吳鳳義

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.06.051

林業(yè)有害生物的防治歷來是全球林業(yè)管理中的一項重大挑戰(zhàn)。隨著環(huán)境變化和全球化的影響日益顯著，傳統(tǒng)的害蟲管理策略逐漸顯露出局限性。因此，探索和實施創(chuàng)新技術(shù)，以提高害蟲防治效率和效果，已成為當(dāng)今林業(yè)研究的重點(diǎn)之一。本研究旨在探討新技術(shù)在林業(yè)有害生物防治中的應(yīng)用及其成效。特別關(guān)注人工智能、大數(shù)據(jù)分析、生物技術(shù)、遙感監(jiān)測等先進(jìn)技術(shù)在害蟲預(yù)測、識別、監(jiān)控和防治決策支持中的作用。通過這些技術(shù)的綜合應(yīng)用，旨在為林業(yè)害蟲管理提供更為高效、環(huán)保且可持續(xù)的解決方案。

一、傳統(tǒng)林業(yè)有害生物防治方法

1、農(nóng)藥防治方法

在河北省豐寧滿族自治縣，林業(yè)有害生物的防治一直是一個重要的課題。傳統(tǒng)的防治方法多種多樣，體現(xiàn)了該地區(qū)對生態(tài)保護(hù)的重視以及與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的適應(yīng)性。首先，農(nóng)藥的使用是最常見的方法之一。由于豐寧縣地處山區(qū)，這里的森林覆蓋率高，有害生物種類多樣，因此經(jīng)常需要使用化學(xué)農(nóng)藥來快速有效地控制病蟲害。然而，這種方法雖然立竿見影，卻可能對環(huán)境造成長期的負(fù)面影響。因此，豐寧縣在使用農(nóng)藥時非常謹(jǐn)慎，嚴(yán)格按照環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和安全用藥指南來操作，力求在控制有害生物的同時最小化對環(huán)境的損害。

2、物理防治方法

物理防治方法包括使用粘蟲板、性信息素誘捕器等非化學(xué)手段來吸引和捕捉有害生物。這類方法對環(huán)境友好，不會對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。豐寧縣的林區(qū)中，這種物理防治方法尤其適用于局部小范圍的病蟲害防控。例如，使用粘蟲板捕捉松毛蟲等有害生物，既環(huán)保又有效，而且操作簡單，非常適合當(dāng)?shù)亓洲r(nóng)使用。

3、生物防治方法

生物防治在豐寧縣也逐漸得到推廣。這種方法主要是利用天敵或生物制劑來控制有害生物的數(shù)量，如放養(yǎng)捕食性天敵或使用微生物制劑。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于它是一種更為持久和安全的控制方式，既能有效減少有害生物的數(shù)量，又能維持生態(tài)平衡。豐寧縣的一些林區(qū)已經(jīng)開始試驗使用這些生物防治方法，尤其在那些生態(tài)敏感和環(huán)境保護(hù)要求較高的區(qū)域，生物防治顯示出了良好的應(yīng)用前景。

二、新技術(shù)在林業(yè)有害生物防治中運(yùn)用價值

在河北省豐寧滿族自治縣，新技術(shù)在林業(yè)有害生物防治中的運(yùn)用顯示出巨大的價值，考慮到該地區(qū)獨(dú)特的氣候和地理條件。豐寧縣位于燕山山脈的南麓，氣候?qū)儆跍貛О霛駶櫦撅L(fēng)氣候，冬季寒冷干燥，夏季溫暖濕潤。這樣的氣候條件使得某些有害生物在特定季節(jié)大量繁殖，造成嚴(yán)重的林木病蟲害。

1、無人機(jī)技術(shù)

無人機(jī)技術(shù)在有害生物監(jiān)測和防治中顯示出其獨(dú)特的價值。無人機(jī)可以覆蓋廣闊的林區(qū)，進(jìn)行高效的監(jiān)測和數(shù)據(jù)收集。在豐寧縣這樣多山的地形中，無人機(jī)能夠快速穿越難以人工到達(dá)的區(qū)域，捕捉有害生物發(fā)生的早期信號。此外，無人機(jī)還可以用于精準(zhǔn)噴灑生物農(nóng)藥或其他防治藥劑，大大提高防治效率，同時減少農(nóng)藥的使用量和環(huán)境影響。

