关于林业病虫害遥感监测对生态资源保护的影响分析

甘肃省定西市黑虎林场 隆红兵

引言

当下更多人关注林业生态建设，面对日趋严重的林业病虫害，运用科技的手段对林业病虫害进行控制，利用大环境下对生态资源保护，因此，有必要对林业病虫害遥感监测对生态资源保护的影响分析展开分析，以便生态资源保护得到更好地开展。

1 我国林业病虫害防治现象

目前，森林病虫害的研究已成为众多生态系统研究人员关注的热点。随着全球气候变暖，气候变化的不断加剧，对人类赖以生存的森林绿肺造成了严重的破坏和毁灭性影响，是全球人类必须面对和必须解决的难题。

作为人类重要的自然生态资源，森林就像一把美丽的“保护伞”，为人类的生存做出了不可磨灭的贡献。保护森林生态资源已刻不容缓。在人们的生活中，森林害虫还没有被完全认识，这迫使人类必须加强对森林害虫的认识。害虫造成的损失是巨大的，在气候复杂的环境下，森林害虫种类繁多，危害严重，这使森林害虫变得更为严重，据了解，害虫种类近万种，这无疑给森林资源带来了巨大的危害，对社会经济造成的损失也是不可估量的。

随着全国大环境对生态资源保护意识的增强，林业资源开发正处于高速发展阶段。全国致力于保护林业生态环境，保障生态安全，促进经济社会可持续发展的大背景下。甘肃地区，林业产业发展环境不断优化、发展后劲进一步增强。但因我国林业生态建设起步较晚，对其后期的病虫害防治还有待进一步研究，当下甘肃现有森林面积中病虫害危害面积数字依旧严峻，每年经济损失约1 亿元。当下林业病虫害防治现象呈现以下几点。

1.1 病虫害防治设备有待完善

由于我国林业建设发展较快，人工林面积逐渐增加，大背景下对防治技术提出了一定的要求。但目前我国林业建设技术条件有限，难以满足防治要求，林业监测设备陈旧，难以对其进行有效的监测，由于缺乏对病虫害数据和发生情况的有效监测，致使林业管理者不能及时对异常情况采取有效措施，间接对森林生态平衡造成损害。

1.2 病虫害防治技术落后

目前，我国很多地区在林业病虫害防治方面仍采用农药、杀虫剂等传统防治方法，不仅会对生态环境造成影响，而且会诱导病虫产生新的抗药性基因，最终使防治效果大大降低。过量使用化学药品还会导致土壤和水源污染，威胁森林中生物的生命安全，甚至会危及人类的健康。

我国正处于林业生态建设快速发展时期，寻求科学防治对策，对保护和巩固甘肃省林业工程建设成果具有十分重要的意义。

1.3 缺少健全的病虫害防治制度

健全且可行的病虫害防治制度是保障林业病虫害治理任务顺利进行的基础条件，而且可以为从业者提供良好指导，所以其关键性不容忽视。但目前有些林业单位的病虫害防治制度并不健全，没有全面做好预防与防治措施，由此直接影响到树木健康生长，而且会破坏周边环境，因此制定健全的病虫害防治制度是当前工作的核心。

1.4 监控不全面

规范的监控是预防林业病虫害的重要举措，但目前有些林业单位的监控工作不全面，使得监控工作不能获得预期成效。具体表现为：第一，监测点设置不科学。监测点能够及时判定林业是否存在病虫害，但有些林业单位在设置监测点时并不全面，导致员工无法及时发现病虫害，引起病虫害扩散的概率加大，不能在最佳时机采取有效措施处理，从而带来许多不良影响。第二，缺少专门的技术人员及检测工具。专门的技术人员与检测工具在林业病虫害治理方面占有核心地位，但目前有些林业单位由于经济条件制约，无力引入大量先进的检测工具及专业技术人才，出现病虫害后无法及时采取有效措施解决，使得病虫害造成的不利影响越来越严重。

2 运用林业病虫害遥感监测对生态资源保护的意义

2.1 林业生态现存问题倒逼病虫害监察升级

害虫是森林生态系统的重要组成部分，尽管害虫的发生会给林业生产带来不利影响，但害虫在维持森林生态系统平衡中的作用不可忽视。单纯用农药、化学药品等见效快的方法进行防治，可能破坏整个森林生态系统的平衡，给森林的正常运行带来不利影响。

