森林病虫害监测技术与应用

金志芳，乔树芳，周 芳，杨文尚，满都海

（1. 四子王旗林业有害生物防治检疫站，内蒙古 乌兰察布 011800；2. 四子王旗林业和草原局，内蒙古 乌兰察布 011800； 3. 四子王旗脑木更人民政府，内蒙古 乌兰察布 011800）

森林病虫害监测是森林保护与管理的重要内容，立足本地实际，在综合考虑四子王旗全旗自然地形地貌、植被分布状况、森林病虫害分布及发生特点的基础上，建立健全森林病虫害监测、预报和防控体系。结合当地实际情况，就森林病虫害监测技术与应用进行了介绍，以期为森林病虫害监测工作的开展提供依据。

1 森林病虫害调查

调查分为普查和专门调查。普查是在大面积范围内进行的全面调查，可结合森林资源调查一并完成；专门调查是在某一地区对特定病虫害进行的专题调查，不同的调查可以根据调查目的和实际情况增减相应的调查程序，以获得最佳效果。

1.1 踏查

踏查是在全旗整个范围或在某一林班、乡镇、经济开发区范围查明全境森林的分布、生长及卫生情况，主要病虫害种类分布、危害及蔓延趋势等，并作出相应的防控措施。踏查的路线尽可能涉及调查区内的不同林分及有不同状况具有代表性的地段。四子王旗地域辽阔，地形有山地、丘陵及高平原。区域社会经济依据经营主导不同，分为农业经营区和牧业经营区。不同的地形、地势、气候特征、植被状况以及不同的地域经济状况，使各地的森林病虫害发生状况呈现出相应的特点［1-2］。在制定踏查路线和调查内容时，根据南北地域的特征，制定相应的技术措施。四子王旗南部为农经区，地形复杂，山地、丘陵、平原相间，降水相对较多，全旗99%的有林地分布于此，乔木、灌林均以人工造林占主导，树种多样，包括杨、榆、柳、松、柏、柠条、沙棘、乌柳、杏、苹果及各种木本花木，病虫害种类较多，危害状况差异极大，踏查的路线要根据树种、林分、林龄及森林分布状况尽可能涉及各个小班，以达到全面准确调查的目的。四子王旗北部地区以经营畜牧业为主，地势开阔、地形单一、气候干旱，被适应干旱气候的草原植被所覆盖，林业经营的对象则主要是自然分布的灌木林，其中以天然锦鸡儿为主，包括锦鸡儿、红砂、柽柳、珍珠柴等，制定的踏查路线相对简单，基本上各林班（乡镇）只设置1 条线即可探及不同的林分类型。

外业踏查调查的内容包括林分概况，病虫害种类、发育阶段、分布状况，林分受害程度等。在记录病虫害的严重程度时，要着重注意记录分布状态和危害程度。分布状态分为单株分布、簇状分布、团状分布、片状分布。危害程度分为轻、中、重三级，具体根据病虫害种类和林分受害程度进行划分。踏查的过程中，还要注意记录林分中风倒木、风折木、枯立木的数量、发生原因和分布状况。宜林地、苗圃地还要了解地下害虫的种类和数量。根据踏查所得的资料必须确定主要病虫害种类，分析树木衰萎和死亡原因。

1.2 详细调查

主要目的是准确统计病虫数量、林木被害的程度及所造成的损失等。

1.2.1 取样及调查方法 大面积林地发生的病虫害，选取一部分进行调查，用来代表一般和总体的情况。林间选取样地的工作，包括确定样地数目、大小和林间的分布样式等。取样要有代表性，应根据调查林地面积的大小，按一定的取样方式，选取一定数量的样地。常用的取样方式有棋盘式、对角式、Z 字形、平行线、五点式等方式。具体采用何种取样方式，要根据森林病虫害的种类、被害林木的分布及环境因子来确定。常用的调查方式有目测法、捕捉法（网捕法、震落法）、阻隔法。

1.2.2 病虫害类型及调查项目 苗圃及地下害虫调查：根部害虫的调查，采用棋盘式或对角线抽样，样坑大小、深度因虫种及调查目的而定，一般0.5 m×0.5 m 或1 m×1 m。样坑数量根据调查面积确定：一般调查面积 10.000 hm2以下，样坑数量 5～15 个；调查面积 10.000～13.333 hm2，样坑数量 15～30 个。调查项目主要有土壤植被、虫种、数量、被害情况等。

