2000—2010年全国森林生物灾害发生、损失与趋势分析

曾菊平，曾 城，欧阳芳，刘兴平，戈 峰

（1.江西农业大学 林学院，江西 南昌 330045；2.中国科学院 动物研究所，北京 100101）

森林生物灾害是我国主要的自然灾害之一，对森林资源保护、林业发展、国土生态安全与生态文明建设威胁较大[1]，被称为“不冒烟的森林火灾”[2-3]。我国是森林生物灾害发生最严重的国家之一，尽管近 10多年来我国林业有害生物防治工作进展迅速，但由于基础设施薄弱、防治手段落后、科技含量低等原因，森林生物灾害管理依然任重而道远[4]。尤其，伴随人工纯林的增加、全球气候的变暖、经济贸易的活跃、物流活动频繁等因素的作用与干扰[5-6]，生物灾害对森林资源安全的威胁正日益加重，治理形势日趋严峻。

在我国，森林生物灾害主要包括病害、虫害、鼠害等，能造成森林危害的生物有200余种，造成严重危害的有20余种[7]，如杨树天牛[8]、松毛虫[9]、小蠹虫、森林鼠害、松材线虫病、松象虫、杨树食叶害虫、针叶树病害、竹类病虫害、松叶蜂、栗山天牛、杨树病害等类别，造成损失巨大。苏宏钧[10]统计 1998至2001年间林业生物灾害造成的直接经济和生态服务价值损失达880亿元。尤其，进入21世纪后，我国的经济建设、资源开发迅猛提速，各种人类活动对生态环境的干扰强度空前提高，外加自然灾害、全球气候变化及国家对生态环境建设（如林业重点工程建设）投入的变化，致使生物灾害格局日趋复杂。因而，有必要对近十多年来生物灾害的特点、趋势进行判定、分析，为当前及今后我国生物灾害的管理提供重要参考。但是，有关这方面的研究仍较少[11]，亟待补充。为此，本研究以森林为对象，在基于2000至2010年森林生物灾害数据上，计算获得灾害损失数据，并根据各年份数据走向，分析近10多年来我国森林生物灾害的发生特点与变化趋势。

1 方法与资料

1.1 数据采集

从2000年、2005年和2010年土地覆盖分类数据中，提取森林植被数据，将森林植被覆盖区域作为森林生物灾害发生或潜在的发生范围、区域。全国森林病虫鼠害发生面积、发生程度、蓄积损失等数据主要来自《中国林业统计年鉴》及全国各次森林资源清查结果等，物价指数等社会公共数据来源于国家统计局。直接经济损失与生态服务价值损失主要在参考宋玉双等[11]方法并适当调整后计算获得，直接经济损失评估采用传统的实物量价值核算方法，核算内容包括：立木资源损失，苗木、种子、松脂、果实等非木质林产品损失，林地无效利用损失，防治费用。生态服务价值损失利用生物量的减少值进行估算获得[11]。

1.2 数据分析

用多元线性回归法等对病虫鼠害发生面积、发生程度、损失及年份（2000至2010年）数据进行分析，确定最佳回归模型，预测发展趋势，获得各自变量因子对因变量变化的作用大小（贡献率）。数据分析均用SPSS 13.0实现。

2 结果与分析

2.1 2000—2010年全国森林生物灾害发生范围及其变化

从2000年、2005年和2010年土地覆盖分类数据中，提取森林植被数据，结合2000至2010年中国林业统计年鉴中关于病虫鼠害发生的省市数据，确定森林生物灾害发生范围或面积。图1显示，2010年森林有害生物全国各地区发生面积比例分别为：西南23.71%、东北 15.65%、华东15.08%、华北13.71%、西北11.06%、华中11.05%和华南 9.74%；全国各省市发生面积比例分别为黑龙江 8.63%、四川 8.04%、云南7.61%、内蒙古7.29%、广西5.34%、湖南4.57%、西藏4.13%、吉林3.97%、广东3.65%、河北3.53%、陕西3.51%、江西3.43%、河南3.30%、湖北3.18%、新疆3.12%、辽宁3.05%和甘肃3.03%。

