森林保护技术与应用思考题(1)

森林保护技术与应用思考题1、以松材线虫病为例说明林业有害生物检疫的主要内容、检疫检验及除害处理技术松材线虫病1、病原线虫纲（Nematoda），垫刃目（Tylenchida），滑刃科（Aphelenchoididae）松材线虫Bursaphelenchus xylophilus（Steiner ＆Buhrer）Nickle2、分布与寄主江苏、浙江、安徽、广东、湖南、山东、江西、湖北、重庆、贵州80余个市、县松属(Pinus)的树种，主要有日本黑松、欧洲黑松、日本赤松、欧洲赤松、马尾松、纽叶松和长叶松等43种3、危害和重要性侵害木质部，破坏树脂道薄壁细胞和上皮细胞，导致整株枯萎死亡。

在我国多地已造成松林大面积成片枯死，对松林资源，尤其是南方松林、自然景观和生态环境构成严重威胁。

4、症状特征病程四阶段：①植株外观正常，失水，树脂分泌减少，蒸藤作用下降，嫩枝树皮常见天牛食痕；②针叶开始变色，树脂分泌停止，通常能够观察到天牛侵害和产卵痕迹；③在部分针叶变为黄褐色，萎蔫，通常可见天牛蛀屑；④针叶全部变为黄褐色，病树干枯死亡，但针叶不脱落，树体多有其他次期性害虫栖居。

病叶长时间不脱落，是病害的显著特点。

病树木质部常因蓝变菌的作用而呈蓝灰色，这也是病害的一个特征。

5、病原特征成虫体细长，约1mm，唇区高，缢缩显著。

口针细长，基部略微增厚。

中食道球卵圆形，占体宽的2/3以上。

食道腺细长，叶状，覆盖于肠背面。

排泄孔的开口大致与食道和肠交接处平行。

雌虫尾部亚圆锥形，末端钝圆，少数有微小的尾尖突。

雄虫交合刺大，弓形，喙突显著，远端膨大如盘状。

尾部似鸟爪，向腹面弯曲，尾端为小的卵形交合伞包裹。

6、发生规律松墨天牛化蛹期，蛹室中线虫的分散型3龄幼虫蜕皮变为持久型4龄幼虫。

成虫羽化后，该类幼虫进入天牛气管或附着其体表或前翅内侧等到处。

天牛成虫出木取食当年生或1-2年生嫩枝皮补充营养，所携带的线虫4龄幼虫则由取食伤口侵入，侵入树脂道后脱皮变为成虫，以4-5天一代的速度繁殖，并向其他部位侵害。

8-9月，出现分散型3龄幼虫，逐渐向天牛幼虫蛀道移动，最后聚集于天牛蛹室休眠越冬。

7、传播途径远距离传播借助携带线虫的松材原木、薪材、松木包装材料的调运及介体昆虫的人为传播。

8、检疫检验技术（1）直观（接）检验树脂分泌叶色变化天牛活动痕迹（2）解剖检验木质部有无蓝变有无松褐天牛栖居（3）漏斗分离检验贝尔曼漏斗分离法（4）接种检验把分离到的线虫接种到健康木上，观察是否发病，在15-20年生供试松树的树干上砍一深及木质部的伤口，然后夹入脱脂棉，将松材线虫悬液滴于脱脂棉上。

9、除害处理禁止从疫（发生）区调运松材切片及热处理：对感染松材线虫的原木可进行切片处理，切处厚度不超过3mm-10mm，并在80下烘6h后用于做纤维板、胶合板、纸浆等工业原料。

制板及热处理：去皮原木可制成板材，在65以上（木材中心温度）热烘或微波处理2-3h，直至线虫完全死亡。

熏蒸或烧毁：对病区清理的病树伐桩、伐根、枝条及无利用价值的树干，可集中起来，用20g/m3的磷化铝进行帐幕熏蒸。

或者集中烧毁。

2、试述遥感监测森林病虫害的原理、监测的技术方法和监测的主要内容，并对其应用前景做出展望。

原理：受害森林群落的光谱变化是森林病虫害遥感监测的主要依据。

植物的反射光谱曲线具有显著的特征，在大约0.48 µm和0.68 µm 处有两个强烈的叶绿素吸收带，0.52～0.60 µm区间的光谱反射称绿光小反射区，而进入0.75～1.30 µm的近红外区后，则反射率急剧上升，形成极鲜明的反射峰，绿色植物在近红外区域的陡坡效应与叶子叶绿素浓度有直接关系。