2、遙感和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)

遙感和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)在豐寧縣的應(yīng)用也極為重要。這些技術(shù)可以分析和預(yù)測有害生物的發(fā)生和擴(kuò)散趨勢，特別是在考慮到當(dāng)?shù)囟嘧兊奶鞖鈼l件和復(fù)雜的地理環(huán)境。通過遙感技術(shù)，研究人員可以監(jiān)測林區(qū)的健康狀況，及時發(fā)現(xiàn)異常變化，如樹冠顏色的變化等，這些往往是有害生物侵害的早期跡象。GIS技術(shù)則能幫助管理者理解和可視化這些數(shù)據(jù)，為制定防治策略提供科學(xué)依據(jù)。

3、生物技術(shù)

生物技術(shù)的運(yùn)用同樣在豐寧縣的林業(yè)有害生物防治中扮演著重要角色。例如，利用基因編輯技術(shù)研發(fā)的生物農(nóng)藥不僅針對性強(qiáng)，而且對環(huán)境友好。在豐寧縣這樣的生態(tài)環(huán)境多樣的區(qū)域，生物農(nóng)藥可以針對特定的有害生物進(jìn)行有效控制，同時減少對其他生物和環(huán)境的負(fù)面影響。此外，通過生物技術(shù)改善天敵的生存和繁殖能力，增強(qiáng)其對有害生物的控制效果，也是一種有效的生物防治策略。

三、新興技術(shù)在林業(yè)有害生物防治中的應(yīng)用

1、無人機(jī)技術(shù)，用于監(jiān)測森林健康和快速噴灑農(nóng)藥

在豐寧滿族自治縣這樣的山區(qū)林業(yè)環(huán)境中，無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用對于有害生物防治具有重要價值。以下是無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)有害生物防治中的具體應(yīng)用措施：

①林區(qū)健康監(jiān)測與數(shù)據(jù)收集

在河北省豐寧滿族自治縣，無人機(jī)技術(shù)在林區(qū)健康監(jiān)測與數(shù)據(jù)收集方面起到了革命性的作用。通過搭載高分辨率相機(jī)和多光譜傳感器，無人機(jī)能夠覆蓋廣闊的森林地區(qū)，進(jìn)行快速、高效的空中監(jiān)測。這些無人機(jī)可以捕捉到關(guān)鍵的林木健康指標(biāo)，如樹冠的覆蓋率、顏色變化和生長狀況，這些都是病蟲害發(fā)生的早期跡象。例如，某些病蟲害會導(dǎo)致樹葉顏色提前變黃或枯萎，而這些變化可以通過無人機(jī)的高清攝像頭和傳感器迅速被捕捉到。此外，無人機(jī)還能夠定期飛行，收集連續(xù)的數(shù)據(jù)，幫助林業(yè)管理者及時發(fā)現(xiàn)有害生物的蔓延趨勢，從而迅速制定相應(yīng)的防治措施。這些監(jiān)測數(shù)據(jù)不僅提供了林區(qū)當(dāng)前的健康狀況，還能夠預(yù)測未來可能出現(xiàn)的風(fēng)險，為長期的林業(yè)管理和規(guī)劃提供了寶貴的信息。

②精準(zhǔn)噴灑農(nóng)藥

在豐寧滿族自治縣的林業(yè)有害生物防治中，無人機(jī)技術(shù)在精準(zhǔn)噴灑農(nóng)藥方面同樣發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在確定了病蟲害集中或高發(fā)區(qū)域后，無人機(jī)被用于在這些特定區(qū)域進(jìn)行精確的農(nóng)藥噴灑。與傳統(tǒng)的人工噴灑相比，無人機(jī)可以更快、更精準(zhǔn)地覆蓋大面積的林地，尤其是在崎嶇不平、難以人工到達(dá)的山區(qū)。無人機(jī)按照預(yù)設(shè)的飛行路徑和噴灑計劃操作，確保農(nóng)藥均勻分布，最大限度地提高噴灑效率和藥劑利用率。此外，這種方法還大大減少了農(nóng)藥的使用量和對環(huán)境的潛在影響，有助于保護(hù)豐寧縣的自然生態(tài)。在緊急情況下，如病蟲害突然大規(guī)模暴發(fā)時，無人機(jī)的快速響應(yīng)能力尤其重要，能夠在最短的時間內(nèi)控制病蟲害的蔓延，減少對林木和生態(tài)系統(tǒng)的損害。

