《Journal of Pest Science》：Adaptive area-wide management for suppressing spruce budworm outbreaks: effectiveness of the early intervention strategy
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本文推荐介绍一种针对北美东部云杉卷叶蛾爆发的新型管理策略——早期干预策略。研究者们通过长达10年的案例研究，对比了传统的“叶片保护策略”，发现该主动型策略能更有效地在疫情早期抑制“热点”区域，将杀虫剂使用量减少约80%，并成功遏制了疫情在新不伦瑞克省的蔓延。研究为森林害虫的主动式、区域化管理提供了有力证据。
在北美东部的广袤森林中，云杉卷叶蛾（Choristoneura fumiferana）是一种周期性爆发的原生食叶害虫，其暴发可对香脂冷杉（Abies balsamea）和云杉（Picea spp.）等树种造成毁灭性打击。历史上，最严重的一次爆发从1967年持续到1993年，导致超过5000万公顷的森林落叶，造成了巨大的经济和生态损失。传统的应对策略——“叶片保护策略”（Foliage Protection Strategy， FPS）——主要是在爆发高峰期，针对高价值或高风险林分进行大规模的杀虫剂喷洒，以暂时减少落叶和树木死亡率，但周围未处理的区域则任由疫情发展。这种方法虽然能在短期内保护特定林分，但往往需要每年或每两年重复处理，杀虫剂用量大，且无法阻止疫情的扩散，更像是一种被动的“救火”行为。
那么，有没有一种更主动、更具成本效益的策略，能够在疫情初期就将其扼杀在摇篮里，从而保护更大面积的森林呢？这就是发表在《Journal of Pest Science》上的研究《Adaptive area-wide management for suppressing spruce budworm outbreaks: effectiveness of the early intervention strategy》所要探讨的核心问题。研究人员提出并评估了一种名为“早期干预策略”（Early Intervention Strategy， EIS）的创新性方法。该策略的核心思想是“防患于未然”，它不再等到虫害密度达到破坏性水平时才行动，而是通过密集监测，主动识别并瞄准低密度但正在增长的“热点”种群进行精准打击。EIS背后的生态学原理是利用了害虫种群的阿利效应（Allee effects），即当种群密度低于某个阈值时，会面临求偶困难和天敌捕食压力增加等密度制约因素，从而难以增长。EIS的目标就是通过人工干预，将热点区域的虫口密度持续压制在这一阈值之下，切断其发展成大规模爆发的路径。
为了验证EIS的有效性，研究团队在加拿大大西洋省份进行了一项为期十年（2015-2024年）的案例研究。他们将EIS应用于新不伦瑞克省北部，同时以邻近的、采用传统FPS策略管理的魁北克省部分地区作为对照。研究旨在从两个层面评估EIS：一是评估其在处理区域内抑制局部“热点”的能力（热点抑制）；二是评估这种局部抑制是否能在更大范围内遏制疫情的兴起和蔓延（区域抑制）。
为了开展这项研究，作者们主要运用了几项关键技术方法：首先是系统的野外监测网络，每年秋季通过采集树冠中部75厘米的枝条样本，精确计数越冬的二龄幼虫（L2）密度，以此定义和追踪“热点”（密度≥7 L2/枝）。其次是全面的空中和卫星遥感调查，用于评估年度落叶面积和严重程度。最后是精确的杀虫剂空中喷洒操作，EIS主要使用苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis var. kurstaki， Btk）和虫酰肼（tebufenozide），并根据监测数据动态调整喷洒区域和策略。研究人员对两个地区处理与未处理区域的种群增长率、L2终端密度、热点比例变化、落叶面积以及杀虫剂使用模式等关键指标进行了系统的统计分析。
热点抑制
研究结果显示，EIS在抑制局部热点方面表现卓越。在实施EIS的新不伦瑞克地区，杀虫剂处理显著降低了处理区域内云杉卷叶蛾的种群增长率。与邻近的未处理区域相比，EIS处理使热点面积减少了12%至67%。处理后的区域，L2密度在大多数年份都保持在行动阈值以下。相比之下，采用FPS的魁北克地区，虽然处理也降低了一些年份的种群增长率，但其效果远不如EIS稳定和显著，处理区与未处理区之间的L2终端密度和热点比例没有表现出持续、显著的差异。这表明FPS虽然能缓解局部危害，但难以有效压制种群增长，容易因周围未处理区域的虫源补充而反弹。
区域抑制
更重要的是，EIS成功地实现了区域范围的疫情抑制。尽管在魁北克边界以北（FPS管理区）存在高密度的云杉卷叶蛾种群，但EIS管理的新不伦瑞克南部地区，其虫口密度在省界（约北纬48度）处出现了明显分界，成功阻止了疫情向南蔓延。从疫情动态来看，在热点被持续监测到之后（EIS从2014年开始），EIS管理区的平均L2密度和热点区域比例在初期略有上升后迅速下降并维持在极低水平。而FPS管理区则呈现出典型的爆发周期特征，L2密度和热点比例持续攀升并保持高位。最直观的成果是，在整个研究期间，EIS管理区仅观测到可忽略不计的落叶，而到2024年，FPS管理区则出现了约170万公顷的中度至严重落叶。
杀虫剂使用效率
EIS在资源利用效率上展现出巨大优势。由于在虫口密度较低时进行干预，EIS所需的总杀虫剂使用量比FPS减少了约80%。更重要的是，在EIS管理下，66%的处理区域仅需在单一年份进行处理，仅有不到5%的区域需要处理四年或以上。相反，在FPS管理下，超过50%的处理区域需要处理四年或以上，且由于需要应对高密度种群，71%的处理区域在同一年内接受了双次喷洒，导致实际施用次数更多。
结论与意义
这项为期十年的研究为EIS在抑制云杉卷叶蛾爆发方面的有效性提供了强有力的实证证据。研究结论表明，EIS不仅能够有效压制局部热点，更能通过早期、精准的干预，打破疫情扩散的链条，实现区域性的长期抑制，从而几乎完全避免了严重的森林落叶。其成功的关键在于将干预时机提前到种群突破增长阈值之前，并实施广泛的、适应性的区域管理，这与FPS被动应对高密度爆发的模式形成了鲜明对比。
这项研究的意义重大。首先，它在实际操作层面验证了基于生态学原理（如阿利效应）的主动害虫管理策略的可行性。其次，EIS展现出了极高的成本效益和环境友好性，大幅减少了杀虫剂的总体使用量和处理频率。这为森林管理者提供了一种可持续的、预防性的害虫管理新范式，有望改变未来应对大规模森林虫害爆发的策略。研究也指出，EIS的成功可能受益于气候变化和森林组成变化等因素，这些因素可能降低了新不伦瑞克省南部地区的害虫适宜性，但其具体贡献仍需进一步探究。此外，如何处理与管理区内受保护的、不允许喷洒的区域（如国家公园）之间的关系，也是未来EIS实施中需要面对的挑战。总体而言，这项研究为应对具有周期性爆发特征的森林害虫提供了重要的理论和实践指导，标志着森林害虫管理从被动“治疗”向主动“预防”的重要转变。
