全 文 ：国外松衰退病与环境和林分因素关系的研究*
束庆龙* *
邹运鼎
杨光道
(安徽农业大学, 合肥 230036)
朱
谦
黄长春
(安徽省林业厅,合肥 230031)

摘要
 对安徽国外松衰退病与其环境和林分因素关系的调查研究和数量化分析表明,在气候、土壤、林分、其
它病虫害等 4 类因素 18 个变量因子中, 有10 个因子对病情有较大的贡献,成为该病发生的主要致病因素.它们
是树龄、林分密度、割脂、降雨量、温度、粘性土、石砾土、土层瘠薄、积水、病虫危害. 其中病情与土层深度、降雨
量呈负相关; 与其它因素均呈正相关.以此建立病情线形回归预测模型,根据这一模型, 可以预测任一给定条件
下的林分国外松衰退病可能发生的水平. 此外, 依据各致病因素在病害发生发展过程中的作用大小和时间顺
序, 绘制出国外松衰退病的螺旋图,为该类病原复杂的病害形象描述和定量分析作出了探讨.
关键词
国外松
衰退病
环境条件
林分因素
数量化分析
螺旋图
文章编号
1001
9332( 2001) 03
0331
04
中图分类号
S763. 1
文献标识码
A
Relationship between decline disease of exotic pines( Pinus taeda and P . eliottii) and forest stand and environmental
factors. SHU Qinglong, ZOU Yunding , YANG Guangdao ( A nhui Agr icultural University , H ef ei 230036) , ZHU
Qian, HUANG Changchun ( Forestr y Depar tment of A nhui Province, H ef ei 230031) .
Chin. J . A pp l . Ecol . , 2001,
12( 3) : 331~ 334.
The relat ionship between decline disease of exotic pines(Pinus taeda and P . eliottii) plantat ions in Anhui Prov ince and
forest stand status and environmental factors was quant itat ively analyzed. Among 18 var iable factors fr om 4 types of
factors( climate, soil, stand status, and other diseases and insect pests) , 10 factors contributed greatly to the state of ill

ness. These w ere tree age, stand density, resin
tapping, rainfall, temperature, clay soil, stone soil, soil depth, water
log

ging, and other diseases and insect pests. O f them so il depth and rainfall negatively , and ot hers positively r elated with
the severity of disease. Accordingly, a linear multiple regression model was deriv ed, which might predict the develop

mental level of decline disease at any g iven condit ions of ex otic pine plantation. In addition, the spiral chart of decline
disease was mapped based on the action size and t ime order of various nosogenet ic factors during t he incidence of decline
disease, which w as used to visually describe and quantitatively analyze the disease with complicated causes.
Key words
Exotic pines, Decline diseases, Env ironmental condition, Forest stand factors, Quantitativ e analysis,
Spiral chart.


* 国家教委资助出国留学人员项目( 1995) .


* * 通讯联系人.


2000- 10- 26收稿, 2001- 03- 29接受.
1
引

言
火炬松( Pinus taeda)和湿地松( Pinus el iot tii ) (以
下简称为国外松)大面积衰退和枯死的原因, 有关专家
作过大量调查研究[ 2, 4, 6~ 10, 12] , 但大多数均以传统的
单病原病害加以解释. 作者通过对国外松在衰退过程
中所出现的主要病虫害因素作为单病原病害(或虫害)
的可能性逐一排除和与森林衰退病的相似性进行论证
等方法,已确认该病害是多种因素综合作用的结果,是
一种林木衰退病[ 8] .为了进一步分析该病害的发生发
展规律,深入了解各致病因素在病害发生过程中的作
用大小,本文在对安徽省国外松衰退病与环境和林分
因素关系的调查研究基础上, 通过一元回归、多元回归
和逐步回归等分析方法, 以期筛选出对病害有贡献的
因子和明确各致病因素对病情的贡献值, 根据森林衰
退病理论[ 5, 11] ,绘制出国外松衰退病发生发展的螺旋
图,从而为该病害病原因素的定量分析和形象描述提
供科学依据.
2
研究方法
2
1
病情调查
2
1
1 林场选择
本项调查涉及到安徽省国外松主要栽培区
(含 12个县、18 个林场、84 块林分) . 范围北至凤阳县、淮南市
(国外松在安徽的分布北缘) ;南达黄山、泾县等. 这些林分广泛
代表了安徽国外松人工林的各类立地条件和林分类型.
2
1
2 样地建立
在每个林场, 尽可能选择发病程度不同或立
地类型有差异的林分作为调查对象, 每样地调查 100 株左右.
树龄选择 10 年生以上, 因为 10 年生以下的林分极少发病.
2
1
3 病情调查与统计
根据对国外松衰退病的大量观测, 其
病情(发病率与感病指数)轻重分布和其它类型的病害有显著
区别.在多数情况下, 同一林分,林木单株间的发病程度大致相
同,所以林分的感病指数可直接以林分为单位来进行评定, 无
应 用 生 态 学 报
2001 年 6 月
第 12 卷
第 3 期
































CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Jun. 2001, 12( 3)
331~ 334
表 1
国外松衰退病的分级标准
Table 1 Rated scale for the severity of a decl ine disease
病级
Disease
rank
代表值
Represent ing
value
分级标准
Rated scale

0 健康无病H ealth, no disease observed.

1 生长较差,树冠稀疏, 25%以下枝梢或针叶枯死. Poor grow th, the crow n thinning, <
25% shoots or needles dead

2
生长极差,针叶灰暗, 25% ~ 50%枝梢或针叶枯死 Very poor grow th, needles are dull
greyish
green, 25% ~ 50% shoots or nee

dles dead

3 生长衰弱, 50~ 75% 枝梢或针叶枯死 De

cline, 50% ~ 75% shoots or n eedles dead

4
树木濒死或已枯死、至少 75%以上枝梢或针叶枯死 Whole t ree showing w ilt ing or
dead, or more than 75% shoots or n eedles
dead
须逐株检查 .但在一些发病轻微的林分, 不同植株间的病情可
能存在较大差异,需要按表 1 标准逐株判读.


病情计算采用下列公式:
病情指数( % ) =
(每一级株数
相应级代表值)调查总株数
最高一级代表值
100%
2
2
环境和林分因素调查
2
2
1 气候因素
温度( T )、降雨量( P )取 1980~ 1995 年平均
温度和年均降雨量.因为本次调查的国外松林分其衰退现象的
出现主要发生于该段时间内.数据来源于各林场附近的气象站
和有关资料.
2
2
2 土壤因素
土壤类型 ( ST ) : 沙壤土( S)、石砾土 ( SS)、壤
土( LS)、黄棕壤( YS)、红黄壤( RS)、粘土( CS)等, 由熟悉土壤分
类的调查人员现场进行判读并参阅林场的经营方案资料获得.
土层深度( SD) : 现场挖掘土壤剖面. 土壤湿度( SW ) :根据地形
和表观现象在野外大体分为积水( W )、适中 ( M )、干燥 ( DR) 3
级标准.
2
2
3 林分因素
树种( TS) :仅包括火矩松 ( PT )、湿地松( PE)
2 种. 树龄( A ) : 查阅林场的经营方案或询问林场技术人员获
得.林分密度 ( D ) : 采用测量株行距水平距离推算得到. 割脂
( RT ) : 记录林分割脂与否及割脂年限.
2
2
4 其它病虫害因素
调查样地内其它病虫害( DI) 的种类、
病虫株率. 为简便此见, 其它病害、虫害因素合并为一个因素.
部分重点林分随机从病树上摘取枝梢 20 个样本, 检查其病、虫
害的种类,统计发病率或虫梢率.
2
3
数据处理和螺旋图绘制
2
3
1 数据分析
本次研究使用 M INITAB 软件统计分析系
统.在计算时, 树龄、密度、土层深度、温度、降雨量等定量因子
直接使用数据;土壤类型、树种、积水、割脂、其它病虫害等定性
因子采用 0- 1 化方法分析[ 1] . 先逐步回归筛选出对病害有贡
献的因素,再运用一元回归和多元回归求出各致病因素在病害
中的贡献值,其多元回归的线形模型为:
y


