林火对森林虫害发生的影响与防控对策

崔亚琴，徐茂胜，刘随存，孙永明，姚丽敏

(1.山西省林业科学研究院，山西 太原 030012； 2.山西省太岳山国有林管理局，山西 介休 032000)

1 引言

火灾是影响森林的重要生态因子，对森林生态系统产生直接作用[1,2]，从而直接或间接影响森林生态系统中的生物和非生物环境。森林昆虫是森林生物群落中的重要组成部分，昆虫的取食、繁殖、扩散等与森林植物和环境有着密切关系，在维持森林生态系统结构和功能方面发挥着极其重要的作用。在森林火灾发生后，森林生态系统的生物和非生物环境发生了剧烈变化，定会对森林虫害的发生与发展起到直接或间接的影响。笔者通过查阅国内外文献资料，对林火与森林虫害发生之间的关系进行了综述。

2 国内外研究进展

国内外学者对林火与森林虫害发生之间的关系开展了大量的研究工作，国外主要集中在对鞘翅目甲虫类影响的研究上[3]。Wikars[4]认为在火的干扰下，昆虫数量会发生明显的变化，特别是喜迹地和喜高温的昆虫明显增多。Goodman和Kenneth[5]研究发现，目前喜迹地昆虫主要有4目25科，包括半翅目、鳞翅目、双翅目和鞘翅目；在鞘翅目中，主要是天牛科(Cerambycudae)和吉丁科(Buprestidae)昆虫；有关吉丁虫的研究较多[6-9]，其可在火灾发生之后，极短时间内大量聚集，并且在燃烧过的树木上产卵，进行下一代的繁殖。大部分喜迹地昆虫仅出现在火烧迹地，极少出现在未过火的林分中。一般，在火灾发生后的1 a～2 a内，喜迹地昆虫会在森林中大量繁殖。Evans[7]研究发现，墨吉丁属(Melanophila)的雄性个体会在火点或炙热灰烬周围的树干上，等待与雌性交配，当交尾完成后，雌性将卵产在被烧过的树皮里，以利于其在过火树干中生存。Mirov[10]发现，火烧迹地被采伐后，弃木中往往会存在一些甲虫类，当数量增多到一定程度并发生聚集后，其后代还会攻击附近外表健康的树木。可见，火烧迹地为一些喜迹地和喜高温昆虫种群的扩增提供了良好的生存场所和食物来源。

国内在有关林火与森林虫害发生方面的研究相对较少，也相对滞后，20世纪80年代末才开始了初步研究。1988年，李坚等[11]人对塔河林区火烧迹地虫害进行抽样调查，确定云杉小黑天牛(MonochamussutorL.)为主要蛀干害虫，并进行防治试验研究。1989年，邵景文[12]等人对大兴安岭塔河林业局火烧迹地蛀干害虫的种类、发生规律和危害程度进行了详细调查，发现在不同树种、不同火烧强度下，被蛀干害虫侵入的数量和速度均有所不同，落叶松(LarixgmeliniiRupr.)重于樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolicaLitv.)，而桦树几乎没有；特别是中度和重度烧伤的树木，蛀干害虫侵入快，被害株率和虫口密度均高。

专家学者还对火烧迹地上发生的蛀干害虫的分布、扩散，以及火烧强度与虫害发生情况的相关关系进行了详细研究。张庆贺等[13]对落叶松八齿小蠹(IpssubelongatusMatsch.)在落叶松火烧木上的垂直分布进行了研究，发现胸高1 m～2 m范围内虫口密度最大，建立了胸高处虫口密度与平均虫口密度的回归关系式。初冬等[14]人对云杉小黑天牛在火烧迹地扩散蔓延的规律开展研究，发现云杉小黑天牛具有很强的耐饥能力，最大飞行距离超过900 m，扩散能力强，火灾发生后2 a，发现该虫基本不危害重度火烧林，主要向轻度、中度火烧林扩散蔓延。刘篆芳等[15]以生态因子为主线进行调查研究，发现大兴安岭火烧迹地的蛀干害虫感虫株率与火烧强度、透光度及林分中衰弱木、枯立木的数量呈正相关。盛茂领等[16]人对大兴安岭火烧迹地蛀干害虫的天敌种类进行了详细调查，发现火灾发生后的2 a内，火烧迹地暴发次期性蛀干害虫，林木平均有虫株率可达60.4%，重度火烧林地有虫株率95.7%，严重影响林木生长和木材贮存。初冬等[17]人对火烧迹地落叶松八齿小蠹种群扩散、蔓延进行了研究，结果表明，落叶松八齿小蠹每年扩散危害距离为10 m左右，逐步从重度火烧林地转向中度和轻度火烧林地，属于聚集型扩散。王瑞君等[18]人研究发现，火烧强度与虫害发生数量有显著的线性相关性，该结论可为火灾之后虫害发生量的预测提供依据。2006年，胡海清和郭福涛[2]对黑龙江省大兴安岭、黑河、伊春、牡丹江等林区近5年的火灾过火林地进行森林虫害调查分析，结果表明，森林火灾后林内蛀干害虫大量发生，树干熏黑高度是影响虫害发生数量的一个重要因子，火烧强度与虫害发生数量呈正相关，天牛及小蠹类虫害发生数量与树干熏黑高度线性关系明显。

