一、生物防治在保护我国森林和生态安全上的重要性
林业是国家生态环境建设和生态安全的重要保障，党中央把生态文明列为与物质文明、精神文明、政治文明同等重要的四大文明建设之一，可见对生态环境建设的重视程度。林业是我国生态文明建设的主体，大力加强生态文明建设，切实发展、建设和保护好我国的森林，构建结构合理、功能协调的森林生态体系，做好森林资源保护，特别是抓好天然林保护、退耕还林、沿海防护林和三北防护林、长江黄河防护林保护是巩固我国六大林业工程建设成果、保护我国生态安全的重要任务。只有加强生态环境建设，才能有效维护国土生态安全、木材安全、物种安全、能源安全、水源安全和粮食安全，改善当代人的生存发展条件，不断增强可持续发展的能力，为后代留下生存发展的空间，提升应对气候变化的能力。
林业有害生物严重制约林业的可持续发展：由于我国人工林的迅速发展和人工林面积的迅速增加，森林病虫害发生和为害逐渐加重，我国已成为世界上森林病虫害危害最为严重的国家之一。加上我国对外贸易的日益增加，境外危险性病虫害也频频传入我国并扩散蔓延，防治外来入侵生物也已成为保护我国森林的重要任务。
目前，我国森林病虫害发生和危害很严重，形势十分严峻。如杨树蛀干害虫光肩星天牛在陕西、宁夏、内蒙古、河南、山东、湖北、湖南、辽宁和吉林等省严重发生，目前已蔓延到新疆和西藏等西部偏远省区，给我国林业生态建设造成了严重损失。“三北”防护林第一、二期工程所造的杨树防护林由于光肩星天牛的危害已全部被毁掉。目前所造的防护林中天牛发生也很严重，直接威胁到“绿色屏障”的生存，使得防护效果大大降低，导致本来就比较脆弱的“三北”地区的生态环境进一步恶化。松树蛀干害虫危害加重，松褐天牛、萧氏松茎象、纵坑切梢小蠹、红脂大小蠹等已发展成为重大害虫，导致大片松林树势衰弱，甚至死亡。外来入侵病虫灾害危害严重，特别是松材线虫病，自1982年在南京中山陵首次发现以来，已累计致死松树5亿多株，毁灭松林500多万亩，造成经济损失上千亿元。据国家林业局2012年疫区公告，松材线虫病疫情已扩散蔓延至16个省（市）193个县（市、区）。特别是2002年以来，松材线虫病扩散蔓延的速度加快，呈现出由东南沿海向内陆地区、由一般林区向重点林区扩散蔓延的势头。美国白蛾已进入北京并扩散蔓延到全国8个省市；椰心叶甲在海南扩散蔓延迅猛。另外，我国天然次生林、灌木林和沙漠防护植物病虫害的危害也十分突出。森林有害生物，特别是害虫已对我国林业和生态环境建设造成了重大危害，严重制约了我国林业的可持续发展。
如何在保护环境和不污染环境的前提下，做到有效防治病虫害、保证森林健康生长，发挥森林的最大效益，是目前国际国内都十分关注的大问题，而生物防治是解决这个问题的最佳选择。由于生物防治是利用森林生态系统中原有的有益的生态因子——天敌来控制有害的生态因子——病虫害，通过调节森林生态系统中的益害平衡而达到抑制病虫害发生、使其不能达到成灾的水平，使森林达到和恢复原有的生态平衡状态，使森林恢复“健康”。因此，生物防治不会对环境造成污染，不会对生物多样性造成伤害，是防治森林病虫害 “治本”的措施，它既可以达到控制有害生物的效果，又可以实现有效保护生态环境的目标，还能够实现长期而持续地控制病虫害的防治效果，因而生物防治得到了世界发达国家的高度重视。生物防治在美欧国家早已作为森林病虫害防治的首选，他们都建立有专门的研究机构和防治结构，也有为数众多的公司从事森林病虫害的生物防治。国际上发达国家已进入了一个生物防治大发展的时代。
