第五章害虫管理的策略及技术方法

第五章害虫管理的策略及技术方法第一节害虫管理策略及其发展简史人类对害虫的管理策略大致分4个主要的发展历程：一、初期防治阶段：19世纪后期至20世纪40年代。提出综合防治（integratedcontrol）的原则。农业技术防治（灌溉、轮作、选用抗性品种等）+农药或引用天敌，配合人工捕捉等机械方法。此阶段强调害虫的生物学、生态学习性的研究。二、化学防治阶段：20世纪40年代至70年代中期。1946年开始大面积使用DDT，相继六六六、氯丹、毒杀芬等一系列高效、持久的有机氯杀虫剂在害虫防治上发挥巨大作用。62年美国生物学家Carson出版《寂静的春天》，“农药合并症”。虫害损失并未因大量使用农药而下降。三、害虫综合管理阶段：20世纪70年代至90年代中期。60年代末70年代初，提出很多害虫防治的新策略，主要包括害虫综合管理、全部种群管理、大面积种群管理等。（一）害虫综合治理（integratedpestmanagement，IPM）Stern等于1959年最早提出害虫综合防治（integratedpestcontrol，IPC），1972年将IPC改为IPM。定义：在预防为主、综合治理的方针指导下，以园林技术措施为基础，充分利用生物间相互依存、相互制约的客观规律，因地因时制宜，合理使用生物的、物理的、机械的、化学的防治方法，坚持安全、经济、有效、简易的原则，把害虫数量控制在经济阈值以下，以达到保护人畜健康、增加生产的目的（马世骏，1979年）。特点：1、生态学观点从生态学的观点出发，综合考虑生态平衡、社会安全、经济利益和防治效果，立足于整个生态系统。2、经济学观点不要求彻底消灭害虫，只要求将害虫数量控制在经济允许水平之下。净活动收益=挽救资源的价值-活动费用。3、容忍哲学允许一定数量的害虫存在。强调各种防治措施的协调，强调自然控制因子，特别注意充分发挥天敌的自然控制作用，力求少用或不用农药，不造成环境污染。IPM的局限性：(1)综合管理着重强调多种防治措施的综合应用,包括生物的、化学的及经营管理措施,对如何提高系统本身的自我调控能力强调不够,主要是考虑害虫发生时如何防治,而不是强调如何使其不发生或少发生.(2)综合管理中的经济阈值是基于害虫发生危害引起经济损失时的虫口密度,没有考虑害虫的发生趋势,相当于火燃起来了才救火,而不是消灭每一个火星.(3)综合管理中所采取的各种措施着重压低虫口密度于经济允许的水平以下,没有考虑这些措施的长期作用,没有把每一个措施都作为增加系统稳定性的一个因子,所以出现年年防治,年年有虫灾的现象.一些生物剂或天敌被当成农药一样使用,Ｔｓｈｅｒｎｙｓｈｅｖ(1995)认为大量释放天敌,对系统稳定性是有害的。有害生物综合管理的上述局限性,使它不能满足森林有害生物持续控制的需要.（二）全部种群管理（totalpopulationmanagement，IPM）其哲学基础是消灭哲学昆虫学家张宗炳（1988）曾比较IPM和TPM：⒈TPM主要针对卫生害虫，也针对少数危害严重的大害虫，如光肩星天牛，杨干象。对多数农林害虫实行IPM。⒉对化学防治的态度。都反对单纯使用化学农药，TPM主张化学防治为主，辅以不育技术；IPM则考虑尽量避免使用化学防治。⒊对生物防治的态度。IPM强调自然控制，生物防治助增自然控制。TPM不反对生物防治，但怀疑态度。⒋费用和收益上，TPM更注重长期效益，IPM多考虑短期效益。⒌TPM注重消灭技术，，而IPM着重于生态学原则。四、森林保健与林业可持续发展90年代以来提出的主要策略有森林保健FHP、害虫生态管理EPM、害虫可持续控制SPM、森林有害生物可持续控制SPFM等。（一）有害生物生态管理(EPM)：为了满足有害生物可持续控制的需要,Tshernyshev(1995)提出了有害生物的生态管理(EPM).EPM在充分吸收IPM合理部分的基础上,强调维持系统的长期稳定性和提高系统的自我调控能力,在不断地收集有关信息,随时对系统进行监测、预测的基础上,以系统失去平衡时的虫口密度为阈值,于害虫暴发的初期虫口密度较低时采取措施,以生物防治措施为主进行防治。