活動較少,在某些情況下甚至完全缺失,嚴重制約了天敵防治技術在油松小蠹蟲防治工作中的有效應用與廣泛
推廣。
2.4 林分結構管理不當
五鹿山保護區油松林普遍存在林分結構管理不善的問題,主要表現在樹種組成單一、林木密度不合理、未能實施及時有效的撫育措施等[7]。以五鹿山保護區內部分已進入30年生長周期的典型油松純林為例,因長期疏于管理,這些油松純林呈現樹冠層嚴重擁擠,而林下植被發育極為稀疏的現象,形成了上層濃密樹冠與底層裸露地被之間的斷層結構。這種割裂狀態極大地提升了林火發生的風險及病蟲害尤其是油松小蠹蟲滋生的可能性。此外,五鹿山保護區內部分油松林在早期遭受了過度間伐,內部樹木間距差異巨大,導致林分的整體性和連貫性遭到破壞[8]。林分結構的失調進一步降低了油松林生態系統自身的穩定性及其對抗外界干擾的能力,尤其是在抵御油松小蠹蟲這類主要病蟲害侵襲方面的能力明顯減弱。
3 對策
3.1 建立智能監測預警體系
為解決當前五鹿山保護區油松小蠹蟲監測預警系統不完善的問題,建議采取智能化、信息化技術手段,建立油松小蠹蟲智能監測預警體系。1)利用無人機和衛星遙感技術,搭建實時、動態的油松小蠹蟲遠程監測平臺,通過采用多光譜成像等方法實現對整個保護區油松林區的高頻次、高分辨率監測。一旦發現油松小蠹蟲集中發生,立即基于影像數據智能判斷油松小蠹蟲發生級別和蔓延速度,向防治人員發出定位指令,科學合理地規劃防治隊伍的布局,提高防治效率。2)在重點油松林區內布設微型監測設備,形成高密度的地面監測網絡,以樹木為載體,使用聲學、視覺和熱敏感技術,實時無損監測樹木的生長狀況和油松小蠹蟲發生動態,為油松小蠹蟲防治決策提供依據。3)收集油松小蠹蟲長期發生動態數據、氣象因子、林木生長參數等,構建數據驅動的油松小蠹蟲發生風險預測模型,結合衛星數據預測分析等,建立數據、模型、人工智能相結合的智能化分析與決策系統,提升油松小蠹蟲監測預警的科學性與可靠性。
3.2 開發引進新型藥劑并交替用藥
為克服當前五鹿山保護區在油松小蠹蟲防治中過度依賴傳統殺蟲劑導致的油松小蠹蟲耐藥性增強的問題,建議從開發、引進高效低毒新型殺蟲劑和合理輪換藥劑2方面著手。1)積極開發應用生物源殺蟲劑。這類殺蟲劑對油松小蠹蟲幼蟲和蛹具有良好的殺傷和抑制效果,且對人畜安全性高、對環境影響小。建議建立縣級試驗林,對這些生物源殺蟲劑開展小面積試驗應用,測試其防治效果及經濟效益,為后期推廣奠定基礎。同時,可引進一些毒性較低且高效的新型殺蟲劑進行登記應用,增加油松小蠹蟲防治藥劑的種類。2)建立科學合理的交替用藥機制,避免長期使用同類藥劑。技術人員應根據油松林過去3~5年的油松小蠹蟲發生情況和用藥歷史,合理選擇殺蟲劑種類,同時結合油松小蠹蟲發生周期特點,合理確定不同藥劑的適用時期,實現輪換用藥[9]。不同類型殺蟲劑也可以混合使用,以提高防治效果。
3.3 強化天敵防治技術應用
為解決五鹿山保護區油松小蠹蟲天敵防治技術應用不足的問題,技術人員應采取以下措施強化天敵防治技術應用。1)開展油松小蠹蟲天敵資源調查與評價,利用脫氧核糖核酸(DeoxyriboNucleic Acid,DNA)條形碼技術等分子生物學手段鑒別天敵物種,并評估各天敵對油松小蠹蟲的控制效率,篩選出適宜人工飼養和釋放的關鍵高效天敵。2)建立天敵昆蟲人工大規模飼養基地,采用國內外先進技術,大量擴繁天敵昆蟲,解決天敵昆蟲數量短缺問題。3)可從天敵分布區采集種源,通過人工馴化建立細胞系,并優化其采收、儲存和運輸條件,保證其活力和釋放質量。同時,根據油松小蠹蟲發生區域和強度,科學規劃天敵的釋放位置和頻次,在天敵放飛區域建立長期監測樣地,跟蹤監測油松小蠹蟲蟲口密度和天敵寄生率動態,實時評估天敵防治效果,優化關鍵技術環節。4)保護和恢復油松林生境,維持天敵多樣性[10]。技術人員可在油松林內種植一些重要寄主植物,為天敵提供替代食物來源。在農藥防治過程中,技術人員要優先選擇低毒農藥,避免對天敵造成危害,同時可為天敵營造庇護所,增加其種群數量。通過協同實施系統的天敵資源調查、人工培育、區域釋放和生境管理等技術措施,五鹿山保護區將充分發揮天敵資源在油松小蠹蟲可持續防控中的重要作用,為維護油松林健康提供有力支撐。
3.4 加強林分結構管理
為提高五鹿山保護區油松林自身抵御油松小蠹蟲的能力,建議從調整林分結構入手,采取營造混交林、控制林木密度、修建防護林帶等措施,加強林分管理,增強林分活力,降低油松小蠹蟲發生概率。1)在油松林采伐和更新過程中,可采用帶狀或塊狀混交模式,適當在部分油松純林中種植栓皮櫟、白櫟等樹種,構建混交林。2)對于部分林木密度過大的成熟油松林,可實施間伐措施,每公頃保留2 000~5 000株。對于部分枝條枯死嚴重的老齡林分,可采取皆伐措施,完全更換樹種,重建健康生態林。在油松林間伐、更新過程中,技術人員需要嚴格控制采伐強度,不能過度破壞林分完整性。3)在油松小蠹蟲發生區與正常區交界帶,可營造栓皮櫟等闊葉樹防護林帶,形成一定的物理隔離屏障,遏制油松小蠹蟲向正常區蔓延。
4 結語
針對五鹿山保護區油松小蠹蟲防治存在的問題,筆者從智能監測、藥劑管理、生防利用、林分調控等方面提出了系統性的技術策略與建議。這些創新舉措旨在構建高效、精準、環保的油松小蠹蟲防治技術體系,從而科學保護五鹿山保護區內的油松資源,實現林業生態效益的可持續增長。未來,五鹿山保護區可圍繞如何把理論策略轉化為實際行動展開,著力解決好監測設備布設、數據采集、模型搭建、信息共享等關鍵問題,為油松小蠹蟲防治提供強有力的技術支撐,確保各項措施能夠落到實處。
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(責任編輯:劉寧寧)