森林昆虫学 主讲:胡春祥 教授
绪论 一、森林昆虫的涵义 森林昆虫是指生活在森林中与森林有直接或间接关系的昆虫。 1.与森林有直接关系的:森林中的各种害虫直接危害树木的各种器官,影响树木的生长发育和林产品的产量。 2.与森林有间接关系的:如各种森林害虫的天敌,寄生或捕食各种森林害虫,使害虫不致猖獗成灾,从而有益于林木的生长发育和增产。 3.利害参半的森林昆虫:白蚁、蚂蚁等。白蚁是森林中的主要清道夫,但它们危害木材,当其食料缺乏时也可危害枯立木,蚂蚁也是森林的清道夫和某些害虫的捕食性天敌,但它们与蚧虫、蚜虫共生,对这些害虫起着保护作用。
白蚁 蚂蚁
4.特用森林昆虫(资源昆虫):紫胶虫、白蜡虫、五倍子蚜虫等,它们所产生的紫胶、白蜡、五倍子等都是工业上极其重要的原料。 无翅型雄成虫 胶坯 胶茸
蝙蝠蛾
二、森林昆虫在林业上的重要意义 1.我国的森林资源 森林覆被率 18.21% 27% 19% 人均木材消费水平 0.05m3 0.65 m3 中国 世界 亚洲 森林覆被率 18.21% 27% 19% 人均木材消费水平 0.05m3 0.65 m3 森林面积 17500万hm2 (第六次资源调查) 森林总蓄积 124.558亿m3
1989年11月17日国务院第五十次常务会议通过,1989年12月18日国务院令第46号发布施行。 森林病虫害防治条例 第一章 总 则 第二章 森林病虫害的预防 第三章 森林病虫害的除治 第四章 奖励和惩罚 第五章 附 则 1989年11月17日国务院第五十次常务会议通过,1989年12月18日国务院令第46号发布施行。
2.害虫的危害及造成的损失 病虫害和火灾是森林的最大破坏因子。在树木生长过程中,从幼苗到成材,每一发育阶段都要受到各种害虫的危害,如: 幼苗期:地老虎、蛴螬、蝼蛄等
①嫩梢、顶芽、幼干的钻蛀性害虫,如卷蛾类、天牛类等 ②枝干的刺吸性害虫,如蚧、蝽、蚜等 ③食叶害虫,蛾、蝶、叶甲等。 尚未育闭的幼树: ①嫩梢、顶芽、幼干的钻蛀性害虫,如卷蛾类、天牛类等 ②枝干的刺吸性害虫,如蚧、蝽、蚜等 ③食叶害虫,蛾、蝶、叶甲等。 紫藤叶甲 杨蓝叶甲 桃红颈天牛 卷蛾
金风蝶 多尾风蝶 绿尾大蚕蛾 天蛾
中壮龄期:通常抗性最大,但也受到各种害虫的危害,如食叶害虫-松毛虫、舞毒蛾、天幕毛虫、叶蜂、舟蛾类等。 落叶松毛虫
图1-1 天幕毛虫卵 图1-2 天幕毛虫幼虫 图1- 3 天幕毛虫茧 图1-4 天幕毛虫成虫
成熟林:树木生活力下降,如此时树木受伤(风折、风倒、雪压等),或迟伐,则立刻成为多种蛀干害虫的攻击对象,如天牛、小蠹虫、吉丁虫等。 光肩星天牛
准确估计害虫所造成的损失是很难的。我们从以下几个数据和 实例来加以说明。 ①据1990年全国森林病虫害防治工作会议材料介绍:近年来,松毛虫每年发生面积都达4000余万亩,累计损失至少为370×104 m3。 ②据2005年的统计资料表明: 50年代:全国森林病虫害发生面积≦133万hm2 70年代末:467万hm2 80年代:每年平均670万hm2 1990年 1000万hm2 经济损失达10多亿。 1996-2000年:1600万hm2 经济损失达65亿。 近年来,我国林业有害生物发生呈上升趋势,2005年全国发生面积达1.4亿亩(不含天然次生林、灌木林、荒漠植被病虫和有害植物),年均经济损失880亿元。外来有害生物每年造成的损失达560亿元,占经济损失总量的近70%.
③美国用材林,因病虫害每年平均损失7100×104 m3,相当于林木生长量的10% ,年采伐量的20%。 ⑤日本:1987年防治松材线虫当年耗资509.58亿。 以上数据表明:森林病虫害带来的损失是非常惊人的,称其为“不冒烟的火灾”一点都不为过。
害虫的数量在时间、空间上有突然性。所以,目前还不能准确地预先制定防治措施。 三.森林害虫的发生、防治特点 害虫的数量在时间、空间上有突然性。所以,目前还不能准确地预先制定防治措施。 无地域性、顺序性。 森林面积辽阔、树木高大,易于扩散蔓延,所以在“适期”防治是很困难的。 因而防治森林害虫的总方针是:预防为主、综合治理、科学防控、依法治理、促进健康。
1定义:森林昆虫学主要研究栖息于森林中的害虫(包括益虫),研究其发生发展规律,对树木的影响及其在林业上的意义及防治的科学。 四.森林昆虫学的定义、研究内容及任务 1定义:森林昆虫学主要研究栖息于森林中的害虫(包括益虫),研究其发生发展规律,对树木的影响及其在林业上的意义及防治的科学。 2.研究对象:森林昆虫、树木 害虫:生物学特性,发生,数量变动和繁殖的关系。 被害林木:对害虫侵袭的反应,寻求避免受害的方法,从而保证林木减少损失,提高产量。
3.内容及任务 ①森林昆虫学作为一门应用科学,有它的理论基础,即害虫综合治理理论 。 ②具体的防治措施:森林植物检疫、化学防治、生物防治、林业防治措施、物理机械防治措施等 。 ③具体涉及到某些害虫,它的分类,鉴定、分布危害规律,发生消长规律,预测预报方法,综合治理等。 ④森林保护系统工程 (森林保护六大工程)
六大森林病虫害治理工程启动 2000年6月22日国家林业局决定,为全面扭转我国森林病虫害严重发生的形势,我国已全面启动六大国家级 森林病虫害工程治理项目,这标志着我国森林病虫害防治工作实现了 从一般防治向工程治理的根本性突破。 这六大工程治理项目为:松材线虫病治理工程、美国白蛾治理工 程、强大小蠹治理工程、杨树天牛治理工程、松毛虫治理工程和森林 鼠害治理工程。治理工程区覆盖26个省、区、市的600多个县(市、区),整个工程从2000年开始,到2005年结束。 国家林业局局长王志宝说,希望通过实施工程治理,在全国森林 面积不断增加的情况下,把森林病虫害发生率由目前的6%降到4%以 下,森林病虫害防治率由目前的60%提高到85%以上,基本扭转我国 森林病虫害严重发生的局面。 现在,国家财政已专项安排4000万元用于六大森林病虫害工程治 理,并要求有关各地按照不低于1:1的比例进行资金配套。
1953年我国第一本《森林昆虫学》 忻介六 上海复旦 ①我国有森林昆虫15万种。其中有学名的约4万种 ②美国:8万5千种 ③前苏联:8万种 五.我国森林昆虫学研究简况: 1953年我国第一本《森林昆虫学》 忻介六 上海复旦 ①我国有森林昆虫15万种。其中有学名的约4万种 ②美国:8万5千种 ③前苏联:8万种 我国已对约800余种(造成危害的200余种,毁灭性害虫约20余种)森林害虫进行了生活史、习性及防治等方面的初步研究。包括东北地区约150种。
