郑 斌，仰素琴，亢海英，郝明亮，徐 波

（1.小五台山国家级自然保护区，河北 蔚县 075700；2.国家林业局森防总站，辽宁 沈阳 110000）

气候变暖对小五台山自然保护区森林有害昆虫发生的影响

郑 斌1，仰素琴1，亢海英1，郝明亮1，徐 波2

（1.小五台山国家级自然保护区，河北 蔚县 075700；2.国家林业局森防总站，辽宁 沈阳 110000）

近30多年来，在小五台山自然保护区，森林有害生物的种类有所增加，不同区系昆虫或当地原来没有的种类相继进入，生物多样性指数上升，原有病害虫的水平和垂直分布范围扩大，危害有加重趋势。到目前为止，小五台山自然保护区的森林病虫害发生数量和危害程度与气候变化的相关性虽不很明显，但相关系数数值上升，说明病虫害的发生与气候变暖的关系日益显现。

气候变暖；小五台山自然保护区；森林；有害生物；影响

河北小五台山国家级自然保护区位于河北省西北部，地处张家口市的蔚县和涿鹿两县境内，地理坐标为东经 114°35'～115°30'，北纬 39°35'40°07'，东与北京门头沟区接壤，南和保定市的涞水、涞源两县相连。东西长60km，南北宽40公里，总面积25166hm2，林地面积13302hm2，森林植被覆盖率为75.4%。主要保护对象是温带森林生态系统和世界珍禽——褐马鸡。小五台山区内山峰高度在890～2882m，其中海拔在2400m以上的山峰有70多座，最主要的东、西、南、北、中台5座山峰，海拔均在2600m以上，其中东台海拔2882m，为京津冀地区第一高峰，被誉为“河北屋脊”，成为北京西部天然生态屏障和水源涵养地。

1 小五台山自然保护区概况

蔚县属冀西北山间盆地，境内形成了明显的南部深山、中部河川、北部丘陵三个不同的自然区域。境内小五台山东台为河北第一峰。蔚县属中温带亚干旱气候区，年平均气温6.5℃，年平均降水量400mm左右，年均日照2800～2950h。气候特点是：光照充足，降雨量少，昼夜温差大。小五台山自然保护区位于蔚县和涿鹿县的南部山区，下辖的金河口管理区和王喜洞林场位于蔚县境内，经营面积占整个小五台山自然保护区的64%，另外两个管理区杨家坪和山涧口处于涿鹿县境内。全保护区属华北暖温带大陆季风型山地气候，具有雨热同季、冬长夏短、四季分明、日照充足、夏季昼夜温差大等特点。上世纪80年代年均温为6.52℃，1月均温-12.3℃（山顶可达-38℃），7月均温 22.1℃，降水量 400～700mm，无霜期120d左右，9月中旬初雪，冻结期长达5～6个月，最大冻土层1.5m。该区林木及生物物种丰富，其中昆虫资源也极为丰富，据1980～1982年森林病虫害普查统计，有16目130科1500余种，2000年统计达2000余种。

2 气候变化显著

近30a来，蔚县年均气温按0.4℃/10a速率递增，冬季按0.65℃/10a速率递增，冬季增温显著，夏季高温常超历史极值。至本世纪初，蔚县年均温达到或超过7℃，近10a（2000～2009年）的年平均气温达8.44℃以上，例如最近3a即2007、2008、2009年的年均温分别为9.1、8.2、8.3℃。年降雨量呈现波动性减少趋势，约400mm左右，或多年不足400mm，例如2007～2009年的年降雨量分别为265、387、400.9mm。直接造成山涧水明显减少，泉眼消失，北台顶原有4个泉眼，现在只剩下2眼。地下水位下降，呈现越来越干旱的趋势。杨家坪管理区的水窖原来建在山坡上，后来放弃了，现在是在山涧溪流河床上向下打井，井深30m。在金河口区，原来有个村庄叫章家窑的，因水井干涸，全村人只得搬到山脚下来定居。