实践证明，生态防治技术已成为目前林业病虫害防治的最有效手段，林业生态现存问题倒逼病虫害监察升级。特别是对以绿化造林为主的林业，应用生态防治技术进行病虫害防治十分必要。甘肃林业病虫害发生面积较大，且呈扩张性发展趋势，运用物理方法和化学方法进行防治，将会对森林生态系统的正常运行产生不利影响，生态控制技术不仅可以达到较好的防治效果，而且有利于保持森林生态系统的平衡。合理地对病虫害进行监测，保障森林生态资源及其物种的多样性，是实现森林生态资源保护基础工作成效的首要任务。

2.2 对当下生态环境起到改善作用

对林业害虫进行生态防治，能有效地保护自然环境，减少害虫危害，丰富生态链。通过林业害虫生态防治技术，可以提高林业资源的附加价值，从而提高林业建设的经济效益和社会效益。此外，运用生物科学技术进行林业病虫害生态防治，极大地提高了林业病虫生态防治水平，可有效地促进林业建设的持续发展。

2.3 对于林业长期可持续发展具有建设意义

通过森林害虫遥感监测，对森林生态资源进行保护，可以有效地预防严重危害森林的害虫问题，从而最大限度地减少因害虫造成的生态资源死亡。运用林业有害生物遥感监测技术，促进生态资源保护，培育优质森林生态资源，彻底解决森林生态资源存活率低的问题，不管对就现在还是长期的林业发展都有建设性意义。

3 将遥感监测技术在林业中的广泛应用

早在20 世纪30 年代，西方就已把遥感监测融入林业病虫害调研监测之中。1927 年，美国基于卫星展开遥测监测。实践表明，遥感监测被广泛用于林业病虫害治理方面。

3.1 遥感监测技术对林业病害的保护方式

林业病虫害对生态环境保护有很大的负面影响，不同地区、不同树种受害虫感染的类型也相应有差异，因害虫不同引起的森林损害症状也有差异。常规林木病虫害诊断，主要是通过目视检查外在表观形态变化来实现的，但是这种方法受到不同判断者主观经验的限制，缺乏统一的判断标准，并且很难量化病症的程度和地域范围，从而降低了森林病虫害评价的准确性。另外，在目测的基础上，对大面积林地害虫发生程度进行实地调查，所需人工劳动和时间成本也较高。害虫对森林的危害不仅包括外在形态的改变，还包括内在生理的改变。其外部表观形态变化主要有叶片斑点、萎蔫、卷叶、枯萎、落叶、叶面积指数的降低等，而内部生理变化则比较复杂，主要有叶绿素降解、养分传递与分配、水分传递与蒸腾、光合作用、荧光等生理功能的下降。

在林业的病虫害防治上，坚持预防为主的原则，做好在根源上防御潜在危害的准备。在全球气候变暖的大背景下，林业病虫害发生率增加是大趋势，如果对虫害预防和治疗不及时，很容易爆发区域性的灾害。从现有的技术条件来看，利用遥感监测对生态资源保护是行之有效的方式[1]。

实验结果表明，害虫对植物的影响会引起光谱反射和辐射特征的改变，在遥感影像上表现为光谱值的变化。应用光谱学特征变化与地面调查数据GPS 和GIS 相结合的方法可以对森林病虫害进行遥感监测。在此基础上，通过收集和分析病害、害虫发生地区和主要种类及其他相关信息，如地形图、林相图等，建立和逐步完善森林病虫害防治数据库。这不仅提高了预防效率，而且实现了全天候。全面性监测指标，是十分理想的防治方法[2]。

3.2 实施差异化管理，精准治疗

林业病虫害遥感监测可对个体差异进行精准治疗，针对区域内不同的树种会有不同的病虫害发生，例如：针叶林的松材线虫病、红脂大小蠹、落叶松枯梢病、松疱锈病、湿地松粉蚧等。遥感监测病害的发生可根据病虫害的个体差异进行精准治疗。由于害虫引起的外部外观形态变化和内部生理变化，很容易在形态图像或光谱辐射上引起叶片的变化，利用遥感技术，如高光谱成像或热红外成像，可以更有效地探测和确定害虫的危害程度[3-4]。