国家林业局日前发布公告,公布了19种林业检疫性有害生物名单,其中昆虫11种、病原微生物6种,线虫1种,植物1种,并自2005年3月1日开始生效,原林业部发布的森林植物检疫对象名单同时废止。这是继1996年之后,国家林业局结合当前林业发展形势和我国林业有害生物发生特点再次对森林植物检疫对象进行了修订。 新的林业检疫性有害生物名单: 一、 昆虫(11种) 1、红脂大小蠹 (Dendroctonus valens Le Conte) 2、椰心叶甲(Brontispa longissima (Gestro)) 3、松突圆蚧(Hemiberlesia pitysophia Takagi) 4、杨干象 (Cryptorrhynchus lapathi Linne) 5、苹果蠹蛾 (Laspeyresia pomonella (Linnaeus)) 6、双钩异翅长蠹 (Heterobostrychus aequalis (Waterhouse)) 7、蔗扁蛾(Opogona sacchari (Bojer)) 8、枣大球蚧 (Eulecanium gigantean (shinji)) 9、红棕象甲 (Rhyncnophorus ferrugineus oliu.) 10、青杨脊虎天牛 (Xylotrechus rusticus (Linnaeus)) 11、美国白蛾 (Hyphantria cunea (Drury))
二、 病原微生物(6种) 1、猕猴桃细菌性溃疡病菌 (Pseudomonas syringae pv 二、 病原微生物(6种) 1、猕猴桃细菌性溃疡病菌 (Pseudomonas syringae pv. Actinidiea Takikawa et al.) 2、松疱锈病菌 (cronartium ribicola J. C. Fischer ex Rabenhorst) 3、落叶松枯梢病菌 (Guignardia laricina (sawada) Yamamoto et K. Ito) 4、冠瘿病菌 (Agrobacterium tumefaciens (Smith and Townsend) Conn.) 5、杨树花叶病毒 (Poplar Mosaic Virus) 6、草坪草褐斑病菌 (Rhizoctonia solani) 三、线虫(1种) 松材线虫 (Bursaphelenchus xylophilus (Steiner et Burher)Nickle) 四、植物(1种) 薇甘菊(Mikania Micrantha H.B.K.)
主要参考文献: 方三阳.主编 1988. 森林昆虫学 东北林业大学出版社 方三阳.主编 1988. 森林昆虫学 东北林业大学出版社 M.L. 弗林特. R. 范德博希[美] 著 1985 害虫综合治理导论 科学出版社 张执中主编 1993 森林昆虫学(第2版) 中国林业出版社 萧刚柔主编 1992 中国森林昆虫(第2版) 中国林业出版社 梅特卡夫 1985 害虫综合管理引论 科学出版社 张宗柄 1986 害虫综合治理 上海科学技术出版社 李孟楼 2002 森林昆虫学通论 中国林业出版社 李成德 2004 森林昆虫学 中国林业出版社 迟德富等 2006 进口木材检疫 东北林业大学出版社 严善春 2001 资源昆虫学 东北林业大学出版社
本节思考题: 1。森林昆虫的涵义 2。森林昆虫学的定义、研究内容及任务 3。防治森林害虫的总方针
第一章 害虫综合管理 综合管理(Integrated Management) 第一章 害虫综合管理 综合管理(Integrated Management) 有害生物综合管理(Integrated Pest Management) IPM 森林保健与林业可持续发展(Forest health protection and foresty sustainable) 以上三个概念实际是同意语。随着科学技术的日益发展和人们对害虫的防治认识不断提高而日臻完善。
一.害虫综合治理的背景及含义 害虫防治大约经历了四个主要阶段: 第一阶段(1940年以前):初期防治阶段 这一阶段虽然早已有了各种防治害虫的方法,但一般来说,都不是十分有效的。他们都能抑制害虫数量到一定程度,减少一定的为害,但他们都不足以十分有效地防治为害。为此,当时提出了综合防治(Integrated Control)的原则。这就是把各种防治方法配合起来,一同防治害虫,这是根据各种防治方法都有其长处,也有其不足,把它们配合起来,取长补短,就能发挥最大的效力。因此,在这一时期,对一种害虫往往一方面用农业技术防治法(如:灌溉、轮作、抗虫品种),另一方面同时用农药或引入天敌等,有时还配合人工捕捉,机械捕捉等,在1940年以前,害虫防治都是应用综合防治的原则,并且十分强调害虫的生物学(主要是生态习性)的研究,因为许多防治方法都与害虫的生态习性有关。
综合防治(Integrated Control) 抗虫杨 灌溉 虫害 轮作 综合防治(Integrated Control)
第二阶段(1940-60年代末):化学为主的防治阶段 这一阶段的主要特点就是出现了许多防治效率极高的杀虫剂,而害虫防治基本上成为单独依赖杀虫药剂。 第二次世界大战结束时,不但有了DDT,还出现了六六六,在德国人的秘密战争毒物中发现了对昆虫毒性极高的有机磷杀虫药剂(对硫磷等),接着后来又出现了氨基甲酸酯及其它有机杀虫药剂,这些杀虫药剂防治害虫的效果极高,它们对于各种害虫都有效,有些在当时农民称为“一扫光”,因为一下子可以把各种昆虫都杀死。在这一阶段的初期,人们曾经十分乐观,认为害虫防治的问题已经基本上解决,只要用DDT,六六六等杀虫药剂,就能彻底消灭害虫。在1940-1950年这一时期中,害虫防治确实收到了极好的效果,各种杀虫剂得到了极大的发展,但许多其它防治害虫的方法都很少有人研究,甚至于害虫的基础生物学研究也被放松了。
但是这一乐观的情况到了1950年以后就逐渐破灭了,因为当时人们错误的认为,“打药”是唯一的方法,于是“有虫打三遍,无虫打三遍”单纯依赖农药和不合理滥用农药在国内外十分普遍,因而产生了“农药合并症”。 农药合并症: ①害虫产生抗药性 ②害虫再增猖獗 ③农药在人体内积累和环境污染。
首先是害虫对杀虫药剂产生了抗性。杀虫药剂对害虫防治效果减轻了,要用更高的剂量才有效。有时,甚至根本无效,必须改用其它杀虫药剂。但是,更严重的是,在1960年左右,人们发现,使用这些杀害药剂还带来一些不良的副作用,杀虫剂不但杀死昆虫,也影响到一些其他动物、植物,破坏了原来的生态系统。有些杀虫剂,如DDT、六六六等有机氯残效期过长,长期存在于环境中,污染了环境,威胁着人类的安全与健康。
