浅析林业害虫防治的生态调控研究
2021-01-25付均惠
付均惠,张 倩
浅析林业害虫防治的生态调控研究
付均惠,张 倩*
(泰安市泰山林业科学研究院,山东 泰安 271000)
浅析了林业害虫防治生态调控的理论发展过程,分析了综合使用生物防治、造林技术、抗性品种选育和害虫与天敌动态监测等进行调控林木-害虫-天敌相互关系的措施;最后阐述了害虫防治的目的是将害虫种群控制在经济阀值水平之下,而不是全部消灭。目前对生态系统的认识水平和技术水平,还不能完全实施生态调控,但已在逐步转变,今后有必要加大这方面的基础及应用技术研究。
林业;害虫;生态调控
在巴西里约热内卢召开的世界环境与发展大会上明确了“可持续发展”是当今世界各国唯一可选择的发展模式。在这一思想的影响下,结合我国林业特点,衍生了“可持续林业发展”的概念,并在此基础上提出了害虫种群“生态控制”(ecological management)理论。其基本原则是,在进行害虫防治时将植物-害虫-天敌及其周围环境作为一个整体,充分考虑它们之间的相互作用、相互制约的关系,并结合生态学、经济学的基本原理,综合运用各种生态调控方式进行调节与控制,以期达到害虫生态控制目的,实现林业可持续发展[1-2]。
1 害虫生态调控理论
纵观害虫防治的历史,主要经历了“防治阶段”和“调控阶段”两个阶段,其中第一阶段是基于消灭哲学(eradication philosophy)为理论基础的“防治阶段”,主要体现在IC(integrated control)策略中;第二阶段是经济学原则下的“控制阶段”,其理论基础是容忍哲学(containment philosophy),其主导思想集中体现在IPM(integrated pest management)策略上,现在正向着生态学和经济学相结合的“调控阶段”发展,主要技术理论基础是IPM、RPM(rational pest management)及EPM(ecological pest management)的综合[2]。随着害虫防治理论和防治技术研究的不断深入,人们在害虫防治实践中认识到,以往的害虫防治工作过多地强调多种防治措施的综合应用,忽略了生态系统自身的调控能力;只注重防治措施的短期杀虫效果,而忽视了生态系统的长期效应。在这种形势下,杨忠岐[3]认为,林业害虫的防治战略应从“短期防治”转向“持续防治”转移,防治策略应从“综合管理”转向“生态管理”。
2 害虫生态调控措施
害虫生态调控是一项复杂的系统工程。它是以生态系统或区域性生态系统为中心,以林木-害虫-天敌互作关系为基础,综合使用生物防治、造林技术、抗性品种选育和害虫与天敌动态监测等措施在内的各种生态调控手段,使害虫种群数量控制在经济阀值水平之下的系统工程。
2.1 调控林木与害虫的关系
2.1.1 营造混交林提高林木自控能力 生态系统的物种多样性与对害虫的自我调控能力密切相关。要提高林木抵御虫害的能力,就要建立多树种(灌、草)合理配置的空间结构,至少是营造多树种的混交林。新疆杨在与合作杨、箭杆杨等对天牛高感的树种混合种植时,新疆杨对天牛有较强的抗性,而在只种植新疆杨林分中,新疆杨受到天牛的危害非常严重,因为纯种植新疆杨林分中没有其他“诱集”树种干扰天牛[4]。油松混交林对松毛虫虫害的自然控制能力远高于纯林,其防治指标能达到纯林的2.9倍[5]。因此,通过营造混交林,可以提高林分的生物多样性,提高林木抵御虫害的能力。
2.1.2 选育抗虫新品种 利用遗传学和基因工程培育抗虫新品种,目前已获成功的转基因树种有杨树、杉树、松树等。魏红等[6]选育出的转基因抗虫杨新品种健杨94(Xcv.‘Robusta’),除抗杨扇舟蛾((Fabr.))、杨白潜叶蛾()外,还对半翅目膜肩网蝽(Darke)有良好的抗性,其次国内还获得了抗杨尺蠖(Ershoff)和舞毒蛾(L)的转基因欧洲黑杨无性系[7-8],抗杨树天牛转基因植株也获得了技术突破[9]。
2.1.3 加强管理增强林木抗虫性 通过森林抚育、水肥管理等措施能够提高树势,促进林木健康。张忠和等[10]研究发现,林木生长势是影响华山松木蠹象(Langovsituet Zhang)种群数量的主要环境因子;同时生长势的提高也增强了林木的抗虫性,例如某些杨树的树势好、生长快,对天牛还有一定的抗性,主要表现在其速生性,刻槽的快速愈合能将天牛的卵挤死或挤出树体外[11]。
2.2 调控害虫与天敌的关系
