林業(yè)生物災害防治基本原理及策略

1、林業(yè)生物災害防治基本原理及策略    摘要論述了林業(yè)生物災害防治的生態(tài)學、經(jīng)濟學和災害學基本原理,提出了防治林業(yè)生物災害、維護森林健康的基本策略,以供參考。 關鍵詞林業(yè);生物災害防治;原理;策略  1生態(tài)學原理 1.1生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)控和穩(wěn)態(tài)機制 生態(tài)系統(tǒng)是指在一定空間范圍內(nèi),有生命的生物群落和無生命的物理環(huán)境構(gòu)成的能量轉(zhuǎn)移、物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)。任何一個生態(tài)系統(tǒng)都是其結(jié)構(gòu)和功能相互依存、相互制約的統(tǒng)一體。結(jié)構(gòu)和功能的相互適應、制約和完善,使得生態(tài)系統(tǒng)在遇到一定程度的外來干擾和壓力時,能通過其系統(tǒng)內(nèi)各組分間的制約

2、、轉(zhuǎn)化、反饋和補償?shù)茸饔?使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能恢復到原來的平衡穩(wěn)定狀態(tài),從而確保生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)存在1。生態(tài)系統(tǒng)的這種自我調(diào)控和穩(wěn)態(tài)機制主要是通過其系統(tǒng)自身的反饋控制和多元重復來實現(xiàn)的。 在自然條件下,害蟲種群對天敵種群起到正反饋調(diào)節(jié)作用,而天敵種群對害蟲種群則起到負反饋調(diào)節(jié)作用。這樣當由于某種原因?qū)е潞οx種群數(shù)量增大時,天敵種群就會隨之增大,而天敵種群的增大,反過來又會引起害蟲種群數(shù)量下降,從而使二者種群在數(shù)量上保持著一定的平衡關系2。要保持生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定必須滿足下列條件:一是組分的多樣性。一個系統(tǒng)中物種越多樣,能量流、物質(zhì)流和信息流越錯綜復雜,系統(tǒng)就越容易保持穩(wěn)定。若在農(nóng)林生態(tài)系

3、統(tǒng)中栽培植物及品種單一化,會使系統(tǒng)組分單一,從而易導致有害生物大暴發(fā)。二是干擾不能超過生態(tài)閾限。生態(tài)閾限是指生態(tài)系統(tǒng)通過其自我調(diào)控和穩(wěn)態(tài)機制,抵御外部干擾,從而保持系統(tǒng)穩(wěn)定性的最大復原調(diào)控能力和限度,超過這個限度,系統(tǒng)就會失去復原能力,導致系統(tǒng)崩潰瓦解。如在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中過度使用化學藥劑,就會使寄生性和捕食天敵大量死亡,常常導致系統(tǒng)失去穩(wěn)定,進而導致害蟲暴發(fā)。三是系統(tǒng)進化成熟。系統(tǒng)進化成熟后,才具有健全的反饋調(diào)控和多元重復等穩(wěn)態(tài)機制。因此,在有害生物控制中要使農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)保持成熟。 1.2生物的環(huán)境限制因子原理 一種生物要在某種環(huán)境中生長和繁殖,首先必須從環(huán)境中攝取各種生育

4、所必需的營養(yǎng)物質(zhì)與能量,當某種或某些物質(zhì)或能量因數(shù)量多少而限制了生物的生長發(fā)育與繁殖時,這種物質(zhì)或能量即稱為生物生育的限制因子。一種生物或一群生物的生存與繁榮,取決于多種環(huán)境條件或因子的狀況,任何接近或超過生物耐性限度的環(huán)境條件,都會成為該種或該群生物的限制因子。限制因子不是一成不變的,一種限制因子往往可以被另一種限制因子替代。這意味著在分析和管理一個具體的生態(tài)系統(tǒng)過程中,應重點從對環(huán)境因子的耐性區(qū)限較窄的生物和數(shù)量變動較大的環(huán)境因子入手,找出限制因子,然后通過優(yōu)化種群結(jié)構(gòu),引入對該系統(tǒng)內(nèi)的環(huán)境因子耐性區(qū)限較寬的生物,并配以環(huán)境因子優(yōu)化管理,提高受限環(huán)境因子的數(shù)量水平投入,克服限制因子,最終達

5、到持續(xù)穩(wěn)定地提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力的目的3。因此,在有害生物控制中還要遵循和運用生物環(huán)境限制因子原理。 2經(jīng)濟學原理 2.1有害生物對作物的經(jīng)濟危害和作物受害損失的估計 有害生物對森林的經(jīng)濟危害包括直接的、間接的、即時的和后繼的多種。但通常所說的有害生物所致的損失主要是產(chǎn)量的減少和品質(zhì)的降低。當品質(zhì)降低不大、可以忽略不計時,通常僅指對產(chǎn)量的影響4。 森林的產(chǎn)量構(gòu)成因素隨林木種類而異。有害生物對森林的危害程度也因其種類和密度不同而不同。森林經(jīng)濟損失與有害生物危害之間,雖然總體上呈正相關,但從有害生物危害某種林木的全過程來看,或是從不同林木的受害情況來看,其并