利用遥感技术可针对森林生长规律进行远程监控，高效对林业病虫害精确化治疗。林业病虫害遥感监测主要是通过野外调查和卫星图像的对照判读，进行林业类型判别，并用遥感数据与地面各种因子建立模型的定量表达，估计林业蓄积量和林业面积，对该区域林业病虫害规模精准判定，如株高、冠宽、叶型、生物量等。后续还可利用光谱成像技术对林业氮素含量、色素含量等多种表型信息进行间接观测。林业遥感监测可以对各种病虫害进行早预防、早发现、早防治，实行差别化监测，精确定位防治[5-7]。

3.3 综合运用多源遥感信息数据

林业病虫害遥感监测技术，运用无线技术，监测范围内可以根据不同林业品种分别建立标靶虫情信息采集点，自动分类计数无线虫情信息采集系统让监测数据自动采集、自动无线网络传输，实时再现了不在现场也能随时监控林木害虫发生趋势情况，有效提高了预报的时效性和准确性。林业遥感技术具有大同步、高空间、高光谱、高时间分辨率等优点。在对林业病虫害防治过程中，合理地将这些大数据整理利用大有裨益，充分利用这些信息数据，在防治中可从根源上摸清不同林木发生病虫害的时间，以及易感虫害，防治时提升对此类病虫害的机敏性，这些信息数据，为林业虫病的有效控制和林业资源的可持续开发利用提供依据[8-10]。

3.4 监测虫害行为

若想在林业病虫害预防与治理方面充分融入遥感监测方法，就需要全面掌握虫害行为，如此能够采取针对性策略。监测虫害行为时，一般利用雷达展开遥感监控。其中，雷达属于主动式传感设备，主要原理是利用雷达对监测点传出微波波束，微波波束碰到监测点后会反射，再利用接收器就能转变成图像。雷达的特点是具有24h 监测性能，这与其他传感设备不一样，雷达不受太阳光照影响，无论是白天或者黑夜都能保持同样的运行状态。另外，雷达传出的微波对一些物质具有良好的穿透性，有些物质的光谱于微波波段存在明显差别。最早雷达用于跟踪器监测，服务对象均是舰船这种目标较大的事物，并非昆虫这种微小且能移动的物体。由于昆虫体内存在较高水分，而水刚好是反射雷达信息的重要介质。

此外，昆虫一般不能察觉到雷达微波，而利用雷达可以很好地监测昆虫。简单的说，应用最普遍的昆虫雷达，它的体型很小，并且能移动。安装了312 厘米波长，既能大面积监测单个昆虫，针对一些非常集中的昆虫群体也具有较大的监测区域。

3.5 监测虫害病症

由于雷达遥感监测面向的是虫害迁移行为，不能监测到虫害状况，因此，人们把航空遥感监测方法用来监测虫害病症。航空遥感监测是利用飞机和气球进行远距离遥感。航空遥感属于被动式遥感设备，其摄像能获得监测点的形状等，最后成为相片。该种相片具有较多的数据量，并且分辨率较高。由于树木出现病虫害后每个波段的波幅会产生明显变化，航空遥感方法就是通过该种变化来监测虫害病症。

林业病害类型较多，不同病虫害引起的危害位置也不一样，有些在树干，有些在树根，但不管危害的位置和方式有何区别，均会影响树木健康生长。树木外貌也会因此产生很大变化，例如，叶片枯黄以及树木枯死等。松毛虫这种害虫就会蚕食许多叶片，大幅度削减树木叶片。一些健康且旺盛的树木由于其叶片内有大量叶绿素，针对蓝光等波段有较好的吸收率，而一些病虫危害树木则由于损失了大量叶片，使之在蓝光等波段吸收率大幅度降低。就是基于该种变化原理，航空遥感监测得到有效使用，并获得了显著成效。

4 结论

综合以上可得出，运用科学的手段对林业的生态资源进行保护是必要的，针对林业病虫害进行遥感监测，既弥补了此前病害防治的不足，也就林业的综合治疗提出了新的路径。而在此基础上，如何有限地将其实施更加具有历史意义，因此，通过实际将林业病虫害遥感监测对生态资源保护的影响分析，来增加其可信度，继而更好地达成生态资源保护的目的。