换句话说，这种红陡坡的坡度和位置是随叶绿素浓度而变化的。

由于植物种属、生育阶段、养分状况、所处地形部位等因素的不同，上述各波段反射值的具体数据有些差异，但这种光谱曲线的总形状特征都保持一致。

当植物遭受病虫害侵袭时，首先是近红外反射率明显降低，即陡坡效应明显削弱甚至消失，接着绿光区的小反射峰位置逐渐向红光漂移，叶色由绿变黄，变褐，甚至全叶枯死。

如果害虫吞食叶片，绿色生物量减少，同样会导致近红外与绿光区反射率的降低和红光区反射率的升高，从而达到监测森林病虫害的目的。

技术方法：1、影像分类法：主要用于检测病虫害导致树木冠层光谱发生变化。

2、影像差技术：对于病虫害造成的是林冠形态变化，而不是光谱变化时，可以采用影像差值法来进行检测。

3、植被指数及比值法：目前在林业病虫害监测研究中使用较多的植被指数包括归一化植被指数、比值植被指数、差值植被指数、正交植被指数和垂直植被指数等。

比值计算是一种常用的运算增强方法,其通过不同波段的像元亮度值之间的除法运算来生成新的比值图像,突出植被感病后的变化信息。

4、光谱分析技术：从红外波段叶绿素吸收区的反射率低点到近红外波段叶片散射的反射率高点这个过渡区被称之为“红边”区。

“红边”是描述植被色素状态和健康状况的重要指示波段。

5、GIS 技术和数学方法：GIS技术用于建立背景信息库，管理、更新和分析空间数据，提高遥感监测森林病虫害的精度；运用数学方法，如多元线性回归、线性回归、对数回归、统计自相关、图像半方差分析技术、人工神经网络、时间序列分析和格局识别技术等，为遥感监测森林病虫害提供了新的活力。

主要内容：1、森林失叶监测研究：病虫害导致森林失叶是干扰森林生态系统的一个重要因子,在大的空间尺度上,利用卫星遥感数据监测和评估病虫害导致的失叶及受损面积对森林的经营和健康具有重要的意义。

2、受害程度分类研究：在森林病虫害灾害防灾减灾管理和研究工作中,常常需要对森林病虫害的灾害大小进行比较,这就涉及到受害程度的分级分类,也就是说将受害的森林分为健康、轻度受害、中度受害、重度受害和死亡等不同的程度,以便于为森林的经营管理和病虫害的控制提供依据和帮助,对于林业经营管理和减小灾害损失具有重要的意义。

3、森林植被指标研究：森林感染病虫害导致森林失叶和失绿,进一步会影响森林的生物量、植被覆盖度、叶面积指数等指标的变化,也是病虫害监测研究中的重要内容。

4、病虫害的时空格局分布研究：在植物生态学中空间格局分析是一个常用的方法,能用于监测物种的空间格局分布,理解植被和环境之间的相互作用以及推知重要的生态过程或者是植被种群动态变化。

理解病虫害的空间格局分布及其扩散是理解病虫害动力学的基础,对于病虫害的监测和预测具有重要的意义。

5、病虫害影响景观格局的监测研究：森林遭受病虫害会出现失叶、枯死、林冠变化或者冠下变化,加之人为治理和干扰,从而导致整个森林的景观格局变化。

森林景观格局各项指标是森林生态功能的重要体现,决定着森林的发展方向、抗干扰能力等,因此具有重要研究意义。

6、影响病虫害发生发展的环境因子监测研究：森林病虫害的发生发展常受到许多环境因子的影响和制约,这些因子包括寄主植物分布、气象因素、土壤因素、林分基本特征、地形因素等。