随着全国森林面积的增加，森林有害生物发生面积也潜在地随之增加，2010年较2000年的森林有害生物发生范围增加0.61%，其中，2005年较2000年增加0.36%，2010年较2005年增加0.26%。

图1 全国森林生物灾害发生范围（2010年）

表1 2000—2010年全国森林病虫鼠害发生面积年际变动线性分析

3 2000—2010年全国森林生物灾害发生分析

3.1 发生面积与变化趋势

2000至2010年，全国森林病虫鼠害发生面积呈显著增加趋势（表1，图2），从2000年的8.52×106公顷次增加到2010年的1.16×107公顷次，增长36.7%，对该趋势影响最大的是虫害，贡献率为54.2%，其次为鼠害，贡献率为33.3%，而病害贡献率最小，为12.5% （Y=1.004X1+0.963X2+1.054X3+212 453.567 75R2= 1.0，F=25 169.389,P<0.001；Y为病虫害发生面积，X1为病害发生面积，X2为虫害发生面积，X3为鼠害发生面积）。

同样地，2000至2010年，全国森林病害、虫害及鼠害的发生面积也均呈显著增加趋势（表1，图2），例如，病害发生面积2010年较2000年增长38.11%；虫害发生面积2010年较2000年增长27.35%；鼠害发生面积2010年较2000年增长105.18%。

3.2 发生程度与变化趋势

2000至2010年，全国森林病虫鼠害轻度发生面积呈显著增加趋势（表1，图2），而重度发生面积则呈显著下降趋势，这说明期间新增的病虫鼠害发生面积多为轻度发生区域，例如，轻度发生面积的贡献率为75%，中度发生面积为14%，而重度发生面积为11%（Y=X1+X2+X3+5.177，R2=1.0，F=132 609 480 542.9,P<0.001；Y为病虫害发生面积，X1为轻度发生面积，X2为中度发生面积，X3为重度发生面积）。

图2 2000—2010年全国森林病虫鼠害发生面积与变化趋势

2000至2010年全国病害、虫害、鼠害的轻度发生面积也均呈显著增加趋势（表1，图2），其余的发生程度，除虫害的重度发生面积呈显著下降趋势与鼠害的中度发生面积也呈显著增加趋势外，均没有显著趋势。故此，病害、虫害新增的发生面积也多以轻度发生为主。例如，病害的轻度发生面积贡献率为67.4%，中度发生面积贡献率为20.6%，重度发生面积的贡献率为12%（Y=X1+X2+X3+8.757，R2=1.0，F=12 521 653 042.58，P<0.001；Y为病害发生面积，X1为轻度发生面积，X2为中度发生面积，X3为重度发生面积）；虫害的轻度发生面积贡献率为72.8%，中度发生面积贡献率为12.0%，重度发生面积的贡献率为15.2%（Y=1.01X1+0.987X2-92 124.566，R2=1.0，F=14 732.825,P<0.001；Y为虫害发生面积，X1为轻度发生面积，X2为中度发生面积，X3为重度发生面积）。然而，鼠害新增的发生面积为轻度或中度发生，其贡献率分别为54.1%与45.9% （Y=0.833X1+1.558X2+27 408.785，R2=0.999，F=1 431.189，P<0.001；Y为鼠害发生面积，X1为轻度发生面积，X2为中度发生面积）。

3.3 灾害损失与变化趋势

用森林蓄积、直接经济与生态服务价值来衡量全国森林生物灾害所导致的损失。从2000至2010年，全国森林病虫鼠害所导致森林蓄积损失总体上呈显著增加趋势（表2，图3），例如，2000年的蓄积损失量为2 355.9万m3，2007年蓄积损失量达到最高点，为2 809.3万m3，此后稍有所下降，2010年为2 478.5万m3，较2000年增长5.2%。同样地，生态服务价值损失也呈显著增加趋势，如2010年较2000年增长28.5%，并且，影响该趋势的主要是森林鼠害（Y=0.89X+379.037，R2=0.795，F=34.897，P<0.001；Y为生态服务价值损失量，X为鼠害损失量）。然而，全国森林病虫鼠害导致的直径经济损失在2000至2010年期间的趋势并不显著（表2，图3）。