3 森林植物带分布明显

小五台山由于独特的地理位置、生态类型和生物多样性，确定的生态稳定性，森林病虫害很少成灾。小五台山区的海拔在800～2882m，高差达2080m。海拔高低的变化，使水热条件不同的空间有着不同的组合，形成了不同的气候（尤其是小气候）、土壤、植被类型和昆虫组成。所以森林有害生物的垂直分布带谱与森林植物垂直分布带谱有着明显的关系，带与带之间又有一定的过渡阶段，同时还有阴坡和阳坡的差异，即使在同一海拔高度，植被类型和昆虫组成也不同。据上世纪80年代森林病虫害调查资料记载，在小五台山主要森林植被多分布在阴坡，据此其相应的昆虫的垂直分布大体分为3个带谱。

3.1 落叶阔叶林带（由山麓至海拔1600m）

主要树种有兜榛子、丁香、山柳、绣线菊等，形成次生夏绿灌木层，另有片状分布的油松、落叶松人工林。在本带内，树木和植被种类丰富，昆虫种类和数量最多，占已鉴定数的62%，天敌种类占44.1%.

3.2 针叶林带（海拔1600～2500m）

主要树种为华北落叶松、华北冷杉、魏氏云杉等高山树种，还有白桦、百花楸、北五味子、猕猴桃等。昆虫种类明显减少，鳞翅目昆虫所占比例下降，而鞘翅目、膜翅目、双翅目昆虫所占比例略有上升。

3.3 亚高山草甸带（海拔2500m以上）

由于无霜期短，积温低，风大，从9月底到翌年4月，常被积雪覆盖。植被中以禾本科矮草类占优势，伴生莎草、龙胆和伞形科植物。其边缘树木生长不良，落叶松等常生长成匍匐状。昆虫较少，多为小型甲虫、蝶类、蛾类和蜂类。

随着海拔升高，同一类或同一种昆虫在体色、大小等方面有差异。一般说来，随着海拔升高，体型变小，体色加深。例如杨叶甲，海拔1300m以下的个体要大于以上的个体。但有些昆虫对高山的另一种适应，是体型变大，如膜翅目的胡蜂和熊蜂。

4 森林有害生物区系和分布变动

随着气候变暖，该区植物区系及分布也有所变动，在山涧口区，落叶松自然更新，有随坡向上趋势。而在山麓，有些旱生植物生长优势，如杠柳（Periploca sepiumBunge），又叫羊奶子、北五加皮，属萝摩科杠柳属，喜光、耐旱、耐寒、耐盐碱，根蘖性强，具有广泛的适应性，是优良的固沙、水土保持树种。林业有害生物的种类，以及它们的水平和垂直分布也有相应变化，偶尔成灾或成灾频率比过去增加，但总体说来较轻，其相应的水平分布和垂直高度分布变动与成灾情况详见表1。

从表1可以看出，近30多年来，在小五台山自然保护区，森林有害生物的种类有所增加，不同区系昆虫或当地原来没有的种类相继进入，生物多样性指数上升，原有病害虫的水平和垂直分布范围扩大，危害有加重趋势。

表1 河北小五台山林木昆虫分布及成灾情况

（1）落叶松花蝇（Hylemyia laricicolaKarl.） 原分布1400～2200m，专食华北落叶松种子，发生较重，纯林尤甚。随着气温逐渐升高，现可分布至海拔2400m处，如金河口区“大老婆肚”，直到顶梁，严重影响采种和林分的自然更新。

（2）落叶松球蚜（Adelges laricisVall.）小片分布，1400m以下发生，现分布较广，但危害不大。

（3）落叶松鞘蛾（Coleophora laricellaHart.）原分布海拔1100～2000m，80年代多在海拔1100～1500m处成灾，呈条带状。现在的分布和成灾区域均上升，凡有落叶松生长的地方都其分布，最高可达海拔2400m处，但在海拔1600～1700m发生较多。2010年6、7月份，小五台保护区核心区外的王喜洞林场落叶松鞘蛾爆发成灾，海拔1700～2100m，成灾面积533hm2。而且与往年不同的是，这次阴坡受害比阳坡重。究其原因，与2009年冬季至2010年春季的持续严寒以及2010年夏季气温偏高酷热有关。2010年蔚县夏季气温偏高4～5℃，涿鹿县偏高4℃以上，该年7月21日张家口最高气温达41.1℃和39.6℃，均创历史极值。

（4）松梢螟（Dioryctria splendidellaH.S.）又名云杉球果螟，危害油松球果和新梢，北台、西台、南台的油松林内，曾有发生，但后来发生少，现在发现主要危害云杉。

