松墨天牛灾害发生风险监测预警研究

彭龙慧，曾 城，周 峰

(1．江西农业大学 职业师范技术学院，江西 南昌 330045;2．吉安市森林病虫防治检疫站，江西 吉安 343100)

松墨天牛(Monochamus alternatus Hope)是我国松林重要的蛀干害虫，由于其传播松材线虫［Bursaphelenchus xylophilus(Steiner＆Buhrer)］［1-5］，2003年被国家林业局列入“林业危险性有害生物名单”［6］，在江西被确定为属于接近高度危险性的森林有害生物［7］。近年来松材线虫及其传播媒介松墨天牛在江西的发生面积逐渐扩大，并在部分地区成灾，甚至造成整株松树死亡，严重威胁江西林业生产和生态环境。之所以形成这样的局面，不仅与松墨天牛本身的生物学特性、生态适应性等因素有关，还与松墨天牛总体防治水平有关。从监测预警的角度看，对松墨天牛灾变风险发生的预测能力不强，测报时有失准，是造成松墨天牛防治效果不佳的一个重要原因。因此，加强松墨天牛灾害发生风险研究，构建松墨天牛监测预警系统对于防控松墨天牛具有重要意义。本文以江西松墨天牛为研究对象，对松墨天牛监测预警指标体系的构建以及风险警级进行了探讨，供松墨天牛监测预警参考。

1 构建松墨天牛监测预警指标体系的方法

根据我国农业、林业等领域灾变风险发生过程的划分方法和监测预警指标体系构建方法［8-11］，松墨天牛灾害发生的风险过程可分为孕育、发展与表现3个阶段，相对应在设置松墨天牛灾害发生风险监测预警指标时，可设置警源、警兆、警情这3个监测预警指标类目，每个监测预警指标类目包括由影响松墨天牛灾害发生的若干生物因素、非生物因素和人为因素构成的风险因子，从而形成能全面反映松墨天牛灾害发生风险的监测预警指标体系。

2 松墨天牛监测预警指标体系的构建

2．1 松墨天牛监测预警指标体系的框架和内容

松墨天牛灾变预警指标设置参考柏立新，鞠瑞亭等［12-13］提出的农林害虫灾害发生风险预警指标设置方法，设置松墨天牛灾害发生风险预警警源(A)、警兆(B)、警情(C)3个预警指标类目(指标层)，每预警指标类目设10个预警指标项(影响因子)，将产生警源、警兆、警情的因素解析为松墨天牛与天敌、松林、气候条件、防治水平和其他人为因素等指标项。

2．1．1 警源指标 是用来描述松林中业已存在或潜伏的松墨天牛灾害风险源的预警指标。警源发生在松墨天牛种群发生的初始阶段，离灾害发生时间较长。警源用A表示，设有10个因子，则分别用A1、A2、…、Ai、…、A10表示。

2．1．2 警兆指标 是用来描述松墨天牛灾害孕育与滋生过程中先行显露出征兆的预警指标。警兆发生时间介于警源与警情发生时间之间，离松墨天牛灾害发生时间较警源短，但较警情长。警兆用B表示，设有 10 个因子，则分别用 B1、B2、…、Bi、…、B10表示。

2．1．3 警情指标 警情是松林中与松墨天牛灾害发生相关的因素足以引起达到或超过松墨天牛灾害发生阈值的情况。警情用C表示，设有10个因子，则分别用C1、C2、…、Ci、…、C10表示。松墨天牛监测预警指标体系的设置框架和内容见表1。

表1 松墨天牛监测预警指标体系框架Tab．1 Frame of the early-warning index system to calam ity of M．alternatus

2．2 松墨天牛监测预警指标的赋值方法

松墨天牛灾害发生风险形成过程受众多因素的影响，当把这些影响因素确定为统计指标时，有些可作为变量通过实际观察进行直接测定，有些则无法直接测定，需借助专业知识与一定的转换方法进行数量化转换，划分等级。即使可直接测定的指标要反映出其对松墨天牛灾害发生风险形成的影响程度，同样也需进行等级划分。

松墨天牛灾害发生风险预警指标的赋值根据不同因素对松墨天牛种群发生及危害的影响程度划分为5个等级，分别以1，2，3，4，5表示。数值越高，表示对松墨天牛灾害形成的风险越大。其具体分级的标度依不同影响因素而制定(表2)。

表2 松墨天牛灾害预警指标分级标准Tab．2 Grading standard of the early-warning index system to calam ity of M．alternatus

2．3 松墨天牛监测预警指标体系指标值权重设置

在问卷调查的基础上，结合江西当地的具体情况，依据江西森林保护专家对影响松墨天牛灾害发生的风险因子及重要性等级程度判断，采用多因素统计分析的方法，同时参考其他农林害虫灾害发生风险监测预警体系的权重设置方法，确定松墨天牛监测预警指标的权重系数，数值范围为0～1。松墨天牛监测预警指标的权重值见表3。

表3 松墨天牛监测预警指标体系各指标权重系数赋值Tab．3 W eight coefficient of different index of early-warning index system to calam ity of M．alternatus

