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1.1林木蟲害在樹木園蟲害發生史上致災的主要枝干害蟲有光肩星天牛、楊紅頸天牛、柳干木蠹蛾、雙條杉天牛,主要葉部害蟲有衛矛巢蛾、春尺蠖、天暮毛蟲和梨星毛蟲,主要果實害蟲有李小食心蟲、桃小食心蟲和梨小食心蟲。在20世紀70年代,最早是楊紅頸天牛和柳干木蠹在柳樹栽培區造成猖獗危害,它們與楊樹腐爛病共同危害導致旱柳和龍須柳林的毀滅。20世紀80年代中后期,光肩星天牛這一重大蛀干害蟲侵入樹木園之后,種群急劇擴張,持續大暴發達10余年之久,受害林木多達百種,受災最重的是楊樹引種試驗區、榆樹引種試驗區和樺樹引種試驗區,一些種或品種大量死亡,現已所剩無幾,一些樹種已遭滅絕。進入21世紀以來,由于寄主樹木的匱乏,災后病原微生物、天敵昆蟲和食蟲鳥類的增多,加之種群密度制約因素的作用,光肩星天牛種群密度才得以降到最低谷,現僅在幾株樺木、個別榆樹和雜交楊主干上偶見有為害。為害針葉樹的主要枝干害蟲主要有雙條杉天牛,次之是小蠹蟲。其中,雙條杉天牛對側柏、杜松已有30余年的危害史,現有加重趨勢,受害率已高達20.9%,致枯率達9.3%,致死率達2.3%。在樟子松林、側柏林、杜松林中,小蠹蟲常是引起弱勢木加速死亡的重要害蟲。春尺蠖、天幕毛蟲早在20世紀70年代曾一度暴發成災,特別是春尺蠖在個別年份曾把楊樹葉片大部吃光,使楊樹生長受到很大影響,而且衛矛巢蛾、梨星毛蟲及種子果實食心蟲類則是連年都會嚴重發生。
1.2藤本植物災害近幾年來,杠柳、烏頭葉蛇葡萄、山蕎麥、三葉地錦等藤本植物種群擴展速度之快,危害之大,實屬前所未有。據調查統計,樹木園已有30多種喬、灌木被附生,因其遮光和絞殺,終將導致喬、灌木枯萎死亡。
1.3極端氣象災害數十年來,一些極端天氣現象都曾給林木造成較大危害。1967年冬季極端低溫引起的凍害曾造成朝鮮洋梨在園內幾乎絕種。20世紀80年代全球氣候變暖以來,因氣候干燥少雨、土壤干旱,已導致在20世紀末到21世紀初期間一些林木出現枯死現象,水曲柳、華曲柳及一些雜交楊、樟子松都受到較大危害。在今年之初,由于一場大雪和強風,致使園內行道樹杜松枝干大部被雪壓斷,致使雪壓折木和風折木高達25%,曾受光肩星天牛嚴重危害的楊樹也亦遭風折之害。
2林木重大災害發生特點
樹木園林木災害發生的特點,主要有如下幾點:(1)一些食葉害蟲種群大發生是長周期性的,又是偶發性的,它們有其固有的種群消長規律,不但種群增長快,而且消退也快,致災表現為短期性,如春尺蠖和天幕毛蟲引起的蟲害;(2)另一些病蟲害呈現出沒有明顯的周期性,如楊樹腐爛病、針葉樹銹病、衛矛巢蛾、梨星毛蟲,落葉松—楊銹病、果實害蟲食心蟲類等,它們連年發生,年年都能致災;(3)光肩星天牛是隨著全球氣候持續變暖而暴發的超長周期性蛀干害蟲,具有危害樹種繁多、致災期長、造成的損失巨大的特點;(4)雙條杉天牛是一類種群增長速度極為緩慢的枝干害蟲,一般情況下與小蠹蟲共同為害才能導致樹木死亡;(5)由極端氣候引起的凍害、雪折木、風折木之災發生均有其偶然性,這與樹木抗逆性有明顯的相關性;(6)藤木植物具有擴展速度快、排它性強、危害連片之特點,現已對多種喬灌木構成了嚴重危害。
3林木災害成因分析
3.1生態環境惡化是多種災害頻發的決定因素
眾所周知,昆蟲是變溫動物,它們的生命活動與環境溫度變化有直接關系。從20世紀80年代以來,由于氣候的“溫室效應”導致全球氣候持續變暖,致使有害生物生命活動節律加快,繁衍速度加快,生物潛能增強,種群增長速度加快,必然會導致各種生物災害的發生。而由于城市氣溫的“熱島效應”可導致氣溫明顯高于遠郊,所以,各種有害生物引起的林木災害當屬城區受災最重。近些年來,由于城市地下水位每年以1m的速度持續下降,造成林地土壤水分嚴重不足,加之氣候干燥少雨,致使林木生長緩慢,抗逆性變弱,這就很容易導致林木病害的流行(如楊樹腐爛病)。