③災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)和長期監(jiān)控

在河北省豐寧滿族自治縣，無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)有害生物防治中扮演著至關(guān)重要的角色，特別是在災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)和長期監(jiān)控方面。豐寧縣地處山區(qū)，地形復(fù)雜多變，加之該地區(qū)的氣候特點(diǎn)是夏季濕潤而冬季干燥，這種氣候條件易于某些林業(yè)有害生物的繁殖和擴(kuò)散，尤其是在春末和夏初，常常會出現(xiàn)如松毛蟲等害蟲的大規(guī)模暴發(fā)。在這種情況下，無人機(jī)技術(shù)在應(yīng)對突發(fā)林業(yè)災(zāi)害中顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢。

在災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)方面，無人機(jī)可以迅速被部署到受影響的林區(qū)。由于其機(jī)動性強(qiáng)，無人機(jī)能夠快速穿越豐寧縣復(fù)雜的地形，到達(dá)那些難以人工到達(dá)的區(qū)域。在林業(yè)有害生物暴發(fā)時，無人機(jī)通過高清攝像頭捕捉實時影像，幫助林業(yè)管理人員迅速評估病蟲害的規(guī)模和影響范圍，從而迅速做出決策和部署防治措施。此外，無人機(jī)還可以搭載噴灑設(shè)備，在必要時對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行緊急噴藥，以控制病蟲害的蔓延。

在長期監(jiān)控方面，無人機(jī)成為了豐寧縣林業(yè)管理的一部分，定期對森林進(jìn)行巡查和監(jiān)控。通過長期的監(jiān)控，無人機(jī)幫助管理者收集關(guān)于森林生長狀況、生物多樣性、以及有害生物活動模式的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對于理解和預(yù)測有害生物的發(fā)生規(guī)律至關(guān)重要，尤其是在應(yīng)對由于氣候變化引起的生物活動模式的變化時。例如，在春季，無人機(jī)可以用于監(jiān)測松毛蟲等害蟲的活動，預(yù)測其可能的暴發(fā)區(qū)域和時間。這樣的長期監(jiān)控不僅有助于及時響應(yīng)林業(yè)災(zāi)害，還為制定更有效的林業(yè)管理策略提供了數(shù)據(jù)支持。

2、生物技術(shù)，使用生物農(nóng)藥和天然防治方法

①生物農(nóng)藥的開發(fā)與應(yīng)用

在豐寧滿族自治縣，生物技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在生物農(nóng)藥的開發(fā)與使用上。生物農(nóng)藥通常是指那些由微生物（如細(xì)菌、真菌、病毒）或其他自然來源（如植物提取物）制成的農(nóng)藥，它們對特定的有害生物具有很好的防治效果，同時對人類和環(huán)境的安全性高。例如，針對松毛蟲等常見森林害蟲，研究人員和林業(yè)管理者可以使用由特定微生物制成的生物農(nóng)藥，這些農(nóng)藥能夠特異性地攻擊害蟲，而對其他生物和環(huán)境影響小。在豐寧縣這樣的山區(qū)，使用生物農(nóng)藥不僅能有效控制害蟲，還能避免化學(xué)農(nóng)藥可能帶來的土壤和水源污染，保護(hù)當(dāng)?shù)刎S富的生物多樣性。

