高曉巍

（齊齊哈爾大學(xué) 理學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

森林有害生物防治與管理工作關(guān)系到森林資源質(zhì)量、生態(tài)文明建設(shè)、國家生態(tài)安全和改善民生等多個(gè)方面，是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障.隨著生物自然環(huán)境進(jìn)一步惡化，森林有害生物災(zāi)害具有物種繁多、災(zāi)害頻發(fā)、集中爆發(fā)、不可逆等特點(diǎn).高昭昇[1]等利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)預(yù)測了傳染病（登革熱）潛在爆發(fā)的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了傳染病擴(kuò)散的有效預(yù)判與防控；張子愷[2]等利用大數(shù)據(jù)挖掘頻繁模式與關(guān)聯(lián)規(guī)則的Apriori 算法達(dá)到了有效預(yù)測森林蟲害的目的；吳雪海[3]等分析預(yù)測了新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)森林鼠害發(fā)生情況.目前，文獻(xiàn)多集中于某一地域某一類生物災(zāi)害的預(yù)測研究，缺少橫向發(fā)展趨勢的預(yù)測與對比分析.本文以《中國統(tǒng)計(jì)年鑒（2021）》中2013—2020 年的森林蟲害發(fā)生面積、森林病害發(fā)生面積、森林鼠（兔）害發(fā)生面積、森林有害植物發(fā)生面積為主要數(shù)據(jù)研究對象，分析各組數(shù)據(jù)特征，通過引入弱化緩沖算子，建立GM(1,1)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合與預(yù)測.殘差分析表明，各組數(shù)據(jù)的擬合精度均已達(dá)到預(yù)測要求.通過各組數(shù)據(jù)的橫向?qū)Ρ确治?，可以看出森林病害在?年的變化中由森林有害生物災(zāi)害的次要影響因素變?yōu)橹饕绊懸蛩?

1 對數(shù)弱化緩沖算子及GM(1，1)模型

1.1 對數(shù)弱化緩沖算子

D為序列X的對數(shù)弱化緩沖算子，在X是單調(diào)遞增（減）序列或擺動(dòng)序列時(shí)，D能夠有效提高預(yù)測精度[4].

1.2 GM(1，1)模型

設(shè)原始數(shù)據(jù)序列

2 我國森林有害生物災(zāi)害面積預(yù)測

根據(jù)《中國統(tǒng)計(jì)年鑒（2021）》，獲得2013—2020 年森林有害生物災(zāi)害面積數(shù)據(jù)（見表1）.

表1 2013—2020 年森林有害生物災(zāi)害面積數(shù)據(jù) 萬hm2

2.1 森林有害生物災(zāi)害總面積預(yù)測

設(shè)2013—2020 年森林有害生物總災(zāi)害面積原始數(shù)據(jù)序列為

表2 殘差檢驗(yàn)

預(yù)測2021—2026 年森林有害生物災(zāi)害面積，預(yù)測公式為

2021—2026 年森林有害生物災(zāi)害面積預(yù)測數(shù)據(jù)見表3.

表3 2021—2026 年森林有害生物災(zāi)害面積預(yù)測數(shù)據(jù)

2.2 森林主要有害生物災(zāi)害面積預(yù)測

根據(jù)森林蟲害、森林病害、森林鼠（兔）害、森林有害植物災(zāi)害面積的原始數(shù)據(jù)，建立GM(1,1)模型，依次得到各組原始數(shù)據(jù)序列的還原公式為

根據(jù)預(yù)測公式，計(jì)算得到模擬值（即預(yù)測值）及相對殘差（見表4）.

表4 2014—2020 年森林蟲害、森林病害、森林鼠（兔）害、森林有害植物發(fā)生面積預(yù)測及殘差檢驗(yàn)

由表4可以看出，森林蟲害、森林病害、森林鼠（兔）害、森林有害植物的平均相對殘差值分別為3.80%，11.36%，1.50%，7.80%.總體而言，GM(1,1)模型具有較高預(yù)測精度.

對2021—2026 年的森林蟲害、森林病害、森林鼠（兔）害、森林有害植物發(fā)生面積進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果見表5.

表5 2021—2026 年森林蟲害、森林病害、森林鼠（兔）害、森林有害植物發(fā)生面積預(yù)測 萬hm2

3 數(shù)據(jù)分析

森林有害生物災(zāi)害主要包括森林蟲害、森林病害、森林鼠（兔）害、森林有害植物4 部分.原始數(shù)據(jù)表明，森林蟲害災(zāi)害面積明顯高于其他3種有害生物災(zāi)害面積，說明森林蟲害是引起森林有害生物災(zāi)害的主要因素.2013 年森林蟲害占總災(zāi)害面積的69.29%，至2020 年森林蟲害占總災(zāi)害面積的61.84%，經(jīng)模型預(yù)測，模擬數(shù)據(jù)至2026 年占比35.28%（以表5 中2026 年森林蟲害、森林病害、森林鼠（兔）害、森林有害植物發(fā)生面積預(yù)測值的和作為2026 年災(zāi)害總面積，下同），呈逐年明顯遞減的趨勢.數(shù)據(jù)表明，近年來對森林蟲害的防治措施收效明顯，防治救治成果顯著.森林鼠（兔）害及森林有害植物的受災(zāi)面積占比相對較小，是森林有害生物災(zāi)害的次要影響因素，預(yù)測數(shù)據(jù)表明受災(zāi)面積持續(xù)平穩(wěn)遞減.值得關(guān)注的是森林病害面積數(shù)據(jù)逐年攀升，2013 年占總災(zāi)害面積的11.38%，至2020 年占總災(zāi)害面積的23.09%，提高12 個(gè)百分點(diǎn)，經(jīng)數(shù)據(jù)擬合，2026 年將超過森林蟲害的發(fā)生面積，至2026 年將占比56.49%，表明對森林有害生物災(zāi)害的防治工作重點(diǎn)應(yīng)向森林病害轉(zhuǎn)移.近年來，全球氣候變暖、進(jìn)出口貿(mào)易頻繁，人工造林面積的不斷增大都為森林病害的流行、傳播、擴(kuò)散提供了便利條件，林業(yè)、政府有關(guān)部門應(yīng)增強(qiáng)災(zāi)害的預(yù)報(bào)工作，提高科學(xué)防治意識(shí)，生物防治與化學(xué)防治相結(jié)合，提高綜合治理能力，做好外來物種的防疫檢疫工作，促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)的健康可持續(xù)性發(fā)展.