我們都知道,紫外光對許多動物的生命活動是必須的,紫外光能對昆蟲引起光學效應,促使昆蟲體內維生素D的合成而增強體質,同時,紫外線還有極強的殺滅病原微生物的作用,所以,林地內充足的紫外光照對害蟲的繁衍和生命活動是極為有利的。試驗表明,光星天牛就是非常喜歡強紫外光的蛀干害蟲,即使在夜間,對一定波長的紫外光也有極強趨光性。光肩星天牛種群大暴發期正值太陽黑子活動高峰期,此期,由于向地面輻射大量的紫外光,不僅促進了害蟲體質的增強,而且由于紫外光強烈的殺滅病原微生物使害蟲種群繁衍失去了約束力。所以,強烈的紫外光照是導致害蟲大發生的最主要的誘因。
3.2森林生態系統自身缺失生態控制機制是病蟲害大發生的根源
3.2.1豐富的寄主樹木給害蟲提供了充足食源和較寬的生態位在20世紀70~80年代,樹木園引進了大量的樹種,在楊樹、榆樹、樺樹引種試驗區絕大多數已培育成林,許多種或品種都是光肩星天牛喜食的寄主樹木,豐富多樣的寄主為其種群提供了充足的優質食源和較寬的生態位,為害蟲種群增長提供了物質基礎。所以,很快就形成了較大區塊的楊樹天牛群落、榆樹天牛群落和樺樹天牛群落。
3.2.2森林生態系統存在群落結構性缺陷是導致有害生物暴發成災的決定因素培育楊、榆、樺、白臘、槭樹、松等純林對引種試驗是必要的,但卻給有害生物暴發成災提供了條件,埋下了隱患。林分結構單一、林相簡單的純林對天敵昆蟲、病原微生物和食蟲鳥類生存和繁衍是十分不利的,加之抗蟲樹種和害蟲種群誘控樹種極度匱乏,致使整個森林生態系統自主控害功能嚴重缺失,從而助長了害蟲猖獗成災。對于轉主寄生的蘋果(梨)—檜柏銹病、杜松銹病、落葉松—楊銹病,由于受樹木園土地面積制約,無法對薔薇科樹木與檜柏、杜松、落葉松與楊樹遠距離隔離栽培,致使銹病連年大發生,則實屬必然。
3.3林分撫育管理措施不力和滯后致使有害生物的種群逐年擴增眾所周知,林分撫育管理措施是控制有害生物的重要手段。由于未能及時清除因病蟲害死亡的枯木、枯枝及弱樹、落果,加之林地撫育間伐措施缺失,林地灌水不及時,樹勢不強,林木缺乏誘導抗性,從而會導致有害生物種群逐年擴增,持續擴散蔓延。
3.4其他非生物因素災害成因對于抗凍能力較弱的樹種,個別年份冬季出現某種植物難以忍受的極端低溫天氣,就會引起樹木凍害甚至死亡。樹木如果整形修枝措施缺失或力度不足,就會使主干細弱,具有多枝豐滿樹冠的立木就會因雪壓和強風作用,導致雪壓折木、風折木、風倒木之災。個別高大的樹木,如果有木腐菌的危害,亦會因強風作用而風倒或風折。
3.5災情預測預報工作缺失疫情終將釀成后患任何災害的發生都有其前兆,任何有害生物種群的數量都有由少到多、由點向面逐漸擴散的過程,如果不能夠做到及時發現疫情,就必然無法執行“預防為主,積極防治”的方針,也就不可能做到將有害生物種群在受害(經濟和環境的)允許水平之下,就得到控制。
4林木災害治理對策之探討
關于林木災害治理對策問題,專家學者已經早有闡述。筆者認為,內蒙古林科院樹木園經過幾十年經營,已經形成結構比較復雜的人工林生態系統,它還不具備如原始林生態系統所具有持續生態控制林木災害的能力。筆者認為,林木各種災害是大系統出現的系統問題,因此,災害治理(控制)系屬系統工程問題,它與我國我區過去開展的有害生物工程治理有本質區別,只有用系統工程的理論與方法,依據三角形穩定性原理,很好地從解決優勢樹種—伴生樹種—環境間的三者關系入手,構建結構相對穩定的群落,才會對多種災害實現可持續生態控制。
4.1林木災害實施系統工程控制的對象與目標根據樹木園林木災害發生史和災害成因分析,應實施系統工程控制的對象包括所有可能致災的有害生物種群,如:光肩星天牛、雙條杉天牛、針闊葉樹的小蠹蟲、吉丁蟲、食心蟲、桃小食心蟲、梨小食心蟲;林木病害有蘋(梨)—檜柏銹病、杜松枝干銹病、落葉松—楊銹病;山蕎麥、杜柳和烏頭葉蛇葡萄等藤本植物。凍害、雪害、風害也應屬災害控制范疇。系統工程控制的實現目標是:(1)實現的效果最優,使有害生物種群密度被控制在經濟受害和環境受害都允許的水平之下;(2)達到景觀生態林的多種功能要求;(3)實現優化控害的低成本要求。