②生物天敵在森林生態(tài)平衡中的應(yīng)用

在河北省豐寧滿族自治縣這一具有獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng)的森林區(qū)域，采用生物天敵以維持生態(tài)平衡的方法在林業(yè)害蟲管理中顯得尤為重要。該策略涉及引進(jìn)或增強(qiáng)自然界中控制害蟲種群的捕食者或寄生生物的數(shù)量。例如，針對特定的森林害蟲，如松毛蟲，可通過引入其天然捕食者（如某些鳥類或昆蟲）來抑制其數(shù)量。此舉在保持森林生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)平衡方面至關(guān)重要，因為它利用了自然生態(tài)過程，降低了對化學(xué)方法的依賴。在這一過程中，不僅要考慮到捕食者和獵物之間的生態(tài)相互作用，還需兼顧到整個生態(tài)系統(tǒng)的健康。因此，生物天敵的有效運(yùn)用不僅是對抗害蟲的手段，更是一種維持生物多樣性、保護(hù)自然資源和促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)整體健康的策略。

③綜合生物防治策略在森林害蟲管理中的實施

在豐寧滿族自治縣這一地區(qū)，實施綜合生物防治策略意味著結(jié)合多種生物學(xué)和生態(tài)學(xué)方法來管理森林害蟲。這種策略的實施旨在通過生物、物理、化學(xué)及文化措施的綜合運(yùn)用，構(gòu)建一個多層次、多維度的害蟲管理體系。具體措施包括運(yùn)用微生物農(nóng)藥針對特定害蟲進(jìn)行靶向防控、選擇并種植具有較強(qiáng)抗蟲性的樹種、通過調(diào)整森林生態(tài)環(huán)境減少害蟲的適宜生境，以及鼓勵和利用天然捕食者和寄生生物的天然功能。這種綜合防治策略的核心在于不單單追求短期的害蟲控制效果，而是致力于通過持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)管理，實現(xiàn)長期的森林健康和生態(tài)平衡。綜合生物防治策略的有效實施，不僅需要深入了解害蟲的生物學(xué)特性和生態(tài)習(xí)性，還需要對森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有充分的認(rèn)識。通過這種方法，可以在減少對化學(xué)農(nóng)藥依賴的同時，有效地控制森林害蟲，保護(hù)和促進(jìn)豐寧縣森林資源的可持續(xù)發(fā)展。

3、政策支持，發(fā)揮本地實施策略提升防治效果

目前，豐寧滿族自治縣積極響應(yīng)并實施了承德國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)建設(shè)的相關(guān)政策，特別是在林草有害生物防控方面。該縣圍繞“預(yù)防為主、科學(xué)防控、保護(hù)生態(tài)”的工作目標(biāo)，持續(xù)推進(jìn)了林草有害生物的防控工作。具體來說，豐寧縣根據(jù)當(dāng)?shù)亓謽I(yè)有害生物的發(fā)生情況和主要防控目標(biāo)，認(rèn)真組織安排部署，明確了全年的工作思路、目標(biāo)和任務(wù)。在實際操作中，豐寧縣面對鼠兔害、油松毛蟲、楊干象、天幕毛蟲、紅脂大小蠹、尺蠖等多種林業(yè)有害生物的挑戰(zhàn)，總計發(fā)生面積達(dá)到5.1萬畝。應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，縣里完成了4.4萬畝的無公害防治作業(yè)。

在積極開展林業(yè)有害生物防控的同時，豐寧縣還按照河北省財政廳的要求，編制了全縣草原有害生物防治實施方案。該方案明確了草原鼠害和蟲害的防控面積各為30萬畝，并完成了鼠蟲害常規(guī)監(jiān)測工作及開展草原年度動態(tài)監(jiān)測和應(yīng)急監(jiān)測工作的防控目標(biāo)。這一方案已經(jīng)獲得市局的批復(fù)，目前鼠蟲害防治正在實施中。

豐寧縣的這些舉措充分體現(xiàn)了政府在林草有害生物防控方面的決心和能力。通過結(jié)合地方實際情況，制定科學(xué)合理的防控策略，豐寧縣不僅提高了對有害生物的防控效果，還有效保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。此外，這些措施還體現(xiàn)了綜合治理的思想，即不僅僅關(guān)注當(dāng)前的有害生物防控，而是從整個生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性出發(fā)，實施長期有效的管理和保護(hù)策略。

4、信息技術(shù)，利用大數(shù)據(jù)和人工智能預(yù)測有害生物爆發(fā)

