魏冬艷
甘肅蓮花山國家級自然保護區管護中心,甘肅康樂 730115
林業產業是社會經濟的重要組成部分,對各行各業有重要影響,同時也深刻影響著自然環境,而病蟲害是影響森林生長質量和產量的重要因素。因此,有必要研究林業病蟲害及其防治方法,營造健康、安全營林環境,以期提升產業的經濟效益、社會效益與環保效益。
森林病蟲害的種類和數量呈現出逐年增加的趨勢。氣候變暖導致生態環境改變,使得原本不能適應該地氣候條件的病蟲害逐漸擴散至新的地區。頻繁的國際貿易,也加劇了病蟲害的傳播,通過貨物貿易、旅游等途徑,病蟲害很容易跨越國界傳播至新的地區。
受到人類活動、氣候變化等因素的影響,森林病蟲害發生面積不斷增加,對森林資源的破壞程度日益加深。例如:過度的林木采伐和環境污染,導致森林生態系統越發脆弱,森林的抵抗力和恢復能力降低,使得病蟲害更容易發生和蔓延[1];氣候變化會導致氣溫、降水等氣候要素的變化,進而影響病蟲害的生物學特性和分布范圍,影響了森林資源的可持續利用,需要采取有效的防治措施保護和恢復森林生態系統。
隨著森林病蟲害種類的增加,病蟲害防治的難度也不斷加大。傳統的防治方法往往效果有限,且存在環境污染、生態風險。
第一,生態系統的復雜性。森林生態系統是一個復雜的系統,涉及多種生物的相互關系和相互作用。不同的病蟲害具有不同的生物學特性和生活習性,它們與森林中的其他生物之間存在著復雜的相互作用關系。因此,在進行病蟲害防治時,需要綜合考慮這些相互作用關系,避免對其他有益生物造成影響,力求保持生態系統的平衡。
第二,病蟲害種類的多樣性。不同病蟲害對防治方法和策略的要求不盡相同。一種防治方法可能對某些病蟲害有效,但對其他病蟲害卻無效甚至會產生負面影響。因此,針對不同的病蟲害,需要采取有針對性的防治策略,進行個體化的防治工作。
第三,傳統防治方法的局限性。化學防治和物理防治等傳統防治方法往往存在一定的局限性,如化學防治導致環境污染和生態風險,而物理防治的效果往往有限。因此,需要不斷創新和研究新的防治方法,以提高防治效果并降低對環境的影響。
物理防治技術是一種環境友好的病蟲害防治方法,它主要通過利用物理性質和機制,控制、減少病蟲害的發生和傳播。這些手段通??捎行p少對環境和生態系統的影響,具有一定的可行性和應用前景。
在車牌定位模型中改進了Yolov2模型,重組了特征圖,融合多級細粒度特征,以適應車牌在輸入圖片中的結構化特征。為驗證其有效性,以上述自制數據集作為實驗數據,比較Yolov2模型、Yolov2模型與不同特征圖重組、及FAST RCNN所訓練的檢測器效果如圖5所示,訓練時為避免過擬合及提升速度,選用動量常數為0.9,學習率為動態衰減,初始值為0.001,衰減步長為10000,衰減率為0.1,批大小為10,共迭代10次,批迭代次數為5000,框架為Darknet。
第一,遮光板。遮光板可通過遮擋陽光的照射,破壞病蟲害適宜的生存、繁殖條件。遮光板可用于阻止害蟲進入林區,尤其是一些依賴陽光的害蟲,通過使用遮光板,可有效阻止其進入林間,控制害蟲的數量和危害程度,防止害蟲傳播病菌,最終減少病害的發生。
第二,黃板誘捕。黃板是一種常見的物理防治工具,它可利用顏色的誘導效應吸引、捕捉害蟲[2-6]。生物學研究表明,黃色是許多害蟲喜愛的顏色,將黃色的板材懸掛在病蟲害密集的地區,可吸引害蟲落到黃板上,從而減少害蟲的數量。整體看來,這種物理防治手段的優點是簡單易行、成本低廉,對環境友好。
第三,網罩和隔離網。網罩和隔離網可通過搭建網罩或隔離網的方式,阻隔病蟲害的入侵。網罩和隔離網可廣泛用于林間場所,將病蟲害與外界環境隔離開來,減少害蟲的侵入和傳播。這種物理防治手段在有限的空間內可創造一個相對封閉的環境,有效控制害蟲的數量和危害程度。
第四,陷阱和屏障。營林人員可通過設置陷阱和屏障,阻止病蟲害的活動和傳播。陷阱可用于吸引和捕捉害蟲,如黏蟲板和誘蟲燈等,從而減少林間害蟲的數量。屏障可用于阻止害蟲的移動,如設置障礙物和柵欄等,使害蟲無法進入目標區域,從而控制害蟲的傳播范圍。
