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[關(guān)鍵詞] 防治 森林病蟲(chóng)害 措施 分析
[中圖分類(lèi)號(hào)] S792 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650 (2014)05-0077-01
一、前言
改革開(kāi)放之后,我國(guó)經(jīng)濟(jì)開(kāi)始迅速發(fā)展,近年來(lái),國(guó)家開(kāi)始實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,并將其作為我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,首要的就是要建立良好的生態(tài)環(huán)境,人與自然和諧共處,而促進(jìn)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要環(huán)節(jié)就是加強(qiáng)森林病蟲(chóng)害防治?,F(xiàn)階段,為了實(shí)現(xiàn)林業(yè)的跨越式發(fā)展,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,就必須要保護(hù)好現(xiàn)有森林資源,防治森林病蟲(chóng)害。
二、河南省林州市的基本情況概述
林州市是河南省安陽(yáng)市下轄的縣級(jí)市,位于太行山東麓,晉、冀、豫三省交界處,轄境東與安陽(yáng)縣、鶴壁市鶴山區(qū)、淇濱區(qū)接壤,南鄰輝縣市,西界與山西平順、壺關(guān)兩縣接壤,北與河北涉縣相連,總面積2046平方千米,其中山坡、丘陵占86%。林州市地處太行山南段東麓,境內(nèi)多山,山坡、丘陵占總面積的86%。地勢(shì)西北高東南低,市區(qū)海拔高度為306.8米。屬海河流域漳、衛(wèi)南運(yùn)河水系,有漳(濁漳河) 、洹河、淅河、淇河4條河流以及紅旗渠。屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,境內(nèi)森林資源豐富。
三、森林病蟲(chóng)害產(chǎn)生的原因
森林病蟲(chóng)害號(hào)稱(chēng)“森林的三大災(zāi)害”之一,在民間更是有“不冒煙的森林火災(zāi)”之稱(chēng)。森林林木的生長(zhǎng)周期都比較長(zhǎng),少則幾十年,多則上百年,在這一過(guò)程中,林木隨時(shí)都可能遭受病蟲(chóng)害的侵害,嚴(yán)重影響林木的生長(zhǎng)和發(fā)育。森林病蟲(chóng)害爆發(fā)之后,會(huì)使林木生長(zhǎng)減緩,森林質(zhì)量下降,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使樹(shù)木枯死,導(dǎo)致森林大面積受損。我國(guó)植物種類(lèi)居世界第二位,森林病蟲(chóng)害的種類(lèi)十分繁多,加上復(fù)雜的環(huán)境條件,導(dǎo)致森林病蟲(chóng)害的防治工作變得十分困難。
1.森林害蟲(chóng)害的傳播能力極強(qiáng),具備很強(qiáng)的繁殖能力,導(dǎo)致病蟲(chóng)害很難被消滅干凈。
2.人工林面積大幅上升。
3.現(xiàn)代林業(yè)的發(fā)展,樹(shù)苗、木材的頻繁運(yùn)輸,導(dǎo)致不少病蟲(chóng)害在大面積內(nèi)傳播。
4.隨著防治工作的推進(jìn),森林病蟲(chóng)害的遺傳特性抗逆能力也在不斷增強(qiáng)。
四、森林病蟲(chóng)害防治工作存在的問(wèn)題
1.森林病蟲(chóng)害的發(fā)生面積在不斷增加,防治難度大。近年來(lái),由于發(fā)展的需要,人工造林的面積在大幅提升,人工造林往往種植單一樹(shù)種,這也加劇了病蟲(chóng)害的發(fā)生。
2.森林病蟲(chóng)害種類(lèi)繁多,造成的影響極大。隨著時(shí)間的推移,越來(lái)越多的新病蟲(chóng)害種類(lèi)被發(fā)現(xiàn),極大地危害著森林。
3.危險(xiǎn)性病蟲(chóng)害潛在威脅增大。各地之間運(yùn)輸林木,傳播了大量的病蟲(chóng)害,其中有一些十分危險(xiǎn),對(duì)森林的危害極大。
4.森林病蟲(chóng)害頑固,難以根治。很多病蟲(chóng)害都是突然暴發(fā)的,危害較大,形成災(zāi)害,有時(shí)候現(xiàn)實(shí)的監(jiān)測(cè)不到位,很難在病蟲(chóng)害發(fā)生初期就及時(shí)發(fā)現(xiàn),以至于到發(fā)現(xiàn)時(shí)已對(duì)森林造成極大危害。
五、進(jìn)行森林病蟲(chóng)害防治的措施
森林病蟲(chóng)害防治總原則是“預(yù)防為主,綜合治理”。治理和預(yù)防相結(jié)合,防治與營(yíng)林相結(jié)合,全面防治森林病蟲(chóng)害。
1.積極做好監(jiān)測(cè)工作,及時(shí)報(bào)告情況,進(jìn)行必要預(yù)測(cè)
采用各種手段,運(yùn)用科學(xué)的方法監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害,結(jié)合林地的氣候及樹(shù)木發(fā)育狀況,分析病蟲(chóng)害的發(fā)展趨勢(shì),掌握病蟲(chóng)害的發(fā)生規(guī)律,及時(shí)作出決策,采取必要措施,根除害蟲(chóng),避免造成損失。