（5）山杨卷叶象甲（Byctiscussp.）原西台、南台都有分布，危害海拔1200m以下山杨、小叶杨、桦、榆、胡枝子等，发生少。过去海拔1300m以下发生较多，现在其分布上限在1650～1700m。近来发现该虫也能危害新疆杨。

（6）舞毒蛾（Lymantria disparL.）分布较广，但主要危害海拔1600m以下的虎榛子等阔叶杂灌，上个世纪六七十年代，发生较多，并常与松毛虫同时发生。最近一次大发生是在2002年，致使金河口西台海拔1700m以上沙棘大面积死亡，并危害油松、落叶松。

（7）小五台山昆虫种类丰富，但能给森林造成一定危害的却不多，多呈点状或小片状发生。上世纪60年代，主要是天幕毛虫、舞毒蛾和油松毛虫。70年代初，油松毛虫局部成灾记录仅西台6.7hm2左右，经防治后，曾多年不见，但从70年代后期开始，油松毛虫（Dendrolimus punctatus tabulaeformisZhao et wu）发生逐渐增多，以西台地区为例，约10a 1个周期。另外，落叶松毛虫（Dendrolimus superansButler）虽1966年就有发现，至80年代仅能诱到几头成虫，所以在西台林内至今未见危害。然而在杨家坪和山涧口，落叶松毛虫常与油松毛虫混同发生，如1994年和2002年落叶松毛虫就曾两次局部爆发成灾，海拔高度一般在300～1600m。

（8）在河北省平原和丘陵地区的杨树天牛类害虫普遍发生，据张世权主编的《华北天牛及其防治》（1994年）统计约有122种，严重的或毁灭性种类，如光肩星天牛（Anoplophora glabripennisMotsch.）和松褐天牛（Monochamus alteratusHope），始终未能进入小五台山自然保护区，直到2009、2010年调查时，才发现光肩星天牛已于2007年和2008年分别传入杨家坪（海拔847m）和山涧口（海拔1200m）；在杨家坪，是在榆树上发现其成虫的。

5 森林有害生物发生数量变动

在小五台山，森林病虫害的发生从建立保护区初期到现在都属于低水平的，即有虫不成灾，虽然个别种类或种群数量有消长和变化。到目前为止，小五台山自然保护区的森林病虫害发生数量和危害程度与气候变化的相关性不明显。根据表2作回归分析。

计算结果：X与Y的相关系数R=-0.37945

表2 气候变化与病虫害发生数量

查表得 r（0.05）=0.8783，而 R 的绝对值｜R｜=0.37945≤r（0.05）=0.8783， 说明在小五台山核心区金河口区，50a来不同阶段的温度变化与森林病虫害发生面积之间相关性不显著，更准确地说，是负相关不显著。

若按年份系列来分析，如表3。

计算结果：X与Y的相关系数｜R｜=-0.2032

表3 不同年份病虫害发生面积

查表得r（0.05）=0.6021，而R的绝对值｜R=0.2032≤r（0.05）=0.6021，说明在小五台山金河口区，50a 来不同年份的温度变化与森林病虫害发生面积之间相关性也不显著。

若将山涧口和杨家坪区在2002年的松毛虫发生面积133.33hm2和333.33hm2都考虑在内，则可得到其相关系数R=0.3569，虽然其相关不显著，但却是正相关关系，变化是巨大的。

若再将2010年年均温度8℃及王喜洞区落叶松鞘蛾暴发533.33hm2的情况考虑进来，则可得到其相关系数R=0.4715，其正相关仍不显著（r0.05=0.6021），但数值上升，说明病虫害的发生与气候变暖的关系日益显现。这是小五台山保护区今后需要密切关注的形势。

6 对策与建议

综上所述，小五台山自然保护区由于其独特的地理生态环境，有效的保护措施，以及受到外界人为干扰少，为我们了解和研究气候变化对林业、森林植被、生物区系以及对森林有害生物的影响提供了很好样本。近30多年来，在小五台山自然保护区，气温平均升高1.6℃左右，这是一个巨大的变化。森林昆虫的种类约增加25%，即在2000年统计时已达2000种，其中森林虫害种类相应增加，垂直分布及成灾区域向上扩展，一般上升了100～200m，甚至更高，发生频率和危害程度也有所增加。

