北京林業(yè)大學(xué)灌木林蟲災(zāi)發(fā)生機(jī)制與生態(tài)調(diào)控技術(shù)研究榮獲2018年國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)
讓灌木林蟲災(zāi)得到有效防控

　　我國灌木林病蟲害從研究基本空白到有效監(jiān)測(cè)防控，用了14年。

　　灌木林，曾經(jīng)不被重視。第七次全國森林資源清查之前，我國森林覆蓋率統(tǒng)計(jì)并不包括灌木林。

　　長(zhǎng)期以來，灌木林蟲災(zāi)頻發(fā)，觸目驚心。本世紀(jì)初，遼寧建平近百萬畝沙棘林被病蟲害毀滅。2005年，在內(nèi)蒙古和寧夏，一望無際的沙蒿連片枯死。病蟲害成為灌木林大面積毀滅的致命因素。

　　2004年，國家將年降水量400毫米以下地區(qū)的特定灌木林納入了森林覆蓋率統(tǒng)計(jì)范圍。灌木林的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益也逐步被重視起來。  

　　我國有灌木林5590萬公頃，占我國林地面積的18%。灌木林雖然矮小，卻是生態(tài)脆弱區(qū)極為重要的植物群落，具有特殊的生態(tài)功能，是綠色生態(tài)屏障，是北方防沙帶的核心。

　　此前，由北京林業(yè)大學(xué)教授駱有慶領(lǐng)銜完成的“防護(hù)林楊樹天牛災(zāi)害持續(xù)控制技術(shù)”獲得了2002年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。2004年，灌木林的重要性和其蟲害的嚴(yán)重性促使駱有慶把主攻方向調(diào)整到灌木林蟲害研究上來。14年來，駱有慶團(tuán)隊(duì)在灌木林蟲害成災(zāi)機(jī)制、引誘劑開發(fā)應(yīng)用、遙感監(jiān)測(cè)、天敵資源開發(fā)利用等方面攻克科研難關(guān)，完成了“灌木林蟲災(zāi)發(fā)生機(jī)制與生態(tài)調(diào)控技術(shù)”的研發(fā)。今年年初，這項(xiàng)成果榮獲2018年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

　　研究蟲性與成災(zāi)機(jī)制

　　侵蝕灌木林的害蟲都是什么蟲？它們有什么特性？

　　這是研究灌木林蟲害防治的基礎(chǔ)，但在此前，這基本是一項(xiàng)科研空白。

　　駱有慶團(tuán)隊(duì)花費(fèi)大量時(shí)間鉆研這些害蟲，研究它們的生物生態(tài)學(xué)特性。駱有慶說：“不同類群、不同種類害蟲發(fā)育的每一個(gè)環(huán)節(jié)與特性都能給我們很多啟發(fā)，幫助我們找到關(guān)鍵防控環(huán)節(jié)和技術(shù)的切入點(diǎn)。”

　　沙棘木蠹蛾是沙棘的主要害蟲，它的完整成長(zhǎng)周期需要4年。幼蟲、化蛹、羽化、交配、產(chǎn)卵……駱有慶團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持4年和這種蟲子較勁，觀測(cè)它生長(zhǎng)周期各個(gè)環(huán)節(jié)的特性。

　　在一次野外調(diào)查中，他偶然得到一個(gè)沙棘木蠹蛾蟲蛹，便帶回實(shí)驗(yàn)室研究。這只難得的蛾子幫助團(tuán)隊(duì)獲取了很多關(guān)鍵數(shù)據(jù)：沙棘木蠹蛾未交配的處女雌蛾，具有極強(qiáng)的求偶和誘集能力，對(duì)雄蛾的引誘距離可達(dá)1200米；雌蛾只交配一次，一旦交配，立即失去求偶功能，不再引誘雄蛾……他們由此得到科學(xué)啟示，性誘劑的開發(fā)與應(yīng)用是沙棘木蠹蛾最有效的防控技術(shù)之一。

　　隨之也揭開了沙棘木蠹蛾成災(zāi)機(jī)制。首先，過高估計(jì)沙棘的抗旱能力，不考慮立地條件大面積營造單一感蟲樹種“中國沙棘”是蟲災(zāi)發(fā)生的人為因素。其次，“中國沙棘”樹種最利于木蠹蛾的產(chǎn)卵和幼蟲發(fā)育，是其感蟲的主要機(jī)制。團(tuán)隊(duì)還分別從分子生物學(xué)和群落生態(tài)學(xué)角度，系統(tǒng)揭示了蟲災(zāi)發(fā)生的內(nèi)在動(dòng)力和環(huán)境脅迫作用。

