林业有害生物传统防治方法与新技术综合应用研究

吴凤义

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.06.051

林业有害生物的防治历来是全球林业管理中的一项重大挑战。随着环境变化和全球化的影响日益显著，传统的害虫管理策略逐渐显露出局限性。因此，探索和实施创新技术，以提高害虫防治效率和效果，已成为当今林业研究的重点之一。本研究旨在探讨新技术在林业有害生物防治中的应用及其成效。特别关注人工智能、大数据分析、生物技术、遥感监测等先进技术在害虫预測、识别、监控和防治决策支持中的作用。通过这些技术的综合应用，旨在为林业害虫管理提供更为高效、环保且可持续的解决方案。

一、传统林业有害生物防治方法

1、农药防治方法

在河北省丰宁满族自治县，林业有害生物的防治一直是一个重要的课题。传统的防治方法多种多样，体现了该地区对生态保护的重视以及与当地自然环境的适应性。首先，农药的使用是最常见的方法之一。由于丰宁县地处山区，这里的森林覆盖率高，有害生物种类多样，因此经常需要使用化学农药来快速有效地控制病虫害。然而，这种方法虽然立竿见影，却可能对环境造成长期的负面影响。因此，丰宁县在使用农药时非常谨慎，严格按照环保标准和安全用药指南来操作，力求在控制有害生物的同时最小化对环境的损害。

2、物理防治方法

物理防治方法包括使用粘虫板、性信息素诱捕器等非化学手段来吸引和捕捉有害生物。这类方法对环境友好，不会对生态系统产生负面影响。丰宁县的林区中，这种物理防治方法尤其适用于局部小范围的病虫害防控。例如，使用粘虫板捕捉松毛虫等有害生物，既环保又有效，而且操作简单，非常适合当地林农使用。

3、生物防治方法

生物防治在丰宁县也逐渐得到推广。这种方法主要是利用天敌或生物制剂来控制有害生物的数量，如放养捕食性天敌或使用微生物制剂。这种方法的优点在于它是一种更为持久和安全的控制方式，既能有效减少有害生物的数量，又能维持生态平衡。丰宁县的一些林区已经开始试验使用这些生物防治方法，尤其在那些生态敏感和环境保护要求较高的区域，生物防治显示出了良好的应用前景。

二、新技术在林业有害生物防治中运用价值

在河北省丰宁满族自治县，新技术在林业有害生物防治中的运用显示出巨大的价值，考虑到该地区独特的气候和地理条件。丰宁县位于燕山山脉的南麓，气候属于温带半湿润季风气候，冬季寒冷干燥，夏季温暖湿润。这样的气候条件使得某些有害生物在特定季节大量繁殖，造成严重的林木病虫害。

1、无人机技术

无人机技术在有害生物监测和防治中显示出其独特的价值。无人机可以覆盖广阔的林区，进行高效的监测和数据收集。在丰宁县这样多山的地形中，无人机能够快速穿越难以人工到达的区域，捕捉有害生物发生的早期信号。此外，无人机还可以用于精准喷洒生物农药或其他防治药剂，大大提高防治效率，同时减少农药的使用量和环境影响。

2、遥感和地理信息系统（GIS）技术

遥感和地理信息系统（GIS）技术在丰宁县的应用也极为重要。这些技术可以分析和预测有害生物的发生和扩散趋势，特别是在考虑到当地多变的天气条件和复杂的地理环境。通过遥感技术，研究人员可以监测林区的健康状况，及时发现异常变化，如树冠颜色的变化等，这些往往是有害生物侵害的早期迹象。GIS技术则能帮助管理者理解和可视化这些数据，为制定防治策略提供科学依据。

3、生物技术

生物技术的运用同样在丰宁县的林业有害生物防治中扮演着重要角色。例如，利用基因编辑技术研发的生物农药不仅针对性强，而且对环境友好。在丰宁县这样的生态环境多样的区域，生物农药可以针对特定的有害生物进行有效控制，同时减少对其他生物和环境的负面影响。此外，通过生物技术改善天敌的生存和繁殖能力，增强其对有害生物的控制效果，也是一种有效的生物防治策略。

三、新兴技术在林业有害生物防治中的应用

1、无人机技术，用于监测森林健康和快速喷洒农药

在丰宁满族自治县这样的山区林业环境中，无人机技术的应用对于有害生物防治具有重要价值。以下是无人机技术在林业有害生物防治中的具体应用措施：

①林区健康监测与数据收集

在河北省丰宁满族自治县，无人机技术在林区健康监测与数据收集方面起到了革命性的作用。通过搭载高分辨率相机和多光谱传感器，无人机能够覆盖广阔的森林地区，进行快速、高效的空中监测。这些无人机可以捕捉到关键的林木健康指标，如树冠的覆盖率、颜色变化和生长状况，这些都是病虫害发生的早期迹象。例如，某些病虫害会导致树叶颜色提前变黄或枯萎，而这些变化可以通过无人机的高清摄像头和传感器迅速被捕捉到。此外，无人机还能够定期飞行，收集连续的数据，帮助林业管理者及时发现有害生物的蔓延趋势，从而迅速制定相应的防治措施。这些监测数据不仅提供了林区当前的健康状况，还能够预测未来可能出现的风险，为长期的林业管理和规划提供了宝贵的信息。

