胡瑞瑞 刘宝生 白鹏华 高冠群

摘    要：為明确生物和非生物因子对杨树溃疡病（Botryosphaeria dothidea）发生（发病率和病情指数）的影响，进而为天津地区杨树人工林溃疡病的生态控制提供理论指导。本研究在天津各区县的杨树林中设立中尺度景观样地，并以其为研究对象，调查景观位置、杨树品种、林龄、土壤养分、地形、杨树生长势和人工管理7个因子及杨树溃疡病的发病率和病情指数，采用方差分析、相关性分析和多重比较分析各项因子与杨树溃疡病之间的关系。结果表明：在景观尺度上，杨树溃疡病的发生与生物因子（杨树品种、林龄、树势以及管理方式）和非生物因素（景观位置和地形）密切相关。与树势强弱和管理精细程度呈极显著正相关（P<0.01），但与土壤成分无显著相关性。1年生杨树溃疡病病情显著低于9年生杨树;洼地、管理粗放和农田防护林杨树溃疡病发生更重。毛白杨品种在天津地区抗溃疡病能力强于‘欧美杨-107’和‘中林-46’。本研究说明在景观尺度上栽植抗杨树溃疡病的品种、建立良好的立地条件和加强营林管护是防治杨树溃疡病的重要生态控制措施。

关键词：杨树溃疡病;发病率;病情指数;景观尺度

中图分类号：S763.7          文献标识码：A          DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2022.03.014

Study on Inducing Factors of Poplar Canker Disease in Tianjin at Landscape Scale

HU Ruirui1， LIU Baosheng1， BAI Penghua1， GAO Guanqun2

（1. Institute of Plant Protection， Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 30038， China; 2.Information Institute， Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300192， China）

Abstract： In order to clarify the effects of biological and abiotic factors on the occurrence （disease incidence and disease severity index） of poplar canker disease（Botryosphaeria dothidea）， and provide theoretical guidance for poplar forest management and ecological control and prevention of canker disease in Tianjin area.Mesoscale landscapes were set up in the forests in Tianjin， taken as the research object.The landscape position， the poplar varieties， stand age， soil composition， landform， poplar vigor and artificial management level as well as poplar canker disease incidence and disease severity index were invested. Then use analysis of variance， correlation analysis and multiple comparison analysis to know the relationship between various factors and the poplar canker disease.The results showed that the occurrence of poplar canker disease was closely related to biological factors （poplar varieties， stand age， tree vigor and management level） and abiotic factors（landscape position and landform） at landscape scale.The occurrence of poplar canker disease was positively correlated with tree vigor and management level （P<0.01）， but was not significantly correlated with soil composition.The canker disease of 1-year-old poplar was significantly lower than that of 9-year-old poplar.Poplar canker disease occurred more seriously in depression， extensive management and farmland shelterbelt.The resistance ability of Populus tomentosa to canker was stronger than that of 'Populus euramericana-107' and 'Zhonglin-46' in Tianjin.This study showed that planting varieties resistant to poplar canker disease on landscape scale， establishing good site conditions and strengthening forest management and protection were important ecological control measures to control poplar canker disease.

Key words： poplar canker disease; incidence of a disease; disease severity index; landscape scale

杨树是杨柳科（Salicaceae）杨属（Populus）树种的统称[1]，在中国广泛种植，其栽培历史已有千年之久[2]。因其具有生长速度快、材质好等优点，所以杨树已成为人造板及纤维用材的重要加工原料[3-4]。此外，杨树因其适应范围广而成为各地区植树造林、生态恢复、净水固碳和防风固沙的重要林业树种[5]。然而长期以来，杨树人工林因频繁遭受溃疡病病原菌（Botryosphaeria dothidea （Moug.） Ces. & De Not）的侵染[6]而导致杨树溃疡病发生流行，使生态环境和经济遭受严重的破坏和损失[7]。截至2011年，天津地区杨树人工林面积已有11.3万hm2，占总林地的面积的50%以上;杨树溃疡病常年病株率在30%～50%，是杨树林地主要病害之一[8]。因此，在景观尺度上，开展溃疡病诱发因子研究显得尤为必要和迫切。

