森林病蟲害監測技術與應用

金志芳，喬樹芳，周 芳，楊文尚，滿都海

（1. 四子王旗林業有害生物防治檢疫站，內蒙古 烏蘭察布 011800；2. 四子王旗林業和草原局，內蒙古 烏蘭察布 011800； 3. 四子王旗腦木更人民政府，內蒙古 烏蘭察布 011800）

森林病蟲害監測是森林保護與管理的重要內容，立足本地實際，在綜合考慮四子王旗全旗自然地形地貌、植被分布狀況、森林病蟲害分布及發生特點的基礎上，建立健全森林病蟲害監測、預報和防控體系。結合當地實際情況，就森林病蟲害監測技術與應用進行了介紹，以期為森林病蟲害監測工作的開展提供依據。

1 森林病蟲害調查

調查分為普查和專門調查。普查是在大面積范圍內進行的全面調查，可結合森林資源調查一并完成；專門調查是在某一地區對特定病蟲害進行的專題調查，不同的調查可以根據調查目的和實際情況增減相應的調查程序，以獲得最佳效果。

1.1 踏查

踏查是在全旗整個范圍或在某一林班、鄉鎮、經濟開發區范圍查明全境森林的分布、生長及衛生情況，主要病蟲害種類分布、危害及蔓延趨勢等，并作出相應的防控措施。踏查的路線盡可能涉及調查區內的不同林分及有不同狀況具有代表性的地段。四子王旗地域遼闊，地形有山地、丘陵及高平原。區域社會經濟依據經營主導不同，分為農業經營區和牧業經營區。不同的地形、地勢、氣候特征、植被狀況以及不同的地域經濟狀況，使各地的森林病蟲害發生狀況呈現出相應的特點［1-2］。在制定踏查路線和調查內容時，根據南北地域的特征，制定相應的技術措施。四子王旗南部為農經區，地形復雜，山地、丘陵、平原相間，降水相對較多，全旗99%的有林地分布于此，喬木、灌林均以人工造林占主導，樹種多樣，包括楊、榆、柳、松、柏、檸條、沙棘、烏柳、杏、蘋果及各種木本花木，病蟲害種類較多，危害狀況差異極大，踏查的路線要根據樹種、林分、林齡及森林分布狀況盡可能涉及各個小班，以達到全面準確調查的目的。四子王旗北部地區以經營畜牧業為主，地勢開闊、地形單一、氣候干旱，被適應干旱氣候的草原植被所覆蓋，林業經營的對象則主要是自然分布的灌木林，其中以天然錦雞兒為主，包括錦雞兒、紅砂、檉柳、珍珠柴等，制定的踏查路線相對簡單，基本上各林班（鄉鎮）只設置1 條線即可探及不同的林分類型。

外業踏查調查的內容包括林分概況，病蟲害種類、發育階段、分布狀況，林分受害程度等。在記錄病蟲害的嚴重程度時，要著重注意記錄分布狀態和危害程度。分布狀態分為單株分布、簇狀分布、團狀分布、片狀分布。危害程度分為輕、中、重三級，具體根據病蟲害種類和林分受害程度進行劃分。踏查的過程中，還要注意記錄林分中風倒木、風折木、枯立木的數量、發生原因和分布狀況。宜林地、苗圃地還要了解地下害蟲的種類和數量。根據踏查所得的資料必須確定主要病蟲害種類，分析樹木衰萎和死亡原因。

1.2 詳細調查

主要目的是準確統計病蟲數量、林木被害的程度及所造成的損失等。

1.2.1 取樣及調查方法 大面積林地發生的病蟲害，選取一部分進行調查，用來代表一般和總體的情況。林間選取樣地的工作，包括確定樣地數目、大小和林間的分布樣式等。取樣要有代表性，應根據調查林地面積的大小，按一定的取樣方式，選取一定數量的樣地。常用的取樣方式有棋盤式、對角式、Z 字形、平行線、五點式等方式。具體采用何種取樣方式，要根據森林病蟲害的種類、被害林木的分布及環境因子來確定。常用的調查方式有目測法、捕捉法（網捕法、震落法）、阻隔法。

1.2.2 病蟲害類型及調查項目 苗圃及地下害蟲調查：根部害蟲的調查，采用棋盤式或對角線抽樣，樣坑大小、深度因蟲種及調查目的而定，一般0.5 m×0.5 m 或1 m×1 m。樣坑數量根據調查面積確定：一般調查面積 10.000 hm2以下，樣坑數量 5～15 個；調查面積 10.000～13.333 hm2，樣坑數量 15～30 個。調查項目主要有土壤植被、蟲種、數量、被害情況等。