1962年,一位美国海洋生物学家Rachael Carson 写了一本书叫《寂静的春天》(Silent spring),她是第一个提出了杀虫剂的这些不良副作用的,“杀虫剂的喷雾好像是天上下来的一场有毒的雨,蜜蜂不见了,蝴蝶不见了,春天是寂静的。”这是一本有偏见的书,把一些情况夸大了,但是它却提醒了人们。
(一)、害虫的抗药性是如何产生的? 害虫的抗药性是由于针对某种害虫连续不断地使用一种农药,而事实上即使是广谱毒性的农药也没有一种农药对害虫是百分百有效的,每一施药区都有一些害虫和病原菌能残存下来,它们的后代在遗传性上接受了其亲代的抗药力,从而随着施药次数增加抗药力就会发展,以致于只好增加药剂浓度,如此年复一年增加施药次数与浓度,这就加速了对抗性的遗传选择。
根据世界卫生组织的记载及有关方面报道,已发生抗性的生物有589种:其中卫生害虫134种,农业害虫(包括害螨)392种,植物病原体50种,有害杂草5种,线虫2种,中间寄主(鼠和螺)5种,柳条鱼1种。由于害虫抗性增大,使农药用量增大,农林作物蒙受损失,害虫反而有增无减,造成劳力增加,增加产品成本,经济收入降低。
(二)、什么叫害虫再猖獗? 在用农药防治森林害虫的过程中,在杀死害虫同时也杀死了同一生境中害虫天敌和其他有益的野生动物或使其受害,破坏了森林的生态环境,虽然害虫种群数量被压抑到最低水平,但由于解除了天敌的控制作用,害虫虫口密度迅速回升,甚至比原来的虫口密度还大,造成新爆发。
另一种情况是:原来占次要地位的害虫在农药处理后,反而由少数增到多数,这是由于施药后,农药杀死了一种重要害虫的同时,也杀死了该害虫的天敌,甚至也杀死了潜伏性害虫的天敌,这些都说明重要害虫与潜伏性害虫都是复杂的森林生态系的成员。许多潜伏性害虫,由于受它们的天敌的控制,暂时处于次要地位,一旦天敌被杀伤,潜伏性害虫很快可上升为重要害虫。
许多从前是次要的有害动物,如螨类、蚧壳虫、粉虱、蚜虫,由于滥用农药,上升为农林大害虫。全世界最著名的一个事例就是红蜘蛛的大发生。在应用DDT及对硫磷之前,苹果上红蜘蛛只是偶尔为害,为害也不严重,但是由于用DDT及对硫磷等防治苹果食心虫之后,红蜘蛛却大发生了,成为极严重的害虫。因为这些杀虫药剂的应用杀死了红蜘蛛的天敌,使它失去了自然控制。我国早期定的农业八大害虫中,棉花害虫有棉蚜、棉红蜘蛛及红铃虫,当时没有棉铃虫,因为它的发生不严重,多年用杀虫剂防治棉蚜的结果,把棉铃虫的天敌大批杀死,结果现在棉铃虫成为了棉花上主要的害虫。
(三)、环境污染和对人类健康的影响 1.对人类健康的影响 农药不仅引起急性中毒,更严重的是DDT、六六六稳定性农药残毒积累而导致慢性中毒,据报道,美国人体内积累的有机氯为12ppm,而日本人从1949—1969年大量使用六六六,1970年日本人脂肪中有机氯的积累为美国人的25倍;同时大量使用有机汞农药的结果:污染土壤、水域、环境,严重影响健康,发生神经性的水俁(yǔ)病,死亡率较高;除草剂有害物质的危害能导致畸形怪胎,有些含砷(砒)等的农药可以致癌。
2.污染坏境引起公害 DDT等农药不仅能在农田中长期积累,而且还污染湖、河、海洋,农药喷洒后,农林作物上仅附着10%,其余90%通过各种途径分散,一部分分解,一部分流入水系、土壤、大气中。据统计,到70年代,美国已向农田倾入150万吨DDT,有100万吨流入海洋。据研究,从完全停止DDT使用,要在11年后水产、鱼类中的残毒才达到高峰,后患要几十年才能消除。农药残毒就是由人们通过饮水、水生生物、鱼类在人体积累、浓缩,后患无穷。
DDT的浓缩即通过食物链对有毒物质的富集作用是惊人的,有人研究DDT在空气中浓度仅为0 DDT的浓缩即通过食物链对有毒物质的富集作用是惊人的,有人研究DDT在空气中浓度仅为0.000003ppm,当降落到水中为浮游生物吸食时,浮游生物体内DDT浓度可增加到0.04ppm,富集了1.3万倍;浮游生物再为小鱼吞食,小鱼体内浓度为0.5ppm,富集了16.7万倍;小鱼为大鱼吃后,大鱼体内浓度为2.0ppm,富集66.7万倍;大鱼为水鸟吃后,水鸟体内浓度可增至25ppm,富集833万倍,人的富集能力更强,若吃了这些鸟类、鱼类就会达到发病程度。
由于农药给人类及生态系统带来的长远性的危害,使人们认识到单独依赖农药并大规模地使用农药的策略必须来一个根本性的治虫策略地改变,鉴于这样认识,需要探索一个即不污染环境危害人类又不破坏生态系的防治害虫新途径,并要重新对各种防治措施进行估价,评定它们的长处与短处,把它们有机地、互不矛盾地、相辅相成地编排到害虫的管理系统中去。这样,大约在60年代末、70年代初期,人们提出了一些新的害虫防治策略,这些就是第三个阶段。
第三阶段:(70年代初期至今)害虫综合管理阶段 在70年代初期,酝酿着许多改革的防治新策略,主要有以下几个策略: 害虫综合管理(Intergrated Pest Manangement)IPM 全部种群管理(Total Population Management)TPM 大面积种群管理(Areawide Population Management) APM 合理害虫管理(Rational Pest Management) RPM 森林保健(Forest Health Protect)
害虫综合管理(IPM)已为国内外森保工作者所接受。害虫综合管理的最早概念是1961年由澳大利亚的Geier和Clark提出,他们把害虫防治这一概念称为有害生物保护性管理,简称害虫管理(Pest Management)。1967年由联合国粮农组织(FAO)的一次联合会议,提出IPC( Integrated Pest control),当时已具有IPM的初步概念,但IPC毕竟与IPM不同,因此,在1972年于FAO又一次联会上,决定将IPC改为TPM。目前,有些文献中依然用害虫综合防治(IPC),但是它的意义还在指害虫治理而言,这也就是为什么,在我国,我们觉得采用害虫综合治理这一名词更为合适,因为避免了与第一阶段的综合防治混为一谈。
1972年美国Rabb对IPM定义: “害虫综合治理就是明智地选择及应用各种防治方法来保证有利的生态、经济及社会方面的后效。” 1974年Water进一步描述为: “害虫综合管理是通过有计划地应用综合生态学原理的、有经济效益和社会效益的策略,包括预防害虫发生,压低和调节害虫种群的各种策略,把害虫密度维持在可忍受的水平。”
1979年我国昆虫生态学家马世骏在《中国主要害虫综合治理》一书的绪论中提出: IPM: “从生物与环境的整体观念出发,本着预防为主的指导思想和安全、有效、经济、简易的原则,因地因时制宜,合理运用农业的,化学的、生物的、物理的方法,以及其他有效的生态学手段,把害虫控制在不足危害的水平,以达到保护人畜健康和增加产量的目的。 主要包括个基本观点:
综上所述的定义:大体上有两个基本要点: 一是要遵循生态平衡的规律, 二是要遵循经济规律。 由此可见,IPM对害虫贯穿容忍哲学(philosophy containment)思想,不求彻底改变自然,只求调节害虫的数量。 国内外关于害虫综合治理成功的例子很多。如50-60年代我国山东省昆嵛山林场松毛虫频频发生,由于连年使用666化学药剂,虽然压制了松毛虫,但也将天敌普遍杀死,故以后又在60-70年代初期爆发日本松干蚧,使大批松林衰退死亡。1974年开始对该虫进行综合管理,引进抗虫、抗逆、速生等优良品质的树种110个,因地制宜,适地适树,扩大阔叶树比例,营造大面积的混交林。并合理修枝和间伐降低虫源,使山东的昆嵛山和北海林场有虫不成灾。
全部种群管理(total population management,简称TPM
大面积种群治理(areawide population management)
对待各类害虫,不论采用何种对策,都要根据生态学的基本原则,应地、应林、应虫而制宜,分别采用IPM和TPM对策,而不应把两者对立起来,即使在哲学基础上也应该是容忍哲学与消灭哲学两者兼容而不能绝对化。
第四阶段:(20世纪20年代)森林保健 科学发展到今天,随着生物多样性保护和森林持续经营的需要提出了森林保健(Forest Health protection)这一术语。这在观念上是一个飞跃,承认害虫存在的合理性和必要性,并且认为它是维持森林生态系统结构完整、功能完善不可缺少的环节,进而提出了森林害虫持续控制的思想,以期实现充分发挥森林对害虫的自然控制力,即稳定性。
二. 害虫综合管理的生态学基础 害虫综合管理的基本要点就是: 一要遵循生态平衡的规律 二是要遵循经济规律 一要遵循生态平衡的规律 二是要遵循经济规律 (一)几个和“害虫综合管理”有关的生态系统的原理 在森林生态系统中,树木与周围环境中的动物、植物、昆虫、微生物等生物因素和水、土、光、热、气等非生物因素,彼此之间关系不是孤立的、隔离的,而是相互联系、相互依赖、相互制约的,往往动一隅而影响全局,森林生物群落,随着环境的不断变化、发展、进化,构成一个自然协调和相对的自然平衡状态。从这个观点出发,防治工作面临的任务就不仅是个别害虫的问题,所涉及的对象是整个生态系,在使用农药时要考虑生物种群之间的关系,要考虑到森林生态系其它有益动物和树木的反映。
每一个生态系,均具有内稳定机制,即自我调控机制,才使整个生态系统维持相对稳定性,生态系内部都表现为生产者、消费者、分解者的密切关系,在一个相对稳定的生态系中,生物种群之间具有自我调控机制,这是由于营养联系中的负反馈作用。例如寄生昆虫和捕食动物,它们的数量通常在寄主或猎物多时因营养食料丰富,便大量繁殖而增多;当寄生昆虫和捕食动物大量增加后寄主又会因大量被寄生、捕食而减少,随之,寄生与捕食种群也下降。这就是说天敌可以“防治”其寄主,而寄主又“防治”天敌,应用控制系统术语来说,昆虫种群密度由一种负反馈机制所调解。我们进行生物防治就是利用这种负反馈的作用。
如果在一定时间、一定空间条件下生物间的繁殖达到相对稳定,即通常所说的一个系统处于平衡状态的程度,那就不会出现害虫的大发生和造成灾害,我们对这种生物之间保持相对平衡的力量,称之为生物潜(Bioticpotential)。如果能充分利用生物潜能就可以避免害虫猖獗成灾这就是我们通常所说的利用自然天敌控制虫害,鉴于这个基本原理,害虫综合管理的理论则认为:
①综合管理并非以消灭害虫为准则,容许害虫存在,也允 许寄主受害,甚至容许有损失,只要危害不达到经济危害水平。 ②害虫是相对的,可变的。昆虫本生无所谓害虫和益虫,当他损害人及其生活资料时才划分为害虫和益虫,实际上留一部分所谓害虫,还有好处,它可以作为寄生者的贮库,可以作为其它生物的食料,使天敌可以保存下来。 ③只控制害虫到一定的低水平,而不要求过高的防治率,要百分之一百的彻底消灭害虫,盲目提倡无虫县以及有虫治虫、无虫防虫等口号都是不正确的。
生态系统的稳定与平衡,主要靠生物种类的多样性;食物链锁关系复杂性以及各物种之间恒定及共同适应的相互关系作用。因此,原始森林中生态系较人工林稳定,混交林较纯林稳定。在不同稳定性的生态系统中,天敌利用的效果也不同,果园和森林的生物防治的效果往往较水稻田的效果持久稳定。生物多样性(biodiversity)是生物及其环境形成的生物复合体,以及与此相关的各种生态过程的总和,包括所有生物和他们所拥有的基因,以及生物与环境形成的复合生态统—遗传多样性(或基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性三个主要层次上的多样性。
(二)森林生态系统类型与害虫发生关系 上面已谈到森林生态系统比农田园林作物在生态学上更多样性、更复杂、森林本身还是野生动物和鸟类的栖息基地。不论有无人类活动的干扰,森林的生长、组成、结构、和机能,随时发生动态变化。 森林生态系统有多种类型: 原始的完全野生的天然林,保持着完整的自然生态系统,生态系统十分稳定,生物之间的营养联系十分密切,历史上极少有天然林毁于病虫的危害,尽管病虫也可以在天然林中发生,但由于受种种环境因素的调整,最后还是趋于常态平衡,恢复平衡的主要因素很可能是生物因素。
第二类型森林生态系统是人工林,人工林是目前病虫最突出的森林类型,特别是大面积的人工纯林,病虫害经常严重发生,而复杂的异龄混交林的昆虫种类比同龄纯林多,动物区系丰富,食物网络复杂,种群间互相制约关系密切,种群变动较小,纯林由于生物种群系统单纯,动物区系贫乏,食物链较短,构成了种群数量变动较大现象,并减低了天敌密度的调节作用,易导致害虫密度上升,发生猖獗。
①混交林由于有多种树木的林分配置,当害虫移动分散时,寄主以外的树木存在,成为物理性的屏障,在摄食活动上受到很多限制,故不易大发生。 ②混交林还由于林相复杂,郁闭度大不利于通风透光,有碍害虫的发育和活动。 ③混交林月平均温度比单纯林低,相对湿度比纯林高,不利于害虫大量发生,混交林比纯林对于害虫发生更具有抗性是肯定的。 ④植物多样性决定了昆虫种类的多样性——天敌种类的多样性。林业与森保工作者必须掌握害虫猖獗发生机制,才有可能从营造培育森林过程中,采取各项措施,充分利用太阳能,加速质能运转,使森林生物群落发生定向的变化,有利于天敌繁衍,林木健康生长,恶化害虫的生活条件,因此,林业措施是抑制害虫种群猖獗发生的最根本措施。
三.昆虫和食物以及植物抗虫性 昆虫与食物之间,不仅是一种简单的取食与被取食的关系,而是一种复杂的彼此选择和适应的漫长历史进程。各种昆虫在其系统发育过程中,通过感觉、取食、消化等器官的特化,或通过休眠、滞育、季节迁移等形态学、生物学、生态学特性的变化、而适应于取食不同性质的食物,形成其食性不同的专化程度。就昆虫食物的性质来说,可以分为肉食性、植食性、腐食性、杂食性。在上述基础按食性专门化程度又可分为单食性、寡食性、多食性。了解昆虫的食性及其专门化的程度,对于掌握昆虫的发生规律和危害特性,发生数量及其在生物群落中的地位和作用,都有重要的意义。