①大數(shù)據(jù)在害蟲預(yù)測與監(jiān)控中的應(yīng)用

在豐寧滿族自治縣，信息技術(shù)，尤其是大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，在林業(yè)有害生物的預(yù)測與監(jiān)控中起著至關(guān)重要的作用。通過收集和分析大量的環(huán)境數(shù)據(jù)、氣候變化數(shù)據(jù)、害蟲發(fā)生歷史記錄等，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠幫助科學(xué)家和林業(yè)管理者更準(zhǔn)確地預(yù)測害蟲的爆發(fā)時間和地點(diǎn)。例如，通過分析過去幾年的氣溫、濕度和害蟲發(fā)生數(shù)據(jù)，可以識別出害蟲爆發(fā)的模式和趨勢。此外，大數(shù)據(jù)還可以用于監(jiān)控森林健康狀況，通過實時收集的數(shù)據(jù)，如樹木的生長速率、樹葉的顏色變化等，可以及時發(fā)現(xiàn)害蟲侵害的早期跡象。在這一過程中，大數(shù)據(jù)不僅提供了量化的分析結(jié)果，還為林業(yè)管理和決策提供了科學(xué)依據(jù)，從而提高了林業(yè)有害生物防控的效率和準(zhǔn)確性。

②人工智能在害蟲防治決策支持中的角色

在林業(yè)有害生物防治的現(xiàn)代實踐中，人工智能（AI）技術(shù)已經(jīng)成為一種重要的工具，用于提高病蟲害管理的效率和有效性。通過引入AI技術(shù)，可以實現(xiàn)對大量數(shù)據(jù)的快速處理和分析，從而為害蟲防治提供強(qiáng)大的決策支持。

數(shù)據(jù)分析和模式識別：AI技術(shù)能夠處理和分析來自遙感、地理信息系統(tǒng)（GIS）、無人機(jī)等技術(shù)的大規(guī)模數(shù)據(jù)集。通過高級算法，AI能夠識別病蟲害的分布模式和發(fā)展趨勢，為防治提供科學(xué)依據(jù)。

精準(zhǔn)預(yù)測和監(jiān)測：利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，AI可以準(zhǔn)確預(yù)測害蟲的發(fā)生和爆發(fā)，幫助管理者及時做出響應(yīng)。例如，通過分析歷史數(shù)據(jù)和天氣模式，AI能夠預(yù)測特定害蟲的活躍期。

決策優(yōu)化：AI系統(tǒng)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實時監(jiān)測，提出最佳的防治方案。這些方案可能包括化學(xué)防治、生物控制和物理障礙等多種方法的綜合應(yīng)用。

效率提升：AI的自動化和智能化決策不僅提高了害蟲防治的準(zhǔn)確性，還顯著提高了效率，減少了資源浪費(fèi)和環(huán)境影響。

在當(dāng)?shù)氐膽?yīng)用中，引入AI技術(shù)需評估當(dāng)?shù)亓謽I(yè)害蟲防治的具體需求和挑戰(zhàn)，選擇合適的AI解決方案。并收集相關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù)、歷史害蟲記錄等，構(gòu)建用于AI分析的數(shù)據(jù)庫。再次開發(fā)適用于當(dāng)?shù)睾οx防治的AI系統(tǒng)，進(jìn)行實地測試和優(yōu)化。最后，持續(xù)監(jiān)控AI系統(tǒng)的性能，根據(jù)實際情況進(jìn)行必要的調(diào)整和更新。

四、 結(jié)語

隨著新技術(shù)在林業(yè)有害生物防治中的不斷應(yīng)用和發(fā)展，林業(yè)管理面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇并存。通過本研究，可以看到人工智能、生物技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析及遙感技術(shù)在林業(yè)害蟲管理中的重要作用和巨大潛力。如上結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況所提出的技術(shù)策略，不僅提升了當(dāng)?shù)夭∠x害防治的效率和準(zhǔn)確性，而且有助于實現(xiàn)更加環(huán)保和可持續(xù)的林業(yè)管理。

（作者單位：068350 豐寧滿族自治縣林業(yè)和草原局）