森林有害生物生态治理_森林有害生物生态控制

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第一部分

有害生物综合治理IPM：有害生物综合治理（Integrated Pest Management）是对有害生物进行科学管理的体系。它从农业生态系统总体出发，根据有害生物和环境之间的相互关系，充分发挥自然控制因素的作用，因地制宜，协调应用必要的措施。将有害生物控制在经济受害允许水平之下，以获得最佳的经济、生态、社会效益。

害虫的可持续控制：以森林生态体系为基础，通过对该体系的维护与调控借以增强该体系结构和功能稳定性，充分发挥其对有害生物的自然制衡作用，必要时在不破坏该体系的功能及结构稳定性的前题下引入外部因素削弱害虫的危害，将害虫的种群密度控制在该生境、社会及经济效益可容许的范围内。问题

1.有害生物综合治理的产生和发展

有害生物综合治理(Integrated Pest Management．简称IPM)概念是在总结人类以前害虫防治经验教训、特别是2O世纪40—6o年代单一依赖化学 药剂防治导致“3R”问题(Resistance：长期大量施用光谱性杀虫剂．导致害虫 的抗药性增强．防治效果下降：再猖獗 Resurgence：大量杀伤天敌引起害虫再猖獗和次要害虫上升：残毒Residue：对环境的污染和农产品的残毒也越来越严 重)愈来愈突出的情况下发展起来的。害虫综合治理的产生和发展经历了一个漫 长的过程.2.有害生物综合治理有何的特点? 有害生物综合治理（Integrated Pest Management）是对有害生物进行科学管理的体系。它从农业生态系统总体出发，根据有害生物和环境之间的相互关系，充分发挥自然控制因素的作用，因地制宜，协调应用必要的措施。将有害生物控制在经济受害允许水平之下，以获得最佳的经济、生态、社会效益。

有害生物综合治理在理论上的特点有以下三方面：

第一、理论基础和指导原则。有害生物综合治理是以系统论、信息论和灭变论作为理论基础，以生态学的原则作为指导，把病虫害看作是农业生态系统中的重要组成部分，并认为农业的高产与稳定必须建立在植物与周围的生物和非生物环境之间协调的基础上，保持良好的农业生态系统，不断保护和培养环境资源。病虫害的防治不是孤立的，要从农业生态系统的总体出发，在防治措施的选择、运用和协调时，必须考虑生态系统的平衡和稳定。

第二、防治措施的选择和运用。没有一种防治措施是万能的，各种防治措施都各有其长处，也各有局限性。因此，有害生物综合治理的策略，要求各种措施取长补短，协调运用，特别重视自然控制因素的运用。所有人为防治措施应与自然控制相协调。

第三、就是防治目的。有害生物综合治理是管理系统，它不要求将有害生物彻底消灭，而是要将有害生物的种群数量控制在经济受害允许水平之下。

3.有害生物综合治理技术

（一）林木检疫：防止人为传播检疫对象和危险性有害生物。

（二）林业技术措施：选育抗病虫品种，育苗造林及营林措施，树下扩盘垦复、修剪、搬干枝等方法防治病虫害。

（三）生物防治：以虫治虫、以菌治虫、以病毒治虫、以 鸟治虫、以菌治病。

（四）物理机械防治：人工捕杀、阻隔法、诱杀法、高温处理法。

（五）化学防治：利用人工合成农药防治：

1、药剂种类：①杀虫剂（胃毒、触杀、熏蒸、内吸）；②杀螨剂；③杀菌剂（保护剂、治疗剂）；④杀线虫剂。

2、农药的浓度、剂型和合理使用

①剂型：粉剂、可湿性粉剂、乳油、超低容量剂、可溶性粉剂、烟剂。②浓度：参照使用说明，常用800—1000倍液。

③方法：喷雾、喷粉；拌种、浸种、浸苗、闷种、毒谷、毒饵、毒土；土壤处理；熏蒸、涂抹、注射。

④合理使用：对症下药、适时施药、交互用药、混合用药、安全用药。第二部分

自然生态系统 :是在一定时间和空间范围内，依靠自然调节能力维持的相对稳定的生态系统。如原始森林、海洋等。由于人类的强大作用，绝对未受人类干扰的生态系统已经没有了。自然生态系统可以分为：①水生生态系统：以水为基质的生态系统；②陆生生态系统：以陆地土壤或母质等为基质的生态系统。

