甘肃白龙江林区人工林病虫害防治工作中存在问题及优化对策

作者: 李永良

摘 要:白龙江林区人工林病虫害趋于多样化,且其病虫害防治工作受一系列因素的影响,如病虫害种类繁多及具有复杂的生物学特性、林分结构单一导致抵抗力下降等。通过系统化分析,提出了一系列优化对策,旨在建立一个精准高效的区域林业病虫害防治体系。

关键词:白龙江;林业病虫害;监测预警

中图分类号:S763 文献标志码:A 文章编号:1674-7909(2024)3-118-3

DOI:10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.03.028

0 引言

甘肃省东南部的白龙江流域森林覆盖率在60%以上,是甘肃省重要的林业基地。近年来,随着全球气候变暖,该地区春季温度持续上升,致使林业病虫害种类增加,发生范围进一步扩大。笔者首先分析甘肃省白龙江林区主要林业病虫害种类及特征,然后深入探讨当前防治工作中存在的关键问题,最后提出病虫害防治工作的优化对策,以期为当地林业病虫害防治工作提供参考。

1 白龙江林区人工林病虫害种类及其特点

白龙江流域受温带大陆性气候影响,四季分明的气温变化为病虫害的发生提供了多样化的生态条件。其中,松材线虫病作为该地区针叶林中最主要的线虫类病害之一,对马尾松造成了严重的侵害。研究表明,当区域年均气温超过10 ℃时,这种病害易于暴发和蔓延。由于近年来白龙江流域部分区域持续出现偏高气温趋势,导致当地病原体基数增长,并加剧了病害地理分布范围的扩大[1]。马尾松锈病则以马尾松为主要宿主,其致病真菌能够穿透树皮组织并形成大量子实体,严重破坏马尾松的维管束结构。值得注意的是,白龙江上游存在大面积连片纯马尾松林,这为病菌的大面积传播提供了理想的生态环境。此外,由于该流域中上游地区具有优越的立地条件及较大的降雨量,病原菌更易侵染寄主植物。华山松枯萎病能够危害华山松的根部,损害其水分传输机能,进而造成植株整体枯萎。在白龙江流域,华山松林面积较大,且近年来频繁出现华山松枯死的现象[1]。

2 白龙江林区人工林病虫害防控面临的关键问题探析

2.1 主要病虫种类繁多,生物学特性复杂

白龙江流域气候条件复杂,垂直气候带明显。从河谷低海拔地区至高山地带,病虫种类呈现层状分布,整体上种类较为繁多。如松材线虫病在河谷阔叶林带发生严重,而马尾松锈病和华山松枯萎病则主要发生在海拔2 000 m以上的高山针叶林,各类病虫生物学特性差异显著,增加了防控工作难度。以松材线虫病为例,该病病原体为线形动物门物种,与真菌或细菌等病原体生物学特征差异显著,其可利用昆虫媒介扩散转移。研究表明,在传入新的宿主赤松的最初阶段,线虫种群增长迅速,这给病害防控带来很大挑战[2]。此外,病虫种群遗传变异复杂,不同地区种群的毒力和药敏性差异大,也增加了防治难度,如甘南地区和白龙江上游种群与下游种群差异显著。针对不同地区的病虫生物学特征,需要制定有针对性的防治措施,但由于研究资源有限,对病虫的区域差异性研究还较为薄弱,不能为防控工作提供足够支撑。

2.2 林分结构单一,抵抗力差

白龙江流域自然林中针叶树种优势度高,例如马尾松的优势度在90%以上,组成近纯林结构。这类林分结构单一,生物多样性不丰富。当病虫害发生时,极易造成严重危害。以马尾松纯林作为典型案例,其生态系统抗逆性和自我恢复能力相对较弱。一旦遭遇如马尾松锈病等病虫害大规模侵袭,极易迅速蔓延至整个林区,引发大面积树木枯死。这一现象与混交林体系形成了鲜明对比。在混交林中,由于不同树种间的“驱避效应”得以充分发挥,各类病虫害的传播及危害程度能得到有效遏制,从而显著提升林区的整体抵抗力和稳定性。在白龙江流域中上游地区,由于立地条件优越,长期形成了较为单一的森林类型,以马尾松和云杉等产量高的针叶树种为主。这类纯林抵抗力差,当病虫害流行期到来时,多个病虫种间可互为诱因,并呈蔓延态势暴发,给防控工作带来较大压力[3]。