作为昆虫食物的植物,在与昆虫共同进化过程中,在自身系统发育过程中,也逐渐地产生各种各样抗拒昆虫取食或适应于自身生存的适应性变化。 植物的抗虫性即植物能够避免昆虫的伤害,或在受大量虫害后能很快复原有的特性,而在同一环境中其它同类植物却受到很大损害。植物为什么具有抗虫性,大致有以下四个基本因素:
①形态学、解剖学与物候学——如黑松较赤松对日本松干蚧具有抗性,黑松的树皮厚硬,而赤松树皮薄软有裂纹。一种松白象 Pissodes strobe 在主枝皮层上取食时,总是回避树脂道,如果不能避开就停止取食,因而抗象虫的西方白松其外皮层树脂道比感虫的东方白松的要多,说明树木之间的解剖学上的不同可导致抗性上的不同。又由于物候差异而产生生态抗性,如云杉卷叶蛾Choristoneura fumiferana在加拿大东部及美国为害多种云杉,春天卷叶蛾幼虫需要雄花和新叶作为食料,而黑云杉的芽开的晚得多,白云杉和香脂冷杉开得早,前者在物候上可躲开卷叶蛾危害。
②化学抗拒素——抗虫性还由于有毒性代谢物,如生物碱、葡糖苷、苯醌存在,如上述抗虫黑云杉经生化测定含有配醣体尖刺甙对云山卷叶蛾取食有制止作用,而感虫的红云杉缺少这种物质,说明尖刺甙是一种有毒代谢物,这种抗拒特性在遗传育种,改良抗性品系是有用的。
③化学引诱素——由于寄主不能产生引诱物质而回避了开始为害或大量为害,如抗性植物具有益己信息素,木槿Hibiscus syriacus L
④寄主营养状况——这种抗性是影响昆虫代谢过程的抗性因子,也称遗传抗性。由于寄主本身缺乏昆虫所需的养料,缺乏维生素,固醇,营养物质间比例不平衡,存在抑制食物正常消化和利用营养物的酶,寄主体内还存在毒素,有生长或生殖抑制素,使取食抗虫植物的昆虫受到各种不同影响,包括幼虫死亡、虫体变小、体重减轻、生活历期反常、雌虫生殖力下降、成虫畸型或发育不全。 在害虫综合治理中,应把发展树木抗虫性作为长期防治害虫一种有效手段,并与其他害虫管理技术一起和谐地应用。
四. 综合管理程序和技术 首先要搞清楚以下几个概念 1.经济危害水平Economic injury level是指引起经济损失的害虫最低虫口密度。 2.经济阈值 Economic threshold是指为防治害虫密度达到经济受害水平应进行防治的害虫密度。 过去确定经济受害水平是由经费的支出和利益的收入之间的平衡关系来决定的,只用短期的经济效果来衡量。现在则认为防治的害虫密度不仅考虑有害生物的种群密度,还应考虑害虫再增猖獗,环境污染、作物质量、间接的生态效益与社会效益,也即在建立正确的综合防治系统,过分偏重经济观点就有很大危险,要考虑长期的效果来对利益收入和经费比率进行估价,因此Stern和严俊一等用如下的概念:
3.受害允许水平 Tolerable injury level 表示某种作物特定生物学的受害水平(如减产、品质减低),考虑作物一般经济价值后决定。并可为一种作物设立几个阶段的受害允许界限。 4.受害允许密度Tolerable injury density表示与受害允许水平相对应的害虫密度,超过这个密度就必须进行防治。 5.防治阈值 Control threshold 预测达到受害允许水平,并研究采取何种研究方法确定防治的虫口密度,也即防治指标。 确定防治指标并不是按主观的经验来规定的,除了上面提到的害虫密度及作物质量与经济、生态效应,还应估计到林木抗虫性与补偿能力,天敌的控制作用、气候影响等复杂因素,而且尚有一定地域性,用现代的数理统计进行正确的研究和测定。这在下面还要具体讨论。
综合管理程序和基础 从综合管理的体系来说,首先要利用生态系统中的自然控制,即利用生物潜能,如果自然界的天敌可以控制害虫,就不用我们去防,保持生态系的平衡。其次则要协调生物的、营林的、化学的、物理的、抗虫育种等各种防治措施,把害虫控制在受害允许水平以下的一种管理技术体系。程序如示意图3。
由示意图可见: 首先要掌握林木受害出现前的害虫密度。 其次需要预测害虫密度及随此而变动的林木受害水平。并把害虫种群变动机制及因受害而产生的林木受害过程模式化。 预测受害超过允许界限之时,就要组织适宜的防治措施,在建立某种害虫综合防治体系之前,需要有一个实验性的防治手段,以改进预测及防治方法。
综合管理的几个技术问题 用生态学的系统分析方法对森林害虫进行科学管理,正如上节综合管理程序所指,先要研究种群密度机制,预测害虫的发生量,并要研究林木受害过程与受害允许界限,制定防治指标,这就需要对各种害虫、益虫、被害林木进行细致工作,并借助于现代生物统计完善取样精确计量,为害虫管理提供基础资料。
1.怎样研究种群密度机制 自1954年由Morris等人将用于人寿保险的生命表研究云杉卷叶蛾以来,此项研究已逐渐应用于农作物害虫、果树害虫、森林害虫。昆虫生命表的编制与分析,已成为了解、掌握昆虫种群数量变动及变动原因的有效途径,进行昆虫生命表的研究,应用电子计算机,可使复杂的计算工作在较短的时间内得到结果,使在复杂的自然现象中找到关键因素从而能简单地解决。
昆虫生命表的研究,是在一定的空间内连续不断的,在不同的时间内收集各生命阶段的样品,一般来说,误差不能大于10%,精度要求高,统计的个数不少于1000头/世代,并要求5-6代以上才较准确,通过昆虫种群生命表的分析,可以掌握分析昆虫种群动态的三项指标:
①种群趋势指数I值,此一代的种群数量是上升还是下降。 ②各种死亡因子中的关键因子,亦称主导因子,哪个因子在影响种群数量变动中起关键作用。 ③与种群密度制约关系,害虫数量由多到少,由各种死亡因子引起,有的与害虫的密度无关,为非密度制约,有的与害虫的密度直接有关,为密度制约,还有负密度制约,利用这些关系便于控制管理害虫。 I= Nn+1/Nn 当I﹤1时,下代种群数量下降 当I=1时,下代种群数量与当代相同 当I﹥1时,下代种群数量上升
2.林木受害过程分析及确定防治阈值 1)怎样对林木危害估价? 我们先就物质生产方面来看森林的生产量 总生产量(同化量)=纯生产量+呼吸量=生长量+枯死量+被食量+呼吸量 生长量=总生产量(同化量)-(枯死量+被食量+呼吸量)。公式中枯死量包括落叶及落枝量,被食量是指因昆虫等有害动物的食害,而引起的损失量。 从以上公式可以看到如果要增加生长量,就应增加同化量,减少枯死量和被食量,从生物为害,假若枯死量和被食量为零,那末生长量就能增大,但是否在森林中呈现这样简单的规律呢?
