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松林生态系统对松材线虫入侵的抵御机制与生态恢复



编号 hjcg0000003217

获奖编号 2020-KJJ-2-42

成果名称 松林生态系统对松材线虫入侵的抵御机制与生态恢复

地域分类 北京林业大学

学科分类 220.30;森林保护学

完成人 石娟  骆有庆  张晓丽  任利利  武海卫  陈卫平  高瑞贺  王蕾  陈京元  牛树奎 

完成单位 北京林业大学  浙江省林业有害生物防治检疫局  山东省林业科学研究院  湖北林业科学研究院 

获奖名称 梁希林业科学技术奖

获奖等级 2

年份 2020

关键词 松林  松材线虫  生态系统  抵御机制  生态恢复 

资料来源 中国林学会

成果内容 1、项目所属科学技术领域
该项目属于森林保护学中林业入侵生物防控技术领域。
2、主要内容
针对重大林业需求,构建了基于国家重大基础研究项目(973)成果,从抵御能力和恢复能力两个角度,提炼出松林抵御能力评价和入侵松林生态恢复技术的学术创新链条。
(1)系统揭示了松林生态系统对松材线虫的抵御机制,明确了关键抵御因子,为构建受损松林生态系统的恢复技术体系提供了重要的依据和支撑。
在植物群落层次,筛选出与松树抗性有关抵御指标因子,建立了松材线虫入侵后马尾松林分因子的生长预测模型,为生态恢复和改造对策提供了重要依据。在松林生态系统层次,明确了松材线虫病是一种“寄主树种+传播媒介”联合主导型病害,只要两者共存,松材线虫就可成功入侵;首次发现一种松墨天牛的捕食性天敌一莱氏猛叩甲,有很好的应用前景;揭示了钻蛀性昆虫之间的种间竞争可抑制松墨天牛种群的增长,明确了不同干预控制措施对林分树木生长量以及节肢动物群落特性的影响。 在景观层次,明确了松林景观类型百分比、平均斑块面积、自然连接度和聚合度与松材线虫病的发病率的关系,为疫木清理措施提供了重要依据。
(2)创建了松林生态系统对松材线虫入侵抵御和恢复能力的评价指标体系,为松林系统对松材线虫的抵御能力和生态恢复能力评价提供了行之有效的评判标准和方法。
首次提出松林系统对松材线虫入侵的抵御和恢复力(Resistance and Resilience,RR)的概念,基于解释结构模型选取的主要关键因子,从抵御性和恢复性这两个反映系统抗干扰能力的指标出发,进而对体系与指标量化,并对R进行了高、中、低抗分级,可综合反映松林系统的抗松材线虫干扰能力;经实际调查的松林数据对指标体系和R进行分析和检验,其评判结果可靠。
(3)基于多元遥感数据,揭示了松材线虫入侵后马尾松林生态格局的变化规律及关系,为防治松材线虫病的宏观预警提供了重要依据和指导。
基于多时相遥感影像、无人机图像及高光谱数据,建立了生态格局遥感分析模型,建立了松林系统受害前后的三维分布模拟图,开发了受松材线虫入侵林分被侵染过程的监测和识别技术;应用于浙江、山东、湖北等地的防治工作,为灾害预警和管理提供了技术支撑。
(4)探明了受入侵松林的演替驱动因子和演替趋势,提出了相应的生态恢复与改造对策,并应用于松材线虫病重点防控区松林的改造工程。针对不同受损程度的松林系统,明确了松材线虫入侵马尾松林后生态系统的不同演替类型,为生态恢复和改造对策提供了理论依据和支撑。
已发表学术论文86篇,其中SCI源14篇,EI源3篇,发明专利3项,行业标准1项。
3、应用推广及效益情况
推广应用了“松林生态系统对松材线虫入侵抵御和恢复能力的评价指标体系”、“生态系统结构多样性和景观异质性对松材线虫病害的调控技术、“不同松林生态系统的恢复技术体系”等,为松材线虫入侵区松树林分的抵抗力预测和管理提供了行之有效的理论和技术,已在4省推广应用94.8万亩,获得了显著的生态效益、社会效益和间接经济效益。

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