7、森林病虫害预测预报与灾害损失评估决策：病虫害预测预报的内容包括在灾害发生前预测出病虫害可能发生的地点、时间,在发生过程中预测出病虫害在空间上的发展趋势及可能造成的损失。

展望：（1）数据源及辅助信息的利用方面。

为提高监测精确度,高光谱、高分辨率遥感将会成为森林病虫害监测的有效手段,同时还应考虑如何借助各种地面资料、数据、图形以剔除与灾害无关的干扰因素,尽可能地消除“同谱异物”和“同物异谱”的现象。

应用航天遥感影像同时根据实际情况还可以辅以航空遥感资料,提高监测的精度。

（2）基础理论研究。

在叶片和冠层层次上应加强各种病虫害所引起不同树种的光谱变化特征研究,从生态学、病理学等理论上研究病虫害发生的限制因子,在理论基础上为森林病虫害受害程度遥感监测提供支持。

（3）研究的技术与方法。

可以结合不同受害阶段的生理生化指标,如叶绿素、水分、主要元素和微量元素的含量等,以及林冠形态参数,将这些指标作为遥感监测的参数,参与对灾害点和受灾程度的识别;为了抑制噪声、剔除部分伪信息、突出森林灾害信息,构造适宜的植被指数和波段比值、差值也是有效方法;另外还应将更多数学方法融入病虫害遥感监测研究中来。

（4）研究趋势方面。

开发集监测、预测预报和灾害评估及决策支持为一体的综合管理系统是今后发展的方向,这个系统应该包括遥感子系统、地面子系统和GIS子系统。

遥感子系统进行专题信息提取;地面子系统利用GPS采集地面数据以及灾害发生期利用GPS导航实施灾害治理;GIS子系统提供各类预测、灾害评估模型库,管理各类遥感、森林资源、地形、气候等数据。

3、森林保护技术主要包括哪些技术？试述生物防治的最新进展。

森林保护技术：是预防森林被真菌、昆虫、哺乳动物以及气候因素的损害而采取的防治措施。

涉及森林病虫鼠害监测调查、防治作业，森林植物检疫，农药药效试验，森林防火应急预案制定等技术。

沃拉佐夫将森林保护技术分为以下四类:1.林学保护;2.生物学保护:3.化学保护;4.物理保护。

新进展第一，抗虫植物的创新研究。

抗虫植物中有天然的抗虫作物和转基因抗虫植物等，转基因抗虫作物主要是指从植物中提取杀虫基因经生物技术导入到常规作物中选育成的抗虫作物。

由于目前对外源性转基因作物有心理上的惧怕，未来的转基因研究方向应发现和挖掘植物源天然抗性基因。

开发具有拒避功能的抗虫植物也是未来的创新研究主要方向。

第二，植物源农药创新研究。

生物防治植物概念的提出是适应现代农业对有机食品安全的要求。

在有机农作物生产中，各国都有严格的要求，如美国农业部国家有机农业项目（national organic program, NOP）明确规定，有机农作物在整个生产期，病虫害的防治应依赖作物的天然抗性和植物源农药或肥料的使用（如印楝素、除虫菊、鱼藤酮、烟碱等产品），但不能使用合成化学肥料和农药。

日本和中国也有类似的标准。

因此具有杀虫作用的植物，将成为植物源农药未来的研究热点。

第三，特定显花植物和载体植物系统的创新研究。

近年来，由于设施农业的发展，大面积绿色温室的使用，研究创新的经济实用型的载体植物系统已经成为生物防治植物的一大亮点，欧盟、美国、加拿大等已先后成功开发防治不同害虫的载体植物系统。

用特定显花植物开发载体植物系统有可以成为未来载体植物发展的主要方向之一。

最后，在现代有机农作物生产中，各种生物防治植物，包括抗性植物、诱集植物或拒避植物（或者说植物源农药）、载体植物系统等集成，组装成综合应用技术也是未来的重点研究方向。

4、试述应用生物导弹防治害虫的技术原理及其技术特点。

技术原理：生物导弹技术把卵寄生蜂和病毒组配在一起，以卵寄生蜂为制导工具，以昆虫病毒为弹药，防治害虫的一种“生物武器”。

病毒__弹头、弹药寄生蜂__导弹制导系统。