首先,如果被食量为零,就说明缺乏食草动物,此时,由于物质循环停滞,最后就影响同化量,反而导致生长量的减退。其次,林业收获对象树干部分生长量并不一定与被食量有一定直接关系,食叶性害虫取食30%程度以下的叶子,对树干的生长量几乎没有影响。第三,在人工林中,林木密度越高,树干产量增大,林分收获量也越大,但密度不能无限增大,随着各生长阶段其最大密度,超过此密度就要进行疏伐,称为调节密度,因此,昆虫也有助长这种密度的作用,即使用相当的被食量是不成问题的,以上是对以林木生产力为目的的经济林中害虫等有害生物而言。但对有环境保护和间接效益的风景林、水土涵养林、自然修养林、防风防沙林,树叶被食或吃光,在机能上、风景上以及心理上会有很大影响及造成极大缺陷,因而对这些森林,应从其机能及生态效益的观点出发,对其为害另作估价。
2)受害允许阈限确定 根据以上基本观点来估价森林中生物的为害,森林害虫就其为害有以下基本类型: ①食叶性害虫 ②枝干害虫,又可分表面吸汁液及蛀入新梢, ③虫瘿害虫 ④球果害虫 ⑤蛀干害虫 ⑥根部害虫。 当前,国内外主要食叶性害虫及枝干害虫作了较系统的研究。
食叶害虫为害过程分析: 国内外由食叶害虫对林木生长影响是人工摘叶试验代替害虫食害量。或对实际受害林木的年轮进行生长分析 ,结果表明: 食叶量 (摘叶)在30%以下 ,对林木成长几乎没有影响。 超过50%,生长减退就增大。 若达70-90%以上,生长恢复就缓慢,而且 影响将持续几年。 若达100%,落叶树种一般能免于枯死,而常绿针叶树则要枯死。
但这种结果随着以下因子有很大变化: 1.和食害时期有关:对针叶类失去叶片时期在生长期之前或生长期中,对当前就有影响,若在生长期之后,则对第二年产生影响。8月以后失叶,对不同树种之间差别很大。 2.和食叶方式有关:针叶类的新叶片只要有叶鞘残留,生长期仍能延长,落叶松类即使叶片全部失去,只要顶芽残留,也不会枯死。 3.和被食叶片的年龄有关:失去新叶较失去旧叶的影响为大。 4.和树冠部的位置有关:树冠上部失叶比下方影响大,树冠下部失叶会提高完满度,失叶部位影响直径生长量。
5.和树种有关:从树木生长发育与枯死情况 看,失叶后的影响: 云杉类﹥落叶松﹥落叶性的阔叶树。红松在8月后,云杉在春夏失叶后,翌年就会枯死,而落叶的阔叶树与落叶松类如失叶后,生长易恢复。 6.和生长条件有关:土壤条件好、生长良好的林木能缓和失叶造成的生长减退。 7.和树龄有关:幼树失叶后影响大于大树。 根据食叶害虫对生长所造成的影响,可用失叶量来决定受害允许阈限三个水平:
第一个水平是失叶量在30%线上,凡在此线以下实际对生长几乎没有影响,所以认为完全没有防治的必要。如超过这个水平,初步出现生长量的减少,因而为将受害损失控制在零,在这个水平时就要进行防治。 第二个水平时在50%线上,这个水平以上的失叶量,生长量急速减少,但因尚无枯死危险,损失仅限于生长减退。 第三个水平是云冷杉、松树类的常绿针叶树失叶量在70%,落叶松及落叶阔叶树在100%这条线上,生长大幅度减退,可因土壤不良或冻害致死,或诱发小蠹,一般不致枯死,仍可认为是可允许的受害水平。 以上三个水平应采取那个水平作为受害允许阈限,或决定是否进行防治的标准?这要根据林木价值和成长条件来判断,林业上可以允许的受害有较大幅度,一般从维持、增加林木产量,认为以采用第二个失叶量50%水平最为妥当。
五.综合治理中各种防治法的组合与作用 (一)森林植物检疫 森林植物检疫是依据国家法规,对森林植物及其产品实行检疫和处理,以防止人为传播蔓延危险性病虫害的一种措施。 (二)林业技术 林业技术防治是防治森林害虫的基本方法,是应用林业技术措施防止害虫的发生。即在选种(包括抗虫品种)、育苗、造林、经营管理、采伐、运输、贮存等各种林业措施中都要考虑防虫的问题。 (三)生物控制技术 一切利用生物有机体和自然生物产物来防治林木病虫害的方法都属于生物控制的范畴。 1。天敌昆虫的利用:保护、繁育、人工助迁。
2。病原微生物的利用:昆虫病原细菌、真菌、病毒、立克 次体、原生动物和线虫。 3。捕食性鸟类的利用 (四) 物理器械措施 应用简单的器械和光、电、射线防治害虫技术。 1。捕杀法:根据害虫的生活习性,堆石、扫把、布条、草 把、镇落、剪枝等。 2。诱杀法:灯光诱杀、潜所诱杀、食物诱杀、信息素诱杀、颜色诱杀。 3。阻隔法:树木阻隔带、水渠、胶带等。 4。射线杀虫:红外线 5。高温杀虫
(五)不育技术 应用不育昆虫与天然条件下害虫交配,使其产生不育种群,以达到防治害虫的目的,称为不育害虫防治。包括辐射不育、化学不育和遗传不育。 (六)化学防治 化学防治作用快、效果好、使用方便、防治费用较低,能在短时间内大面积降低虫口密度,但易于污染环境,杀伤天敌,容易使害虫再增猖獗。近年来由于要求化学药剂高效低毒、低残留、有选择性、无公害,因此化学药剂对环境的污染已有所降低。 1。农药的分类:杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂、纱线 虫剂、杀鼠剂和植物源杀虫剂。 2。农药的剂型:粉剂、可湿性粉剂、乳油、粒剂、可溶性粉、超低容量喷雾剂、烟剂。
3。农药的使用方法:喷雾、喷粉 4。常用杀虫剂的性能及使用方法; 高效、低毒(中毒)、低残留(无残留),有强烈的胃毒、触杀、内吸和熏蒸作用。
害虫综合治理中应该如何将各种防治手段组合起来,这要根据森林生态系统中各害虫类型的平均虫口密度,害虫平均密度超过受害允许密度大致上有以下三种情况(如图9)
(a)通常害虫以个体群高的密度变动,超过受害允许密度 (b)害虫个体群的密度有时超过受害允许密度 (c)害虫经常大猖獗 对于(a)(b)(c)三种情况,应该采取如下不同组合的防治措施来对付。 ①对通常害虫个体群以高的密度为中心(a)应该借助B措施,以压低害虫平均密度,将害虫控制在受害允许水平以下 ②对有时害虫个体群超过受害允许密度(b)可采取A措施,将害虫控制在低密度 ③减少害虫大猖獗频率一般应该依赖于B手段。
A组措施:是以改善森林生态系统建立天敌群落、持续压低害虫密度、缩小其变动幅度为目标。所以在综合治理中应占有最基本的战略位置。包括自然防治法;寄生性与捕食性动物的引进和保护,抗性树种选育,造林与营林措施改善环境。通过这些措施,使森林生态系统保持长期稳定,天敌发挥作用降低害虫增值能力,利用自然控制机制,使其达到受害允许水平以下。 B组措施:在短期内将害虫降低到受害允许水平之下,包括化学药剂毒杀、物理能、天敌、微生物农药的直接杀虫,利用性外激素、引诱物质诱杀害虫,通过激素、光等扰乱生活机能,利用这些方法,要以不破坏森林生态系和污染环境为前提,对天敌无或尽量少的不利影响,对A组措施应相互辅助无不利影响。 C组措施:利用动物本能的性行为,通过射线照射剂、不育剂和导入遗传性、生态性致死因子使害虫种类灭绝。
这三组措施中,自然防治法应占第一位,如果天敌在自然生态系统中可以控制害虫,就不必使用其他措施,A组措施中其他防治法应占第二位,B组措施中化学防治、物理防治或辐射杀虫均属于第三位,因为常常杀灭害虫的同时也杀死了天敌。
六 对各种防治法的评价: (一)对寄生性与捕食性动物的利用 利用寄生性与捕食性动物可以追溯到古代,①从19世纪到1945年是引进天敌的全盛时期,20世纪末(1988年)美国昆虫工作者Koebele利用澳洲瓢虫防治柑橘上的吹绵蚧壳虫获得巨大成功,可成为利用天敌的金字塔。②从1945年有机农药不断合成,到六十年代,生物防治进入蒙难时代。③但六十年代后由于杀虫万能主义流行反而使优点成为一定的缺点,以后人们又重新估价利用天敌防治害虫,如何评价天敌,
首先在其有效的生物生态特性,即从天敌和寄主发生时期的同步性和发现寄主的能力来探讨,前者就是指对寄主跟随紧、松程度,如跟的很紧,即天敌数量随寄主数量而增加,能够控制寄主种群数量在很低的水平,如这样的低水平不造成经济损失,这种天敌就很有效。哪种跟随寄主较松的天敌,即一般控制害虫效果很差,往往在猖獗时才起到一定作用群众称之为“马后炮”,故寄生率虽高都无用。再要看对寄主是否有很强的发现能力与识别能力,一般来说,害虫在密度上可以分为两大类,一类是平均密度水平高于受害允许水平.
