让灌木林虫灾得到有效防控

  • 中国绿色时报
  • 2019/02/14

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北京林业大学灌木林虫灾发生机制与生态调控技术研究荣获2018年国家科技进步奖二等奖
让灌木林虫灾得到有效防控

  我国灌木林病虫害从研究基本空白到有效监测防控,用了14年。

  灌木林,曾经不被重视。第七次全国森林资源清查之前,我国森林覆盖率统计并不包括灌木林。

  长期以来,灌木林虫灾频发,触目惊心。本世纪初,辽宁建平近百万亩沙棘林被病虫害毁灭。2005年,在内蒙古和宁夏,一望无际的沙蒿连片枯死。病虫害成为灌木林大面积毁灭的致命因素。

  2004年,国家将年降水量400毫米以下地区的特定灌木林纳入了森林覆盖率统计范围。灌木林的生态、经济和社会效益也逐步被重视起来。  

  我国有灌木林5590万公顷,占我国林地面积的18%。灌木林虽然矮小,却是生态脆弱区极为重要的植物群落,具有特殊的生态功能,是绿色生态屏障,是北方防沙带的核心。

  此前,由北京林业大学教授骆有庆领衔完成的“防护林杨树天牛灾害持续控制技术”获得了2002年度国家科技进步奖二等奖。2004年,灌木林的重要性和其虫害的严重性促使骆有庆把主攻方向调整到灌木林虫害研究上来。14年来,骆有庆团队在灌木林虫害成灾机制、引诱剂开发应用、遥感监测、天敌资源开发利用等方面攻克科研难关,完成了“灌木林虫灾发生机制与生态调控技术”的研发。今年年初,这项成果荣获2018年度国家科技进步奖二等奖。

  研究虫性与成灾机制

  侵蚀灌木林的害虫都是什么虫?它们有什么特性?

  这是研究灌木林虫害防治的基础,但在此前,这基本是一项科研空白。

  骆有庆团队花费大量时间钻研这些害虫,研究它们的生物生态学特性。骆有庆说:“不同类群、不同种类害虫发育的每一个环节与特性都能给我们很多启发,帮助我们找到关键防控环节和技术的切入点。”

  沙棘木蠹蛾是沙棘的主要害虫,它的完整成长周期需要4年。幼虫、化蛹、羽化、交配、产卵……骆有庆团队坚持4年和这种虫子较劲,观测它生长周期各个环节的特性。

  在一次野外调查中,他偶然得到一个沙棘木蠹蛾虫蛹,便带回实验室研究。这只难得的蛾子帮助团队获取了很多关键数据:沙棘木蠹蛾未交配的处女雌蛾,具有极强的求偶和诱集能力,对雄蛾的引诱距离可达1200米;雌蛾只交配一次,一旦交配,立即失去求偶功能,不再引诱雄蛾……他们由此得到科学启示,性诱剂的开发与应用是沙棘木蠹蛾最有效的防控技术之一。

  随之也揭开了沙棘木蠹蛾成灾机制。首先,过高估计沙棘的抗旱能力,不考虑立地条件大面积营造单一感虫树种“中国沙棘”是虫灾发生的人为因素。其次,“中国沙棘”树种最利于木蠹蛾的产卵和幼虫发育,是其感虫的主要机制。团队还分别从分子生物学和群落生态学角度,系统揭示了虫灾发生的内在动力和环境胁迫作用。

  10多年的时间,团队共揭示了7种灌木林重大害虫的生物生态学特性,多层次、多角度揭示了主要害虫的成灾机制,为制定科学合理的防控策略和关键技术创新奠定了重要基础。

  虫灾精准监测与控制

  对于虫灾的监测与控制,骆有庆团队选择两个方向作为突破口。

  第一个方向是研发害虫的高效诱剂。团队创建了提取、鉴定、活性测定和人工合成的创新链,成功开发了8种害虫诱剂,包括昆虫源性诱剂和植物源诱剂。这些功能专一、高效实用、成本低廉的性诱剂,能模仿雌虫发出求偶信息,引诱雄虫到诱捕器上,阻断了害虫的雌雄交配与繁衍后代。

  有了诱剂,如何应用也大有学问。装配“引诱剂”的诱捕器该如何设计,包括它的形状、颜色、诱剂配方,以及林间如何布设,包括悬挂间距、高度和方位等技术,都需要科学的技术参数。课题组经过繁杂严密的研究,构建了成熟的林间监测和诱杀技术参数集,极大地提升了规范化应用水平。

  第二个方向是灌木林虫灾的遥感监测技术,这是整个项目的主要创新点和关键技术之一。在荒漠林中,因病虫害致死的灌木林枯黄,与地表背景颜色相似,很难辨识。为了及时监测虫害动态,团队系统测定了不同演替阶段、不同健康程度沙蒿林的反射光谱特征,构建了相应的数据库,研建了基于高光谱遥感数据的虫灾等级划分标准,明确了最佳监测窗口期,创建了灌木林虫灾的遥感监测技术。

  填补多项技术空白

  骆有庆说,研究林业病虫害防治,要以保护的林种主体功能为导向。具体对灌木林而言,骆有庆认为,针对灌木林群落结构特点和生态效益为主的功能取向,确定了清晰的研究目标导向,其虫灾防控更应以高效、易行、作用面广的技术为主。

  “我们联合了山西农业大学、国家林业局森防总站等8个单位,组建了产学研协同的科研团队,先后启动了13个重要科研项目,还得到了中国工程院院士尹伟伦的参与和指导。终于有效地攻克了我国灌木林重大虫灾防控中的关键技术问题,极大提高了防控技术水平。”骆有庆介绍。

  14年来,这项技术首次开发出沙棘木蠹蛾、沙蒿木蠹蛾、沙柳木蠹蛾等6种灌木林害虫的性诱剂,柠条绿虎天牛和沙蒿大粒象的植物源诱剂。首次研建了沙棘、沙蒿、柠条等灌木林重大害虫的监测与生态调控技术体系,填补了多项技术空白。技术开发新产品16项,获授权专利21项,其中发明专利12项,全部实现了转化与应用。多年来,骆有庆团队在辽宁、北京、宁夏、内蒙古等地持续开展灌木林病虫害防治的相关培训、现场会。成果在三北地区7省区示范与推广面积累计达537万亩,有效控制了灌木林虫灾的发生。

  “树种下去,不能只看能不能活着,还要看能不能健康地活着。”骆有庆团队还在孜孜不倦地推动林业有害生物防控技术的创新、优化、升级和推广。(记者 迟诚 李香云)


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