第五,隔離帶。通常情況下,害蟲對林間單一樹種的侵害作用最為明顯,在多風的條件下,病蟲害往往會在單一樹種的林間快速蔓延開來。為解決這一問題,可以采用隔離帶阻斷病蟲害的傳播路徑。一般來講,應結合林地種植區域的面積大小,設置好隔離帶的相關參數,例如:掌握好隔離帶之間的距離,避免間距過長或過短,使病蟲害防治效果達到最佳。通過建設隔離帶,可將害蟲有效限制在隔離區域內,避免其快速蔓延,對森林造成威脅,同時也為營林人員的處理預留了更多的時間,能夠顯著提高病蟲害防治效率。
需要注意的是,物理防治手段通常只能起到一定的控制作用,無法完全消除病蟲害。此外,不同的病蟲害對物理防治手段的適應性和效果也存在差異,需要根據具體情況選擇合適的方法和措施。
化學防治技術主要是通過使用化學農藥和消毒手段防治植物病蟲、雜草和有害生物,從而有效控制病蟲害的生長和蔓延。其中,化學農藥可殺滅害蟲或抑制病蟲害的生長繁殖,消毒則可預防病菌,阻斷病蟲害的傳播。
2.2.1 化學農藥化學農藥是指農業上用于防治病蟲害及調節植物生長的化學藥劑,通過作用于病蟲害體內的生理過程,可破壞其生命活動或抑制其繁殖,從而達到控制、減少病蟲害數量的效果。化學農藥通常包括殺蟲劑、殺菌劑和除草劑等不同類型,可根據不同的病蟲害類型,選擇相應的農藥進行防治?;瘜W農藥的優點是防治效果較為明顯和迅速,可在短時間內控制病蟲害的數量,減少其對森林的危害。此外,化學農藥還具有較高的穩定性和持久性,防治效果的持續時間相對較長。
然而,化學防治手段也存在一定的局限性。一方面,化學農藥會對環境和生態系統產生一定的影響。在使用化學農藥時,需要嚴格遵守安全使用規范,避免對非靶標生物和環境造成不良影響。同時,對化學農藥的長期使用也可能導致農藥殘留問題,對人類健康造成潛在威脅。另一方面,害蟲對化學農藥的抗藥性問題也需要引起重視[7-8]。在長期、頻繁地使用相同的化學農藥后,害蟲可能會逐漸產生抗藥性,防治效果降低,因此有必要嚴謹選擇農藥,并進行輪換使用,從而延緩害蟲對農藥產生抗性。
2.2.2 消毒消毒一般用于預防病菌和病蟲害的傳播??赏ㄟ^使用消毒劑或消毒藥劑,抑制病原體的生長繁殖,從而減少病菌和病蟲害的傳播。在林業領域,消毒通常應用于種苗繁殖和育苗過程中。通過對種子、苗木、土壤和容器等進行適當的消毒處理,可減少病菌和病蟲害的侵害,保證苗木的健康生長。
消毒的優點是操作相對簡單,效果較為明顯,可在一定程度上控制和減少病菌和病蟲害的傳播。然而,消毒也存在一些限制,消毒劑在使用后會產生殘留物,這些殘留物可能對環境和人類健康造成負面影響。因此,需要在安全范圍內使用消毒劑,避免對環境和生態系統造成不良影響;同時,在使用化學防治手段時,必須嚴格遵守相關法律法規和安全操作規程,確保使用的消毒劑符合標準。
生物防治技術是一種以天敵、寄生菌、微生物等自然生物為主要手段的病蟲害防治方法。相較于化學防治手段,生物防治手段具有環境友好性和可持續性的特點。通過利用自然界中的生物控制病蟲害,可在一定程度上減少化學農藥的使用量,降低環境污染風險,同時保護生態系統的平衡。
2.3.1 天敵防治天敵防治是利用天敵物種控制害蟲的數量和危害程度的方法。天敵包括捕食性昆蟲、鳥類、蜘蛛等,它們以害蟲為食,通過引入適量的天敵物種,可建立天敵與害蟲的平衡關系,從而實現持久的病蟲害防治效果。
天敵防治的優點在于具有較高的生物安全性和環境友好性。天敵是自然界中已經存在的生物,與林間環境和生態系統具有良好的適應性和兼容性。通過引入、保護天敵物種,可維護生物多樣性和生態系統的穩定。此外,天敵防治還具有較高的經濟效益和社會效益,能夠減少對化學農藥的依賴,降低防治成本。
然而,目前對天敵防治手段的研究和應用仍存在一些挑戰。首先,天敵的適應性和生態適應性容易存在問題。引入的天敵物種必須適應目標林區的環境和氣候條件,如此才能有效控制害蟲的數量。其次,需要了解天敵的生物學特性和生活習性,確保其對害蟲的捕食效果和防治效果。最后,需關注天敵的繁殖和種群維持,確保其數量和活力。