另一类平均密度水平有时高于受害允许水平。据此提出,在实际应用时,对通常高于受害允许水平的害虫,应选用对寄主发现能力强的天敌才有效,而对有时高于受害允许水平的害虫要选用对寄主识别能力强的天敌。要更正确评价天敌还要进行更深入的生理生态研究,如天敌对于害虫的控制力模型,天敌的行为、食饵范围、繁殖能力、对气候条件的适应能力,有无重寄生天敌等。可以肯定地说,在森林害虫综合治理体系中,天敌昆虫不但对某种特定害虫或重要害虫起作用,而且对森林害虫种类组成和自然平衡具有重大调节作用
(二)自然感染性微生物的利用 昆虫也同人类一样会生病,昆虫疾病可分为传染性与非传染性的,由微生物引起的传染病,有原生动物、真菌(白僵菌——Beauveria等)、细菌(芽孢杆菌Bacillus等)、病毒(Virus)、类菌状体(Mycoplasma)、立克次体等等。微生物与天敌昆虫不一样,常在害虫大猖獗(如鳞翅目幼虫在特别高密度时)第二、三年即流行、蔓延,在短期内涉及整个害虫区,使幼虫几乎全部死亡。目前对细菌制剂,如苏云金杆菌、日本金龟子芽孢杆菌和病毒评价较高。用微生物防治害虫,一种是持续控制害虫种群把它压制下去,使微生物具有害虫天敌的作用,即微生物在森林中特别像病毒在土壤中具有稳定性及得到保存,因而可以在那里定居,当害虫高密度十分拥挤时,使害虫可有机会与地面接触而感染病毒,从而导致疾病流行。
另一种是要求微生物具有类似农药的作用,作为农药使用的还是要算苏云金芽孢杆菌,在世界各地使用最广、生产最多、研究最深入,对主要森林害虫,国内、外都有成功的报道。用微生物防治森林害虫有广阔的前途,它对寄主相对专化;不扰乱生物系统,如对人、畜、鱼、贝无害,不污染环境,不直接杀伤天敌;害虫不易产生抗性,林木不会产生药害;具有水平和垂直传播的效果,如病毒一经导入害虫种群即可视为一种生态因子。与其他防治不矛盾,更和病毒与亚致死剂量的化学杀虫剂混合使用、与细菌、与真菌混合使用有增效作用。因而微生物在综合治理不仅具有其独特的作用,而且在相对稳定的复杂的森林生态系统中具有广阔利用的前途。
(三)改善森林环境——林业措施与利用抗虫树种 改善森林环境是根据森林生态系统基本原理,在造林、营林一系列的林业活动中,充分利用太阳能,使森林植物群落能最佳地适合当地气候及土壤条件,最大限度地有利于天敌繁衍、林木健康生长、恶化害虫生活条件,这是抑制害虫种群在低密度变动的最根本措施。利用抗虫树种,目的是抗拒害虫或压制害虫生长繁殖,其实质和改善森林环境一样,及时压低环境对害虫的收容能力的措施,但抗性品种还常随时间而由于害虫适应而降低抗性,因而抗虫性是相对的,利用抗虫品系还必须与其他防治手段配合,特别是与天敌共同配合作用,害虫种群数量由于受到双重限制因子的作用,在林木生长期内,害虫种群数量不能达到经济阈限,从而解除了害虫为害的威胁,使害虫维持低密度状态。
(四)直接杀虫法 立即降低害虫个体群的密度在直接杀虫法中要算杀虫剂的效果最为迅速突出,这时释放天敌昆虫喷洒微生物农药所不能比拟的,杀虫农药使用原则必须是在预测害虫的为害超过受害允许水平以上方可使用,在综合管理中农药的方向是:
从改进或制造新的化学农药的结构、剂型、施用方法方面去探索对目标害虫有高毒作用,对其他生物有选择性和低毒性,对环境尽可能少污染,易分解。 在加强预测预报发生期的基础之上,适期使用农药,减少喷洒次数和释放天敌互为补充,使由减低的虫口密度进一步由释放天敌来完成。 在综合治理中要从高浓度向低浓度方向进行,因为低浓度可以增加杀虫剂的选择性,从而提高了保护天敌的作用。再则混用增效剂的丙炔醚类化合物可以提高害虫对农药的敏感,有利于浓度的降低,也可和微生物农药或忌避剂混用。
要改变过去用杀虫百分率来评价杀虫药剂的效果,要从保护天敌、维护生态系统平衡、社会效益等等方面来进行评价才是比较全面而正确。 物理杀虫法:如利用电磁波、超声波、红外线、放射线主要用来杀伤仓库种子、木材害虫和某些检疫害虫,成本高、设备复杂、还没有广泛使用。
(五)、利用趋性行为 性引诱剂和引诱物质是一种诱杀害虫的方法。 性引诱剂是一种特别有效的化学引诱剂,可以帮助招引异性(也可利用未交配的雌性蛾类腹部末端或其抽出物),目前各国人工合成性外激素已有40种以上,它首先可用来林中监测害虫,是预测预报好手段。如果和杀虫药剂、不孕剂、微生物农药、机械捕杀器接触也能促进杀虫效果。在直接防治上也特别流行,如配合粘胶直接诱杀雄虫,减少交尾机会;妨碍雄虫向雌虫定位,阻碍其正常交尾,使雄虫迷向。这种方法的缺点是易挥发、需要大量诱捕器,在综合治理中应用它们精确、专业,在生态学上安全,但到目前为止性引诱剂的应用也只能是防治上的一种补充手段。 引诱物质可用饵木、腐朽树皮来诱集、监视、消灭蛀木害虫。还有用有酒醋或甜味等混合物诱杀球果花蝇及小地老虎。
(六)、扰乱生活机能 用内激素、光、抗代谢剂、拒食剂等达到扰乱或破坏害虫生活机能。 内激素与性激素不同,它存在于昆虫体液内,是具有高度生物活性的有机物质,具有控制、调节昆虫生长发育、生殖等生理作用的性能,可以人工合成称之昆虫生长调节剂。如保幼激素若适量用于5龄幼虫,可延迟化蛹增加体重增加未来结丝茧提高产量15%,但若在昆虫非特定时期施用过剩激素,就使昆虫产生生理形态上的变化,导致昆虫产生中间体(半幼虫半蛹型、半蛹半成体型)无生命力或使雌性直接不育,还能打破昆虫滞育状态,使昆虫在不利外界条件下失去自卫能力而死亡,保幼激素已被证明可作用于细胞核染色体的DNA基因点上,对DNA合成有抑制作用,对RNA有促进作用,说明昆虫激素具有调节遗传信息的功能。