2.3 病虫害监测与预警能力薄弱

白龙江流域面积辽阔,垂直气候带分明,病虫害种类复杂,但当地病虫害监测与预警仍存在明显薄弱环节。首先,监测网络布设不足,大部分区域病虫害种类与发生动态数据缺失严重。由于监测点少,多数种类只能依赖样本调查获得,很难真实反映病虫害时空动态。如松材线虫病在白龙江流域已有近10年发生历史,但缺乏不同海拔梯度定量监测的研究,无法判断松材线虫病的流行发展趋势[2]。其次,监测手段单一,大多停留在地面人工调查阶段,与病虫生物学特点匹配性差,部分隐性病虫害很难得到有效监测。同时,对不同监测要素信息的综合利用不足,如气象、寄主和病原体三者联合分析很少,不利于科学预警。最后,预警理论与模型建设也相对不完善,预警产出的定量化支持不足,这也制约了预警的可操作性与精准性。

2.4 防治技术与理论研究滞后

目前,白龙江流域林业病虫害防治技术与理论研究整体仍有待加强,主要表现在以下几个方面。①对关键病虫的生物学特性研究不足,无法提供充分的技术支撑。例如,对松材线虫不同生活史阶段的环境响应规律、寄主选择机制及耐药性产生机制等关键科学问题理解不足,防治技术应用中经常出现“一击脱靶”的情况。②防治技术更新换代缓慢,还停留在以药剂防治为主的传统阶段。由于白龙江病虫种类的多样性和复杂性,单一防治技术的适应性较差,但生物防治、UGIN技术及基于信息技术的精准施药等新型技术推广力度不足。③区域性病虫害综合治理的理论与技术较为匮乏。当前,林业病虫害防治大多是针对单病种、小面积的应急防控,无法实现流域尺度的系统治理,对白龙江流域主要病虫种间联动机制和防控优化理论的研究仍较为缺乏。

3 白龙江地区林业病虫害防治工作的优化对策

3.1 加强主要病虫生物学特性研究

要想科学指导白龙江流域主要林业病虫害的防治,需要从以下几个方面重点加强病虫生物学特性研究。第一,加大监测网络建设力度。在白龙江流域主要森林类型内增设高密度的病虫害监测样地,利用RFID标记等先进识别技术,定期监测主要病虫种群密度、结构动态变化。同时开展无人机等远程监测手段应用试验,弥补地面监测的不足。在不同地理位置长期连续监测病虫种群的时间序列数据,可以深入解析其季节消长规律、密度响应关系等核心生物学特征。第二,强化数学模型模拟研究。依托监测获得的大样本数据,应用理论生态学模型,建立病虫种群时空扩散的机制模型,模拟病虫在复杂地形地貌条件下的迁飞和定居机制,以及寄主树种选择性模型等。模型输出结果可直接为流行风险预测、防区划定等决策提供支撑依据。同时,应开展定量遗传学模型等研究,预测病虫种群的药敏性变化,为科学用药提供理论参考。第三,深入开展分子生物学研究。组建专项科研团队,依托实验室条件,通过分子标记、基因编辑、电生理记录等手段,深入解析病原体的致病效应启动机制、药物作用点及树木抗性相关信号通路等关键科学问题[4],研究成果可为相关防治目标的药效筛选及抗性育种奠定理论基础。第四,打造标准化的数字研究平台。整合区域内分散的样地数据、种群样本及种质资源,建立统一对接的数据库,拓展数据维度,丰富数据类型,实现数据标准化标注。

3.2 实行混交林种植策略,提高抵抗力

提高白龙江流域森林的抵御病虫害侵染能力,建议在主要林业区域大力推进混交林种植。第一,因地制宜确定混交树种。根据白龙江流域不同海拔带的立地条件,科学筛选适宜的混交树种。在河谷地区,以马尾松为核心树种,并配合种植黄金丝桉、蓝桉等快速生长的树种,构建近自然状态下的混交林。在中上游2 000 m左右海拔带,以云杉为基础,混入青杄、红桦等阔叶树种。高山地区则以各类高山杜鹃为主,调节针阔混交比例。第二,因病施防确定空间格局。根据主要病虫的传播规律,对混交林采取疏密错列的空间配置模式,混交树种采取较高频率切片分布,并利用地形地貌条件划分病虫缓冲带,这可以有效阻断病虫的大面积蔓延。同时,不同抗性树种的混交还可发挥“稀释效应”,降低病虫害定殖风险。第三,分阶段稳步推进。在白龙江流域生态脆弱保护区稳定现有森林资源的同时,在局部试验区开展小面积的混交林更新试验,总结可复制、可推广的技术模式。核心林业区则可在采伐更新过程中,逐步改造单一林分结构,采取部分混交套种的方式,逐步形成混交育种体系。第四,完善配套政策保障。积极争取政府扶持资金,用以奖励混交林培育获得成效的基层林业技术人员,并纳入业绩考核内容,提高其工作主动性。同时,建立混交林长期监测机制,动态跟踪混交林的病虫抵御效果和经营效益提升情况,为政策制定提供依据。