利用天敌开展生物防治防治是实现生物灾害有效和持续控制的关键途径 在森林生态系统中，树木、害虫与天敌都是其中的生态因子，它们之间在长期的协同进化过程中，它们之间形成了既相互依存，又相互制约的相对平衡的机制。但是由于某些人为的或自然的原因，伤害了有益的生物因子即天敌，使得天敌这一方较弱，其种群数量达不到抑制有害生物种群的程度时，有害生物就会暴发成灾，造成重大的经济损失。因此，要达到对林业有害生物的有效而持续的控制，必须研究和利用森林生态系统中原有的、抑制害虫发生的有益生态因子——天敌，因势利导，创造有利于天敌而不利于有害生物发生发展的生态条件，使天敌与有害生物之间恢复原来的平衡状态，使森林恢复“健康”，这就是我们开展生物防治的理论基础。生物防治就是通过研究和利用生态系统中的有益生态因子—－天敌，通过大量繁殖、释放、助迁等途径，增加生态系统中天敌的种群数量，达到对有害生物种群的有效抑制和控制。由于生物防治利用的是森林生态系统中原有的有益的生态因子，不会或很少对其它的有益生物和非靶标生物产生伤害，一旦其种群数量达到一定的程度时，就可以达到对有害生物有效而长期的持续控制效果，既实现了对害虫的控制，又保护了生物多样性。从这个意义上来说，生物防治是防治森林有害生物治本的措施和方法。
滥用化学农药是不计不管施用后是否对森林生态系统的影响，其后果是对环境造成污染，除直接引起人畜的中毒死亡外，更重要的是对土壤、大气、河流、湖泊造成污染以及以后的二次污染、多次污染，给生态环境、森林生态系统和人类的生存、健康带来重大影响和危害。使用高效、广谱的化学农药在防治害虫的同时，也杀死了大量的害虫的天敌，使自然界的生态平衡受到破坏。另外，长期和大量使用化学农药也容易使害虫产生抗药性。由于化学农药自身存在的缺点，环境和登记的要求越来越高，新药开发难度大，化学农药的发展越来越困难。国内外对化学农药的需求趋于饱和，甚至过剩。针对化学农药日渐凸显的种种弊端，一些国家已研制出一系列选择性强、效能高、无污染的生物农药（病毒、细菌和真菌等）。随着生物技术的兴起，无公害、无污染、无残留、成本低且不易产生抗性的优点使生物防治获得青睐。
由于森林是以树木为主体的、寿命长达数年甚至上百年的群体结构，具有比农田、蔬菜、果园和草原等农作物稳定的生态系统。生物防治中天敌释放后有利于天敌种群的建立、数量的扩增、定居和发展；而且森林中由于树种和动植物种类多，生物多样性丰富，形成了多层次的复杂的生态系统和食物网关系，有利于天敌种群的繁衍和保持高的种群数量，从而能够达到长期对害虫的抑制作用，也就是能够达到持续控制害虫的防治效果。再者，树木是多年生植物，忍受病虫害的能力和恢复能力强，补偿功能大，允许受害的经济阈值高，有利于天敌种群的积累和发展。森林生态系统具有的上述特点是林业生物防治技术的实施和林业有害生物持续控制的有利条件。更重要的是由于我国是世界上人口最多的国家，为解决粮食和吃饭问题，平坦的土地、土质较好和坡度较低的山地都用作农田种植粮食了，而把森林基本都“赶”到了条件较差的山区和山地和荒漠地区，因而我国的森林本身立地条件差、长势弱，病虫害发生严重；由于山高坡陡、树高林密，喷洒化学农药等防治方法很难操作和实施，而利用天敌防治害虫能够克服这些难题。利用天敌开展生物防治时，只需将天敌释放到少数释放点，天敌就能自己飞行寻找害虫寄生或捕食，操作容易，方法简便，实用性强，防治效果好，具有其他防治方法不可比拟的优点和优势。
