林业生物灾害形成及防御机理

林业生物灾害形成及防御机理_宁夏自然灾害防灾

一、林业生物灾害形成及防御机理

（一）虫害

1.形成机理

林木害虫的发生、发展受制于环境和其自身的种群及其动态。当环境条件适宜某种害虫的发生，其种群就会迅速发展并不断蔓延，形成林业虫害。林木害虫的发生、发展与环境的关系表现在以下几个方面：

（1）林木害虫发生、发展与气候的关系

气候包括大气温度、湿度、降雨、光照及风等因素。这些气象要素不仅单独作用于昆虫，而且相互影响对昆虫发生综合的作用，或直接影响昆虫的生长、发育、活动、繁殖及分布，或通过对昆虫寄主植物和天敌的影响而对昆虫发生间接的作用。

①温度：温度是对昆虫产生影响最明显的气候因素之一。环境温度的变化直接影响昆虫新陈代谢的速度，因而对昆虫的生命活动和行为发生重要的作用。各种昆虫都要求生活在适宜它们进行正常生命活动的温度范围内，并且昆虫对温度变化的适应因种类、虫期、季节、变温的速度和持续的时间等而有很大的不同。

②湿度和降雨：湿度是反映空气中水汽含量的指数，其大小与降雨量密切相关。湿度的作用在于影响昆虫体的含水量。水分是昆虫进行新陈代谢所不可缺少的溶剂。昆虫种类不同，对环境湿度的要求也不尽相同，且湿度的高低对昆虫发生不同的影响。降雨还影响植物的含水量，及影响光照、温度、湿度，并能通过对害虫天敌的影响而影响害虫种群数量的消长。

③温度和湿度的综合作用：在自然条件下温度和湿度总是相互作用，对害虫发生综合的作用。一种昆虫的适温范围常随湿度的不同而发生变化。相反，适宜的湿度范围也随温度而发生变化。

④光：光对昆虫产生的影响与光的性质，光的强度和光照周期有关。许多具有趋光性的昆虫对光的波长有所选择，光的强度对昆虫昼夜节律活动有所影响，光照周期对昆虫起着信息作用。

⑤风：风对昆虫的生长发育无直接作用，但可影响湿度而对昆虫发生间接的影响。风对昆虫的重要作用主要表现在帮助其扩散迁移上。

（2）林木害虫发生、发展与土壤的关系

①土壤温度：许多昆虫潜入土中越冬，能较安全地渡过它们所不能忍受的低温。

②土壤湿度：土壤含水量的高低对土栖昆虫的分布和生长发育都有很大影响。

③土壤机械组成：土壤团粒结构情况影响土壤昆虫的活动。

④土壤化学性质：不同种类的昆虫对土壤的化学性质有着不同的反应。

（3）林木害虫发生、发展与林分的关系

林木害虫不是在任何林分内都能猖獗发生，造成灾害，而只能在环境条件对害虫发生极为有利的林分内，首先形成虫源基地，通过增殖、扩散，逐步猖獗成灾。因此，林分结构与林木害虫的发生、发展有着密切的关系。

①纯林和混交林：纯林和混交林是两个不同结构的森林生态系统。林木昆虫种群结构总是与林分结构、植物种类多少、地理环境以及气候条件密切相关。一般说来，纯林树种单一，昆虫群落结构简单，天敌数量少，害虫一旦发生，数量增殖快，容易造成灾害；混交林内由于树种较多，昆虫群落结构复杂，害虫一旦发生，各虫期被天敌捕食和寄生率较高，害虫不易造成灾害。混交林面积愈大，混交树种愈多，减轻虫害的作用愈显著。这主要是混交林不适于害虫形成虫源基地；阻碍了食物信息的传递；改变了昆虫群落食物网络结构；复杂的森林环境有利于鸟类栖息，有利于天敌昆虫和昆虫病原微生物的繁衍，提高了森林对害虫的自控能力。树种愈杂，害虫种类愈多，而以害虫为生的天敌因为有了丰富的中间寄主，其种类和密度随之增大，也就会有效地控制某种害虫的大发生。对单食性害虫而言，混交林可以起到阻碍害虫的作用。

