基于天敌种群控制的洮河自然保护区森林有害生物防治策略与实践.pdf

第17卷第12期南方农业2023年6月Vol.17No.12SouthChinaAgricultureJun.2023224224王红雨.基于天敌种群控制的洮河自然保护区森林有害生物防治策略与实践 J.南方农业，2023，17（12）：224-226.基于天敌种群控制的洮河自然保护区森林有害生物防治策略与实践王红雨（甘肃洮河国家级自然保护区管护中心，甘肃卓尼 747600）摘 要 生物防治是一种相对环保的森林病虫害防治方式，能有效降低有毒有害化学农药对生态环境造成的负面影响，从而更好地保护自然生态系统。为合理控制森林病虫害，有效保护森林生态环境，促进人与自然和谐共生，通过探析森林有害生物的发生原因，基于甘肃洮河国家级自然保护区森林病虫害发生实际，调研评估天敌状况，介绍天敌种群的引入、配对及控制方法等病虫害防治生态学策略。关键词 有害生物；生物防治；天敌种群；甘肃洮河国家级自然保护区中图分类号：S718.54 文献标识码：CDOI：10.19415/ki.1673-890 x.2023.12.070森林有害生物对生态系统和经济发展均可造成严重威胁。传统的化学防治方法虽然在一定程度上能够控制有害生物的数量，但也带来了环境污染和生物多样性的破坏等负面影响。生态学策略基于对生态系统的理解和尊重，旨在通过生态友好的方式和手段，维护和恢复森林生物多样性、生态平衡及生态功能1。为实现可持续的森林生态防护，研究基于害虫天敌种群控制的生态学策略成为防治森林有害生物的主要方向。甘肃洮河国家级自然保护区位于甘肃省南部，地处甘南高原东北边缘的迭山北坡，主体位于卓尼县、临潭县境内。该地区森林中存在各种有害生物，包括害虫、病原菌等。这些有害生物可能对森林植被造成破坏，导致植物死亡和森林退化，进而影响生态系统的稳定性和多样性。通过分析森林有害生物的发生原因，探讨了甘肃洮河国家级自然保护区（以下简称洮河自然保护区或保护区）基于天敌种群控制的森林有害生物病虫害策略，从天敌种群的调查和评估、天敌的引种增殖及天敌的保护与恢复等角度出发，应对森林有害生物对生态造成的威胁，以期为实现可持续的森林生态防护、保护生态环境及促进林业经济可持续发展提供一定理论支持。1 森林有害生物的发生原因1.1 病原体感染病原体感染是导致自然保护区森林有害生物大规模繁殖和病害暴发的重要因素之一，通过细菌、真菌、病毒和原生动物等微生物，直接感染保护区内的森林植物或动物，引发森林生物病害。病原体主要通过空气、水、土壤、昆虫等多种途径进行传播，当病原体处于适宜的环境条件且具备相应的宿主条件时，病原体可以侵入宿主内部组织并引发病害2。例如，保护区内松材线虫病原体通过携带松材线虫病原真菌对松树形成感染，由此引发新的感染源；栗叶锈病原体在栗树叶表面形成孢子，当孢子受适宜的风力推动时，转寄到其他植物表面。基于上述病原体感染案例可知，病原体可通过多种途径进行传播，进入宿主组织并引发森林生物病害，严重影响森林生态的健康平衡发展。1.2 有害生物入侵有害生物入侵是导致自然保护区森林有害生物发生的另一个重要原因。外来有害生物成功侵入并建立新的生态系统后，具有较高的生态适应性和竞争优势，能够迅速繁殖扩散3。由于外来有害生物缺乏天敌和控制因子的限制，使得其能够迅速增加种群密度、占据森林资源，对引入地森林生态系统结构产生威胁，破坏原有生态平衡，对引入地其他物种的生存、繁殖及食物链产生直接或间接影响。外来有害生物入侵还会对森林生态系统的经济和生态价值造成一定损失，收稿日期：2023-05-09作者简介：王红雨（1993），女，甘肃武都人，大专，助理工程师，从事林业技术应用与推广。E-mail：。第17卷第12期南方农业2023年6月Vol.17No.12SouthChinaAgricultureJun.2023225225在破坏森林林业生产、生物多样性发展的同时，影响森林生态系统未来的可持续发展。