　　10多年的時(shí)間，團(tuán)隊(duì)共揭示了7種灌木林重大害蟲的生物生態(tài)學(xué)特性，多層次、多角度揭示了主要害蟲的成災(zāi)機(jī)制，為制定科學(xué)合理的防控策略和關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新奠定了重要基礎(chǔ)。

　　蟲災(zāi)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與控制

　　對(duì)于蟲災(zāi)的監(jiān)測(cè)與控制，駱有慶團(tuán)隊(duì)選擇兩個(gè)方向作為突破口。

　　第一個(gè)方向是研發(fā)害蟲的高效誘劑。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了提取、鑒定、活性測(cè)定和人工合成的創(chuàng)新鏈，成功開發(fā)了8種害蟲誘劑，包括昆蟲源性誘劑和植物源誘劑。這些功能專一、高效實(shí)用、成本低廉的性誘劑，能模仿雌蟲發(fā)出求偶信息，引誘雄蟲到誘捕器上，阻斷了害蟲的雌雄交配與繁衍后代。

　　有了誘劑，如何應(yīng)用也大有學(xué)問。裝配“引誘劑”的誘捕器該如何設(shè)計(jì)，包括它的形狀、顏色、誘劑配方，以及林間如何布設(shè)，包括懸掛間距、高度和方位等技術(shù)，都需要科學(xué)的技術(shù)參數(shù)。課題組經(jīng)過繁雜嚴(yán)密的研究，構(gòu)建了成熟的林間監(jiān)測(cè)和誘殺技術(shù)參數(shù)集，極大地提升了規(guī)范化應(yīng)用水平。

　　第二個(gè)方向是灌木林蟲災(zāi)的遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，這是整個(gè)項(xiàng)目的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)之一。在荒漠林中，因病蟲害致死的灌木林枯黃，與地表背景顏色相似，很難辨識(shí)。為了及時(shí)監(jiān)測(cè)蟲害動(dòng)態(tài)，團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)測(cè)定了不同演替階段、不同健康程度沙蒿林的反射光譜特征，構(gòu)建了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，研建了基于高光譜遙感數(shù)據(jù)的蟲災(zāi)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，明確了最佳監(jiān)測(cè)窗口期，創(chuàng)建了灌木林蟲災(zāi)的遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)。

　　填補(bǔ)多項(xiàng)技術(shù)空白

　　駱有慶說，研究林業(yè)病蟲害防治，要以保護(hù)的林種主體功能為導(dǎo)向。具體對(duì)灌木林而言，駱有慶認(rèn)為，針對(duì)灌木林群落結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生態(tài)效益為主的功能取向，確定了清晰的研究目標(biāo)導(dǎo)向，其蟲災(zāi)防控更應(yīng)以高效、易行、作用面廣的技術(shù)為主。

　　“我們聯(lián)合了山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、國家林業(yè)局森防總站等8個(gè)單位，組建了產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的科研團(tuán)隊(duì)，先后啟動(dòng)了13個(gè)重要科研項(xiàng)目，還得到了中國工程院院士尹偉倫的參與和指導(dǎo)。終于有效地攻克了我國灌木林重大蟲災(zāi)防控中的關(guān)鍵技術(shù)問題，極大提高了防控技術(shù)水平。”駱有慶介紹。

　　14年來，這項(xiàng)技術(shù)首次開發(fā)出沙棘木蠹蛾、沙蒿木蠹蛾、沙柳木蠹蛾等6種灌木林害蟲的性誘劑，檸條綠虎天牛和沙蒿大粒象的植物源誘劑。首次研建了沙棘、沙蒿、檸條等灌木林重大害蟲的監(jiān)測(cè)與生態(tài)調(diào)控技術(shù)體系，填補(bǔ)了多項(xiàng)技術(shù)空白。技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品16項(xiàng)，獲授權(quán)專利21項(xiàng)，其中發(fā)明專利12項(xiàng)，全部實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。多年來，駱有慶團(tuán)隊(duì)在遼寧、北京、寧夏、內(nèi)蒙古等地持續(xù)開展灌木林病蟲害防治的相關(guān)培訓(xùn)、現(xiàn)場(chǎng)會(huì)。成果在三北地區(qū)7省區(qū)示范與推廣面積累計(jì)達(dá)537萬畝，有效控制了灌木林蟲災(zāi)的發(fā)生。

　　“樹種下去，不能只看能不能活著，還要看能不能健康地活著。”駱有慶團(tuán)隊(duì)還在孜孜不倦地推動(dòng)林業(yè)有害生物防控技術(shù)的創(chuàng)新、優(yōu)化、升級(jí)和推廣。（記者 遲誠 李香云）