景观病理学是将景观生态学的概念和方法融入到森林病理学中，形成的一个日益重要的跨学科领域。通过利用景观概念和数学工具、空间建模方法和景观度量分析，已证明对调查植物病原菌的传播和树木病害的发生（发病率和病情指数）是有用的[9-10]。目前，国内学者利用景观病理学的方法和理论对杨树人工林病害发生机制的研究尚属少见，该项研究在天津地区更是空白。我国仅有马志刚等[2]利用该方法在河南省清丰县研究了生物和非生物因子对杨树溃疡病的影响。

鉴于上述原因，本研究在景观尺度上调查了天津地区杨树人工林溃疡病在不同景观位置、杨树品种、生长势、林龄、土壤养分、地形和人工管理条件下的发生情况，以期在景观尺度上明确诱发杨树人工林溃疡病的诱发因子，为提出生态治理杨树溃疡病提供理论指导。

1 材料和方法

1.1 样地设置

在天津市静海区、武清区和蓟州区3区各設立一个中尺度景观样地（10×10 km），每个中尺度景观样地中再设立小样地（25×25 m）。

1.2 调查方法

在每块小样地中调查并记录样地的地形、所处景观位置和杨树的林龄以及该样地的管理水平。杨树溃疡病的发病率采用踏查法进行调查，记录样地内杨树总株数和患病树木株数。病情指数采用“五点法”，即在每块样地内的4个角及中心各取2株，共10株杨树进行调查，计算得样地病情指数。发病率和病情指数计算公式如下：

发病率（%）=×100（1）

病情指数=×100（2）

每个样地内采用五点抽样法，在取点处挖掘土壤剖面，使用环刀（100 cm3）收集各点0～20 cm的土样，削平环刀表面，盖好，带回实验室测定。将各样地五点的土样混合，在室内充分阴干、过筛后，使用土壤养分速测仪（TPY-8A）测定各土样的铵态氮、速效磷、速效钾含量寄土壤含盐量。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel 2007处理实验数据，采用SPSS软件（22.0版）进行单因素方差分析并作LSD检验（α = 0.05）和相关性分析（Pearson相关系数），采用Origin作各因子影响病害发生的双柱双轴图。2 结果与分析

2.1 林分特征与杨树溃疡病的关系

在不同树龄的杨树林地中，杨树溃疡病均表现为随着林龄的增加，发病率和病情指数逐渐升高的趋势（图1-A）。9年生杨树溃疡病发生更重，但在统计学上与3年生和5年生杨树的发病程度差异不显著。在景观尺度上，杨树溃疡病的发病率和病情指数在不同杨树品种上存在显著差异（F=52.287，P<0.01;F=34.223，P<0.01）。3个品种杨树中，‘中林-46’溃疡病发生最严重，发病率和病情指数显著高于‘欧美107’和毛白杨;毛白杨对杨树溃疡病的抗性最强（图1-B）。

杨树溃疡病的发病率和病情指数均随着杨树树势的减弱显著上升（F=97.271，P<0.01;F=60.711，P<0.01）。图2结果显示，当杨树树势较弱时，溃疡病的平均发病率高达37.79%，病情指数均值为15.64。而树势较强的杨树林溃疡病的平均发病率为14.57%，病情指数均值为3.76。

2.2 立地特征与杨树溃疡病的关系

在3种地形中，洼地处的杨树林溃疡病发病率和病情指数均显著高于平地和岗地处（F=26.300，P<0.01;F=17.202，P<0.01）（图3-A）。在3种景观位置中，农田防护林发病率和病情指数显著高于行道林和河堤防护林，但行道林和河堤防护林的发病率和病情指数无显著差异（图3-B）。