2.重視營(yíng)林防治,全面防治
營(yíng)林防治就是要從生產(chǎn)全局、生態(tài)總體入手,首先在樹(shù)種選擇、適地適樹(shù)、造林方式、撫育管理等方面通過(guò)選育抗蟲(chóng)品種,營(yíng)造混交林,盡量控制純種樹(shù)林的面積,科學(xué)地?fù)嵊芾?,從根本上提高林木自身的保護(hù)性能,為預(yù)防病蟲(chóng)發(fā)生打下基礎(chǔ)。在重視營(yíng)林防治的同時(shí),也要采用其他的防治方法,不可偏廢。以護(hù)為主,保護(hù)與繁殖相結(jié)合,全面防治病蟲(chóng)害。
3.協(xié)調(diào)化學(xué)防治與生物防治的矛盾
這兩者各有優(yōu)點(diǎn),協(xié)調(diào)好可以互相促進(jìn),互為補(bǔ)充。化學(xué)防治可以迅速高效地消滅病蟲(chóng)害,能夠彌補(bǔ)其他手段速度不行的缺點(diǎn)。另外,要建設(shè)防疫站,專(zhuān)門(mén)控制病蟲(chóng)害。化學(xué)防治有時(shí)候會(huì)使目標(biāo)生物產(chǎn)生抗藥性,給防治工作埋下隱患,在應(yīng)用時(shí)還可能會(huì)誤殺天敵生物,給環(huán)境造成危害,而生物防治可以改善這一缺點(diǎn),神武防止也有缺點(diǎn),現(xiàn)實(shí)中往往缺少人工施放的天敵生物種群持續(xù)存在的生態(tài)學(xué)動(dòng)態(tài)證據(jù),生物防治的研究者考慮更多的是食物鏈而不是食物網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。總之,這兩者各有優(yōu)缺點(diǎn),因此,要相互結(jié)合,互相補(bǔ)充和協(xié)調(diào),已達(dá)到互補(bǔ)互利的目的。
4.嚴(yán)格執(zhí)行法律法規(guī)
嚴(yán)格執(zhí)法,加強(qiáng)法律的作用,嚴(yán)格防范人為破壞;加大設(shè)備和資金投入,應(yīng)用先進(jìn)技術(shù),治理害蟲(chóng),加強(qiáng)技術(shù)投入,積極進(jìn)行監(jiān)測(cè),提高防治的效果;積極宣傳,加強(qiáng)防治意識(shí),引導(dǎo)廣大人民進(jìn)行群防群冶,可以積極有效地遏制病蟲(chóng)害的擴(kuò)散,保護(hù)森林資源。
六、結(jié)束語(yǔ)
在進(jìn)行森林病蟲(chóng)害防治時(shí),我們要根據(jù)實(shí)際的情況,因地制宜、因時(shí)制宜。每一個(gè)地區(qū)不同,所采取的治理手段就會(huì)有所區(qū)別,病蟲(chóng)害種類(lèi)不同,也要采取類(lèi)別相應(yīng)的對(duì)策??傊?,森林病蟲(chóng)害防治的總目標(biāo)是保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,其總原則是預(yù)防為主、標(biāo)本兼治。在防治過(guò)程中要加強(qiáng)監(jiān)測(cè),生物防治與化學(xué)防治相結(jié)合,協(xié)調(diào)運(yùn)用不同的治理手段,才能更好地治理好森林病蟲(chóng)害,促進(jìn)我國(guó)林業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】森林病蟲(chóng)害防止技術(shù)方式方法
森林發(fā)展能夠促進(jìn)國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)以及林業(yè)生態(tài)效益的發(fā)展腳步,可現(xiàn)在病蟲(chóng)害對(duì)森林質(zhì)量造成了極其嚴(yán)重的影響,進(jìn)而使我國(guó)森林經(jīng)濟(jì)效益大大降低?,F(xiàn)在中國(guó)森林建設(shè)依舊還處在發(fā)展的初級(jí)階段,所以,在病蟲(chóng)害防治這方面必須積極應(yīng)對(duì)??晌覈?guó)在防治森林病蟲(chóng)害這方面沒(méi)有先進(jìn)的技術(shù),并且管理方面也很多問(wèn)題存在其中,進(jìn)而促使病蟲(chóng)害對(duì)森林的影響范圍越來(lái)越大。所以,一定要積極的對(duì)林業(yè)病蟲(chóng)害進(jìn)行防治,以在大范圍建設(shè)森林的基礎(chǔ)上,提升國(guó)內(nèi)森林的實(shí)際生產(chǎn)水平。
一、分析森林病蟲(chóng)發(fā)生的特點(diǎn)
第一,現(xiàn)在森林經(jīng)常會(huì)發(fā)生病蟲(chóng)害,并且森林的受害面積也越來(lái)越大,致使森林病蟲(chóng)發(fā)生幾率在不斷增加。第二,森林病蟲(chóng)害的發(fā)生毫無(wú)規(guī)律可言,人們根本無(wú)法預(yù)測(cè)什么時(shí)間森林會(huì)發(fā)生病蟲(chóng),發(fā)生病蟲(chóng)害會(huì)造成什么樣的結(jié)果。所以,當(dāng)森林中爆發(fā)病蟲(chóng)害的時(shí)候,就無(wú)法應(yīng)用恰當(dāng)?shù)墓芾聿呗耘c控制方案來(lái)處理,進(jìn)而影響了森林的建設(shè)以及生產(chǎn),同時(shí)我國(guó)的環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)效益也發(fā)生了不同程度的損失[1]。