此外，采用规定火烧可能减少或控制鞘翅目害虫种群数量的大发生。王瑞君[19]文中提到某些蛀干害虫喜欢在采伐剩余物中过冬，如，波缝重齿小蠹(IpspiniSay)，利用昆虫的生物生态学特性，对采伐迹地进行火烧处理，可以显著降低其种群数量和虫口密度。美国西部采用规定火烧的方法，使花旗松舞毒蛾(Lymantriaspp.)大发生的可能性下降53%，俄勒冈州中部和东部下降85%，华盛顿西北部下降82%.在我国，刘志忠等[20]人在小兴安岭南麓的汤原县开展计划火烧森林病虫鼠害防治试验，研究发现，计划火烧对控制叶部病害和在枯枝落叶层越冬的害虫效果良好，同时火烧破坏了鼠类的栖息环境，可起到驱鼠作用。

3 防控策略

林火对森林虫害发生带来直接或间接的影响，不同强度的火烧迹地、树种、林分类型和虫害种类、发生情况，具有不同的防控措施和方法，但从本质上来讲，防控策略主要可以分为3类。

3.1 基于森林生态系统自身的防控策略

经林火干扰下的森林生态系统，其结构和功能都发生了极大的变化，处于非常脆弱阶段。在火烧迹地的生态修复中，一定要采取科学、合理的技术措施，才能保障森林生态系统的可持续发展。

3.1.1 营林技术

3.1.1.1 调整林分结构

在增强森林植物种类多样性的同时，也会增加森林昆虫和天敌(昆虫或动物)的种类，以便今后形成较为复杂的食物链，增强群落结构的稳定性。同样，在复杂的森林生态系统环境中，森林昆虫对于寄主的选择也会发生变化，有可能会阻碍某些植食性昆虫取食，降低虫害的发生。混交林结构稳定，有较高的自身调节能力，一般不易发生森林病虫害。反之，人工纯林易发生红脂大小蠹(DendroctonusvalensLeCtone)、纵坑切梢小蠹(TomicuspiniperdaL.)和落叶松鞘蛾(ColeophorasinensisYang)等虫害。

3.1.1.2 抚育

火烧迹地及发生虫害的区域要及时进行清理，对油松(PinustabulaeformisCarr.)林进行卫生伐，清除采伐剩余物，主要是伐除火烧木、枯立木、折倒木及过高和已受虫害的伐根，不留任何寄主或潜在寄主。这样既可减少可燃物载量，降低发生大火的可能性，又减少了虫源基地。采伐的被害木要及时进行处理，从而控制虫害的再发生和蔓延。通过及时抚育和低效林改造，有计划、有重点地改变大范围纯林的现状，逐步调整林分结构，构建有利于自我保健的生态环境，发挥森林对虫害的自我调控能力。

3.1.2 选栽抗性树种

坚持适地适树原则，选育抗性品种，特别是抗病虫品种，以增强森林植物抵御病虫害的能力。

3.2 基于调控对象的防控策略

3.2.1 严格检验检疫

在苗木调运过程中，一定要严格把关，加强检疫，严格控制从疫区调入的苗木、木制品等，以确保造林苗木无病虫害隐患。

3.2.2 森林虫害监测

根据火烧迹地害虫区系及发生特点选择监测对象，结合遥感、无人机等先进技术手段，建立长期的监测与预测预报数据系统。林火发生后的1 a～5 a内，密切监测蛀干害虫和食叶害虫的种群动态变化，及时进行预测预报。确定火烧迹地易暴发的森林害虫种类、寄主和发生时间，以采取相应的控制措施。

3.2.3 防治技术

3.2.3.1 化学防治

通过使用高效低毒的环境协调型农药，如，敌百虫、菊酯类等对暴发性害虫进行应急处理。不同种类害虫采用不同的农药品种、剂型、喷施方式、喷施时段等，同时引入微生物杀虫剂等新的化学防治手段与传统方式协调作用。