②灌木林：灌木林一般多是天然林遭受破坏后各种原生灌木发展成林的结果，或是通过封山育林培育起来的。对灌木林很少有经营的习惯，其害虫发生的种类和危害情况，很少引起人们的重视。灌木林中昼、夜温差变化较大，阳光充足，食叶害虫种类较多，多数种类为杂食性。乔灌混交林郁闭度大，对抑制虫灾有极为明显的作用。

（4）林木害虫发生、发展与天敌的关系

天敌是影响害虫数量变化的重要因素，是林木害虫综合治理中控制害虫猖獗的重要手段。林木害虫天敌种类很多，概括起来可以分为以下几个类型：

①寄生性天敌昆虫：包括寄生蜂、寄生蝇，是林木害虫重要的寄生性天敌类群。

②捕食性天敌昆虫：按其捕食猎物种类的多寡，可分为多食性、寡食性和单食性类群。

③其他捕食性天敌：包括食虫鸟类、林地蜘蛛、蝙蝠、蛙类以及蜥蜴等。是林木害虫主要的和重要的天敌类群。积极利用益鸟防治森林害虫是一项经济有效而又安全的生物防治措施。

④昆虫病原微生物：昆虫病原微生物种类很多，主要致病微生物包括真菌、细菌和病毒三大类群。它们都在不同程度上控制着害虫的发生数量。致病微生物对害虫的作用，取决于病菌、昆虫、环境三者的关系。只要害虫体内病原体积累到足以致病的数量，而又有感染发病的环境条件，害虫种群处于易感病的时期，就能促使害虫疾病流行。病原微生物也是昆虫的重要天敌。

（5）林木害虫的发生、发展与其自身种群及其动态的关系

表现在以下几个方面：

①林木害虫发生、发展与种群空间分布型的关系

种群的空间分布型与种群的取食、产卵、集聚、扩散等生物学特性和寄生种类、林分状况、光源、风向、地形、地势等外界环境的配置状况有密切联系，两者制约着种群空间分布型的类型。昆虫的生物学特性随种类和不同发育阶段而有很多的不同。环境条件的配置在自然条件下也多变化，因此昆虫在栖境内的分布并非任何时间、任何地点都是一致的，而是有变化的。一般来说，昆虫总是选择寄生于喜食的寄主上，所以寄主在环境中的分布及其发育期与昆虫生活史的吻合与否，其他环境因素对昆虫生长、发育的适宜程度，以及种群密度等都对昆虫空间分布状况有很大的影响。了解种群的空间分布型不仅有助于了解它们的生物、生态学特性，而且在虫情调查中正确制订抽样方案，对于查清虫情，作好预测预报工作及选择适当防治措施等都有重要的意义。

常见的林木昆虫空间分布型有三种类型：

a.随机分布型：种群在林分中的分布是随机的，呈现出比较均匀的分布状态。

b.核心分布型：又称团块分布型。种群在林分中呈现不均匀的点片状分布状态。

c.嵌纹分布型：种群的个体在林分中疏密相间，形成密集程度很不均匀的大小团块，似嵌纹状。

②林木害虫发生、发展与种群数量变动的关系

林木昆虫种群经常在时间上和空间上发生变动。种群的变动不仅表现在数量的增加或减少，而且表现在发生面积（空间）相应地扩大或缩小。种群数量、发生面积的增减都不能离开特定的时间。因此种群的数量、空间与时间三者是种群数量变动的基本形式。通过林木昆虫动态的研究，可了解林木昆虫发生过程中数量变动的规律，有助于作好林木害虫预测预报和综合防治的工作。

林木昆虫种群的数量变动有低发型、偶发型、常发型和间发型四种类型。低发型和偶发型害虫种群密度不大，一般在较低水平上波动，因此危害不大；而常发型和间发型害虫则发生数量多，常造成灾害性损失。

林木昆虫的自然种群受各种因素的影响，种群数量经常发生变动。影响因素有外因（包括气候、食物、天敌、人为活动以及林分组成、林龄、郁闭度、生长势、坡向等）和内因（包括种内竞争或干扰、种群的遗传特性、与密度有关的因素和与密度无关的因素等）两个方面。