2.2.1 人工繁育释放天敌控制害虫 当生态系统中害虫的天敌不足以控制害虫的大发生时,则需要通过人工饲养释放天敌来控制虫害。人工繁育释放管氏肿腿蜂(Wu)、周氏啮小蜂(Yang)等天敌都已形成一套较为成熟的技术。在目标害虫虫口密度处于较低的上升阶段释放天敌能有效地控制害虫,释放人工繁育的管氏肿腿蜂可以有效防治粗鞘双条杉天牛(Gressit)、红缘天牛[(Pallas)]、拟吉丁天牛[(Bates)]、多带天牛[(Fabr.)]、青杨楔天牛(Linnaeus)、家茸天牛[(Faldermann)]等中、小型天牛[12],广东省也正是大面积释放花角蚜小蜂()防治松突圆蚧(),才使72万hm2的松林保存下来[13]。
在释放天敌的同时,要考虑天敌释放过多对生态系统的影响。T-shernyshev[14]认为大量释放天敌,对系统稳定性是有害的。同时还要考虑天敌自身在生态环境中的适生能力,例如,利用赤眼蜂防治松毛虫,由于赤眼蜂不能在森林生态系统中建立种群,所以达不到有效防控松毛虫的作用,而且还不经济[15]。
2.2.2 种植相生植物调控天敌种群控制害虫 种植有利于天敌栖息和生存的相生植物,有利于增加生态系统中的天敌数量来控制害虫。孔建等[16]通过在果园地面种植牧草或花生、油菜等覆盖作物,改善了生态环境,为天敌种群提供了良好的栖息条件和充足猎物,促进天敌群落的早期发展,能使果树上天敌总量增加60%,地面捕食性天敌增加20倍以上,对果树蚜和螨起到了很好的控制。因此,在人工造林的起初,把这一调控思想加入造林规划和设计中,不但能控制害虫,还能增加生物多样性,促进林木健康。
2.3 调控害虫自身的种群密度
害虫为了自身的生存与繁衍,通常具有滞育、休眠、迁徙、聚集、趋性等各种行为特性,以适应外在作用因素的影响,使种群自身系统进行数量的动态调节。因此利用害虫种群系统的自身调节机制,抓住有利时机,可以有效抑制害虫种群的发生。
2.3.1 利用选择性农药和生物制剂控制害虫 害虫的生态调控不应采用化学药物,应采用生物农药,如真菌、病毒、细菌、线虫等微生物农药和植物性农药、昆虫生长调节剂、信息素等。使用信息素可以诱杀和干扰成虫的行为,利用天牛寄主信息素、异种信息素、忌避信息素和产卵干扰素,均能够提高天牛的寄主定位[17],来压低虫源的基数;利用虫生真菌、病原细菌以及病毒可以较好的防治松毛虫、杨树害虫以及泡桐大袋蛾[18-19],国外利用小蠹虫()携带白僵菌释放于林间来防治松褐天牛(Hope),也取得了较好的效果[20]。
2.3.2 利用光波干扰和诱杀害虫 根据害虫对某一类光或是光的波段有一定的趋性这一特征,防治中可以利用光诱对害虫进行防治。光诱防治害虫不会对环境造成危害,利用光波可以对害虫进行发育破坏,干扰其性别比例。光诱杀虫是害虫可持续控制的重要方法,也是具有很大开发前景的无公害害虫防治方法[21],采用灯光诱杀原理的频振式杀虫灯受到了人们的青睐,其应用范围、推广面积也在逐渐增加[22]。此外,灯光诱虫也普遍用于对害虫的监测工作。
3 展 望
害虫防治的目的在于将害虫种群控制在林业生态系统可承受的范围内,并不是害虫发生就要花费大量的人力、财力和物力去消灭掉。害虫低虫口危害时,反而对林木起到了整修的作用,油松30%松针被松毛虫取食后,光合作用增加14%,针叶量增加46.7%,高生长增加18.6%[23-24]。一定数量的害虫存在还可维持一定水平的天敌种群,保持生物多样性和生态稳定。除此之外,林木对害虫的危害还具有一定的耐受和补偿能力。如杨树失叶50%以下对直径和高生长没有明显的影响[25];胡杨在失叶少于50%时,其高生长和径生长也没有明显的影响[26]。
当今许多生态问题的产生都是人们缺乏生态意识而引起的,因此,必须从提高生态意识着手,宣传生态与经济的统一性,维护生态系统安全,提高生态系统的自我调节能力。怎样有效地实施害虫的生态调控是摆在我们面前的重大课题,这就需要我们林业工作者和科研人员去研究和实施。害虫的生态调控是社会经济可持续发展的需要,也是保护我们人类生物圈良性循环的需要,相信生态调控作为防治害虫的一种新理论、新方法具有广阔的发展前景。
[1] 丁岩钦. 论害虫种群的生态控制[J]. 生态学报, 1993, 13(2): 99-106.
[2] 骆有庆, 沈瑞祥. 试论森林有害生物可持续控制(SPMF)策略[J]. 北京林业大学学报, 1998, 20(1): 96-98.
[3] 杨忠岐. 我国森林保护的战略与策略[J]. 中国森林病虫, 2003, 22(1): 43-46.
[4] 骆有庆, 刘荣光, 刘乃生. 杨树天牛灾害可持续控制策略与技术[J]. 中国森林病虫, 2002, 21(1): 32-41.