1.3 种群遗传变异遗传变异是指保护区内有害生物种群中发生的基因型和表现型变异，这种变异既可以是自然产生的，也可以是由人类活动引起的。有害生物具有较短的生命周期和高繁殖率，使其在保护区森林生存空间中具备迅速适应及迅速进化的特点。在面临不利生态环境压力或人为防治措施时，有害生物能快速通过适应性变异，不断发生进化产生抗性。当有害生物面临新的环境条件或防治措施时，其通过经历适应性变异，可以筛选出适应性更强的个体，这些个体的变异涉及形态、生理和行为等多个方面；此外，有害生物的高繁殖率意味着其能够迅速积累有利基因，并将有利基因传递给下一代，促使有利基因在种群中不断递增，提高有害生物种群整体的生存率，对森林生态系统产生一定威胁。1.4 植物抗性降低植物抗性是指保护区内植物应对有害生物侵袭的抵抗能力，包括保护区森林植物的机械防御、化学防御、抗性基因等多种因素，受林分密度、气候条件等多种因素影响4。植物是森林生态系统的基础，也是保护区内森林有害生物的主要宿主，一旦森林植物抗性下降，将导致有害生物在植物体内迅速繁殖扩散，严重的甚至会引起保护区森林病虫害的大规模暴发，对森林生态系统造成负面影响。2基于天敌种群控制的生态学策略与实践2.1 天敌种群的调查与评估2.1.1 收集鉴定天敌物种1）在洮河自然保护区开展天敌收集工作之前，对目标害虫和其可能的天敌进行研究，个别天敌只在特定的时间段或环境下才能被发现，因而，在收集鉴定天敌物种前期，需要预判保护区内病虫害天敌的生态习性和行为特点5。洮河自然保护区橡皮虫小幼虫、大幼虫和蛹期分别为每年36月、79月、1011月，且主要在雨季出现。2）在选择天敌收集的时候需要根据目标害虫的种类和数量确定所需天敌的数量和种类。除橡皮虫外，保护区内还遭遇过云杉锈菌、松材线虫、落叶松球蚜等病虫害问题，针对上述问题，必须严格收集相应昆虫以应对病虫害的发展。例如，在落叶松球蚜为害期间，合理收集瓢虫、金小蜂等天敌物种。2.1.2 配对选择1）为了合理对洮河自然保护区内天敌物种进行配对选择，应着重关注保护区内天敌物种的性别、适应性、攻击对象、繁殖特性及遗传多样性，在了解天敌生物群基本特征的条件下，配对足够数量的雌性和雄性天敌物种6。例如，松材线虫最主要的天敌是甲虫，甲虫的雄性和雌性外部形态上存在一定差异，如角的大小、颜色等，在确定了两个性别相对的甲虫之后，可以观察其行为。除了观察配对过程，还需要关注甲虫的繁殖条件，对甲虫繁殖区域内温度、湿度、光照等环境参数进行合理调控。2）由于保护区内不同的天敌物种攻击对象不同，因此需要选择攻击同一种或相似种类害虫的天敌物种进行配对，以提高控制效果。考虑到自然保护区内天敌物种的繁殖速度、繁殖季节、寿命等特性，应合理确立配对策略，确保保护区内天敌种群具有充足的生产力和生存能力，如选择具有丰富遗传多样性的天敌物种进行配对，可以避免过度近亲交配，增强天敌种群的抗逆性和适应性。2.2 天敌引种及增殖做好天敌的引种及增殖，需要工作人员创造良好的繁殖条件，确保天敌物种能在适宜的环境中生长。1）洮河自然保护区内最适宜天敌生长繁衍的温度范围是 20 30，相对湿度在 60%80%，因而春秋季节是最适宜引种的时间。2）引种天敌时，需要为其提供充足的食物，以确保天敌的生存与繁殖。不同种类的天敌所需的食物也不同，例如，蚜虫寄生性天敌需要提供寄主蚜虫，而捕食性天敌需要提供合适的花粉水，需要工作人员更具针对性地对天敌物种的饮食喜好深入研究。3）天敌需要足够的空间才能够顺利地生活和繁殖，要求工作人员在引种天敌之前，对林区做好场地规划，选择合适的地点为天敌物种的生长繁殖创造必要条件7。4）针对不同的天敌，要采用不同的引种方式，对于生存能力较强的天敌，采用扩大繁殖的方法；对于生存能力较弱的天敌，采用大规模释放和定向引种等方法。2.3 天敌保护与恢复在洮河自然保护区天敌的保护与恢复过程中，保持良好的栖息环境至关重要。