蛀干害蟲調查：選擇100 株以上的樣地，分別統計健康木、衰弱木、瀕死木、枯立木比例。為查明蟲害程度，從各蟲害木中選擇3～5 株測定樹高、胸徑、年齡。從樹干上、中、下各部位及不同方位上，設置100 cm2的樣方數塊，查明害蟲的種類、數量、蟲期，統計出每平方米及單株平均蟲口密度。

枝梢害蟲的調查：對幼林可在林內選擇一定數量的林木，逐株統計健康、受害株數。成林或高大的林木可在林內設取樣地，然后在樣地內抽取一定數量的樣株，對樣株樹冠分別從上、中、下及不同方位上取一定數量的樣枝，查清蟲口及枝梢被害情況。

食葉害蟲調查：在調查林分中，3.333～6.667 hm2設立1 個樣地，面積0.067 hm2，樣地內可全查或對角線選出10～30 株進行詳查。可統計全株害蟲數量或者從上、中、下不同方位分別選取樣枝統計。主要害蟲種類、蟲期、數量和為害狀況等。

種實害蟲的調查：一般在收獲前進行調查，包括蟲果率和蟲口密度調查。按照梢部、內膛、外圍及下垂枝不同部位，各抽取50～100 個種實，分別記錄其健康、有蟲種實及不同蟲種為害的種實數，同時記錄不同蟲種為害的蟲孔數，計算平均蟲孔數。

病害調查：病害調查主要是調查統計發病率和病情指數。發病率是指感病株數占調查總數的百分比。發病率只能說明病害發生的普遍性，不能反映病害發生的嚴重程度，故在病害調查時常在調查發病率的同時，也統計病情指數。病情指數也叫感病指數，不僅可以反映病害發生的數量指標，也可表示病害發生的嚴重程度。計算病情指數時，將樣地內的植株，按發病輕重程度分為若干等級，每個病級有一個代表值，統計各級數量用公式計算。

調查不同病害類型要選擇相應的抽樣方法，苗木病害調查樣地數量應≥0.2%，對樣地內苗木全查或按對角線統計，著重調查苗木感病枯死株數和苗圃的環境因子。枝干病害樣地面積以樣樹不少于100 株決定，統計發病率、感病指數及樣地林分因素。葉部病害按分布及發病程度，在樣地內選擇5～10 株樣樹，每株調查100～200 片葉，從樹冠上中下和不同方位取樣。種實病害調查，每個樹種應選取5～10 株樣樹，每株從樹冠的不同方位取樣。如果是采集后的果實堆，要從中隨機抽取一定數量作調查。

2 森林病蟲害監測

2.1 GPS 與 GIS 技術 的應用

隨著科學的進步，森林病蟲害的調查技術得到更加先進的技術支持，全球定位系統（Global positioning system，GPS）和地理信息系統（Geographic information system，GIS）技術得到廣泛的應用。利用GPS 和GIS技術，可以高效準確地定位病蟲害發生地點位置、面積和發生地的環境信息，從而使病蟲害監測、預報及防治獲得精確的監測數據與地面指導，提高了工作效率。四子王旗相關部門從21 世紀初開始應用GPS，并逐步建立GIS 應用技術，在森林病蟲普查、樣地調查、病蟲害應急處理、病蟲害信息管理等方面取得了良好的效果。

2.2 地面自動監測技術應用

四子王旗1982 年成立森林病蟲害防治檢疫站，已有40 a 建站歷史，基本形成了1 套傳統的且較完整的監測調查技術，自2004 年設立國家級林業有害生物中心測報點，利用蟲情測報燈、孢子捕捉器、小氣候信息采集儀、移動病蟲害監測車等進行監測，以及設置長期固定觀察標準地等，逐步建立起比較完善的森林病蟲害綜合生態遠程實時監控系統。

設置長期固定標準地進行蟲情監測是地面監測的主要手段，四子王旗相關部門在該旗麻黃洼村設置固定標準地，通過定期觀察記錄，結合相應的數學統計方法，對森林病蟲各期蟲態的發生期、發生量，重要的蟲期進行有效的監測預報，從而對主要林木害蟲防控提供科學依據。目前，已逐步在春尺蠖、舞毒蛾、松毛蟲等重要食葉害蟲的監測上建立了比較完善的技術規范，能夠準確掌握其發生動態并進行有效應急預報，取得了良好的經濟和生態效益。