人工生态系统:是指以人类活动为生态环境中心，按照人类的理想要求建立的生态系统。如城市生态系统，农业生态系统等。

竞争排斥原理: 种间竞争的结构出现不等性或不对称性，即一个种被另一个种完全排挤掉，或是一个种被迫使另一个种占据不同的空间位置和利用不同的食物资源等，即发生生态位分离，这在生态学上称作高斯的竞争排斥原理，即生态学（或生态位）上相同的两个物种不可能在同一地区内共存。如果生活在同一地区内，由于剧烈竞争，它们之间必要出现栖息地、食性、活动时间或其他特性上的分化。物种间的协同进化（coevolution）: 两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化。一个物种由于另一物种影响而发生遗传进化的进化类型。例如一种植物由于食草昆虫所施加的压力而发生遗传变化，这种变化又导致昆虫发生遗传性变化。

群落多样性指数(community diversity index): 群落特性之一,是群落中物种数和各物种个体数构成群落结构特征的一种表示法。用简单的数值表示群落内种类多样性的程度，用来判断群落或生态系统的稳定性指标。多样性指数是把物种数和均匀度结合起来考虑的统计量 用来反映群落丰富度和均匀度的综合指标，或者是用来测量分类单元多样程度和考察每一单元相对多度得指数。常用的有香农-维纳多样性指数、辛普森多样性指数等。

群落稳定性指数: 群落稳定性(stability of community)是指群落抑制物种种群波动和从扰动中恢复平稳状态的能力。它包括群落现状稳定性、时间过程稳定性、抗扰动能力稳定性和扰动后恢复平稳的稳定性等4种情况。

群落稳定性和生态系统的稳定性具有同一概念，主要包括两种能力，即抵抗力和恢复力。所谓抵抗力(resistance)即抗变能力，表示群落抵抗扰动、维持群落结构和功能、保持现状的能力。如森林与草原相比，前者更能忍受温度的剧烈变动，也较能抵抗干旱和病虫危害，而后者则受到低温、干旱、病虫等灾害扰动

时，其结构和功能就容易遭到破坏。所谓恢复力(resilience)表示群落在遭受扰动以后恢复原状的能力。恢复得越快，群落也越稳定。故从恢复力考虑，草原的受扰动后恢复平稳的稳定性又较森林为高。群落稳定性这两个相互排斥的方面，表明具有高抵抗力稳定性的群落，其恢复力稳定性较低；具有高恢复力稳定性的群落，其抵抗力稳定性较低。在研究各种群落的稳定性时，应予以辩证分析。

一般认为群落的结构越复杂，多样性越高，群落也越为稳定，并把群落多样性作为其稳定性的一个重要尺度。如用香农一维纳多样性指数表示群落的稳定性。但部分学者认为从理论上讲，在更多样化的系统中，一个生态关系复杂的网络，可导致种群急剧波动，而不是使种群更加稳定，所以复杂的系统比简单的系统更不稳定；但总的趋势仍然认为，高度多样性是稳定自然系统的特征之一。多样性阈值: 阈值指的是触发某种行为或者反应产生所需要的的最低值 天敌假说Enemies hypothesi：天敌假说认为多样性生境中形成相对稳定的、光谱的捕食者种群，多样化的森林生态系统比纯作系统具有更为丰富和多样的害虫天敌，具有更强的控害能力。

资源集中假说Resource concentration hypothesis: 资源集中假说认为，植物多样性可能干扰害虫赖以寻找寄主的视觉或嗅觉刺激，影响了害虫对寄主植物的侵染，或者改变生境内的微环境和害虫的运动行为，致使害虫从寄主植物中迁出，导致寄主植物上的害虫下降。协同性假说:

生命系统：能够独立完成生命活动的系统叫做生命系统。由大到小依次为 生物圈、生态系统、群落、种群、个体、（消化、呼吸、循环等）系统、器官、组织、细胞。但 单细胞生物不具有系统、器官、组织层次，细胞即是个体；植物是由根、茎、叶、花、果实和种子六大器官直接构成的，因此没有（消化、呼吸、循环等）系统层次；病毒是生物，但不是生命系统。自然系统的最高级形式，是指能独立与其所处的环境进行物质与能量交换，并在此基础上实现内部的有序性、发展与繁殖的系统。种群自然控制：natural control 指天然种群的个体数受到种种自然因素的综合作用的限制，而被维持在有限的变动范围内的过程。

密度制约因素是指在种群自然调节中，其作用与种群密度有关系的那些调节因素。

非密度制约因素：生物因子对生物的影响大小随着种群密度而改变，属于密度制约因子，有调节种群数量，维持种群平衡的作用，如食物、天敌和流行病等；非生物因子对生物的影响大小并不随种群密度的变化而变化，属于非密度制约因子，对种群密度不能起调节作用，如温度、降水和天气变化等。逆密度制约因素;指随密度增加而促进繁殖的因素。