之后便是森林病蟲(chóng)害具有極強(qiáng)的危險(xiǎn)性,其蔓延以及擴(kuò)散的速度都非???,一旦當(dāng)森林中爆發(fā)病蟲(chóng)害以后,會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境以及森林資源造成直接的威脅。此外,森林還時(shí)常會(huì)發(fā)生眾多中次要的病蟲(chóng)害,通常情況下,人們不會(huì)重視這些病蟲(chóng)害,進(jìn)而使這些次要病蟲(chóng)害越來(lái)越嚴(yán)重而變成主要病蟲(chóng)害,威脅著森林的健康成長(zhǎng)。第三,經(jīng)濟(jì)森林發(fā)生的病蟲(chóng)害。最近這幾年,我國(guó)經(jīng)濟(jì)林業(yè)也不斷爆發(fā)一些病蟲(chóng)害,并且還逐年增重,進(jìn)而阻礙了經(jīng)濟(jì)林的發(fā)展速度。
二、防治森林病蟲(chóng)害的技術(shù)以及方法
(一)應(yīng)用營(yíng)林方法對(duì)病蟲(chóng)害進(jìn)行防治
1、在育苗階段應(yīng)該做好病蟲(chóng)害的防治工作
在這個(gè)階段一定要從以下幾方面入手,其一,對(duì)苗圃地進(jìn)行選擇,不能選擇土壤粘重多地勢(shì)低濕的地方,假如沒(méi)有選擇好苗圃,那么苗木很容易發(fā)生猝倒病和苗枯?。黄涠?,在將要進(jìn)行播種時(shí),需要消除潛藏在土壤和種子當(dāng)中的病蟲(chóng)害,以及蟲(chóng)口密度降低,進(jìn)而將病源鏟除;其三,需要對(duì)苗圃進(jìn)行休閑輪作處理,以防止蟲(chóng)害以及病原微生物的大量繁殖;其四,需要在苗圃中施加一定量有機(jī)肥當(dāng)作底肥;其五,需要搞好苗圃衛(wèi)生,及時(shí)把苗圃?xún)?nèi)的枯落物以及雜草與病枝殘?bào)w清除,進(jìn)而從根源上對(duì)病蟲(chóng)害進(jìn)行控制;其六,可以在苗圃周?chē)胖眯┖οx(chóng)比較喜歡吃的事物,進(jìn)而把害蟲(chóng)都引誘到一起,再由人工進(jìn)行捕殺,或應(yīng)用藥劑進(jìn)行防治,以有效控制森林病蟲(chóng)害的發(fā)生[2]。
2、在造林過(guò)程中做好病蟲(chóng)害的防治工作
此方面應(yīng)該積極對(duì)混交林進(jìn)行營(yíng)造,根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r選擇那些具有極強(qiáng)病蟲(chóng)害抵抗能力的樹(shù)種,然后再對(duì)其進(jìn)行撫育撫育管理,達(dá)到防治病蟲(chóng)害的目的。同時(shí),還可以應(yīng)用整地施工與中耕除草等諸多方式對(duì)清楚病蟲(chóng)來(lái)源,進(jìn)而林木可以健康成長(zhǎng)。而針對(duì)那些已經(jīng)被病蟲(chóng)害侵染過(guò)的森木枝葉,必須及時(shí)的將其處理掉,并將他們都收集到一起進(jìn)行燒毀,這樣就可以把大部分病源殺死,進(jìn)而保護(hù)了其他林木免受病害的侵襲。
3、做好封山育林工作,以使林下植被健康成長(zhǎng)
針對(duì)林木較為稀疏的場(chǎng)地,不能進(jìn)行采伐與開(kāi)墾,給林地留有充足的恢復(fù)時(shí)間以及空間。與此同時(shí),還能夠利用天然更新以及補(bǔ)播與補(bǔ)植等方式來(lái)使森林得以快速恢復(fù)。此外,還可以積極的進(jìn)行闊葉樹(shù)種的培育,使改變林分的現(xiàn)有結(jié)構(gòu),進(jìn)而使森林生物實(shí)現(xiàn)多樣化,以增加抵抗病蟲(chóng)害的能力。
(二)應(yīng)用物理方法對(duì)病蟲(chóng)害進(jìn)行防治
1、應(yīng)用微生物來(lái)防治森林病蟲(chóng)害
大多昆蟲(chóng)身上都存在大量的抗生菌以及真菌等多種微生物,能夠防治馬尾松與天牛等諸多森林病蟲(chóng)害,此外,蘇云金這種桿菌的各種各樣變種制劑很夠有效防治一些林業(yè)病蟲(chóng)害,所以,營(yíng)林工作人員可以應(yīng)用微生物法來(lái)防治森林病蟲(chóng)害。
2、利用病蟲(chóng)天敵來(lái)防治森林病蟲(chóng)害
在防治森林害蟲(chóng)時(shí),如果可以對(duì)蟲(chóng)害的天敵進(jìn)行應(yīng)用,同樣會(huì)起到非常好的防治效果。所以,能夠應(yīng)用助遷以及引進(jìn)與移植等多種方式來(lái)增加森林害蟲(chóng)的天敵種類(lèi)和數(shù)量,以降低蟲(chóng)口數(shù)與害蟲(chóng)密度,進(jìn)而使生態(tài)可以平衡生長(zhǎng)。
3、利用益鳥(niǎo)來(lái)防治森林病蟲(chóng)害
灰喜鵲、山雀、啄木鳥(niǎo)等多種鳥(niǎo)類(lèi),它們都把蟲(chóng)當(dāng)作自己的食物,屬于森林害蟲(chóng)的天敵。所以,應(yīng)用益鳥(niǎo)來(lái)防治森林病蟲(chóng)害,能夠省去大部分工作,并且還不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染[3]。因此這種防治方式需要保護(hù)益鳥(niǎo)的卵與巢,還能夠通過(guò)人工筑鳥(niǎo)巢的方式來(lái)吸引大量的益鳥(niǎo),以及使益鳥(niǎo)快速繁殖,進(jìn)而使森林病蟲(chóng)害得到控制。