2.3 誘捕監測技術應用

誘捕技術是利用害蟲的某些習性，如趨光、趨味、趨激素等，使用相應的誘捕、誘殺工具來達到捕殺害蟲的目的。通過誘捕來觀察害蟲的發生種類、發生數量及發生期等，從而獲得林業害蟲的發生動態數據，為害蟲的防控和研究提供依據，并對未來的發展進行預測。常用的誘捕監測技術包括餌料誘捕、燈光誘捕、性外激素誘捕及潛所誘捕等。

2.3.1 餌料誘捕 餌料誘捕是利用害蟲的趨化性，以嗜好食物、喜歡的產卵物制成餌料或餌木，將害蟲誘集到一起。如防治螻蛄可用麥麩、谷糠、餅肥等作餌料，加入農藥即可毒殺。防治地老虎常用糖、醋、酒作餌料。對天牛、小蠹等蛀干害蟲的誘捕，可利用其喜歡在新伐倒木上產卵繁殖的習性，在林內適當地點放置一些木段，供害蟲產卵。

2.3.2 燈光誘捕 利用害蟲特別是蛾類、鞘翅目、同翅目等大都具有趨光性的特點，在林內設置誘捕燈，可有效地誘集到相應蟲態的害蟲。常用的燈光誘捕器是黑光燈，這是一種可以輻射出3 600 A°紫外線的低氣壓汞氣熒光燈。昆蟲對低頻率光線感覺不良，而對高頻率光線波長介于3 300～4 000 A°的紫外線特別敏感，具有很大的趨光性。因此，黑光燈的誘捕效果極佳。四子王旗在利用黑光燈捕殺干基害蟲芳香木蠹蛾方面取得了良好效果，蟲口密度得到了有效控制，同時準確摸清了各蟲態發生期、發生數量、發生范圍，從而可以指導當地對該蟲進行有效防控。

2.3.3 性外激素即性引誘劑 性外激素是昆蟲分泌的一種外激素，可以用來誘殺異性害蟲。對蛾類害蟲，通常將性成熟未交尾的雌蛾腹部末端3 節剪下，浸泡在乙醚等有機溶劑中，搗碎、濾去殘渣得到粗提物。性引誘劑是性成熟后分泌出來的微量物質，每只雌蛾可分泌0.05～1.00 μg。目前，人工合成的性引誘劑已廣泛應用。在防治上多采用誘殺法、迷向法及絕育法，而在害蟲的監測上可采取性引誘劑誘捕防治對象，通過誘集的數量及變化對害蟲的發生動態進行估算，從而對其實施監測預報。

2.3.4 潛所誘捕 潛所誘捕是利用害蟲具越冬或者白天隱藏的習性，人工設置類似的環境誘捕害蟲的方法。如在苗圃的步道上鋪集新鮮雜草誘捕地老虎幼蟲；用新鮮馬糞誘引螻蛄；用枯枝枯葉誘集榆跳象等。

2.4 遙感技術應用

隨著生態建設的加強，四子王旗森林面積不斷擴大，森林的防護工作日益強化，森林病蟲害的監測也愈加重要，人為監測的效率達不到發展的要求，利用遙感技術則可以有效提高監測的效率和準確性［3］。遙感是以飛行器搭載高清攝像儀器對森林進行航攝，經過多年的嘗試和應用實踐，目前已經能夠利用在森林保護方面。

2.4.1 航空遙感監測原理 采用成像的被動式傳感器航空攝像機和多光譜攝影機，可以獲取地物的形狀以及獲取地物從可見光到近紅外各個波段的光譜輻射，其照片具有分辨率高等特點。植物受到病蟲害的侵染會導致葉綠素受到破壞，雖然植物的葉子看起來是綠色的，但這時對光的反射特性已經發生改變，會導致林木在各個波段上的波譜值發生變化，這些變化能為遙感所監測。從遙感資料中提取這些變化的信息，分析病蟲害發源地、災害分布和發展狀況，為病蟲害防治提供信息依據。

2.4.2 無人機遙感技術 無人機遙感技術是以無人機為搭載平臺，結合遙感、通信技術，能夠快速、精確地獲取森林病蟲害發生動態信息的技術。作為日漸成熟的高新前沿技術，無人機憑借其高效、便捷的優勢受到林業技術人員的歡迎。而人工智能技術的飛速發展也使其在功能上得到不斷提升。無人機遙感技術的發展使遙感技術得到更加廣泛的應用，特別是在森林資源的管理上，可以方便地應用到每一個林場、每一個山頭、每一個小班，林業技術人員可以利用無人機遙感對一定范圍內的森林資源動態特別是病蟲害的發生狀態進行及時、連續的監測，可以說正是有了無人機遙感技術的問世與日趨成熟，才使得森林遙感監測真正不再遙不可及。