表2显示了在景观尺度上各样地杨树溃疡病的发生和土壤主要成分含量的关系。Pearson相关性分析表明，天津地区杨树溃疡病发生的严重程度与铵态氮、速效磷、速效钾和土壤含盐量无显著相关性。但杨树溃疡病病情指数与铵态氮呈负相关，与土壤其它3种成分的含量呈不同程度的正相关。

2.3 人工管理与杨树溃疡病的关系

研究区杨树人工林管理水平可分为良好、中等和粗放3种方式。良好管理指进行定期修剪、施肥和除草等农事活动，而粗放管理的林地则没有采用上述方法进行仔细管理，中等管理管理介于二者之间。方差分析结果表明，总体上杨树溃疡病的发病率和病情指数在3种管理方式下存在显著差异（F = 95.354，P<0.01;F= 85.036，P<0.01），其中粗放管理下的发病率均值高达39.81%，显著高于管理水平良好的杨树林溃疡病发病率均值（14.57%）。良好和中等管理水平下的杨树溃疡病的病情指数差异不显著，但二者均显著低于粗放管理水平下的杨树溃疡病的病情指数（图4）。

3 结论与讨论

本研究结果表明：在景观尺度上，杨树溃疡病的发生与生物因子（杨树品种、林龄、树势以及管理方式）和非生物因素（景观类型和地形）有密切的关系，与树势强弱和管理水平好坏呈显著正相关，但与土壤成分无显著相关性。

林龄可能是影响树木活力的主要特征之一，本研究先在小尺度上发现了杨树病害与林龄之间的关系，从而在景观尺度上证实了其与杨树品种之间的关系。随着林龄的增加，杨树树势开始衰退，因此对溃疡病病菌侵染和发病的抗性降低。毛白杨的发病率和病情指数最低，这说明与天津地区常见的杨树品种相比，毛白杨对当地立地条件的适应性较好和抗病性较强。该研究结果与马志刚等[2]报道的欧美-107品种平均病情指数较低的结果不一致，分析可能是不同品种杨树对不同立地条件的适应能力不一样所致。野外调查发现，杨树溃疡病的发生随着林龄的增加而加重。因此，景观病理学有助于区分同一地理区域内不同品种对这一地区环境条件的适应能力，特别是在相同的气候和土壤条件下[10]。

在景观尺度上，发病率和病情指数受地形和景观位置的影响较大。洼地处的杨树林较平地和岗地杨林更容易遭受溃疡病菌的感染。分析可能是因为洼地处空气湿度大，为病原菌侵染创造了适宜的环境条件;甚至会因降水等原因产生积水，使杨树根部土壤板结，影响杨树对土壤养分的吸收和根部的呼吸作用[12]，进而降低杨树的树势和对病原菌的抗性。

本研究发现农田防护林的发病率、病情指数均显著高于行道林和河堤防护林，这一结果与Ma等[2]调查发现的“农田斑块林发病率在纯林、混交林中最低”的结论不一致，主要原因是比较的林地要素不同。本研究在是将农田防护林与不同立地条件的杨树林进行比较，而Ma等[2]是将其与不同林分组成的林地进行比较。本研究发现农田防护林病情显著高于其他两种立地条件的原因可能与行道林和河堤防护林栽植密度小，人工管理力度大，水分充足、通风透光好有关，这些条件使行道和河堤内测的杨树具有较好的生长环境，能保持较强的抗病性有关。

当树木生长势强时，病原物的侵染能力会降低，即寄主植物的生长势越强，自身抵抗力越强，感染病原物的概率越低[13-14]。杨树溃疡病病菌是一种弱寄生病原菌，单株树活力是其发生的关键因素[2，11]。人工管理措施包括整枝、肥水管理和除草[15]。管理良好的林分发病情况显著低于管理粗放的林分。因此，无论是在林分水平还是在景观尺度上，管理措施都是提高树木生长势和进一步降低病害风险的关键。在营林中创造有利于杨树生长的条件，以提高寄主植物的抗性，是实现从根本上控制溃疡病的途径。

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