2.防治方法

从林业虫害形成的机理分析中我们清楚地意识到，林木害虫是森林生态系统的组成成分之一，对其防治必须坚持“预防为主、综合治理”的方针，只要我们重视预防工作，使害虫数量保持在维持生态系统相对平衡的水平，虽有害虫也不致成灾。即使生态系统失去平衡，害虫大发生，非采取除治不可，也不必，事实上也不可能将害虫灭绝，而只能将害虫数量压低到不造成经济损失的水平。

无论采取哪一种或哪几种除治方法，都要坚持林业可持续发展建设，预防为主，标本兼治，大力推行生物防治，在控灾的同时重视生态系统的维护及环境的安全，实施害虫综合管理。

（1）植物检疫

植物检疫又称法规防治，是阻止危险性害虫从外地传入的有效手段，依据《植物检疫条例》实施细则（林业部分），加强产地检疫和调运检疫。

（2）林业技术防治

林业技术防治是防治林木害虫的基本方法，是应用林业技术措施来防止害虫的发生。

①育种和选种：采用常规或现代育种技术，培育优良的多抗性树种；选择优良林木品种建立母树林、种子园进行繁殖；重视种子检验。

②育苗：建设隔离苗圃，培育壮苗；加强苗木的产地检疫。为林业建设提供良种壮苗。

③造林：按照造林规程要求，选择科学适宜的造林配套栽培技术，包括优质壮苗、整地、造林类型、合理密度、树种搭配等等，进行造林。

④经营管理：科学实施疏伐、修枝、施肥、清除林内杂草、灌木等营林措施，使林木健康生长。

⑤采伐运输：林木达到采伐年龄应及时采取科学的采伐更新，否则林木过熟容易招致次性害虫大发生，影响树木材质及尚未达到成熟年龄林木的生长。采伐后的原木必须及时运出林外，并加以处理。采伐剩余物要及时清除处理。

⑥贮藏：贮木场木材应及时进行防虫处理，以免害虫孳生。

（3）生物防治

生物防治是大力提倡推行的林木害虫防治方法。生物防治分为传统的生物防治和天然的生物防治。传统生物防治包括天敌特别是外来害虫原产地天敌的引进、繁殖和移植等；天然生物防治包括给天敌补充食物，提供庇护所等。

①天敌昆虫的利用：包括天敌昆虫的引进、繁殖与移植和本地天敌昆虫的保护利用两个方面。

②昆虫病原微生物利用：病原微生物包括病毒、细菌、真菌、立克次体、原生动物和线虫等，应用它们使林木害虫感病，控制害虫的大发生。

③益鸟保护和招引：绝大多数鸟类是食虫的，绝对以虫为食或绝对不以虫为食的鸟类很少。因此保护鸟类、严禁随意捕杀鸟类是非常重要的措施。除保护林中原有的鸟类外，还可用人工悬挂各种鸟箱招引益鸟，使其在林中生息、捕食害虫。

（4）应用不育昆虫防治：应用不育昆虫与天然条件下的害虫交配，使其产生不育群体，以达到防治林木害虫的目的。包括辐射不育、化学不育和遗传不育。

（5）化学防治：传统的化学防治是利用剧毒高残留农药对林木害虫实施的防治。虽然作用快、使用比较方便、防治费用比较低，能在较短时间内大面积范围内降低虫口密度；但污染环境，杀伤天敌，使次期害虫上升为严重害虫，使被抑制下去的严重害虫有重新严重发生的可能。这种化学农药应坚决杜绝施用。

应大力开展无公害高效农药新产品的开发利用，同时应加强化学防治与生物防治相协调的林木害虫综合防治方法的研究。

（6）物理器械防治：应用简单的器械和光、电、射线等来防治林木害虫。包括捕杀法，即根据害虫生活习性，以人力或简单工具将害虫杀死；诱杀法，包括灯光诱杀、潜能诱杀、食物诱杀、信息素诱杀、颜色诱杀等；阻隔法，即于害虫通行道上设置障碍物，使害虫不能通行，从而达到防治害虫的目的；射线杀虫法，即应用射线照射杀虫；高温杀虫法，即高温处理林木种子杀死其中害虫。