[5] 许志春, 李镇宇, 李友常, 等. 不同油松林对赤(油)松毛虫自然控制能力的研究[J]. 森林病虫通讯, 1996(4): 11-15.
[6] 魏红, 苏衍修, 陈丛梅, 等. 抗虫杨新品种选育[J]. 种业导刊, 2009(11): 36-38.
[7] 陈颍, 李强, 李玲, 等. 抗虫转基因欧洲黑杨的Western印迹法分析[J]. 林业科学, 1996, 32(3): 274-276.
[8] 田颍川, 李太元, 莽克强, 等. 转基因欧洲黑杨的培育[J]. 生物工程学报, 1993, 9(4): 291-297.
[9] 王京兆, 卞学瑜, 王斌, 等. 筛选与杨树抗云斑天牛基因连锁的RAPD标记[J]. 林业科学, 1996, 32(4): 382-384.
[10] 张忠和, 谢开立, 曹葵光. 华山松木蠹象发生与环境的关系研究[J]. 林业科学,1999, 35(6): 71-75.
[11] 嵇宝中. 我国天牛虫灾的成因、现状与对策[J]. 世界林业研究, 2001, 14(4): 50-56.
[12] 萧刚柔. 中国森林昆虫[M]. 北京: 中国林业出版社, 1992: 453-514.
[13] 欧阳革成, 张润杰, 黄向东. 森林病虫损害的可持续控制[J]. 中国森林病虫, 2003, 22(1): 14-17.
[14] T-shernyshev W B. Ecological pest management (EPM): general approaches[J]. J Appl Ent, 1995(119): 375-381.
[15] 张真. 森林生态系统管理与森林有害生物生态管理[J]. 世界林业研究, 2000, 13(5): 13-18.
[16] 孔建, 王海燕, 赵白鸽, 等. 苹果园主要害虫生态调控体系的研究[J]. 生态学报, 2001, 21(5): 789-794.
[17] 江望锦, 嵇保中, 刘曙雯, 等. 天牛成虫信息素及嗅觉感受机制研究进展[J]. 昆虫学报, 2005, 48(3): 427-436.
[18] 包建中, 古德祥. 中国害虫生物防治[M]. 太原: 山西科学技术出版社, 1998.
[19] 田光合, 刘心诚, 郑世杰, 等. 应用大袋蛾核型多角体病毒防治大袋蛾[J]. 林业科技通讯, 1991(12): 20-22.
[20] KINUURA H, OHYA E, MAKIHARA H, et al. Infection rate ofHope by an entomogenous fungus through mass-release of vector beetlesNiijima using an improved application device[J]. Journal of the Japanese forestry society, 1999, 81(1): 17-21.
[21] PERFECTO I. Indirect and direst effects in a tropical agroecosystem: The Maize-Pest-Ant system in Nicaragua[J]. Ecology, 1990, 71(6): 2125-2134.
[22] 尤德康, 宋玉双. 杀虫灯已成为森林害虫综合治理的重要工具[J]. 中国森林病虫, 2002(SP): 4-6.
[23] 李镇宇, 陈华盛, 丛秀玉, 等. 油松受松毛虫危害后恢复能力的研究[J]. 林业科学研究, 1998, 11(4): 424-427.
[24] 许志春, 李凯, 李镇宇, 等. 油松对松毛虫危害的补偿机制研究[J]. 北京林业大学学报, 1996, 18(1): 61-65.
[25] 陈学永. 杨树5种食叶害虫危害指标研究[J]. 森林病虫通讯, 1990(1): 17-19.
[26] 郝俊. 黄褐天幕毛虫幼虫食叶量观测及防治指标的测定[J]. 森林病虫通讯, 1998(3): 5-8.
Analysis of Ecological Regulation of Pest Control in Forestry
FU Junhui, ZHANG Qian*
(Taishan Academy of Forestry Sciences, Tai’an 271000, China)
In this paper, the theoretical development of ecological control of forest pests was analyzed, and the measures of controlling the relationship between forests, pests and natural enemies by the comprehensive use of biological control, afforestation technology, breeding of resistant varieties and dynamic monitoring of pests and natural enemies were all analyzed. Finally, it was found that the aim of pest control was to control the pest population below the economic threshold level, but not to eliminate all pests. At present, the understanding levels of ecosystem and technical levels cannot fully implement the ecological regulation, but the situation has been gradually changing, and it is necessary to increase the fundamental and applied technical researches in this field in future.
forestry; pest; ecological control
S763
2021-03-05
2021-04-09
2018年中医药公共卫生服务补助专项“全国中药资源普查项目”(财社〔2018〕43号)
付均惠(1984—),女,工程师,主要从事林业工程与药用植物资源开发研究,fujunhui1116@163.com;*通信000作者:张倩,高级工程师,buxingzhe2013@163.com。
A
2095-3704(2021)02-0119-04
付均惠, 张倩. 浅析林业害虫防治的生态调控研究[J]. 生物灾害科学, 2021, 44(2): 119-122.