表2 2000—2010年全国森林病虫鼠灾害损失（森林蓄积、直接经济、生态服务价值）年际变动线性分析

图3 2000—2010年全国森林病虫鼠灾害损失（森林蓄积、直接经济、生态服务价值）与变化趋势

2000至2010年，病害导致的直接经济与病害、虫害导致的生态服务价值损失均未呈现出显著趋势，但虫害导致的直接经济损失、鼠害所导致的直接经济与生态服务价值损失均呈显著增加的趋势（表2，图3）。例如，2010年虫害造成的直接经济损失较2000年增长46.1%，2010年鼠害造成的直径经济与生态服务价值损失较2000年分别增长91.7%和44.2%。

4 小结与讨论

我国是森林生物灾害发生最严重的国家之一[4]，而导致森林资源受损的主要生物灾害为森林病害、虫害与鼠害等[7]。本文基于2000—2010年数据，分析了解到我国森林生物灾害发生范围（区域）正在以每5年0.32%左右的速度扩增，这可能与林地面积的增加有关，即在实施退耕还林、天保工程、造林工程等林业重点工程后[12]，林地面积正日趋增加，如2000—2010年累计造林6.035×107hm2，森林覆盖率从2000年的16.55%提高到2010年的20.36%。然而，所增加的森林覆盖有相当一部分为人工纯林，如松杉林、杨树林等纯林，这在一定程度上为森林生物灾害范围的扩增提供了可能。如森林生物灾害发生面积已从2000年的8.52×106公顷次增加到2010年的1.16×107公顷次，增长36.7%，上升趋势明显。其中，尤其是鼠害发生面积扩增最为严重，2010年较2000年增长105.18%。而森林鼠害主要发生在新植林和幼林，如以盼鼠、野兔等近年来在三北地区广大新植林地猖獗危害，对中幼林和未成林造林地的林木构成严重威胁[7]。

但是，近10年来，在发生程度上，森林生物灾害的重度发生情况并未表现出显著的上升趋势，其新增的发生面积多以轻度发生为主。例如，森林病虫鼠害、病害、虫害、鼠害发生面积在2000至2010年间均呈显著增长趋势，但对该趋势影响最大的均为轻度发生程度，其贡献率分别占到75%、67.4%、72.8%、54.1%。除了鼠害的中度发生程度抬头趋势明显外，森林生物灾害在发生面积、发生程度上主要表现出两个特点：①发生面积不断扩增；②发生区域（含扩增区域）生物灾害多为轻度发生。

然而，2000至2010年间，伴随森林生物灾害的发生面不断扩增，灾害损失也与日剧增，尽管重度发生面并未显著扩增。例如，森林蓄积损失呈逐年攀升趋势，2010年蓄积损失2 478.5万m3，较2000年增长5.2%。尤其，在森林鼠害的猖獗危害下，一些森林、退耕还林地、草场多成了不毛之地[7]，导致森林生态服务功能受损严重，如2010年生态服务价值损失达895.37亿元，较2000年增长28.5%，近10年来的损失呈显著上升趋势。另外，2010年虫害、鼠害造成的直接经济损失分别较2000年增长46.1%与91.7%，上升趋势同样显著。总的说来，本文研究结果说明：近10多年来，我国森林生物灾害发生范围正以每5年0.32%左右的速度扩增，发生面积显著扩大，尽管新增地区多以轻度发生为主，但其所新增的蓄积损失、直接经济损失、生态服务价值损失不容忽视。并且，随着森林生物灾害轻度发生面积的增加，重度发生及其迫害力将潜在地随之增加，从而导致更多的森林资源遭受损失。

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