（二）病害

1.发病机理

林木病害分浸染性病害和非浸染性病害。浸染性病害由真菌、细菌、病毒、类菌质体、寄生性种子植物以及线虫、藻类和螨类等寄生生物病原引起；非浸染性病害由不适于林木正常生活的水分、温度、光照、营养物质、空气组成等一系列非生物性病原引起。前者有传染性，而后者无传染性。

林木浸染性病害的发生、发展过程包括三个基本环节：

①病原物与寄主接触后，对寄主进行浸染活动；

②由于浸染的成功，病原物数量得到扩大，并在适当条件下传播开来，使病害扩展；

③由于寄主组织死亡或进入休眠，病原物随之进入越冬阶段，病害处于停止状态。次年开春时，病原物从其越冬场所经传播再达于寄主而进行新的浸染。

引起林木非浸染性病害的原因是多种多样的，而最主要的是气候因素（低温冻伤、高温灼伤）和土壤因素（土壤的物理和化学性状不好使林木生长不良）。另外，工厂排出的废气、废水、废渣以及不适当地使用化学药剂造成空气、水质和土壤的污染，对林木的生长也是有害的。林木的非浸染性病害不仅直接造成严重损失，而且是许多浸染性病害的先驱。

2.防治方法

林木的病害都应该把“防”放在最重要的位置上，“治”只不过是一种补助措施而已，即应该遵从“预防为主，综合防治”这一共同的原则。

病害发生、发展和流行的规律是拟订防治措施的理论基础，而病害的发生、发展和流行都是以病原、寄主和环境条件的一致配合为基础。所以，设法消灭病原或切断其传播的途径；增强寄主的抗病力或保护它不受病原物的浸染；改善环境条件，使不利于病原物数量的积累和浸染活动的进行，或有益于寄主抗病性能的发挥，就可人为干涉来打破这种一致配合现象的出现。一切防治方法都是为了达到上述目的之一或者同时兼顾的。

（1）病害检疫

依据《植物检疫条例》实施细则（林业部分），对被列入检疫对象的病害和苗木、接穗、插条等易传带各种病原物的材料实施重点检疫。

（2）改进营林措施

改善营林技术措施能促进林木生长，提高林分质量，增强树木抗病能力，这是防治病害的重要手段。

①育苗技术中的防病措施：建设现代化的隔离苗圃，建立科学的轮作制度，清除圃地病死株、杂草和枯落物，通过这些措施，培育良种壮苗。

②造林技术中的防病措施：适地适树、营造混交林是提高林木抗病力，减少病害的重要措施。但应注意混交树种的搭配。

③林分抚育中的防病措施：对林分实施科学的抚育管理，及时清除病死树，及时发现和清除病害的发源基地，禁止或严格控制机械损伤。

（3）选育抗病树种

通过树种选择、种源选择、个体选择，以及杂交育种等方法选育抗病树种或品种进行造林，是一种经济而有效的林木病害防治措施。

（4）生物防治

利用某些微生物作为工具来防治林木病害，表现在利用寄生性微生物的双重寄生作用和非寄生性微生物对于其他微生物的克制作用两个方面，是大力提倡的一种林木病害防治方法。

（5）化学防治

化学防治是林木病害防治的一种重要手段，适用范围广、收效快、方法简便。特别是病害发生后，施用化学药剂防治往往是唯一的方法。但要禁止生产和使用剧毒高残留的杀菌药品，开发和使用无公害高效杀菌农药新产品。

（6）物理防治

利用高温、射线等物理方法来防治林木病害，在某些特殊条件下可以收到良好的效果。

（7）综合防治

在长期的林木病害防治实践中，人们发现，要想利用任何单一的手段来防治林木病害是很难收到理想的效果，而必须通过有机地协调和应用检疫、选用抗病品种、林业措施、生物防治、化学防治等各种防治手段进行综合防治，将病害压低到经济危害水平以下。同时，所使用的手段应对森林生态系统内外的不良影响减少到最低限度，才能达到控害、增产、降低成本和改善生态环境的目的。