生物防治具有不污染环境、保护生物多样性、选择性强、效能高、害虫不会产生抗性等优点。世界环发大会要求，在2000年前全世界生物农药的使用量应占农药总量的60％。国家林业局也要求，生物防治比例在2015年必须达到80%以上，但截至2010年，我国林业害虫生物防治所占的比例仍不足30%。虽然我国目前还远未达到这一目标，但努力发展生物防治产品，大力开展生物防治已成为大家的共识。因此，建立“国家林业害虫天敌繁育与资源保藏中心”，加大天敌繁育规模和力度，推广和应用林业害虫生物防治研究成果，并大力开展其他危害严重的林木害虫天敌和生物防治技术研究，包括主要森林害虫天敌资源调查和分类研究，天敌资源保藏等工作的开展力度，为重要森林害虫的防治做好技术和天敌储备，并整合国内外研究成果，实现我国林业重大病虫灾害的无公害防治具有重要意义。
二、我国近年来林木重大害虫生物防治研究新进展
1．重大食叶类入侵害虫美国白蛾的生物防治研究
杨忠岐教授主持完成的“重大外来侵入性害虫——美国白蛾生物防治技术研究”项目经过20多年的研究，共发现27种美国白蛾天敌昆虫，包括1新属10新种。筛选出了控制美国白蛾的优良天敌——白蛾周氏啮小蜂（Chouioia cunea Yang），攻克了人工规模化繁蜂技术难关，发明了小蜂释放防治技术，成功地解决了美国白蛾HcNPV病毒大量生产的关键技术难题。目前该成果已由国家林业局在全国推广，防治效果显著。该成果解决了我国的美国白蛾无污染有效防治问题，为我国和世界上其他国家提供了一条生物防治的新途径。该成果是我国利用天敌昆虫成功控制林木食叶害虫的首例，完善了国际经典生物防治理论，提高了我国在国际生物防治领域的地位。研究成果荣获2006年度国家科技进步二等奖，并获得国家发明专利。
2. 重大外来入侵蛀干害虫——红脂大小蠹生物防治技术
红脂大小蠹（Dendroctonus valence LeConte） 是我国重大外来入侵蛀干害虫。1999年在山西省爆发成灾，随后迅速蔓延到河南、河北、陕西省和北京市。主要危害油松等针叶树，造成山西省油松林近1/5面积的油松死亡。我们从比利时引进了捕食性天敌大唼蜡甲（Rhizophagus grandis（Gyllenhal）），并进行了大唼蜡甲人工大量繁殖研究：设计制作了人工繁殖大唼蜡甲的器具；试验筛选出两种替代寄主；开发出了人工饲料；并成功解决了人工饲养过程中病菌感染而导致的羽化率低的难题。攻克了利用大唼蜡甲防治红脂大小蠹中的多项问题，研究出了释放大唼蜡甲成虫和幼虫两种虫态的技术和方法，取得了显著的防治效果：在红脂大小蠹发生的山西省、河南省、河北省和陕西省累计防治面积2.5万亩，释放地红脂大小蠹得到了完全而有效地控制，天敌在释放地林分中成功定居，并从释放地向周围林分迅速扩散扩散。本项目2006年通过国家林业局验收，并认定成果1项——“大唼蜡甲防治红脂大小蠹技术研究”，该项技术也获得了国家发明专利。
3. 栗山天牛无公害综合治理技术