3.2.3.2 生物防治

生物防治技术是利用昆虫性信息素、聚集信息素、产卵引诱激素和利它素等，对森林虫害进行防治，无公害、无毒、无污染。如，红脂大小蠹、松墨天牛(MonochamusalternatusHope)和美国白蛾(Hyphantriacunea)引诱剂应用效果良好。

3.2.3.3 利用天敌

保护和利用天敌资源(捕食性天敌、寄生性天敌和各种病原真菌等)及捕食性鸟类等，对维护森林生态系统的稳定性具有重要意义。利用天敌进行防治，对环境没有破坏和污染，符合森林生态系统自身发展的客观规律(动植物和微生物之间的协调进化发展规律)，同时可以控制害虫种群数量。

3.3 基于生态因子的防控策略

3.3.1 土壤因子

森林生态系统的土壤因子对植被的生长发育有着重要作用。土壤可以为森林植被提供生长发育所需的水分、养分、空气和热量等。在一定条件下，通过森林自身调节或人为干预，可以直接或间接影响土壤因子。在森林生态系统中，通过不同的措施对林分条件和环境进行改善，不仅可以降低有害生物入侵的机会，而且可以提升林分自身的抵御能力，进而增强其稳定性。

3.3.2 光照因子

蛀干害虫的发生与林分透光度密切相关，其感虫株率随林分透光度的加大而增加[15]。对于不同火烧程度的林分，由于采取皆伐、择伐等措施，会使火烧迹地林分的光照条件发生很大变化，为喜迹地的次期性害虫创造丰富的食物资源和优越的环境条件。因而，对于采伐迹地的林缘处、林内天窗、火烧疏林地以及被保留的散生木，要特别注意蛀干害虫的发生。

3.3.3 人为活动

人为活动对火烧迹地森林虫害的发生及种群数量的扩增、扩散也具有一定影响作用。在火烧迹地林木采伐过程中，要及时把采伐木运出，以免长期堆放形成人为设置的饵木堆和虫害的繁殖场所，使次期性害虫大量繁殖，对该林分和邻近林分的健康构成威胁，同时也会降低木材质量。

4 对策建议

国内外研究表明，森林火灾后的1 a～2 a内，喜迹地昆虫会在森林中大量繁殖。在山西省沁源县，主要分布着大面积的油松人工林和天然林，经常受小蠹类和天牛类等昆虫危害，而喜高温、喜迹地的鞘翅目昆虫主要有天牛科和吉丁科，特别是墨天牛属(Monochamus)、眼花天牛属(Acmaeops)、梗天牛属(Arhopalus)和木吉丁属(Melanophila)[9]。针对2019年3月29日沁源县森林火灾火烧迹地提出如下防控对策。

4.1 小蠹类

梁丽珺[22]报道了山西省范围内容危害油松的小蠹科昆虫主要有6种，包括红脂大小蠹、纵坑切梢小蠹、横坑切梢小蠹(TomicuspiniperdaL.)、松十二齿小蠹(IpssexdentatusBorner)、六齿小蠹(IpsacuminatusGyllenhal)和建庄油松梢小蠹(CryphalustabulaeformischienzhuangensisTsai et Li)。红脂大小蠹属于全国林业检疫性有害生物，主要对长势较弱的成材松树及新鲜伐桩、伐木进行危害，危险性高。纵坑切梢小蠹、横坑切梢小蠹和十二齿小蠹属于中度危险性林业有害生物，其适应性强，既危害风倒木等衰弱木，也危害健康活立木。六齿小蠹危害伐倒木，也可随切梢小蠹入侵活立木。建庄油松梢小蠹对油松林危害较轻。以红脂大小蠹为例，探讨火烧迹地暴发红脂大小蠹的对策建议。

该虫在山西中北部地区1年1代，南部地区1年2代，主要以成虫或老熟幼虫越冬，也有少量以蛹越冬。幼虫取食寄主的韧皮部和木质部，危害具有隐蔽性，主要为害油松，个别为害华山松和白皮松[23]。成虫具有极强的飞行能力，飞行距离可达16 km以上[24]，可自然扩散蔓延；主要危害树干基部和根部的皮层，成虫侵入后树皮上流出大量松脂，形成漏斗状凝脂块，凝脂由红棕色渐变为浅棕色直到灰白色。挥发性萜类化合物引诱小蠹入侵，最后导致红脂大小蠹集中群居危害。