（三）鼠害

1.形成机理

林木害鼠的发生、发展同样受制于环境和其自身种群及其动态。林业鼠害的形成就是这两种因素相互协调的结果。

林木害鼠的发生、发展与环境的关系表现在以下几个方面。

（1）限制因子

任何生物的生存和繁殖在一定程度上都将受到环境的限制，而不能将其内在的生活潜能全部发挥出来。同样，害鼠的生存也依赖于特定的环境，并随着环境的改变而发生相应的变化，其生存环境是由众多环境因子相互作用而构成的。因此，害鼠与环境之间的关系是极其复杂的，环境中任何一个生态因子都可对害鼠产生一定的作用，但不同因子的作用程度不同，并随着时空条件的变化而改变。有的生态因子重要，有的不重要，而共同存在时，可能对害鼠产生限制作用。动物对环境中每一个生态因子都有一个耐受范围，即生态幅或生态价。任何一个或一组生态因子超出动物的生态幅，将对动物的生存起到限制作用，构成限制因子。

（2）温度及其生态作用

每一种动物只能在一定的温度范围内生活，过高或过低的温度对动物都会产生不良的影响，温度超过某一阈值会引起动物死亡。动物对温度的适应在很多情况下是通过主动的选择环境温度来达到的，并且不同的动物对环境温度表现出不同的选择，从而决定了动物的分布区域。对鼠类而言，土壤温度是其环境温度的主要方面。

（3）光及其生态作用

光作为一种生态因子，其作用是极其复杂的。光对动物的影响主要取决于光的性质、强度和周期。光的影响具有方向性，光可以直接影响动物的生长、发育和活动。光对动物起信号作用，其强度变化主要影响动物的昼夜节律、繁殖、取食、迁徙等。光周期的变化对生物的影响表现为交替出现的周期性的生命现象。

（4）气候对动物的影响

气候是由许多自然因子（光照、水分、湿度、温度、冰雪等）通过错综复杂的相互作用而形成的，对动物的生活起着重要作用，这些作用有的是直接的，有的是间接的。气候对动物的影响主要表现在两个方面：一是影响动物存活，恶劣的气候造成动物的大量死亡，影响动物局部数量的波动；二是气候的季节性和年景变化对动物数量的影响，既直接作用于动物，改变动物的活动状况，又通过对植物的影响，间接作用于动物，改变了动物的栖息环境和食物结构，使动物群落的状况发生改变。

林木害鼠的发生、发展与其自身种群及其动态的关系表现在以下两个方面。

①种群数量在时间上的变动

一年中不同的季节和不同的年份，害鼠的数量都会随之发生变化，表现出其种群数量在时间上的变动性。

②种群数量在空间上的分布及变化

体现在害鼠种群利用空间资源的方式。有分散型利用领地和集群式共同利用领地两种类型。不同类型的利用领地方式，就会造成害鼠种群数量在空间上的分布变化。动物建立的领地通常是为了排斥同种类其他个体利用领地内资源，因为同种类个体之间往往对资源有共同的要求。动物的领地具有伸缩性；动物对其领地都进行坚决的保卫；邻居并不一定总是敌人；当领地的原有占有者被移去后，它的领地即被邻居占去，或由后来者补入。

2.防治方法

根据林业鼠害形成的机理分析，林木害鼠的防治要坚持“预防为主，综合防治”的方针，具体可采用以下方法对林木害鼠进行防治。

（1）生态技术防治

经过漫长的进化，害鼠与自然环境之间形成了稳定的生态平衡，一旦这种生态平衡被打破，害鼠就会成灾，形成林业鼠害。原生植被的被破坏和害鼠天敌数量的减少是生态失衡的主要原因。保护原生植物和害鼠天敌，是防治林业鼠害的有效措施。

（2）其他技术防治

①点种毒豆；

②林分施用成年老炕肥追肥；

③涂抹防啃剂加菊酯；

④林木根下埋死鼠或动物毛皮；

⑤生物毒素防鼠；

⑥重点地段施放碎玻璃；

⑦竹筒捕捉、灭鼠弹灭杀；

⑧磷化铝熏蒸；

⑨乐果、烟油水或烟油子驱鼠。