2.3.2 菌劑防治菌劑防治是指利用寄生菌、病原菌和微生物,抑制病菌和病蟲害的生長繁殖。這些菌劑可通過接種或噴灑的方式,施用至植物或土壤,發揮其抑制病菌的作用。菌劑防治的優點在于具有較高的環境友好性和生物安全性,對森林生態系統影響較小。
在具體的菌劑防治中,可選擇對目標病菌或害蟲具有高度專一性的菌株,增強防治效果。例如:可利用誘導抗病菌株抑制病原菌的生長,減少病害的發生;還可利用病原菌和寄生菌感染和殺死害蟲,從而實現對病蟲害的控制。
然而,菌劑防治手段的研究和應用也面臨一些挑戰。第一,需要保證菌劑的穩定性和活性。菌劑的生物活性,對其防治效果有著重要影響力,因此需要保證菌劑在儲存和施用過程中的穩定性和活性。第二,菌劑的適應性和抗性問題也需得到關注。病原菌和害蟲可能對菌劑產生抗性,從而降低防治效果。需要嚴謹選擇和輪換使用菌劑。
綜合防治技術是指將多種防治方法有機地結合起來,形成一個完整的防治體系。對綜合防治手段的應用,可增強病蟲害防治效果,克服單一防治手段的局限性,并降低對環境的不良影響。通過綜合運用多種手段,可全面、有效地控制病蟲害的發生和傳播,保護森林資源的健康。
第一,加強基礎性工作。通過建立病蟲害監測體系,及時獲取病蟲害的發生情況和分布范圍,為防治工作提供科學依據;加強信息共享和技術培訓,提高防治工作的效率和水平,使防治措施更加科學、精準。
第二,注重林間環境營造。在林間營造良好的環境,提高森林的健康狀況,從而增強森林的抵御能力。良好的林間環境包括合理的林分結構、豐富的植被覆蓋和適宜的生態環境等[9]。合理的林分結構可降低病蟲害的發生和傳播風險,豐富的植被覆蓋可提供天敵生存的棲息地,適宜的生態環境可促進森林生態系統的平衡。
第三,強化營林管理人員培訓。為更好地應對病蟲害的威脅,還需要針對營林管理人員加強培訓,提高其對病蟲害防治技術和應用方法的認識。營林管理人員是病蟲害防治的關鍵執行者,他們的專業知識和技能,對防治工作的成效有至關重要的影響力[10-11]。通過培訓,可提高他們對病蟲害的識別能力,使其了解不同病蟲害的防治策略和方法,并及時應對突發情況,實施應急處理措施。
第四,強化混交林種植。混交林主要是指在密度相對較高的林地內,同時種植2種或多種樹種的方法。相較于單一樹種林,這種混交林在生態穩定性上更具優勢,應對病蟲害的能力較強。具體實踐中,營造混交林可顯著增強森林的物種多樣性,不同樹種之間可形成復雜的生態網絡,減少害蟲對特定樹種的侵害,從而降低病蟲害的發生風險。在混交林中,若某一樹種受到病蟲害的侵害,其他樹種仍可維持正常生長,可避免病蟲害在單一樹種林中迅速擴散,減少病蟲害暴發風險。種植人員可結合當地的氣候條件和林業營林的經濟效益目標,選擇適宜的樹種進行混交林搭配種植,必要時還可在混交林中建立隔離帶,徹底阻斷害蟲的傳播與擴散,營造安全的營林環境。
第五,定期封山育林。定期封山育林是一種重要的生態工程措施,通過在特定時期封鎖森林地區,引導森林自行生長,可提高森林的自我防護能力和對病蟲害的抵御能力。一般來講,這種方法在特定地區或重點防治的林地中較為常用,旨在改善森林生態環境,增加植被覆蓋,減少病蟲害發生的風險。封山育林期間,嚴令禁止無關人員進入樹林,避免其影響森林的自然生長,甚至將外部的病菌、害蟲帶入森林內,導致病蟲害蔓延;在這一階段內,可采取生態手段,促進病蟲害天敵的生長,為后續的病蟲害防治打下良好鋪墊。
整體看來,綜合防治手段的優點在于可綜合利用各種手段的優勢,相互彌補不足,提高防治效果。在實際應用中,不同的防治手段相互結合,可形成相互促進、協同作用的效果,提高整體防治能力;對綜合防治手段的應用也能減少對化學農藥的依賴,降低環境污染風險,提升林業的社會效益與環境效益。然而,綜合防治手段的應用也面臨一些挑戰。一方面,需要充分考慮各種防治方法之間的相互作用和適應性,確保整體效果的協調和統一。另一方面,對綜合防治手段的實施,需要相關部門進行充分的資源投入和技術支持,主要用于對專業人員的培訓,以及對設備的配備等方面。