（1）在小五台山由于地理环境复杂，植物带分布明显，植物种类和天敌资源较丰富，随着气候的逐渐变暖，生物多样性指数，以及天敌的种类和数量还会增加，要进一步加强环境保护、生物多样性保护和天敌保护意识。一旦局部有森林病虫害发生，不要轻率打药，特别是广谱性化学农药，这应该成为保护区森林病虫害防控原则之一。事实证明，有病虫不成灾，或局部发生而能“自然”消除和恢复，正是自然保护区优势和特点使然。例如早些年松梢螟局部有发生，未作防治，虫情也下去了。

（2）加强森林有害生物的综合管理。随着气候变暖，森林病虫害发生、发展的趋势明显，应引起我们的高度重视。例如松毛虫，过去有，但一般都不成灾。自1988年发生严重的松毛虫灾后，每年都有不同程度的发生，随着气候的变暖及虫种自身的生物学规律，出现大面积灾害的可能性增加。因此，保护好现有的生态环境，增加生物多样性，加强对主要森林病虫害如松毛虫和危险病虫害如光肩星天牛的监控是十分必要的。

（3）防治森林病虫害应以营林为基础，保护生态多样性为前提，以生物防治为主导，辅以人工防治，慎重合理地使用化学农药，杜绝广谱性农药大范围使用，提倡生物农药、无公害农药以及毒环、毒签、毒绳的使用。小五台山自然保护区天敌资源丰富，已知有7目22科111种，对寄蝇、寄蜂和红褐林蚁等优势种类的应加以保护和利用。如红褐林蚁（Formica rufa L.），在保护区内，其种群庞大，数量惊人，从山麓到山顶的针叶林、阔叶林，灌木林及草地路旁都可以见到蚁巢（丘、窝、冢）蚁城以及群蚁忙碌的情景。这对保护森林，维护生态平衡，控制害虫和拒绝害兽，起着至关重要的作用。今后首先要考虑做的事情是，尽快进行全面调查，摸清家底，保护好这种生物资源，并加以应用（如分巢、引巢、扩巢），充分发挥其可持续控制森林病虫害的效果。

（4）由于受历史、经济、技术力量等客观因素的制约，保护区在科学研究上仍处于初级阶段，目前只能利用传统的、简单的保护措施维持现状。有待于建立和实施系统的、科学的、完善的保护管理计划和方法，才是最有效的保护和可持续发展的根本保障。另一方面，保护区每年都有大量的科研团队进来考察，随着人员的增多，对动植物标本的采集和植被践踏越来越严重，对核心区有一定程度的影响，给野生动植物带来干扰，并会引发森林有害生物的发生，从而影响整个生态系统的完整性，亦应考虑予以适当限制和调整。另外，在保护区王喜洞林场建立风力发电场，是否对保护区的生态环境带来不利影响也值得予以关注。

（5）目前，小五台山自然保护区经济基础还十分薄弱，对周边农村支持力度不够，没有能力拿出更多的办法去帮扶他们，只是做些力所能及的事情，如聘用当地农民当临时护林员、临时扑火队员和其他临时雇用人员等，这些只能解决部分剩余劳动力，不能从根本上解决他们的基本生活与致富问题，亦与当地经济发展需求相差甚远，他们还是会盯着山上资源，上山过度采摘或随意放牧。这需要我们进一步做好宣传工作，使群众明白只有山林保护好了，才能共同发展。否则，变成穷山恶水，连家园都保不住，谈何发展。这还需要我们进一步做好宣传工作，扩大小五台山的知名度，展现几十年来小五台山自然保护区在保护森林，美化环境，防风固沙，涵养水源，预防森林火灾，科学研究和经济发展等方面的成果，争取更多的资金投入，充分发挥自然保护区的综合效益，以便建立起良性循环机制，并带动周边群众致富。最终保护区也会得到更好的发展和提高，因为保护生物多样性正是保护区稳定发展的基础和前提。

致谢：在撰写过程中得到国家森防总站赵清山高工和原河北省森防站徐志华站长的热情指导，特此致谢！

［1］河北省森林病虫害普查组.小五台山昆虫调查报告［J］.河北林业科技，1983，（2）.

［2］张家口市气象局.张家口气候公报2007-2010.［内部资料］.

S76

A

1002-3356（2011）06-0037-04

2011-10-08

国家林业局林业公益性科研专项项目资助（20080423）。