由于EPM不采用昂贵的化学农药和大规模释放天敌,防治费用将比IPM更低.实施EPM必须对生态系统的动态及自然调控机制有深入的了解,就目前对生态系统的认识水平和技术水平,还不能完全实施EPM,有必要加强这方面的基础及应用技术研究。害虫生态管理以保持整个系统稳定性为目标,不局限于某一种害虫.所有害虫都应处于被控制状态,否则必须采取措施.采取的措施不能危害整个系统稳定性,导致其它害虫的发生.当害虫的天敌不足以控制害虫的大发生时,通过人工饲养释放或助迁天敌是必要的,但这些天敌应该做为增加系统自然控制力的一种手段,而且应在害虫虫口密度还较低的上升阶段使用.这时只需要释放一定数量的天敌,而不是将天敌当成农药一样使用。害虫的生态管理不采用化学农药,主要应用生物农药,如病毒、细菌、真菌、线虫等微生物农药和昆虫生长调节剂、植物性农药、信息素等新型农药。EPM与IPM的区别主要在于:管理的基础是维持生态系统的平衡,在害虫发生初期采取措施,避免害虫的大发生;EPM的实施必须具备能对信息进行不断收集、处理的系统,并不断地对害虫及天敌的发生趋势进行预测;由于EPM不采用昂贵的化学农药和大规模释放天敌,将会比IPM更经济;能提高系统稳定性的方法(如农林技术措施、抗性利用技术等)将得到加强和发展,对那些能在害虫暴发初期起作用的捕食性天敌和多食性寄生天敌的应用将得到更多的重视。就目前人类对害虫自然控制机制的认识水平和害虫防治的技术水平,还不能完全实施EPM,只能一方面在IPM的基础上向EPM发展,一方面加强有关的基础研究,该研究应包括如下几个方面:(1)系统生态学研究针对不同生态系统类型,研究害虫的自然控制机制,系统稳定性与多样性的关系,系统各部分之间的相互关系,影响系统稳定性的关键因子等。(2)天敌对害虫的控制机制从生物学、行为学、生态学等不同方面研究天敌与害虫之间的相互关系,不同类型天敌对害虫的控制作用,什么样的天敌才能在害虫暴发的初期起作用,天敌释放的最佳方式、最佳时间、最佳数量等。(3)防治指标研究研究系统失去平衡的临界点及其确定方法和指标。(4)生态管理信息系统及预测系统研究研究适用于生态管理需要的信息系统和预测系统,以便随时对系统的动态进行监测和预测。(5)生态管理技术研究在系统生态学研究的基础上,进行人工生态系统设计,并研究能增加系统稳定性和降低害虫增长率的经营管理措施和生物防治技术。总之,害虫持续控制是一种原则和指导思想,是一个系统工程,而有害生物生态管理是具体的理论、方法和技术.虽然目前还不能完全实行生态管理,但这是发展方向和必然趋势（二）森林有害生物可持续控制（SPMF）：SPMF以森林生态系统特有的结构和稳定性为基础,强调森林生态系统对生物灾害的自然调控功能的发挥,协调运用与环境和其它有益物种的生存和发展相和谐的措施,将有害生物控制在生态、社会和经济效益可接受(或允许)的低密度,并在时空上达到可持续控制的效果.简言之,SPMF是融技术、生态、社会和经济因素于一体的有关森林有害生物的协同御灾策略。SPMF是以森林生态系统特有的结构和稳定性为基础的一种有害生物控制策略,它与某一类具体的控制技术(如生物防治、化学防治、灾情监测和营林技术等)比较而言,是一种战略与战术的关系.森林生态系统是陆地生态系统的主体,其结构的复杂性和时空上的稳定性是其特色,主要体现在生物多样性的丰富、系统内物种之间紧密关系及复杂性、物种群落结构的动态平衡、对有害生物和自然灾害极高的耐害能力和补偿能力等方面.这是实施森林有害生物持续控制策略的重要生态学基础,也恰恰是农业有害生物控制不可企及的优势或有利条件。在“森林病虫害综合治理”的基础上，进一步提出了森林健康的思想，将森林病虫火等灾害的防治上升到森林保健的思想高度，更加体现了生态学的思想。森林健康就是要保持森林健康，恢复森林健康，建立和发展健康的森林。