(三)應(yīng)用化學(xué)方法來(lái)防治森林病蟲(chóng)害
中國(guó)在消滅森林蟲(chóng)源以及控制病蟲(chóng)害等方面依舊在使用化學(xué)方法進(jìn)行防治,現(xiàn)在我國(guó)有70%左右的森林面積上還在應(yīng)用化學(xué)方法來(lái)防治病蟲(chóng)害。所以,必須在做好預(yù)報(bào)和預(yù)測(cè)工作的基礎(chǔ)上,有針對(duì)性的使用農(nóng)藥來(lái)防治森林病蟲(chóng)害,進(jìn)而使防治效果達(dá)到最佳。通?;瘜W(xué)防治分為殺菌劑與殺蟲(chóng)劑,其中殺菌劑又分為內(nèi)吸劑、鏟除劑、保護(hù)劑;殺蟲(chóng)劑分為吡蟲(chóng)啉、銳勁特、愛(ài)福丁等。
結(jié)語(yǔ):
最近這些年,森林病蟲(chóng)害逐漸變得嚴(yán)重,此背景下,如果想要使我國(guó)森林事業(yè)可以持續(xù)發(fā)展,就必需重視防治病蟲(chóng)害這項(xiàng)工作,并積極引進(jìn)眾多種先進(jìn)的防治技術(shù)以及防治方法,科學(xué)合理的對(duì)森林病蟲(chóng)還進(jìn)行防治。森林工作人員必須時(shí)刻做好檢查工作,再結(jié)合營(yíng)林以及生物與化學(xué)等眾多方法積極的對(duì)森林病蟲(chóng)害進(jìn)行防治,更好的促進(jìn)國(guó)內(nèi)森林事業(yè)長(zhǎng)久、平穩(wěn)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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論文摘要 介紹了森林病蟲(chóng)害的概念,對(duì)森林病蟲(chóng)害防治的生物防治與化學(xué)防治方式進(jìn)行對(duì)比,說(shuō)明選用生物防治方法防治森林病蟲(chóng)害的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)大力推廣生物防治。
森林是以喬木和其他木本植物為主體的生物群落。構(gòu)成這個(gè)群落的成分除喬木、灌木外,還包括其他植物、動(dòng)物、微生物及其居住的環(huán)境。森林并非是樹(shù)木的簡(jiǎn)單集合,而是有一定結(jié)構(gòu),各成分之間相互作用、彼此制約,并與外界環(huán)境發(fā)生密切聯(lián)系的極其復(fù)雜的集合體。森林的主要功能是:涵養(yǎng)水源、保持水土、凈化空氣、降低噪音、防風(fēng)固沙、改良土壤、調(diào)節(jié)氣候、減免自然災(zāi)害,保障農(nóng)牧業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn),維護(hù)生態(tài)平衡;另外,森林還可以為人類(lèi)提供豐富的林副產(chǎn)品。
在建國(guó)初期,國(guó)家為了改變當(dāng)時(shí)惡劣的自然環(huán)境,投入了大批的財(cái)力、物力營(yíng)造了廣袤的人工林。使得祖國(guó)的荒山禿嶺都披上了綠裝,也改善了人們居住的環(huán)境,使大部分人居住在如畫(huà)環(huán)境之中。但是,在人們慶幸生存環(huán)境改善之余,大面積的人工林也為人們帶來(lái)了不少的煩惱。因?yàn)槿斯ち值奶攸c(diǎn)是幾千公頃甚至幾萬(wàn)公頃都是純林,這種單一的純林為森林病蟲(chóng)害的發(fā)生發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件,極易造成森林病蟲(chóng)害的大面積發(fā)生,使得林木及林副產(chǎn)品減產(chǎn)、甚至絕收,更有甚者森林病蟲(chóng)害會(huì)讓大片林木死亡,造成大量森林資源的浪費(fèi)。因此,森林病蟲(chóng)害的防治工作越來(lái)越受到林業(yè)工作者的高度重視。
1森林病蟲(chóng)害的概念
森林病害是指森林植物在其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中或其產(chǎn)品和繁殖材料在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中,遭受其他生物的侵染或不適宜的環(huán)境條件影響,生理程序的正常功能受到干擾和破壞,從而導(dǎo)致植物生理上、組織上和形態(tài)上產(chǎn)生一系列不正常的狀態(tài),生長(zhǎng)發(fā)育不良,甚至整株死亡,最終引起人類(lèi)經(jīng)濟(jì)損失和其他損失的現(xiàn)象。
林木病害的類(lèi)型有:一是侵染型病害。是由真菌、細(xì)菌、質(zhì)原體、病毒、寄生性種子植物、藻類(lèi)、線(xiàn)蟲(chóng)和螨蟲(chóng)等侵染的病害,此種病具有傳染性。二是非侵染性病害。是由不適于林木正常生長(zhǎng)的水分、溫度、光照、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、空氣污染等因素所引起的病害,這種病不具有傳染性。三是衰退病。是指按照特定順序出現(xiàn)的一系列生物和非生物因素綜合作用造成林木生長(zhǎng)勢(shì)或生長(zhǎng)潛能顯著下降,最終導(dǎo)致林木死亡的一種病。森林病害的發(fā)生必須要有植物和引起植物發(fā)病的因素,沒(méi)有這2個(gè)條件森林病害就無(wú)從發(fā)生。病害的發(fā)生可能是由一個(gè)因素或某些因素作用的結(jié)果。其中,直接引起病害發(fā)生的原因稱(chēng)病原,間接因素稱(chēng)誘因。病原按其性質(zhì)分為生物性病原和非生物性病原。