2．4 监测预警指标体系各指标值计算方法

松墨天牛监测预警指标体系是松墨天牛灾害发生监测预警的工具，选择单一或少数几个预警指标预警不能反映松墨天牛灾害发生的复杂原因，容易造成监测预警的失误。因而，应用多指标构成的松墨天牛监测预警指标体系可有目的地进行资料的收集、整理、分析，并依据评判标准做出较为准确的监测预警判断。松墨天牛灾害发生风险预警警级的形成是由包括警源、警兆、警情在内的整个监测预警指标体系综合作用的结果。

2．4．1 警源、警兆、警情指标值计算方法 用 YA、YB、YC分别代表警源、警兆、警情指标值，则 YA、YB、YC可分别用各自指标层中各预警指标项的指标值与相应的指标权重乘积之和表示，计算公式如下:

其中，Ai代表警源指标项的指标值，αi代表权重系数。

其中，Bj代表警兆指标项的指标值，βj代表权重系数。

其中，Ck代表警情指标项的指标值，γk代表权重系数。

2．4．2 预警警级值计算 松墨天牛灾害发生风险预警警级用Y表示。计算公式如下:

将公式(1)、(3)、(5)分别代入公式(7)，则预警警级Y为:

2．4．3 预警警级的评估 将松墨天牛对松林的危害风险分为潜在、轻度、中度、严重、极严重5个层次，对应于松墨天牛灾害发生风险预警，可用0至四级5个警级表示，分别代表安全、轻警、中警、重警、巨警5级警度。0级为安全，一级为轻警，即松墨天牛灾变警级轻。此时，松林松墨天牛零星发生，一般不需要防治;二级为中警，即松墨天牛灾变警级中等，松墨天牛危害征兆初步显露，需要防治，否则将会造成一定的林业损失;三级为重警，即松墨天牛灾变警级重，四级为巨警，即松墨天牛灾变警级特重。对三级警级，需要加强松墨天牛的防治，对四级警级，需引起高度重视，下大力气防治，否则将会造成重大的林业损失。

参照林业、农业和城市绿化自然灾害预警警级的评估方法，提出松墨天牛预警警级的判断标准，见表4。

表4 松墨天牛预警警级的评估Tab．4 Evaluation of risky degree of early-warning index system to calam ity of M．alternatus

3 松墨天牛监测预警指标体系的应用

昌北地区位于南昌市以北，有零星分布和成片分布的马尾松林。该区境内水、陆、空立体交通网络全面覆盖。各旬平均温度在16～26℃。尤其近年来冬天不太寒冷，气候偏暖［14］，适宜松墨天牛生长发育和繁殖。2013年该区域发现松墨天牛危害，造成部分马尾松受害，2014年松墨天牛的危害严重。笔者以南昌市昌北地区2014年松墨天牛发生情况为例，运用松墨天牛监测预警指标体系进行松墨天牛发生风险预警警级的评估。

对南昌市昌北地区在先行实地调查的基础上，依据国家林业局制定的“松褐天牛防治技术规范”的要求设立标准地［15］进行详查，收集数据，对松墨天牛监测预警指标进行赋值，并利用警源、警兆、警情指标值计算公式进行松墨天牛综合预警指标值计算，得出:YA=32．1、YB=34．5、YC=31．0 和 Y=97．6，以及YA．max=44．0、YB．max=42．0、YC．max=41．5 和 Ymax=127．5。继而根据松墨天牛预警警级的评估判断标准(表4)进行预警警级评估，得出:(3/5)Ymax=76．5，(4/5)Ymax=102，Y值(97．6)符合松墨天牛预警警级为重警的判断标准:(3/5)Ymax≤Y＜(4/5)Ymax，即76．5≤Y＜102。因而判定2014年松墨天牛在南昌昌北地区预警警级为3级，即为重警。该预警的情况与实际发生的情况相吻合。

4 小结和讨论

(1)江西是林业大省，松林面积达400 hm2。松墨天牛在江西分布广泛，是江西松林主要的蛀干害虫。同时，由于松墨天牛传播松材线虫病使得江西广大松林受到潜在的严重威胁。开展松墨天牛发生风险的监测预警研究显得十分必要。国内外对松墨天牛已做了多方面的研究，但涉及监测预警方面的研究较为少见。本文通过对松墨天牛监测预警的研究，构建了松墨天牛监测预警指标体系、松墨天牛发生风险的监测预警模型，提出了预警警级值计算方法以及风险警级的判断评估标准，为松墨天牛监测预警提供了新的方法支撑，开辟了新的途径。这种监测预警模型及预警警级值计算方法可为江西各地乃至全国松材线虫病发生区开展松墨天牛监测预警提供参考。

(2)本文运用松墨天牛灾变监测预警模型对南昌市昌北地区2014年松墨天牛发生情况进行风险警级评估，确定松墨天牛在南昌市昌北地区预警警级为三级，预警警级为重警，预警判断与实际发生情况吻合。有关部门应高度重视，加大检疫和防治力度，在资金、人员和防治药剂、器械上给予充分的保障，以遏制松墨天牛可能在南昌市区及周边地区的蔓延。

(3)本文尝试建立的松墨天牛监测预警指标体系主要依据江西的具体情况，所选指标框架和内容与权重系数的确定尚有不少可以改进的地方。在实际工作中，全面、准确地掌握和收集松墨天牛的信息有一定难度，一些定性指标的等级判断难免会带有一定的主观性。因而，本文所建立的松墨天牛监测预警指标体系还有待在实际应用中加以改进与完善。

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