栗山天牛（Massicus raddei Blessig）是我国东北林区头号重大害虫，蛀干危害栎树，对占东北林区40% 以上的栎树天然林造成了巨大危害。我们研究出在林间释放花绒寄甲（Dastarcus helophoroides Fairmaire）卵和成虫防治栗山天牛中老龄幼虫和蛹、释放白蜡吉丁肿腿蜂（Sclerodermus pupariae Yang et Yao）防治栗山天牛低龄幼虫（1-3龄）的生物防治技术；并根据栗山天牛成虫复眼构造特点研制出诱杀栗山天牛成虫的专用黑光灯，并试验研究出了栗山天牛成虫引诱剂。在栗山天牛成虫期采用专用黑光灯诱杀技术，取得了良好的防治效果。吉林省2008年在栗山天牛成虫期利用我们发明的专用黑光灯捕杀栗山天牛成虫24.15吨，2011年诱杀栗山天牛成虫14.9吨。通过该项无公害综合防治技术，有效控制了栗山天牛，仅吉林省发生面积就由198万亩降到了192万亩，降低了96% 以上。受到了当地政府和群众的认可和赞扬。该项成果已申请3项国家发明专利。
4. 生物防治松褐天牛控制松材线虫病技术
松材线虫病（病原为松材线虫Bursaphelenchus xylophilus）是目前对我国森林危害最大的外来有害生物，但松材线虫不能自己传播，要靠媒介昆虫——松褐天牛（Monochamus alternatus Hope）才能传播蔓延。我们采取防治媒介昆虫松褐天牛进而控制松材线虫病的防治策略，通过生物防治松褐天牛，取得了良好的松材线虫病防治效果。我们首先攻克了人工规模化繁育天敌的难题，建立天敌繁育基地5个，累计繁育天敌2亿多头，包括寄生性天敌花绒寄甲和肿腿蜂。研究了松褐天牛肿腿蜂（Sclerodermus sp.）、川硬皮肿腿蜂(Sclerodermus sichuanensis Xiao)、管氏肿腿蜂（Sclerodermus guani Xiao et Wu）、白蜡吉丁肿腿蜂（Sclerodermus pupariae Yang et Yao）对松褐天牛2～3龄幼虫的寄生作用，筛选出了松褐天牛肿腿蜂和川硬皮肿腿蜂以2:1的接蜂比，达到对松褐天牛低龄幼虫65%的寄生率；并总结出在松褐天牛成虫期设置诱木，利用我们研究出的专用黑光灯诱杀成虫，低龄幼虫期释放肿腿蜂（每年6月份），中老龄幼虫期和蛹期（每年4月份、9月份）释放花绒寄甲成虫和卵等生物防治技术，其中花绒寄甲对松褐天牛的最高寄生率达96%，平均达88.6%，有效降低了林间松褐天牛的虫口密度，遏制了松材线虫病的扩散蔓延。在我们的防治示范林中，没有出现松材线虫病致死松树的情况。我们在贵州省遵义市推广应用3159亩，在浙江省宁波市推广应用5168亩，防治效果达到90%以上。此外，该项技术还在安徽省九华山、湖南省张家界市和山东省荣成市等地辐射推广应用防治4.98万亩，均取得了显著的防治效果。我们经过二年多的试验、筛选出了一种对松褐天牛成虫具有良好诱集作用的光波波长，据此制成松褐天牛专用黑光灯，单灯一晚最多诱集松褐天牛成虫达168头，为防治松褐天牛找到了一种新的防治技术。这些无公害防治技术的研究成功，为我国松材线虫病防治开辟了一条新路。
5. 云斑天牛生物防治技术