森林蟲(chóng)害是一種非常普遍的自然災(zāi)害,是昆蟲(chóng)在繁殖生長(zhǎng)的過(guò)程中,取食植物的營(yíng)養(yǎng)器官或吸食植物的汁液,造成林木所生產(chǎn)的營(yíng)養(yǎng)減少或者是林木的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被林木害蟲(chóng)取食,造成林木生長(zhǎng)不良,使得木材及林副產(chǎn)品的產(chǎn)量下降,甚至使整株林木死亡。
2防治方法
病害防治的基本方針是“預(yù)防為主,綜合治理”。病害防治的原則是在制定森林病害防治計(jì)劃和方案時(shí),必須考慮三方面的因素,即生物性因素、生態(tài)因素、經(jīng)濟(jì)因素。森林病害防治的策略:一是杜絕和鏟除;二是免疫和抗病;三是保護(hù);四是治療。人們?cè)趯?duì)森林病害的防治過(guò)程中先后使用化學(xué)防治和生物防治。起初,人們?yōu)榱朔乐紊植『ζ毡椴捎没瘜W(xué)防治的方法,剛開(kāi)始使用化學(xué)藥品的品種少,使用的劑量少,但取得的效果極好,森林病害發(fā)生的間隔期較長(zhǎng),防治的費(fèi)用低。隨著時(shí)間的推移,大多數(shù)森林病害對(duì)化學(xué)藥劑產(chǎn)生了抗藥性,森林病蟲(chóng)害發(fā)生的間隔期逐漸縮短,森林病蟲(chóng)害防治的劑量加大,且效果降低,即成本加大,呈逐次上漲的趨勢(shì)。后來(lái),人們利用微生物之間的拮抗作用對(duì)病原物進(jìn)行殺滅或抑制,即采取生物技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)森林病害的防治。
論文關(guān)鍵詞:精確林業(yè) GPS GIS
論文摘要:概述了“精確林業(yè)”的內(nèi)涵及其主要支撐技術(shù) (包括 GPS、GIS、RS、DBMS、DSS、VRT等 )、操作過(guò)程和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ,并對(duì)精確林業(yè)在中國(guó)的發(fā)展前景進(jìn)行了探討。
在現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等一系列高新技術(shù)的推動(dòng)下,林業(yè)正在進(jìn)入以知識(shí)高度密集為主要特點(diǎn)的知識(shí)林業(yè)發(fā)展階段,于是,“精確林業(yè)(Precision Forestry)”應(yīng)運(yùn)而生。所謂精確林業(yè),即在林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)用視覺(jué)傳感器、衛(wèi)星定位等高新技術(shù),實(shí)時(shí)測(cè)知工作對(duì)象所需工作的質(zhì)、量和時(shí)機(jī)等數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)影響林木生長(zhǎng)的環(huán)境因素實(shí)際存在的時(shí)空差異性的分析,判別林木長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)劣,確定影響長(zhǎng)勢(shì)的原因,提出科學(xué)處方,采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施,消除和減少這些差異,按需定量實(shí)施灌溉、施肥和噴藥,以實(shí)現(xiàn)最小資源投入、最大林業(yè)收益和最少環(huán)境危害。
1、精確林業(yè)的主要支撐技術(shù)
精確林業(yè)以3S技術(shù)、信息技術(shù)、智能化決策技術(shù)、可變量控制技術(shù)等為技術(shù)支撐體系,以生態(tài)學(xué)、造林學(xué)、工程學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、控制學(xué)、測(cè)繪學(xué)為指導(dǎo),能在自動(dòng)化、智能化、一體化、時(shí)效性、準(zhǔn)確性、可靠性等方面滿(mǎn)足人們的需要,它的建立依賴(lài)于地球空間信息基礎(chǔ)理論及其它高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
1.1 全球定位系統(tǒng)
全球定位系統(tǒng)(GPS)是_種可供全球享用的空間信息資源,具有全球性、全天候、高精度、用途多、可靠性好、覆蓋范圍廣、定位速度快、抗干擾性強(qiáng)和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。在精確林業(yè)中,它主要實(shí)現(xiàn)對(duì)采集的林間信息進(jìn)行空間定位,實(shí)時(shí)、快速地提供包括各類(lèi)傳感器(如CCD攝像頭)和運(yùn)載平臺(tái)(如作業(yè)車(chē)輛、飛機(jī)等)目標(biāo)的空間位置,輔助作業(yè)機(jī)械完成處方實(shí)施.