条件过程：指栖息场所的物理化学条件、结构、食物量及供给率等构成了环境的负载力，决定上限。这种具有界限作用、规定调节密度水平的因素，其作用过程称为条件过程。

扰乱过程：促使昆虫密度离开平衡密度的过程。

调节过程：当昆虫种群数量超过平衡密度时，个体数的增加受到限制，在平衡密度以下时，则存在促进个体数增加的反馈机制，这种作用称为调节

过程。

生态平衡（ecological equilibrium）:是指在一定时间内生态系统中的生物和环境之间、生物各个种群之间，通过能量流动、物质循环和信息传递，使它们相互之间达到高度适应、协调和统一的状态。也就是说当生态系统处于平衡状态时，系统内各组成成分之间保持一定的比例关系，能量、物质的输入与输出在较长时间内趋于相等，结构和功能处于相对稳定状态，在受到外来干扰时，能通过自我调节恢复到初始的稳定状态。在生态系统内部，生产者、消费者、分解者和非生物环境之间，在一定时间内保持能量与物质输入、输出动态的相对稳定状态。问题: 有害生物种群的自然控制。见资料 第三部分

边际分析原理： 如果防治害虫的目标是取得最大利润，则投入与所得到的收入二者相等时，为是否进行投资的临界点（边际值marginal value）。

经济受害水平(economic injury level=EIL)：EIL是权衡虫害在经济上是否值得防治的指标，具体是在害虫管理中，当经济效益达到最佳时害虫的最低密度。所谓经济危害水平economic injury level（EIL），这是一个临界的害虫密度，在这个密度时实施人工防治的成本刚好等于由于防治而得到的经济效益。

经济危害允许水平（EIL）是指林木因森林病虫害造成的损失与若防治其危害所需费用相等条件下的材积损失程度或病虫情指数（虫口密度、感病指数等）。经济阈值(防治指标economic threshold=ET)：概念于50年代首先由Stern(1959)正式提出，他把ET定义为：害虫的某一密度，对此密度应采取防治措施，以防害虫达到经济危害水平(economic injury level简称EIL)，即引起经济损失的最低虫口密度．不少的学者在ET的研究中，提出了多种不同的定义．对于经济阈值的争论问题，盛承发（1989）结合棉铃虫ET的研究工作，对经济阈值进行了较为深入的探讨和剖析，并提出经济阈值的新定义：“害虫的某一密度，达到此密度时应采取控制措施，否则，害虫将引起等于这一措施期望代价的期望损失．”

ET则是为了将害虫数量控制在经济受害水平EIL上而采取防治时的害虫密度 环境质量(environmental quality)：一般是指在一个具体的环境内，环境的总体或环境的某些要素，对人群的生存和繁衍以及社会的经济发展的适宜程度，是反映人群的具体要求而形成的对环境评定的一种概念。包括自然环境质量和社会环境质量

生物富集作用：生物富集作用又叫生物浓缩，是指生物体通过对环境中某些元素或难以分解的化合物的积累，使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象。

问题：见资料

1.农药污染对土壤生物有何危害？ 2.农药污染对植物有何危害？ 3.农药污染对动物有何危害？ 4．药污染对微生物有何的影响？ 第四部分

数据库管理系统(database management system)：是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，简称dbms。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。有害生物发生时间预测系统

系统预测是对事物或现象马上发生的或不明确的情况进行预先估计与推测。信息传递系统

信息传递把生态系统中的各组分联系成一个统一的整体，是生态系统调控的基础。信息传递是生态系统基本功能之一。

决策支持系统（Decision Support System，简称DSS）：是信息系统应用概念的深化，是在信息系统的基础上发展起来的系统。简单的说，决策支持系统是能参与、支持人的决策过程的一类信息系统。它通过与决策者的一系列人机对话过程，为决策者提供各种可靠方案，检验决策者的要求和设想，从而达到支持决策的目的。

或决策支持系统在收集、存储、提供大量信息资料的基础上，建立能综合分析、预测发展、判断事态变化的模型，根据大量的原始数据信息，自动作出符合实际的决策方案。

专家系统：是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题，简而言之，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。有害生物基因工程育种

基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。天敌转基因增效技术

转基因技术（Genetically Modified，简称GM），是指运用科学手段，从某种生物体基因组中提取所需要的目的基因，或者人工合成指定序列的基因片段，将其转入另一种生物中，使与另一种生物的基因组进行重组，再从重组体中进行数代的人工选育，从而获得具有特定的遗传性状个体的技术。