4.2林木災害系統工程控制方案的選擇首先應由系統的決策層和專業工程技術人員研究確定“系統控制結構圖”,然后根據系統控制結構和要實現的目標,經充分論證,提出最優控制方案。為預防有害生物種群數量出現激烈振蕩,應采用較為理想的“比例積分微分控制規律”,以杜絕控制對象的數量變動超過允許水平而釀成災患。因為林業生態系統是較復雜的大系統,因此,應采用多級(遞階)控制方案為好。這樣,可實現系統工程控制的高效性和低成本性。
4.3林木災害系統工程控制(治理)對策之構想
4.3.1構建結構合理的生物群落使之成為具有生態控制災害功能為使每個生物群落都能成為易于管理的大系統中的子系統,除了油松群落、樟子松群落,其他各生物群落都應加以改造,依據樹木習性和有害生物習性,科學設計群落結構,使他們都能逐步具備一定的控害能力。目前,需要結構改造的群落有:云杉樺木—光肩星天牛群落、楊樹—光肩星天牛群落、榆樹—光肩星天牛群落、復葉槭—光肩星天牛群落、白臘—光肩星天牛群落、垂柳—光肩星天牛群落等,都需應用森林學、生態學、森林昆蟲學、森林病理學方面的知識,構建成結構合理的混交林。應采取的措施有:(1)選擇抗性強的樹種作為優勢種或主要樹種,清除易感染病蟲害的弱勢樹種;(2)選擇對某種害蟲有控制功能的樹種作為伴生樹種;(3)優化設計各類樹種在群落中的比例;(4)合理確定各樹種在群落中配置的空間位置。例如:為高效持續控制光肩星天牛種群,應選擇抗性強的楊樹品種作為優勢種(優勢種也可以是針葉樹),在林緣和林內優化配植椴樹、遼東櫟、黃波羅及山茱萸科的某些樹種,作為伴生樹種,種源來自青海的河北楊、武川白皮楊、銀新楊、毛白楊雜交種等均可作為建群種;(5)盡力給天敵昆蟲、病原微生物和食蟲鳥類、食蟲動物(如刺猬)創造適宜生存和繁衍的生態環境,對于亟待更新的林分應盡快改造成由陽性樹種和陰性樹種混交的林分。
4.3.2強化針對災害控制的撫育管理措施為預防林木災害的發生和減輕危害程度,可采取的林分撫育管理措施有:(1)及時清除林地內的枯立木、枯枝、弱樹弱枝及枯落物,搞好林地衛生,以防止有害生物蔓延擴散、傳播;(2)對各生物群落中的林木適時進行衛生伐,調整林分密度,清除被壓木,改善林分水、熱、光照條件,以增強樹勢,以提高林木的抗逆性;(3)對一些樹木進行整形修剪,用以提高林木抵抗風雪災害能力;(4)對一些有害的藤本植物應采用切斷基剪莖措施,預防對林木產生危害。
4.3.3合理使用殺蟲殺菌劑為保護生態環境,對一些葉部病蟲和果實害蟲,應選用高效、低毒、無殘留的化學農藥和生物制劑。
4.3.4加強林木各種有害生物種群數量動態監測工作在林木災害實施系統工程控制過程中,適時開展各群落(子系統)有害生物種群動態的監測工作,對疫情信息及時反饋給決策層,以便根據趨勢做出決策,做到早發現早控制,將有害生物種群數量控制在經濟受害和環境受害允許水平之下,以防患于未然。
5結論與建議
(1)根據樹木園林木各種災害情況,當務之急是應盡快開展清林作業,伐除各生物群落中的枯立木、枯梢木、生長衰弱木和無利用價值的受害木,清除風雪壓折木、風倒木,清理林下枯落物,伐除被壓木,下大力氣改善林地衛生,盡力創造有利于有益生物生存,不利于有害生物繁衍的生態環境。(2)為預防災害發生,應根據樹木園的環境容量和木本植物種類數量及其利用價值,合理確定每種樹木的應該保留的數量。(3)為便于對各種可能發生的災害實施系統工程控制,建議進行生物群落結構優化設計,并構建具有持續控害機制的各具特色的生物群落(子系統),把樹木園建成景觀生態林之精品,林木災害生態控制之精品。(4)建議我區相關部門關注樹木園林木災害治理問題,支持開展林木災害優化控制技術攻關。
作者:邵鐵軍劉平生張璞鐘胡志敏單位:內蒙古自治區林業科學研究院63600部隊后勤部營房處