1.2 地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)(GIS)可以在計(jì)算機(jī)硬件、軟件系統(tǒng)的支持下,存儲(chǔ)、管理、分析和描述整個(gè)或部分地球表面與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù),把地理位置和相關(guān)屬性有機(jī)地結(jié)合起來(lái),根據(jù)用戶(hù)需要將空間信息及屬性信息準(zhǔn)確真實(shí)、圖文并茂地輸出。在精確林業(yè)中,它主要實(shí)現(xiàn)對(duì)多種來(lái)源的時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和處理,根據(jù)數(shù)據(jù)繪制電子地圖,作為新的集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)。
1.3 遙感
遙感(RS)是一種多平臺(tái)、多波段、高分辨率和全天候的對(duì)地觀測(cè)技術(shù),主要通過(guò)遙感器獲取地球表面(層)自然界目標(biāo)的波譜特征信息及對(duì)這些信息進(jìn)行加工、處理,從而達(dá)到認(rèn)識(shí)自然界的目的。在精確林業(yè)中,它主要用于實(shí)時(shí)地獲取樹(shù)木生長(zhǎng)環(huán)境、生長(zhǎng)狀況和空間差異的大量時(shí)空變化信息,及時(shí)對(duì)GIS進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。
1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)使存儲(chǔ)和查找數(shù)據(jù)最優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了﹁體化存儲(chǔ)和初步的一體化查詢(xún),具有很好的完整性,避免了數(shù)據(jù)過(guò)于瑣碎帶來(lái)的不便。在精確林業(yè)中,它主要用于建立包含林木長(zhǎng)勢(shì)、自然條件和歷史數(shù)據(jù)等信息的數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí),它使GIS軟件能充分利用商用數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)成熟的眾多特性,如快速索引、數(shù)據(jù)完整性和一致性保證、安全和恢復(fù)機(jī)制及分布式處理機(jī)制,明顯提高GIS軟件管理空間數(shù)據(jù)的能力。
1.5 決策支持系統(tǒng)
決策支持系統(tǒng)(DSS)綜合了專(zhuān)家系統(tǒng)(ES)和模型系統(tǒng)(SS),它根據(jù)專(zhuān)家在長(zhǎng)期生產(chǎn)中積累的知識(shí),建立作物栽培模型、統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)分析與預(yù)測(cè)模
1.6 可變量控制技術(shù)
可變量控制技術(shù)(VRT)就是根據(jù)不同位置及要求自動(dòng)改變施用比率的技術(shù)。它通過(guò)計(jì)算機(jī)控制,對(duì)林木所需用的水、肥料、農(nóng)藥等變量的類(lèi)別和數(shù)量進(jìn)行判斷,根據(jù)需要調(diào)控如植保機(jī)械向林間噴灑這些變量的速率,使系統(tǒng)能在特定時(shí)間對(duì)特定目標(biāo)進(jìn)行操作規(guī)劃,以達(dá)到精確定量地灌溉、施肥、噴藥的目的,體現(xiàn)了“對(duì)癥下藥”、“按需給予、”“變量投入”的原則,它的實(shí)施可有效避免傳統(tǒng)粗放型林業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中造成的資源浪費(fèi)和伴隨的環(huán)境污染問(wèn)題。在精確林業(yè)中,它主要實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)控,合理地進(jìn)行施肥、灌溉、施藥等措施。GIS繪制電子地圖,生成林木長(zhǎng)勢(shì)情況分布圖,分析此圖,獲得林區(qū)內(nèi)樹(shù)木長(zhǎng)勢(shì)的差異程度一根據(jù)該圖,對(duì)影響樹(shù)木成長(zhǎng)的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析,將地形、土質(zhì)、土壤肥力、土壤含水量、氣候狀況、蟲(chóng)害、病害發(fā)生情況空間數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),利用樹(shù)木生長(zhǎng)發(fā)育模型、相關(guān)作業(yè)的專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)等建立空間智能決策支持系統(tǒng),確定產(chǎn)生長(zhǎng)勢(shì)差異的原因,生成林木管理處方圖一根據(jù)處方圖,生成響應(yīng)林業(yè)機(jī)械的智能控制軟件,按照按需投入、區(qū)別對(duì)待的原則,利用可變量控制技術(shù)實(shí)施施肥、噴藥等操作一對(duì)其執(zhí)行效果進(jìn)行評(píng)估。
2、精確林業(yè)的基本操作過(guò)程