②精准喷洒农药

在丰宁满族自治县的林业有害生物防治中，无人机技术在精准喷洒农药方面同样发挥着关键作用。在确定了病虫害集中或高发区域后，无人机被用于在这些特定区域进行精确的农药喷洒。与传统的人工喷洒相比，无人机可以更快、更精准地覆盖大面积的林地，尤其是在崎岖不平、难以人工到达的山区。无人机按照预设的飞行路径和喷洒计划操作，确保农药均匀分布，最大限度地提高喷洒效率和药剂利用率。此外，这种方法还大大减少了农药的使用量和对环境的潜在影响，有助于保护丰宁县的自然生态。在紧急情况下，如病虫害突然大规模暴发时，无人机的快速响应能力尤其重要，能够在最短的时间内控制病虫害的蔓延，减少对林木和生态系统的损害。

③灾害应急响应和长期监控

在河北省丰宁满族自治县，无人机技术在林业有害生物防治中扮演着至关重要的角色，特别是在灾害应急响应和长期监控方面。丰宁县地处山区，地形复杂多变，加之该地区的气候特点是夏季湿润而冬季干燥，这种气候条件易于某些林业有害生物的繁殖和扩散，尤其是在春末和夏初，常常会出现如松毛虫等害虫的大规模暴发。在这种情况下，无人机技术在应对突发林业灾害中显示出其独特的优势。

在灾害应急响应方面，无人机可以迅速被部署到受影响的林区。由于其机动性强，无人机能够快速穿越丰宁县复杂的地形，到达那些难以人工到达的区域。在林业有害生物暴发时，无人机通过高清摄像头捕捉实时影像，帮助林业管理人员迅速评估病虫害的规模和影响范围，从而迅速做出决策和部署防治措施。此外，无人机还可以搭载喷洒设备，在必要时对重点区域进行紧急喷药，以控制病虫害的蔓延。

在长期监控方面，无人机成为了丰宁县林业管理的一部分，定期对森林进行巡查和监控。通过长期的监控，无人机帮助管理者收集关于森林生长状况、生物多样性、以及有害生物活动模式的数据。这些数据对于理解和预测有害生物的发生规律至关重要，尤其是在应对由于气候变化引起的生物活动模式的变化时。例如，在春季，无人机可以用于监测松毛虫等害虫的活动，预测其可能的暴发区域和时间。这样的长期监控不仅有助于及时响应林业灾害，还为制定更有效的林业管理策略提供了数据支持。

2、生物技术，使用生物农药和天然防治方法

①生物农药的开发与应用

在丰宁满族自治县，生物技术的应用主要体现在生物农药的开发与使用上。生物农药通常是指那些由微生物（如细菌、真菌、病毒）或其他自然来源（如植物提取物）制成的农药，它们对特定的有害生物具有很好的防治效果，同时对人类和环境的安全性高。例如，针对松毛虫等常见森林害虫，研究人员和林业管理者可以使用由特定微生物制成的生物农药，这些农药能够特异性地攻击害虫，而对其他生物和环境影响小。在丰宁县这样的山区，使用生物农药不仅能有效控制害虫，还能避免化学农药可能带来的土壤和水源污染，保护当地丰富的生物多样性。

②生物天敌在森林生态平衡中的应用

在河北省丰宁满族自治县这一具有独特生态系统的森林区域，采用生物天敌以维持生态平衡的方法在林业害虫管理中显得尤为重要。该策略涉及引进或增强自然界中控制害虫种群的捕食者或寄生生物的数量。例如，针对特定的森林害虫，如松毛虫，可通过引入其天然捕食者（如某些鸟类或昆虫）来抑制其数量。此举在保持森林生态系统动态平衡方面至关重要，因为它利用了自然生态过程，降低了对化学方法的依赖。在这一过程中，不仅要考虑到捕食者和猎物之间的生态相互作用，还需兼顾到整个生态系统的健康。因此，生物天敌的有效运用不仅是对抗害虫的手段，更是一种维持生物多样性、保护自然资源和促进生态系统整体健康的策略。

