全國林業(yè)有害生物普查中高新技術的應用與展望

李國軍

摘要 林業(yè)有害生物普查技術要求高、涉及范圍廣，應用高新技術可以大幅提高普查的效率與質量。當前，普遍應用的高新技術主要包括遙感技術、全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)技術、物聯(lián)網技術等。主要分析遙感技術的應用實例，并提出應用展望。

關鍵詞 林業(yè)有害生物;生物普查;遙感技術

中圖分類號：S307文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）07–0170–02

受全球氣候變化、物流擴大等因素影響，近年來我國林業(yè)有害生物種類、分布及危害等情況均發(fā)生了很大變化。為了提高林業(yè)有害生物調查的準確性，同時減輕調查的工作量，普查過程中應該注重各種高新技術的應用，從而獲得更加準確和全面的全國林業(yè)有害生物信息，為生物防治提供數據支撐。

1 全國林業(yè)有害生物普查中應用的高新技術

1.1 遙感技術

遙感技術在林業(yè)有害生物普查中的應用已經較為成熟，由于不同生物和林業(yè)樹木的性質、特征和狀態(tài)存在很大差異，且病蟲災害會造成樹木的外部形態(tài)和內部的生理同時發(fā)生變化。比如，出現卷葉、幼芽被吞噬或枝條出現枯萎，這些變化會導致遙感探測中的綠、紅、近紅外和中紅外波段反射率的明顯上升或下降，最終發(fā)現林業(yè)災害。目前，遙感平臺包括人造地球衛(wèi)星、無人飛機、可移動的遙感車等，林業(yè)探測中主要應用近紅外線波段（770～895 nm）和近紅外2波段（860～1040 nm）等。Spruce等[1]使用非監(jiān)督分類和影像閾值法能探測不小于0.25 km2舞毒蛾災害的范圍和位置，總體分類精度最高可以達到88%。武紅敢等[2]利用WorldView-2數據開展了變色立木的監(jiān)測，為單木災害監(jiān)測提供了新的路徑。我國林業(yè)科學院最早利用攝像機獲得森林的相關影響數據，之后利用遙感圖像處理識別災害的區(qū)域，隨著技術的進步與發(fā)展，現階段很多航空企業(yè)都可以提供無人機或有人機等航空監(jiān)測服務，為全國林業(yè)有害生物普查提供技術支撐。

1.2 全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)技術

隨著我國北斗系統(tǒng)的研發(fā)與應用，GNSS即全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)技術，將進一步提升全國林業(yè)有害生物普查的效果。該技術在應用過程中主要是在測報點設置GPS接收機接收相應的林業(yè)監(jiān)測信息，如災害點的林業(yè)位置數據采集、林業(yè)普查中的踏查線路或提供災害點的飛機核實調查中的導航信息，滿足林業(yè)有害生物調查的業(yè)務需求[3]。

1.3 物聯(lián)網技術

物聯(lián)網技術實現了任何物品之間的信息連接和交換，在林業(yè)有害生物調查中的具體應用如下：構建林業(yè)有害生物調查物聯(lián)網系統(tǒng)，包括感知的前端設備（采集樹木的葉片信息和土壤信息等）、數據的傳輸設備、后端的數據分析與控制設備（數據分析過程涉及圖像處理、生物統(tǒng)計模型）等。但是，現階段還存在復雜環(huán)境監(jiān)測難題，制約著該技術在全國林業(yè)有害生物普查中的應用。