云斑天牛（Batocera lineolata Chevrolat）在我国华中地区严重危害杨树防护林、速生丰产林和纸浆林。我们经过长期调查，找到了专性寄生云斑天牛的花绒寄甲生物型，研究出了通过在林间释放花绒寄甲卵和成虫控制云斑天牛技术，生物防治试验取得了显著的防治效果，对云斑天牛幼虫和蛹的平均寄生率达95.6 %。 该技术是防治杨树云斑天牛的一种操作简便、高效、对环境友好的无公害防治方法，适合大面积推广应用。十一五期间在湖南、湖北、山东、四川和山西省推广示范累计2.5万亩。特别是在湖南洞庭湖区杨树纸浆林蛀干害虫防治中起到了关键作用，产生了巨大的经济效益，解决了当地林业经济发展瓶颈制约问题，提高了群众对杨树造林的积极性，促进了杨树产业的发展，对当地经济发展做出了贡献。另外，目前正在研制云斑天牛成虫引诱剂和黑光灯诱杀技术，已经鉴定出了对云斑天牛成虫具有较好引诱效果的化学信息素，可望成功开发为云斑天牛的诱杀剂。
6. 锈色粒肩天牛生物防治技术
锈色粒肩天牛（Apriona swainsoni Hope）近年来对我国园林绿化重要树种国槐造成了严重危害，尤其是已经造成了许多被列为珍贵的名木古树名录中的古槐死亡，如山东曲阜孔陵、孔府、孔庙和五岳之首泰山上数棵千年古槐死亡。为此，我们先后在山东泰安、新泰、临沂、曲阜以及河南濮阳市等地开展了国槐锈色粒肩天牛的生物防治，防治区虫口密度显著降低，已没有新的死树发生，取得了良好的防治效果。该技术主要是利用天敌花绒寄甲锈色粒肩天牛生物型、白蜡吉丁肿腿蜂和管氏肿腿蜂等寄生性天敌，我们也研究了几种仿生型杀卵剂对锈色粒肩天牛卵的防治效果。花绒寄甲卵和成虫释放后的当代，对锈色粒肩天牛幼虫的最高寄生率分别达到60 %和86%。花绒寄甲对锈色粒肩天牛的控制作用具有比较长期的持续控制效果，目前在河南濮阳市和山东泰安市防治区，天敌对锈色粒肩天牛的持续控制效果明显，天敌释放后三年，该天牛一直被有效控制，古树名木得到了保护，城区园林绿化的国槐焕发了生机，长势良好。花绒寄甲与其寄主锈色粒肩天牛幼虫的三维分布格局一致，生态位相似度极高，表明前者对后者有追的跟随关系作用较强。
7. 生物防治光肩星天牛技术
光肩星天牛（Anoplophora glabripennis Motchulsky）是我国重大蛀干害虫，对我国三北防护林造成了毁灭性危害。我们研究成功利用天敌花绒寄甲防治光肩星天牛技术。我们研究成功利用人工饲料和替代寄主大量繁殖花绒寄甲技术，将所取得的多项技术进行了集成，建立了一套完整的“人工饲养→繁殖→释放→控制光肩星天牛”的技术体系，所繁殖的花绒寄甲成本仅0.1元/头，从而解决了大批量繁育这种重要天敌花绒寄甲的关键技术难题。本防治技术与国内外防治技术相比较，降低繁殖花绒寄甲成本达90%以上。释放方法是将专性寄生光肩星天牛的花绒寄甲生物型的卵卡钉在天牛幼虫的排粪孔附近。释放后当年的光肩星天牛虫口减退率达86.2%，而同时进行的树干注射氧化乐果的虫口减退率为89.5%，防治效果十分显著。该项成果已在新疆、甘肃、陕西和内蒙一些地区推广应用。这项技术将在防治这种严重危害三北防护林的重大害虫上发挥重要作用。
8. 白蜡窄吉丁生物防治技术
白蜡窄吉丁（Agrilus planipennis Fairmaire）蛀干危害多种白蜡树，包括我国著名的用材树种水曲柳。自2003年起，我们对我国天津、吉林、辽宁和黑龙江等地的白蜡窄吉丁各虫期的天敌种类进行了系统调查。调查清楚了其天敌资源，明确了白蜡窄吉丁的优势天敌白蜡吉丁柄腹茧蜂（Spathius agrili Yang）、白蜡吉丁啮小蜂