1）由于天敌是生态系统中非常重要的一部分，其在维持森林生态平衡、调节病害虫数量和种群结构、促进森林生产等方面均发挥着重要作用，为保护和恢复保护区内天敌的数量和品质，必须为其提供良好的栖息环境。因此，要不断加强对保护区内生态系统的维护，减少人为干扰和破坏，第17卷第12期南方农业2023年6月Vol.17No.12SouthChinaAgricultureJun.2023226226以有效保持物种栖息环境的完整性和稳定性8。2）病虫害天敌的生存和繁殖需要足够的食物来源，要积极维护和恢复天敌物种的食物链，为其提供适宜的植物、花卉、昆虫等营养来源，并建造适宜的栖息场所，如保障水源安全、充足，限制使用有毒农药等，减少对天敌物种的不利影响，促进生态系统的平衡和稳定。2.4 定期引入或释放定期引入或释放天敌，既是预防措施，也是控制手段。通过定期引入或释放天敌，不仅可以将害虫控制在一定的范围内，减少害虫的数量；还可以增加天敌的数量，促进天敌和害虫种群之间形成动态平衡。在洮河自然保护区内引入或释放天敌时，应严格控制天敌种群的数量，根据保护区内害虫分布的调查结果，在防治区域内引进或释放适量的 1 3 种天敌。如果天敌数量太少，病虫害无法得到有效控制；如果天敌数量过多，则会造成天敌之间的生态位竞争加剧，不利于天敌种群的稳定。在具体的实施过程中，应结合洮河自然保护区实际，对引进或释放天敌的数量进行合理估算，确保引入或释放的天敌数量控制在合理范围内。2.5 监测调整天敌数量通过人工智能手段可实现对洮河自然保护区释放天敌数量的调整。1）在监测天敌数量过程中，在自然保护区内建立一个包含各类天敌数量、天气、环境温度等因素的大型数据集，通过传感器和摄像头等设备收集数据，经过预处理转化成可供机器学习算法使用的特征值。2）建立监测模型，使用已经处理好的数据集进行训练，以预测保护区内天敌数量的变化情况。3）使用训练好的模型直接监测保护区森林内部各类昆虫天敌的分布情况及存活数据，保护区管理人员可根据天敌生物的状况对其进行调整。例如，监测工具发现蜂类数量过少，管理人员可以适量增加蜂巢箱周围的植物；如果瓢虫数量过多，则可以放置一定数目的捕捉器，合理控制瓢虫数量的增长。通过智能监测手段合理控制保护区内病虫害数量，确保保护区内生态系统的稳定性。3 结语森林有害生物防治是森林保护中的一项重要工作，对于保护生态环境、促进森林生态系统的可持续发展具有重要意义。随着森林有害生物防治技术的发展，其防治的目标和技术手段也在不断发展变化。森林有害生物防治工作必须紧密结合当地实际，以生态学理论为指导，针对不同类型森林有害生物的发生特点，选择适宜的生态学策略，科学合理有效地控制病虫害。在理解森林病虫害发生原因的基础上，通过对天敌种群进行调查评估，合理选择天敌物种，并在保护现有天敌种群的基础上，改善天敌生物栖息地环境，通过实施监测与调整天敌物种等相关策略，维持森林生态平衡，以达到保护森林生态系统、促进森林可持续发展的目的。参考文献：1 张鹏飞,张昕然,张龙.蜡蚧轮枝菌及其在有害生物防治中的应用研究进展 J/OL.环境昆虫学报:1-162023-04-22.https:/ 杨科,王琛柱.昆虫味觉研究进展及相关原理在害虫防治中的应用 J.应用昆虫学报,2023,60(2):486-498.3 殷文奇,田伏红.浅谈营林技术在林业有害生物防治中的应用 J.广东蚕业,2022,56(12):57-59.4 严森,任小云,王登杰,等.昆虫病原真菌在害虫防治中对天敌生物的影响研究进展 J.中国生物防治学报,2023,39(1):221-230.5 李子正,隋鲁鹏,张蕾蕾,等.植物内生昆虫病原真菌在病虫害防治中的研究进展 J.中国植保导刊,2022,42(12):18-28.6 江艳红.汾河源头水源涵养林林业有害生物防治技术探讨:以山西省管涔山国有林管理局秋千沟林场为例 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