研究对昆虫表皮骨化及对几丁质形成是近年来“仿生农药”杀虫剂作用的新发展领域之一,灭幼脲及其近缘化合物苯甲酰脲类,可作用于昆虫变态过程中新表皮的形成,是几丁质合成的抑制剂,这类化合物对杀害幼虫特别有效,近几年,黑龙江林区应用灭幼脲 3号100—200ppm防治松毛虫,效果显著,对天敌安全,环境污染少。在综合治理中灭幼脲对选择性杀虫剂的应用起了推动作用。
(七)、不育法 是γ-射线或化学不育剂如绝育磷和绝育胺使大量害虫不育,然后再把它们释放到野外的没有处理的种群中去交配,使下一代成虫大大减少。绝育成功的例子用放射线约为40%,用不育剂为20%,完全成功的限于在库拉索和美国东南部佛罗里达,释放经过用γ-射线照射不孕的雄虫,从而消灭了寄生在羊群上的螺旋虫。不育法在综合防治方面虽也是一种有效的防治手段,但缺点也很多,如会引起某些昆虫行为改变,需要活饲养料的昆虫困难较大,互相残杀和易感染、生殖竞争能力问题和消耗大,此外不育剂有极大毒性且残效期长。
(八 )关于导入遗传致死因子及生态致死因子及置换型竞争种目前还是理论和试验阶段。 遗传致死因子是根据通常种间由于各种隔离机制而不能杂交,在亲缘关系接近的个体间杂交,使子代不育,将这些具有不育的遗传因子的个体释放到野外,使之与野外种群交尾后而导致种群减少,如Downes(1959年)报导:加拿大舞毒蛾(♀)×日本舞毒蛾(♂)交配后,其后代雄体正常而雌体则为不育的中间性。如果把日本的舞毒蛾雄虫释放到加拿大去,可能会获得防治效果。
生态致死因子的例子:澳大利亚有一种蟋蟀teleogryllus commdes 有休眠与非休眠的两个系统,通过交配,形成非休眠占优势的个体类型,如果将非休眠大量释放到休眠系统蟋蟀栖息地,则子代成为非休眠性,子代因为不适应季节而趋致自灭。 用某种害虫来置换另一种害虫的设想,在防治实践上是毫无意义的,因而所导入种类必须不是害虫。
七 害虫管理的专家系统 专家系统(expert system,简称EXS)起源于1965年E.A.Feigenbaum等开发DENDRAL(一个推断化学分子结构的计算机系统)经过几十年的发展,逐渐趋向成熟,应用范围广,涉及到化学分析、医疗诊断、过程控制、管理决策等10多个领域,开始产生巨大的经济效益。在害虫管理领域,开发出不少实用的专家系统,其应用涉及害虫诊断、虫情预测、杀虫选择、系统设计以及人员培训等许多方面,大大拓宽了害虫管理技术。
(一)专家系统简介 1。专家系统的概念:是模拟人类推理过程,利用源于人类专家的知识解决复杂的特定问题的计算机程序,也称为知识库系统(Knowledge-based sysetem)。 2。专家系统的特点:专家系统不同于一般的应用程序,它主要处理的是非结构化的知识,而不是数据,它将专家积累的知识或经验进行汇集、总结,使之是形式化并转播之,是知识活化和应用的有力工具。一般说,专家系统有三个特点:即启发性、透明性和灵活性。 3。专家系统的主组成:即知识库和推理机。
4。专家系统的表现形式:图表形式,即将规则或推理机框架打印成图表或章订成手册提供给用户参考。 在微机中形成知识和库和推理机并提供用户接口,以人机交换的形式回答用户的问题(DOS、WINDOWS)。 5。推理机制:向前推理和向后推理,前者由事实推出结论;后者先做出假设,然后导出假设的成立条件或证据。
6。发展专家系统的步骤 ⑴ 确定问题:明确解决的问题是设计和发展专家系统的第一步,问题来源于用户或实际的需求。 ⑵系统的设计:根据问题涉及整个系统的发展思路和框架。 ⑶知识的获取:专家系统的质量取决于规则合组建系统的专家提供的知识或信息质量。知识和信息量尽可能全面,规则要符合逻辑和实际。 ⑷知识工程的编码:运用计算机程序将知识和规则有机的结合起来。
⑸系统的检测、完善和应用:首先要做3个方面的工作: ①检查系统各个部分在逻辑上是否合理、完整并结合得很好,系统运行是否正常; ②进行模拟检验,提出问题让系统回答,检查结果的正确性; ③将系统应用于实际,通过用户反馈对系统作进一步的修正和完善。
(二)专家系统在害虫管理中的应用 研究的几个方面 1。害虫诊断:认识和了解目标害虫,有针对性地进行研究,是害虫管理的前提。编程语言并结合多媒体以图、文、声、乐的方式形象地表达。 2。预测预报:用预测报的专家系统可分为定性和定量2种类型。
3。管理决策:目的是采取适当的措施如林业的、化学的、生物的、遗传的、物理的或天敌的等使害虫数量保持在经济允许水平之下。既要使害虫数量保持动态平衡,又要使防治措施不危害环境。 4。设计:设计型专家系统就是按照给定的要求,为待确定的问题构建模式。 5。人员培训
2。存在的问题: ①解决问题的深度和广度不够; ②与其它程序模块的接口还未彻底解决; ③科研和应用脱节。
本章思考题: 1。害虫防治大约经历了四个主要阶段? 2。害虫的抗药性是如何产生的? 3。什么叫害虫再猖獗? 4。农药合并症? 5。害虫综合管理(Intergrated Pest Manangement)IPM的涵义 6。森林保健? 7。害虫综合管理的基本要点 8。森林生态系统类型与害虫发生关系
9。昆虫和食物以及植物抗虫性 10。经济危害水平Economic injury level 11。经济阈值 Economic threshold 12。受害允许水平 Tolerable injury level 13。受害允许密度Tolerable injury density 14。防治阈值 Control threshold 15。综合管理程序 16。植物为什么具有抗虫性 17。食叶性害虫受害允许阈限三个水平 18。如何对食叶害虫为害过程进行分析、确定防治 阈值 19。综合治理中各种防治法的组合与作用 20。专家系统在害虫管理中应用的几个方面