③综合生物防治策略在森林害虫管理中的实施

在丰宁满族自治县这一地区，实施综合生物防治策略意味着结合多种生物学和生态学方法来管理森林害虫。这种策略的实施旨在通过生物、物理、化学及文化措施的综合运用，构建一个多层次、多维度的害虫管理体系。具体措施包括运用微生物农药针对特定害虫进行靶向防控、选择并种植具有较强抗虫性的树种、通过调整森林生态环境减少害虫的适宜生境，以及鼓励和利用天然捕食者和寄生生物的天然功能。这种综合防治策略的核心在于不单单追求短期的害虫控制效果，而是致力于通过持续的生态系统管理，实现长期的森林健康和生态平衡。综合生物防治策略的有效实施，不仅需要深入了解害虫的生物学特性和生态习性，还需要对森林生态系统的结构和功能有充分的认识。通过这种方法，可以在减少对化学农药依赖的同时，有效地控制森林害虫，保护和促进丰宁县森林资源的可持续发展。

3、政策支持，发挥本地实施策略提升防治效果

目前，丰宁满族自治县积极响应并实施了承德国家可持续发展议程创新示范区建设的相关政策，特别是在林草有害生物防控方面。该县围绕“预防为主、科学防控、保护生态”的工作目标，持续推进了林草有害生物的防控工作。具体来说，丰宁县根据当地林业有害生物的发生情况和主要防控目标，认真组织安排部署，明确了全年的工作思路、目标和任务。在实际操作中，丰宁县面对鼠兔害、油松毛虫、杨干象、天幕毛虫、红脂大小蠹、尺蠖等多种林业有害生物的挑战，总计发生面积达到5.1万亩。应对这些挑战，县里完成了4.4万亩的无公害防治作业。

在积极开展林业有害生物防控的同时，丰宁县还按照河北省财政厅的要求，编制了全县草原有害生物防治实施方案。该方案明确了草原鼠害和虫害的防控面积各为30万亩，并完成了鼠虫害常规监测工作及开展草原年度动态监测和应急监测工作的防控目标。这一方案已经获得市局的批复，目前鼠虫害防治正在实施中。

丰宁县的这些举措充分体现了政府在林草有害生物防控方面的决心和能力。通过结合地方实际情况，制定科学合理的防控策略，丰宁县不仅提高了对有害生物的防控效果，还有效保护了当地的生态环境。此外，这些措施还体现了综合治理的思想，即不仅仅关注当前的有害生物防控，而是从整个生态系统的健康和可持续性出发，实施长期有效的管理和保护策略。

4、信息技术，利用大数据和人工智能预测有害生物爆发

①大数据在害虫预测与监控中的应用

在丰宁满族自治县，信息技术，尤其是大数据的应用，在林业有害生物的预测与监控中起着至关重要的作用。通过收集和分析大量的环境数据、气候变化数据、害虫发生历史记录等，大数据技术能够帮助科学家和林业管理者更准确地预测害虫的爆发时间和地点。例如，通过分析过去几年的气温、湿度和害虫发生数据，可以识别出害虫爆发的模式和趋势。此外，大数据还可以用于监控森林健康状况，通过实时收集的数据，如树木的生长速率、树叶的颜色变化等，可以及时发现害虫侵害的早期迹象。在这一过程中，大数据不仅提供了量化的分析结果，还为林业管理和决策提供了科学依据，从而提高了林业有害生物防控的效率和准确性。

②人工智能在害虫防治决策支持中的角色

在林业有害生物防治的现代实践中，人工智能（AI）技术已经成为一种重要的工具，用于提高病虫害管理的效率和有效性。通过引入AI技术，可以实现对大量数据的快速处理和分析，从而为害虫防治提供强大的决策支持。

数据分析和模式识别：AI技术能够处理和分析来自遥感、地理信息系统（GIS）、无人机等技术的大规模数据集。通过高级算法，AI能够识别病虫害的分布模式和发展趋势，为防治提供科学依据。

精准预测和监测：利用机器学习算法，AI可以准确预测害虫的发生和爆发，帮助管理者及时做出响应。例如，通过分析历史数据和天气模式，AI能够预测特定害虫的活跃期。

决策优化：AI系统根据历史数据和实时监测，提出最佳的防治方案。这些方案可能包括化学防治、生物控制和物理障碍等多种方法的综合应用。

效率提升：AI的自动化和智能化决策不仅提高了害虫防治的准确性，还显著提高了效率，减少了资源浪费和环境影响。

在当地的应用中，引入AI技术需评估当地林业害虫防治的具体需求和挑战，选择合适的AI解决方案。并收集相关的环境数据、历史害虫记录等，构建用于AI分析的数据库。再次开发适用于当地害虫防治的AI系統，进行实地测试和优化。最后，持续监控AI系统的性能，根据实际情况进行必要的调整和更新。

四、 结语

随着新技术在林业有害生物防治中的不断应用和发展，林业管理面临的挑战和机遇并存。通过本研究，可以看到人工智能、生物技术、大数据分析及遥感技术在林业害虫管理中的重要作用和巨大潜力。如上结合当地实际情况所提出的技术策略，不仅提升了当地病虫害防治的效率和准确性，而且有助于实现更加环保和可持续的林业管理。

（作者单位：068350 丰宁满族自治县林业和草原局）