2 全國林業(yè)有害生物普查中高新技術的應用實例分析

以遙感技術為例進行分析，具體的應用過程如下：

2.1 調查工具和內容

調查某林業(yè)區(qū)域，該林業(yè)區(qū)域存在重大危害性的生物如美國白蛾及外來入侵林業(yè)有害生物種類，調查過程中應用遙感技術，使用無人機定位和人工踏查法，無人機中安裝攝像機采集數據之后，確定林業(yè)災害的具體區(qū)域，利用誘蟲燈及捕蟲網等工具采集并制作標本之后，鑒定有害生物的物種。調查過程中結合該林業(yè)區(qū)域的具體GPS空間信息，確定不同的踏查路線，發(fā)現林業(yè)有害生物時，利用GPS打點，確定樣方，樣方設置過程中注意劃分苗木的不同種類和苗齡。詳細記錄遙感數據和實際踏查過程中獲得的數據，通過數據信息分析獲得林業(yè)有害生物種類，同時還需調查有害生物的天敵以及外來有害生物來源。有害標本的采集包括病葉、病果、病花、病枝干等，害蟲的采集采用燈誘、振落等方法，采集之后裝入昆蟲樣本標準容器中，做好密封冷藏工作。

2.2 結果分析

在進行林業(yè)調查中，共涉及3個林場，設立樣方201個，采集制作標本522種，踏查路線、踏查面積、踏查總長度分別為129條、98.32 km2、11 236 km。調查發(fā)現：林業(yè)有害生物種類日益增加，可能與不斷引進外來綠化樹種有關;人工林中如楊樹、柳樹等病蟲害嚴重，林地的抗病蟲能力較低。林業(yè)有害生物種類（表1）。調查中整理的病害標本共68種，病害標本主要是根部病害、枝梢部病害、葉部病害。調查中還發(fā)現，蒼耳、小蓬草、狗尾草對楊屬有害。病蟲害的防治可以采取剪除網幕、圍草誘蛹、誘殺成蛾、采用飛機超低量噴霧防治等方法。

通過該實例分析可知，高新技術在林業(yè)有害生物普查中的應用效果較好，可以快速確定病害區(qū)域，劃定樣方能夠提高林業(yè)有害生物普查工作的效率和精準性，為林業(yè)有害生物防治提供更加精準的數據。

3 高新技術在林業(yè)有害生物普查工作中的應用展望

林業(yè)有害生物普查技術要求高、涉及范圍廣，高新技術可以大幅提高普查的效率與質量，實時匯總林業(yè)有害生物分布范圍，實現補充并完善已有數據庫。雖然遙感技術在此次普查工作中得到了較為有效的應用，但該項技術在普查監(jiān)測與預測預報方面還不夠完善，無人機搭載可見光成像設備、后期數據人工判讀的方式都存在不同程度的缺陷，對林業(yè)有害生物監(jiān)測不夠準確。隨著遙感技術、全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)技術、物聯(lián)網技術等的發(fā)展與完善，還需要依托高新技術不斷完善全國林業(yè)有害生物普查工作。

4 結束語

隨著遙感技術、物聯(lián)網技術等的發(fā)展，全國林業(yè)有害生物普查工作的效率將會得到進一步提升。雖然現階段的技術還存在一定的不足之處，但是隨著技術的發(fā)展與深入研究，將會獲得更加精準的全國林業(yè)有害生物數據，為全國林業(yè)有害生物防治工作提供數據支撐。

參考文獻

[1] Spruce，Sader，Ryan，et al.Assessment of MODIS NDVI time series data products for detecting forest defoliation by gypsy moth outbreaks[J].Remote Sensing of Environment， 2011（2）： 427-437.

[2] 武紅敢，石進，蔣麗雅.基于WorldView -2數據的單木長勢監(jiān)測初探[J]. 遙感信息， 2013（5）： 64-68.

[3] 丁國欣，苗興軍，孟慶蘭.臨沂市林業(yè)有害生物普查分析[J].中國林副特產， 2017（3）： 85-86.

責任編輯：黃艷飛

Application and Prospect of High and New Technology in National Forestry Pest Census

LI Guo-jun （Laniu town government， Xiuyan County， Anshan ， Liaoning 118400）

Abstract Forestry pest survey technology has high requirements and involves a wide range. The application of high and new technology can greatly improve the efficiency and quality of the survey. The current application of high and new technology mainly includes remote sensing technology， global navigation satellite system technology， Internet of things technology， etc.Mainly analyzes the application examples of remote sensing technology， and finally puts forward the application prospect.

Key words Forestry pests; Census of Life; Remote sensing technology