精確林業(yè)的出現(xiàn),使定量獲取影響樹(shù)木長(zhǎng)勢(shì)情況的因素及最終生成的空間差異性信息,實(shí)施可變量投入,達(dá)到低成本、低消耗、高效率、環(huán)保好等目標(biāo)成為可能。圖1是精確林業(yè)基本操作過(guò)程的示意圖,其實(shí)施過(guò)程可描述為:帶GPS和實(shí)時(shí)傳感器的作業(yè)機(jī)械隨時(shí)間和空間變化自動(dòng)采集林間定位及對(duì)應(yīng)林班的樹(shù)木長(zhǎng)勢(shì)情況數(shù)據(jù)一通過(guò)型、空間分析與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析模型,通過(guò)用戶(hù)選擇最優(yōu)模型,輸入模型的參數(shù),獲得仿真運(yùn)算結(jié)果,從而為決策提供輔助支持的依據(jù)。在精確林業(yè)中,它主要實(shí)現(xiàn)對(duì)樹(shù)木長(zhǎng)勢(shì)、病害、蟲(chóng)害的發(fā)生趨勢(shì)進(jìn)行分析模擬,針對(duì)林木生長(zhǎng)環(huán)境和生長(zhǎng)條件的時(shí)空差異性,生成處方圖,提供各林班施肥噴藥方案,對(duì)精確林業(yè)的實(shí)施效果、經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)估。
3、精確林業(yè)的研究現(xiàn)狀
3.1 國(guó)外研究動(dòng)態(tài)
一些發(fā)達(dá)國(guó)家在精確林業(yè)相關(guān)技術(shù)的研究方面發(fā)展較快,如在森林土壤類(lèi)型分析、林地適應(yīng)性評(píng)價(jià)、森林生態(tài)環(huán)境模擬、林木育種以及生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)和森林收獲等領(lǐng)域已有成熟的應(yīng)用。
美國(guó)林務(wù)局為每個(gè)林管局和林業(yè)研究所配備了資源級(jí)GPS接收機(jī),主要用于災(zāi)害監(jiān)測(cè)和防治的飛機(jī)導(dǎo)航、林相圖的自動(dòng)更新和林區(qū)作業(yè)的定位服務(wù)。
美國(guó)林務(wù)局和伊利諾大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的Smart Forest軟件,實(shí)現(xiàn)了森林景觀的可視化,以DTM三維顯示技術(shù)為基礎(chǔ),使用GIS作為決策支持媒介來(lái)考察景觀尺度的資源狀況,在林業(yè)信息的支持下,可以從不同視角模擬觀察森林景觀及其變化。
美國(guó)太空成像公司對(duì)原有的利用衛(wèi)星RS數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)火災(zāi)的技術(shù)和方法進(jìn)行了歸納、整理和合并,形成了一套基于Internet影像查詢(xún)系統(tǒng)的、實(shí)用的火災(zāi)探測(cè)算法,該算法具有自適應(yīng)和區(qū)域性敏感的特點(diǎn),所以適合于區(qū)域和全球火災(zāi)監(jiān)測(cè),可以實(shí)時(shí)獲取火災(zāi)位置等信息。
Reid等人(2001)研究開(kāi)發(fā)了FIAMODEI。來(lái)存儲(chǔ)和分析林業(yè)數(shù)據(jù),主要具有森林現(xiàn)狀分析、發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)、森林生態(tài)景觀分析、觀光風(fēng)景區(qū)內(nèi)的森林布局等功能,同時(shí),它還可提供林道、河流、邊界等數(shù)據(jù)的查詢(xún)。
Dimitru和Olson運(yùn)用空間信息系統(tǒng)集成和衛(wèi)星數(shù)據(jù)來(lái)確定森林覆蓋率。技術(shù)路線(xiàn)是,通過(guò)像素尺寸的變化來(lái)判別樹(shù)種是否有所增加,對(duì)比Landsat TM和SPOY—XS遙感衛(wèi)星攝像2、3、4波段得到的數(shù)據(jù),可以得到林區(qū)內(nèi)較為準(zhǔn)確的信息。
美國(guó)克羅拉多大學(xué)研究開(kāi)發(fā)了一套航空錄像的自動(dòng)配準(zhǔn)和校正系統(tǒng),它是實(shí)時(shí)獲取資源信息的RS工具,克服了影像配準(zhǔn)與幾何校正的時(shí)間太長(zhǎng)、費(fèi)用太高、與精確GIS匹配能力有限的缺點(diǎn),在不增加過(guò)多硬件的基礎(chǔ)上,極大降低了人為干預(yù)的操作,主要用于監(jiān)測(cè)森林病蟲(chóng)害。
3.2 國(guó)內(nèi)研究動(dòng)態(tài)
福建農(nóng)林大學(xué)交通學(xué)院研究開(kāi)發(fā)了基于GIS的木材運(yùn)輸決策支持計(jì)劃系統(tǒng),它綜合運(yùn)用線(xiàn)形規(guī)劃和GIS技術(shù),可以協(xié)助計(jì)劃者確定最小費(fèi)用集運(yùn)材路徑、確定最佳楞場(chǎng)空間位置和木材流分配,目標(biāo)是在需材單位定貨和森林資源條件的約束下,木材集運(yùn)綜合成本最低。
東北林業(yè)大學(xué)完成了基于WEB和3S技術(shù)的森林防火智能決策支持系統(tǒng)的研究,實(shí)現(xiàn)了林火數(shù)據(jù)庫(kù)、林火預(yù)報(bào)預(yù)防、林火蔓延模型、撲火指揮決策等方面的智能化、網(wǎng)絡(luò)化管理,使系統(tǒng)能夠在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)運(yùn)行和信息傳輸,自動(dòng)優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)和自動(dòng)修正模型參數(shù),形成撲火指揮決策支持專(zhuān)家系統(tǒng)。