苗振旺[25]对红脂大小蠹成虫侵入孔的空间分布型进行了详细研究，发现红脂大小蠹成虫侵入孔的空间分布型呈聚集分布，扩散蔓延规律为聚集型扩散；该虫主要为害30年生以上或胸径在10 cm以上的油松，及新鲜伐桩、衰弱木和受伤树。张海军等[26]人研究表明红脂大小蠹一般只为害15年生以上的油松。因而，在对火烧迹地火烧木、枯立木、濒死木和衰弱木的处理过程中，要结合昆虫的生物生态学特性，对不同树龄或胸径的树木采取不同的处理方式。在山西，红脂大小蠹一般于4月中下旬出现成虫，5月为盛期，7月下旬基本结束。在成虫期可以利用昆虫信息素对其进行行为调控，在此基础上，利用种间(寄主、昆虫和天敌)相互联系和相互制约的关系进行生态系统结构调控，使逐渐恢复，形成稳定的森林生态系统。

4.2 天牛类

鞘翅目天牛科墨天牛属(Monochamus)昆虫具有喜迹地的特性，是松材线虫的重要传播媒介，并传播松材线虫病(Bursaphelenchusxylophilus)[27]。孔维娜[28]研究发现，松墨天牛(MonochamusalternatusHope)在山西的寄主植物主要为华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtii)、油松和云杉(Piceaasperate)；关帝山林区、太岳山林区、吕梁山林区、太行山林区为该虫的偶发区，中条山林区为适合分布存活区。目前的研究证实云杉花墨天牛(MonochamussalturariusGebler)也是松材线虫病的有效传播媒介，该虫主要危害红松(Pinuskoraiensis)、油松和日本落叶松(Larixkaempferi)[29]。其在成虫补充营养和产卵初期的飞行能力强，通常1次飞行可以达到1 km左右[27]。因而，在火烧迹地油松林内，墨天牛属昆虫是否会造成大面积危害，需要特别关注和重点防范。结合不同墨天牛属昆虫的生物生态学特性，可以对其采取检疫、物理防治(清理和焚烧病死木，防止其成虫羽化)、化学防治(引诱剂)和生物防治[天敌昆虫和鸟类，如，花绒寄甲(DastarcushelophoroidesFairmaire)，管氏肿腿蜂(Sclerodermaguani)和大斑啄木鸟(Dendrocopsmajor)等][30]。其次，松幽天牛(AsemumamurenseKraatz)危害山西省油松，但在林中比较少见，虫口密度较低，主要危害油松的树干和根部[31]。

4.3 吉丁类

鞘翅目吉丁虫科木吉丁属(Melanophila)也具有喜迹地的特性。松黑木吉丁(MelanophilaacuminateDeGeer)又名松黑吉丁、松迹地吉丁虫[32-34]，主要分布在北京、陕西、甘肃、河北和山西，主要寄主为油松。一般环境下几乎看不到该虫，其可感知和探测到远处的林火，易被烟和热吸引，在未熄灭的火烧林中交配，然后在燃烧过的树皮下产卵。松黑木吉丁虫常被发现于火烧林中，木吉丁属的幼虫以火烧木为食，这是因为其不能抵抗健康树木分泌出的某些物质而产生的防御反应[9]。目前，沁源火烧迹地发现大量吉丁幼虫，但尚未明确是吉丁种类，有待进一步观察与研究，需要重点关注和防范。可采取的防控措施[34]有：1) 消灭虫害木，并及时清理火烧迹地。2) 生物防治。利用天敌昆虫和捕食性鸟类，如，长尾刻柄茧蜂(AtanycolusinitiatorFabricius)、郭公虫(ThanassimuslewisiJacobson)、啄木鸟和蒲螨(Pyemotessp.)对该虫进行防治。3) 化学防治。利用内吸性药剂原液和煤油(1:10～1:20)涂在树干表面，成虫羽化前喷洒3%高渗苯氧威乳油 1 000倍液或24.5%爱福丁2 000倍液进行封干，连喷3次，每次间隔10 d～15 d.

此外，对于下阶段森林生态系统的植被恢复，针对不同火烧强度、不同立地类型林分，应采用不同的更新和造林方式，如，人工造林、人工促进更新造林和天然更新造林等。对火烧迹地的火烧木、枯立木、濒死木和衰弱木等及时进行清理，不给喜迹地昆虫创造生存条件和食物来源。在造林过程中，最好选择抗性强的树种，营造混交林，同时结合环境因子，以增强森林生态系统的稳定性，在有效控制有害生物的基础上，促进森林生态系统的协调与可持续发展，为下阶段火烧迹地森林生态系统的顺利恢复和持续控灾保驾护航。