一个理想的健康森林应该是在这样的森林中，生物因素和非生物因素对森林的影响（如病虫害、空气污染、营林措施、木材采伐等）不会威胁到现在或将来森林资源经营的目标。这里的森林资源管理的目标不仅仅指的是商业产品，还应包括森林的多种用途和价值，包括森林游憩、野生动物保护、木材资源、放牧和水源涵养等。在健康森林中并非就一定没有病虫害、没有枯立木、没有濒死木，而是它们一般均在一个较低的水平上存在，它们对于维护健康森林中的生物链和生物的多样性，保持森林结构的稳定是有益的。人类对森林的影响往往是不可避免的，然而一个健康的森林对于人类的有限活动的影响应该是能够承受或可自然恢复的。森林健康的实质就是要使森林具有较好的自我调节并保持其系统稳定性的能力，从而使其最大、最充分的持续发挥其经济、生态和社会效益的作用。第二节害虫管理的原理及技术方法一、森林害虫种群数量调节的基本原理1、生物潜能：在一定时间和空间条件下生物间的繁殖达到相对稳定，系统处于平衡状态，生物之间保持相对[平衡的力量称之为生物潜能。2、反馈和负反馈机制：如天敌和寄主的关系。3、森林昆虫的生态对策生物有机体向两个不同的方向演化：K对策和R对策4、经济阈值和经济危害水平Stern等人于1959年对经济阈值的定义为:“经济阈值是害虫的某一密度,在此密度时应采取控制措施,以防种群达到经济危害水平”。而对经济危害水平的定义则是,“将会引起经济损失的最低种群密度”。害虫数量总是在一般平衡水平（EP）上下，可将昆虫分为4大类：非害虫、偶发性害虫、周期性害虫、主要害虫。二、昆虫种群的生态对策昆虫在进化过程中，经自然选择获得的对不同生境的适应方式，称为生态对策(bionomicstrategy)，又称为生活史对策(1ifehistorystrategy)。昆虫的生态对策是其对生态环境适应能力的体现。（一）生态对策的类型昆虫的生态对策反映在昆虫身体的大小、繁殖周期(世代数)、生殖力、寿命、躲避天敌能力、迁飞扩散能力、分布范围等方面，以使其最大限度地适应环境和合理地利用能源。昆虫和其它生物一样，在能量分配上有一定的协调性，在生殖上耗去的能量较多，在生存机能上耗去的能量相对较少。如昆虫有很好的照顾后代的能力，其本身繁殖能力就相对较小；昆虫迁飞型个体具有远距离迁飞能力，则其繁殖能力也相对较小。昆虫种群的大小和变化速度主要取决于昆虫种群的内察增长率(r)和环境容量(K)。种群的内票增长力是指在特定的环境条件下，具有稳定年龄组配的种群的最大瞬间增长速率。环境容量是指在食物、天敌等各种环境因素的制约下，种群可能达到最大稳定的数量。r反映了昆虫种群的增长速率，K反映了昆虫种群发展的最大范围。所以，当K值保持一定时，r值愈大，种群增长速率愈快，种群愈不稳定；当r值保持一定时，K值愈大，种群发展的范围愈大，种群愈趋向稳定。根据r值与K值的大小，可将昆虫种群基本上分为两个生态对策类型。1、K—对策者K—对策者(K—strategists)类型的r值较小，而相应K值较大，种群数量比较稳定。属于此种类型的昆虫，一般个体较大，世代周期较长，一年发生代数较少，寿命较长，繁殖力较小，死亡率较低，食性较为专一，活动能力较弱，常以荫蔽性生活方式躲避天敌。其种群水平一般变幅不大，当种群数量一旦下降至平衡水平以下时，在短期内不易迅速恢复。其中典型的昆虫种类如金龟类、天牛类、麦叶蜂、十七年蝉、舌蝇等。2、r—对策者r—对策者(r—strategists)类型的r值较大，K值相应较小，种群数量经常处于不稳定状态，变幅较大，易于突然上升和突然下降。一般种群数量下降后，在短期内易于迅速恢复。属于此种类型的昆虫，一般个体较小，世代周期短，一年发生代数较多，寿命较短，繁殖力较大，死亡率较高，食性较广，特别是活动能力较强。其活动能力强(如扩散、迁飞)不仅有利于摆脱种群密度过大而造成食源不足，去寻找新的食源，而且有利于躲避天敌。其中较典型的如蚜虫类、螨类、沙漠蝗、棉铃虫、小地老虎、家蝇等。实际上生物的生态对策从K—对策型