南京林業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院開(kāi)展了利用以機(jī)器視覺(jué)、圖像處理、GPS、GIS、DBMS、DSS、VRT為代表的高新技術(shù)從事精確林業(yè)的構(gòu)成、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用等研究,開(kāi)發(fā)了基于機(jī)器視覺(jué)的室內(nèi)農(nóng)藥自動(dòng)精確施用系統(tǒng)。該系統(tǒng)以實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中所建的試驗(yàn)?zāi)P蜑檠芯繉?duì)象,模擬農(nóng)藥施用的真實(shí)情況,用總結(jié)出的一套算法進(jìn)行圖像處理,并以此為依據(jù)做出決策控制噴頭實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的精確施用,分析和探索了在自然環(huán)境中基于實(shí)時(shí)視覺(jué)傳感技術(shù)的農(nóng)藥精確施用的可行性和效果。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開(kāi)展了一系列的試驗(yàn)和研究,對(duì)施藥過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)模擬、樹(shù)木圖像采集、圖像分割、施藥決策、數(shù)據(jù)交換、噴霧執(zhí)行等主要問(wèn)題和技術(shù)難點(diǎn)做了較為深入的探討和研究,涵蓋了基于實(shí)時(shí)視覺(jué)傳感技術(shù)的農(nóng)藥精確施用的主要技術(shù)要點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明,該系統(tǒng)運(yùn)行良好并有很好的戶(hù)外應(yīng)用前景,特別適用于路旁樹(shù)木的病蟲(chóng)害防治,林木栽植株距較大時(shí),和常規(guī)施藥方法相比,可節(jié)省50%以上的用藥量。
此外,該學(xué)院還開(kāi)展了農(nóng)藥精確噴霧機(jī)時(shí)空數(shù)據(jù)分析與融合研究,目標(biāo)是建立集CCD攝像頭、GPS、GIS為一體的移動(dòng)式農(nóng)藥精確噴霧系統(tǒng),圖2為該系統(tǒng)的技術(shù)路線(xiàn)圖,它的設(shè)計(jì)思路是:將CCD實(shí)時(shí)立體攝像系統(tǒng)、GPS、GIS在線(xiàn)地安裝在高射程噴霧機(jī)上,隨著噴霧機(jī)的行駛,所有系統(tǒng)均在同一時(shí)間脈沖控制下進(jìn)行實(shí)時(shí)工作,把GPS精確定位數(shù)據(jù)和CCD獲取的林木數(shù)字圖像通過(guò)處理隨時(shí)送人GIS中,而G1S中已經(jīng)存儲(chǔ)有電子地圖信息和林班圖,在GIS平臺(tái)上有效集成時(shí)空數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù),根據(jù)歷史上病蟲(chóng)害發(fā)生情況和植物保護(hù)專(zhuān)家在長(zhǎng)期生產(chǎn)中獲得的知識(shí),進(jìn)行病蟲(chóng)害統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)模型和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,建立農(nóng)藥使用技術(shù)專(zhuān)家系統(tǒng),并根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、圖像處理、噴霧目標(biāo)特征和病蟲(chóng)害防治目標(biāo)閾值,建立智能決策支持系統(tǒng),從而可針對(duì)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐纳植∠x(chóng)害防治實(shí)際需要確定農(nóng)藥投入的種類(lèi)、數(shù)量等,指導(dǎo)自動(dòng)執(zhí)行變量投入決策,控制可變量噴頭實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥精確定量噴霧。根據(jù)不同林業(yè)生產(chǎn)情況及病蟲(chóng)害發(fā)生類(lèi)型、程度,利用此系統(tǒng)來(lái)對(duì)應(yīng)控制特定區(qū)域做出可變量控制決策而實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥精確對(duì)靶噴霧,在最大程度上杜絕非目標(biāo)農(nóng)藥沉積,減輕環(huán)境污染。
4、精確林業(yè)在我國(guó)的發(fā)展前景
我國(guó)已經(jīng)進(jìn)行了一定規(guī)模的精確農(nóng)業(yè)試點(diǎn)工作,部分技術(shù)、產(chǎn)品已趨成型,如由北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)中心承擔(dān)的北京市小湯山精確農(nóng)業(yè)示范工程已進(jìn)行了谷物測(cè)量、水分在線(xiàn)測(cè)量、田間信息采集、RS監(jiān)測(cè)作物長(zhǎng)勢(shì)、水分、病蟲(chóng)草害、防治環(huán)境監(jiān)測(cè)、GPS采樣定位、導(dǎo)航、農(nóng)業(yè)ES分析、農(nóng)業(yè)機(jī)械的實(shí)時(shí)在線(xiàn)控制等試驗(yàn)。林業(yè)與農(nóng)業(yè)相比有諸多不同,如森林資源類(lèi)型多、區(qū)域差異大、周期長(zhǎng)、干擾多、變化快、條件復(fù)雜,決定了精確林業(yè)實(shí)現(xiàn)的難度要比精確農(nóng)業(yè)大。
英文名稱(chēng):中國(guó)林學(xué)(英文版)
主管單位:教育部
主辦單位:北京林業(yè)大學(xué)
出版周期:季刊
出版地址:北京市
語(yǔ)
種:英語(yǔ)
開(kāi)
本:大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào):1008-1321
國(guó)內(nèi)刊號(hào):11-3919/S
郵發(fā)代號(hào):
發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:1994
期刊收錄:
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
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