蛀干害虫调查：选择100 株以上的样地，分别统计健康木、衰弱木、濒死木、枯立木比例。为查明虫害程度，从各虫害木中选择3～5 株测定树高、胸径、年龄。从树干上、中、下各部位及不同方位上，设置100 cm²的样方数块，查明害虫的种类、数量、虫期，统计出每平方米及单株平均虫口密度。

枝梢害虫的调查：对幼林可在林内选择一定数量的林木，逐株统计健康、受害株数。成林或高大的林木可在林内设取样地，然后在样地内抽取一定数量的样株，对样株树冠分别从上、中、下及不同方位上取一定数量的样枝，查清虫口及枝梢被害情况。

食叶害虫调查：在调查林分中，3.333～6.667 hm2设立1 个样地，面积0.067 hm2，样地内可全查或对角线选出10～30 株进行详查。可统计全株害虫数量或者从上、中、下不同方位分别选取样枝统计。主要害虫种类、虫期、数量和为害状况等。

种实害虫的调查：一般在收获前进行调查，包括虫果率和虫口密度调查。按照梢部、内膛、外围及下垂枝不同部位，各抽取50～100 个种实，分别记录其健康、有虫种实及不同虫种为害的种实数，同时记录不同虫种为害的虫孔数，计算平均虫孔数。

病害调查：病害调查主要是调查统计发病率和病情指数。发病率是指感病株数占调查总数的百分比。发病率只能说明病害发生的普遍性，不能反映病害发生的严重程度，故在病害调查时常在调查发病率的同时，也统计病情指数。病情指数也叫感病指数，不仅可以反映病害发生的数量指标，也可表示病害发生的严重程度。计算病情指数时，将样地内的植株，按发病轻重程度分为若干等级，每个病级有一个代表值，统计各级数量用公式计算。

调查不同病害类型要选择相应的抽样方法，苗木病害调查样地数量应≥0.2%，对样地内苗木全查或按对角线统计，着重调查苗木感病枯死株数和苗圃的环境因子。枝干病害样地面积以样树不少于100 株决定，统计发病率、感病指数及样地林分因素。叶部病害按分布及发病程度，在样地内选择5～10 株样树，每株调查100～200 片叶，从树冠上中下和不同方位取样。种实病害调查，每个树种应选取5～10 株样树，每株从树冠的不同方位取样。如果是采集后的果实堆，要从中随机抽取一定数量作调查。

2 森林病虫害监测

2.1 GPS 与 GIS 技术 的应用

随着科学的进步，森林病虫害的调查技术得到更加先进的技术支持，全球定位系统（Global positioning system，GPS）和地理信息系统（Geographic information system，GIS）技术得到广泛的应用。利用GPS 和GIS技术，可以高效准确地定位病虫害发生地点位置、面积和发生地的环境信息，从而使病虫害监测、预报及防治获得精确的监测数据与地面指导，提高了工作效率。四子王旗相关部门从21 世纪初开始应用GPS，并逐步建立GIS 应用技术，在森林病虫普查、样地调查、病虫害应急处理、病虫害信息管理等方面取得了良好的效果。

2.2 地面自动监测技术应用

四子王旗1982 年成立森林病虫害防治检疫站，已有40 a 建站历史，基本形成了1 套传统的且较完整的监测调查技术，自2004 年设立国家级林业有害生物中心测报点，利用虫情测报灯、孢子捕捉器、小气候信息采集仪、移动病虫害监测车等进行监测，以及设置长期固定观察标准地等，逐步建立起比较完善的森林病虫害综合生态远程实时监控系统。

设置长期固定标准地进行虫情监测是地面监测的主要手段，四子王旗相关部门在该旗麻黄洼村设置固定标准地，通过定期观察记录，结合相应的数学统计方法，对森林病虫各期虫态的发生期、发生量，重要的虫期进行有效的监测预报，从而对主要林木害虫防控提供科学依据。目前，已逐步在春尺蠖、舞毒蛾、松毛虫等重要食叶害虫的监测上建立了比较完善的技术规范，能够准确掌握其发生动态并进行有效应急预报，取得了良好的经济和生态效益。