6、不總是呈直        線關系的。森林產(chǎn)量與有害生物種群密度之間可能存在3種情況:一是產(chǎn)量隨有害生物密度增加呈直線下降;二是在較低密度下,作物表現(xiàn)出補償作用,產(chǎn)量保持穩(wěn)定,隨后產(chǎn)量隨有害生物密度的增加呈曲線下降;三是在較低密度下,作物表現(xiàn)出超補償作用,產(chǎn)量較無有害生物危害時反而增加,隨后產(chǎn)量隨有害生物密度的增加呈曲線下降。常用的產(chǎn)量估計方法包括小區(qū)試驗法、林間調(diào)查法和模擬有害生物危害法等。;   2(/).2經(jīng)濟損害允許水平和經(jīng)濟閾值 經(jīng)濟損害允許水平和經(jīng)濟閾值蘊含了生態(tài)學

7、和經(jīng)濟學的精華,是綜合防治的基本原則。它們明確指出防治生物災害要有一定的尺度,不要求徹底消滅有害生物,而是將其控制在經(jīng)濟危害允許水平以下,從而防止了濫用農(nóng)藥,并給天敵繼續(xù)生存和發(fā)揮作用留下了必要的食料條件和生態(tài)位。 經(jīng)濟損害允許水平又稱經(jīng)濟損害水平(economic injury level,EIL),其概念最早由Stem等(1959年)提出,具有2種涵義:一是指人們可以容許的作物受害而引起的產(chǎn)量、質(zhì)量損失水平,亦即指作物因有害生物造成的損失與防治費用相等時的作物受損程度(經(jīng)濟損失量或損失率);二是指與經(jīng)濟損失允許水平相對應的有害生物密度,即經(jīng)濟損失允許密度。目前

8、這一概念已被人們普遍理解和接受,并作為研究防治指標的理論依據(jù)。 經(jīng)濟閾值(economic threshold,ET),又稱防治指標(con-trol action threshold),其涵義是“采用防治措施阻止有害生物種群密度增長,以免達到經(jīng)濟損害允許水平的有害生物密度”。經(jīng)濟閾值是較經(jīng)濟損害允許水平低的種群密度或受損程度,這樣可以保證所采取的防治措施,在有害生物種群數(shù)量尚未達到經(jīng)濟損害允許水平之前就能發(fā)揮作用,可避免有害生物危害造成損失后再進行防治的被動局面。 ET=Cc/(Ec×Y×P×Y(R)×

9、Sc)×CF 其中,Cc為防治費用,包括農(nóng)藥費、人工費和器械折舊費等;Ec為防治效果(%);Y為未受害時的單位面積產(chǎn)量;P為林產(chǎn)品價格;Y(R)為平均每個有害生物危害林木造成的減產(chǎn)率;Sc為有害生物的存活率;CF為社會經(jīng)濟因子,也稱臨界因子,用于衡量強調(diào)的重點是產(chǎn)量還是環(huán)境質(zhì)量。CF值為12。 從上述模型中可以看出,要求出ET,其先決條件是要有有害生物密度和產(chǎn)量損失關系的信息,即模型中的Y(R)值。正如前述,影響Y(R)值的因素很多,而其他各項雖然也不斷變化,但相對比較容易獲得。隨著研究的深入,同時考慮作物不同時期特定有害生物發(fā)生或發(fā)育階段的動態(tài)閾值和不同防治方法

10、的多重閾值,以及多種有害生物或多種發(fā)生或發(fā)育階段的多維閾值的橫型也將不斷地被提出。 3災害管理原理 森林生態(tài)系統(tǒng)不同于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),除了提供林產(chǎn)品外,還為社會提供生態(tài)服務,因此對于商品林和生態(tài)林,其生物災害管理策略會有很大區(qū)別。再加上林業(yè)有害生物危險等級不同,也會采取不同的管理措施。根據(jù)GCSP管理原理,按照災害嚴重程度,對不同林業(yè)生物災害進行合理分級,按照林業(yè)有害生物的可控制性、發(fā)展態(tài)勢,對不同的林業(yè)有害生物危險性進行風險分析(PRA),再按照分析結(jié)果進行分級,根據(jù)分級結(jié)果,對不同級別的林業(yè)生物災害或林業(yè)有害生物采取不同的管理措施。要嚴密監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)新危害,限期除治。&

11、#160;4林業(yè)生物災害防治策略 根據(jù)不同的林種,林        業(yè)生物災害的防治要采取不同的管理策略。對于生態(tài)林,根據(jù)生態(tài)林的經(jīng)營目標,要保證生態(tài)林的長期健康,在營林措施上,要以維護系統(tǒng)的穩(wěn)定為主,一旦發(fā)現(xiàn)生物災害,要及時采取合理措施,適當進行人為干擾,確保森林生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮較大生態(tài)效益。盡量減少對生態(tài)林進行人為干擾,尤其是要限制生物災害防治中化學藥劑的使用,以免引起面源污染,避免對生態(tài)林造成較大的生態(tài)擾動5。這是一對“矛盾”的生物災害防治要求和目標,對生態(tài)林的生物災害管理,就是要從這對“矛盾”中尋求最佳結(jié)合點,保持生態(tài)林持續(xù)健康。而對于商品林,其主要目標是獲取林產(chǎn)品。因此,商品林的生物災害管理策略,可以借鑒農(nóng)業(yè)生物災害管理策略,在保證林產(chǎn)品無公害化的基礎上,對超出災害損失允許閾值的生物災害及時進行防治。 5參考文獻 1 葉恭銀.植物保護學M.杭州:浙江大學出版社,2006:185-188. 2 張國慶.生態(tài)健康與有害生物管理J.中國園藝文摘,2008(3):40-41. 3 張國慶(理學/農(nóng)林學 論文 /).生物災害管理理論研究J/OL.(2008-04-30)./blog/user con-