该技术可以使重组生物增加人们所期望的新性状，培育出新品种。转基因技术的理论基础来源于分子生物学。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词（但如今人们对改变原有动植物性状的技术称为转基因技术（狭义），将对微生物的操作称为遗传工程技术（狭义）。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”（Genetically modified organism，简称GMO）。生态风险（ecological risk，ER）：指生态系统及其组分所承受的风险，指在一定区域内，具有不确定性的事故或灾害对生态系统及其组分可能产生的作用，这些作用的结果可能导致生态系统结构和功能的损伤，从而危及生态系统的安全和健康。生态系统受外界胁迫，从而在目前和将来减小该系统内部某些要素或其本

身的健康、生产力、遗传结果、经济价值和美学价值的可能性。食品安全（food safety）：指食品无毒、无害，符合应当有的营养要求，对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。根据世界卫生组织的定义，食品安全是“食物中有毒、有害物质对人体健康影响的公共卫生问题”。食品安全也是一门专门探讨在食品加工、存储、销售等过程中确保食品卫生及食用安全，降低疾病隐患，防范食物中毒的一个跨学科领域，所以食品安全很重要。问题：

害虫防治中的转基因技术和应用 见资料 补充

一、群落多样性

群落多样性(diversity of community)是群落中物种数和各物种个体数构成群落结构特征的一种表示方法。一个群落中如有多个物种，而且各物种的数量较均匀，则该群落具有高的多样性；如果一个群落中物种少，而且各物种的数量不均匀，则该群落的多样性较低。所以群落多样性是把物种数和均匀度结合起来考虑的统计量。但有时出现一个物种数少而均匀度高的群落，其多样性可能与另一物种数多而均匀低的群落的多样性相似。群落多样性是比较群落稳定性的一种指标，在评价害虫综合治理的生态效益中有着重要的意义。

二、群落稳定性

群落稳定性(stability of community)是指群落抑制物种种群波动和从扰动中恢复平稳状态的能力。它包括群落现状稳定性、时间过程稳定性、抗扰动能力稳定性和扰动后恢复平稳的稳定性等4种情况。

群落稳定性和生态系统的稳定性具有同一概念，主要包括两种能力，即抵抗力和恢复力。所谓抵抗力(resistance)即抗变能力，表示群落抵抗扰动、维持群落结构和功能、保持现状的能力。如森林与草原相比，前者更能忍受温度的剧烈变动，也较能抵抗干旱和病虫危害，而后者则受到低温、干旱、病虫等灾害扰动时，其结构和功能就容易遭到破坏。所谓恢复力(resilience)表示群落在遭受扰动以后恢复原状的能力。恢复得越快，群落也越稳定。故从恢复力考虑，草原的受扰动后恢复平稳的稳定性又较森林为高。群落稳定性这两个相互排斥的方面，表明具有高抵抗力稳定性的群落，其恢复力稳定性较低；具有高恢复力稳定性的群落，其抵抗力稳定性较低。在研究各种群落的稳定性时，应予以辩证分析。

一般认为群落的结构越复杂，多样性越高，群落也越为稳定，并把群落多样性作为其稳定性的一个重要尺度。如用香农一维纳多样性指数表示群落的稳定性。但部分学者认为从理论上讲，在更多样化的系统中，一个生态关系复杂的网络，可导致种群急剧波动，而不是使种群更加稳定，所以复杂的系统比简单的系统更不稳定；但总的趋势仍然认为，高度多样性是稳定自然系统的特征之一。

三、群落相似性

群落相似性(similarity of community)是指不同群落结构特征的相似程度。常用群落相似性系数(coefficient of similarity)表示，以比较不同空间昆虫群落结构的异同。(一)共有种相似

根据不同群落中共有种的多少，比较其相似程度。如A、B、C三个群落的种类数基本一致，但群落A与B的共有种数多，群落B与C的共有种数少，则可以认为群落A与B的相似性较大，群落B与C的相似性较小。(二)种组成相似

在物种构成相近似的群落中，宜用物种总数和共有种数的综合性指标，即群落相似性系数，表示种组成相似程度。常用方法有：

1．杰卡特(Jaccad)群落相似性系数 其公式为：Cj=j／(a十b—j)2．索雷申(Sorensen)群落相似性系数 其公式为：Cs＝2j／(a十b)3．芒福德(Mountford)群落相似性系数 其公式为：CM＝2j/[2ab一(a十b)j](以上各式中，j为群落A与B的共有种数；a为群落A含有的全部种数3b为群落B含有的全部种数。)上述杰卡特群落相似性系数(CJ)和索雷申群落相似性系数(Cs)的最大值均为1；芒福德群落相似性系数(CM)的最大值为∞。当两个群落所含有的种完全相同时，其系数为最大值；当两个群落所含有的种完全不同时，其系数为0；系数自0至最大值之间，顺次表示两个群落相似程度的大小。