3.3 建立病虫害监测预警网络

当地应全面提升白龙江流域林业病虫害监测预警能力,构建一个融合多源数据的智慧化监测预警网络。该网络可以通过高密度的监测站点布设,扩展各类先进的监测手段,建立标准化的数据库,并利用云计算和大数据技术实现数据整合,从而实时、精确地预警病虫害风险。首先,针对白龙江流域独特的立体气候特点,着重在海拔2 000 m高山区域监测马尾松锈病,在河谷阔叶林带集中监控松材线虫扩散情况。运用系统集成方法规划站点布局,并借助无人机等新型技术消除监测盲区,以扩大监测网络覆盖范围。其次,建立面向多源异构数据融合的标准化数据库,数据库可实现遥感影像、无人机视频、示踪诱捕记录、样地调查等多源监测数据的存储转换与整合应用,并可与气象要素、土壤营养、寄主含糖量等环境数据实现深度融合,为数据挖掘建模提供有力支撑。最后,利用云计算与大数据技术,集成构建病虫害与气象、土壤等多环境要素的关系模型,对病虫流行风险实现精确化预测。

3.4 推进防治理论与技术研究

要想有效解决白龙江流域林业病虫害防治理论与技术研究滞后的问题,必须从根本上系统加强科研力量建设,并针对关键科学问题和区域病虫害特征开展深入研究。第一,积极引进和培养高水平的病虫害防治科研团队。建议组建“白龙江流域林业病虫协同创新中心”,通过全球顶尖猎头服务,招募相关领域的权威专家学者,并从区域内相关高校选拔博士后混合编制,实现高质量人才与区域病虫害研究需求的有效对接,致力于白龙江地区主要病虫害机制研究、监测预警平台研发、防治技术开发等方向,形成较强的研发实力。第二,深入开展病虫生物学机制和种间关系研究。充分利用白龙江中上游立体气候复杂的优势,在不同海拔和气候带布设样地,开展主要病虫的种群遗传变异监测,解析线虫、锈病菌等病原对环境因子响应的生理适应性,研发种群预测预警模型。并针对病虫与寄主关系,检测病原蛋白与树木触发免疫信号通路之间的作用机制,为开发新型防治技术和筛选抗性品种奠定理论基础。第三,围绕山地和流域类型林业病区的联防联控机制开展系统理论研究。充分考量白龙江流域地形地貌阻隔、上下游种群传播等影响因素,开展数学模型模拟研究,明确山地和流域病区最优的防治技术路线,使防治策略选择更加精确化。

4 结束语

综上所述,白龙江流域林业病虫种类复杂多样,当前防治工作面临主要病虫生物学特性研究不足、林分结构单一导致抵抗力差等突出问题,亟待加以解决。优化对策关键在于构建高水平的病虫害研究创新团队,深入解析主要病虫的区域流行规律,在此基础上推动监测预警网络体系建设,并大力实施混交林培育等综合治理技术,最终建立精准、高效的白龙江流域林业病虫害防治工作体系。

参考文献:

[1]张智.自然保护区内林业苗木种植成活率控制技术探讨:以甘肃白龙江博峪河自然保护区为例[J].园艺与种苗,2023,43(9):61-63.

[2]齐昊,杨永红,王飞,等.白龙江植物物种信息库设计与实现[J].甘肃林业科技,2022,47(4):31-34.

[3]王飞,曹秀文,刘锦乾,等.白龙江林区2种次生林群落组成与结构特征[J].西北林学院学报,2021,36(3):44-51,58.

[4]齐姗姗.流域生态脆弱性与生态系统服务相关关系研究[D].兰州:兰州大学,2017.

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