2.3 诱捕监测技术应用

诱捕技术是利用害虫的某些习性，如趋光、趋味、趋激素等，使用相应的诱捕、诱杀工具来达到捕杀害虫的目的。通过诱捕来观察害虫的发生种类、发生数量及发生期等，从而获得林业害虫的发生动态数据，为害虫的防控和研究提供依据，并对未来的发展进行预测。常用的诱捕监测技术包括饵料诱捕、灯光诱捕、性外激素诱捕及潜所诱捕等。

2.3.1 饵料诱捕 饵料诱捕是利用害虫的趋化性，以嗜好食物、喜欢的产卵物制成饵料或饵木，将害虫诱集到一起。如防治蝼蛄可用麦麸、谷糠、饼肥等作饵料，加入农药即可毒杀。防治地老虎常用糖、醋、酒作饵料。对天牛、小蠹等蛀干害虫的诱捕，可利用其喜欢在新伐倒木上产卵繁殖的习性，在林内适当地点放置一些木段，供害虫产卵。

2.3.2 灯光诱捕 利用害虫特别是蛾类、鞘翅目、同翅目等大都具有趋光性的特点，在林内设置诱捕灯，可有效地诱集到相应虫态的害虫。常用的灯光诱捕器是黑光灯，这是一种可以辐射出3 600 A°紫外线的低气压汞气荧光灯。昆虫对低频率光线感觉不良，而对高频率光线波长介于3 300～4 000 A°的紫外线特别敏感，具有很大的趋光性。因此，黑光灯的诱捕效果极佳。四子王旗在利用黑光灯捕杀干基害虫芳香木蠹蛾方面取得了良好效果，虫口密度得到了有效控制，同时准确摸清了各虫态发生期、发生数量、发生范围，从而可以指导当地对该虫进行有效防控。

2.3.3 性外激素即性引诱剂 性外激素是昆虫分泌的一种外激素，可以用来诱杀异性害虫。对蛾类害虫，通常将性成熟未交尾的雌蛾腹部末端3 节剪下，浸泡在乙醚等有机溶剂中，捣碎、滤去残渣得到粗提物。性引诱剂是性成熟后分泌出来的微量物质，每只雌蛾可分泌0.05～1.00 μg。目前，人工合成的性引诱剂已广泛应用。在防治上多采用诱杀法、迷向法及绝育法，而在害虫的监测上可采取性引诱剂诱捕防治对象，通过诱集的数量及变化对害虫的发生动态进行估算，从而对其实施监测预报。

2.3.4 潜所诱捕 潜所诱捕是利用害虫具越冬或者白天隐藏的习性，人工设置类似的环境诱捕害虫的方法。如在苗圃的步道上铺集新鲜杂草诱捕地老虎幼虫；用新鲜马粪诱引蝼蛄；用枯枝枯叶诱集榆跳象等。

2.4 遥感技术应用

随着生态建设的加强，四子王旗森林面积不断扩大，森林的防护工作日益强化，森林病虫害的监测也愈加重要，人为监测的效率达不到发展的要求，利用遥感技术则可以有效提高监测的效率和准确性［3］。遥感是以飞行器搭载高清摄像仪器对森林进行航摄，经过多年的尝试和应用实践，目前已经能够利用在森林保护方面。

2.4.1 航空遥感监测原理 采用成像的被动式传感器航空摄像机和多光谱摄影机，可以获取地物的形状以及获取地物从可见光到近红外各个波段的光谱辐射，其照片具有分辨率高等特点。植物受到病虫害的侵染会导致叶绿素受到破坏，虽然植物的叶子看起来是绿色的，但这时对光的反射特性已经发生改变，会导致林木在各个波段上的波谱值发生变化，这些变化能为遥感所监测。从遥感资料中提取这些变化的信息，分析病虫害发源地、灾害分布和发展状况，为病虫害防治提供信息依据。

2.4.2 无人机遥感技术 无人机遥感技术是以无人机为搭载平台，结合遥感、通信技术，能够快速、精确地获取森林病虫害发生动态信息的技术。作为日渐成熟的高新前沿技术，无人机凭借其高效、便捷的优势受到林业技术人员的欢迎。而人工智能技术的飞速发展也使其在功能上得到不断提升。无人机遥感技术的发展使遥感技术得到更加广泛的应用，特别是在森林资源的管理上，可以方便地应用到每一个林场、每一个山头、每一个小班，林业技术人员可以利用无人机遥感对一定范围内的森林资源动态特别是病虫害的发生状态进行及时、连续的监测，可以说正是有了无人机遥感技术的问世与日趋成熟，才使得森林遥感监测真正不再遥不可及。