（Tetrastichus planipennisi Yang）和白蜡吉丁肿腿蜂（Sclerodermus pupariae Yang et Yao）；研究了白蜡窄吉丁的生物学特性和生态习性，并选择了优势天敌白蜡吉丁柄腹茧蜂和白蜡吉丁肿腿蜂开展了生物学特性研究、人工繁育技术研究，取得了良好的防治效果。白蜡吉丁柄腹茧蜂和白蜡吉丁啮小蜂已输引到美国，进行防治美国新传入的重大外来有害生物——白蜡窄吉丁的研究，目前白蜡吉丁柄腹茧蜂已在美国5个州成功定居，防治效果显著。白蜡吉丁肿腿蜂已在我国新疆防治野生苹果林的苹小吉丁中释放。
9. 新疆苹小吉丁和杨十斑吉丁生物防治技术
苹小吉丁（Agrilus mali Matsumura）近年来在我国新疆暴发成灾，对我国和世界唯一的一块珍贵野生苹果（Malus sieversii）林区造成了重大危害，发生面积已占野苹果林的85%以上，造成近10%左右的野苹果树枯死。自“十一五”开始，我们对新疆野生苹果的苹小吉丁控制技术和天敌利用技术进行了研究，取得了如下成果：对野生苹果林区的苹小吉丁当地的天敌进行了研究，发现了苹小吉丁的优势天敌苹小吉丁刻柄茧蜂（Atanycolus mali sp.nov.）、苹小吉丁啮小蜂（Tetrastichus sp.）、苹小吉丁长尾啮小蜂（Tetrastichus sp.）、苹小吉丁扁体茧蜂（Doryctes sp.） 等；对苹小吉丁优势天敌生物学特性研究，基本摸清了苹小吉丁优势天敌的生物学特性；室内开展苹小吉丁优势天敌人工饲养技术研究，我们利用白蜡吉丁肿腿蜂、落叶松吉丁肿腿蜂等4种肿腿蜂分别对苹小吉丁在室内作了寄生试验的基础上，在林间进行了释放防治。先后在新疆新源县、巩留县等释放了320多万头肿腿蜂，取得了良好的防治结果，试验林中天敌已在林间成功定居，苹小吉丁已得到有效控制，。
杨十斑吉丁（Melanophila picta Pallas）在我国西北地区严重危害杨树，近年来在新疆暴发成灾。我们在新疆研究防治苹小吉丁的同时，也开展了该害虫的防治技术研究。主要是利用白蜡吉丁肿腿蜂、落叶松吉丁肿腿蜂进行生物防治。已在克拉玛依市杨树防护林释放肿腿蜂100万头。寄生率达65%。
10. 茶翅蝽生物防治技术
茶翅蝽（Halyomorpha halys Stal）近年来在我国北方危害严重，成为果树和林木的重要害虫。茶翅蝽以若虫和成虫刺吸危害梨、苹果、桃、樱桃、杏、李、柑橘等多种水果的果实,造成果实发育不良、畸形和落果，并刺吸植物的叶片、嫩梢。近年来在北京、河北、山东、河南等地的果园普遍发生，害果率常达50%以上。此外，茶翅蝽还传播泡桐丛枝病、枣疯病等树木病害。为了达到在不污染果品的前提下有效防治茶翅蝽，我们开展了茶翅蝽生物防治技术研究。通过调查，发现了6种卵寄生蜂和3种捕食性天敌，其中以茶翅蝽沟卵蜂（Trissolcus halyomorphae Yang）（新种）自然控制能力最强，林间对茶翅蝽卵块的寄生率达52%以上，是自然控制茶翅蝽最主要的天敌。我们研究了茶翅蝽沟卵蜂的生态学、寄生行为学、雌成虫生殖系统构造、林间种群动态等，主要进行了茶翅蝽沟卵蜂人工大量繁殖技术研究。发现麻皮蝽、珀蝽、菜蝽等8种半翅目昆虫的卵可作为替代寄主繁殖沟卵蜂，特别是经过筛选试验，找到了一种可以大量得到的昆虫卵用于人工繁殖茶翅蝽沟卵蜂，为利用这种优秀天敌开展生物防治茶翅蝽打下了基础。通过释放防治试验，取得了寄生率达88%的良好的防治效果，展现了利用这种天敌大面积防治茶翅蝽的光明前景。