= f ( TS i+ A i+ D i+ T i+ P i+ ST i+ SW i+ RT i+ DI i )
2
3
2 螺旋图绘制
根据森林衰退病是由三大类因素按一定
顺序综合致病的理论[ 3, 8] , 以本文所研究的致病因素为主要内
容,从国外松生长正常或健康状态开始,经过遭受诱发因素、激
化因素、促进因素中的一系列致病因子的影响, 使得树木生长
不良,进而逐步衰退, 到最终导致成片林木枯死, 将衰退病发生
发展的这一整个过程绘制成螺旋图.
3
结果与分析
3
1
病害的程度与分布
对 18个林场、84块林分调查结果表明, 每个林场
的国外松林分均存在不同程度的生长衰退现象,但长
江以北地区的病情明显高与长江以南. 感病指数轻者
为 2. 5%以下,严重的高达 100%(即成片枯死) .
3
2
衰退病与林分和环境因素关系的分析
3
2
1各变量因子对病情的独立影响(一元回归)
经
各类回归分析, 树种 (火炬松、湿地松)、土壤类型(壤
土、黄棕壤、沙壤土、红黄壤)、土壤湿度(中等、干燥)等
8个因子与病情关系不大而被剔除.其余 10个因子对
病情有一定影响,它们是树龄、林分密度、割脂、年均降
雨量、年均温度、粘土、石砾土、土层深度、积水、其它病
虫害.这 10类因子对病情的作用见表 2. 从表 2可见,
尽管上述因素均对病害的发生有一定的贡献或影响,
但所有单个因素与病情的相关性均较弱. 即使土层深
度、粘土、积水、其他病虫害 4个因子与病情的相关性
较为显著,但确定系数 R2 也均在 43. 6%以下, 未达到
相关显著( 60%以上)的水平,说明任何单一因素不能
用来解释国外松衰退病大面积发生的主要原因.
表 2
病情与各单变量因素回归分析
Table 2 Regression Analysi sbetween the single
causal
factor and the sever

i ty of decline disease
变量 Variance a b R 2( % ) P> 0
树 龄 Tree age( A) 36. 6 0. 037 0. 0 0. 937
密 度 Density of stand( D) 36. 7 0. 101 0. 0 0. 862
温 度 Temperature( T) 165. 0 - 8. 310 1. 6 0. 247
降雨量 Precipitat ion( P) 64. 1 - 0. 023 2. 8 0. 068
粘 土 Clay soil( CS) 27. 3 40. 100 38. 1 0. 000
石砾土 Stone soil( SS) 33. 7 21. 400 7. 1 0. 008
积 水 Water
logging( W) 31. 6 43. 700 27. 1 0. 000
土层深度 Soil depth( SD) 83. 6 - 0. 741 32. 1 0. 000
割 脂 Resin tapping( RT) 33. 2 17. 900 6. 1 0. 013
病虫害Other diseases and insect pests(DI) 14. 2 38. 000 43. 6 0. 000
3
2
2各变量因子对衰退病的综合影响(多元回归)

为了进一步探索多因素对衰退病的综合影响,找出衰
退病发生的真正原因,将上述 10个变量因子进行多元
回归(表 3) . 由表 3 可得出该病害的线性回归预测模
型为:
y


= - 111
3 + 0
52( A ) + 0
10(D) + 9
5( T ) -
0
02( P) + 25
4( CS) + 18
2( SS) + 23
0( W)-
0
24( SD) + 17
7( RT ) + 11
8(DI )
由表 3可以看出, 在 10个致病因素中, 病情除与
土层深度和降雨量呈负相关外, 与其余 8 个因素均呈
正相关.依据对病情的贡献值大小,其 5个性质因素的
排列顺序为: 粘土 ( 25. 4) > 积水 ( 23. 8) > 石砾土
332 应
用
生
态
学
报


















12卷
( 18. 2) > 割脂( 17. 7) > 其他病虫害( 11. 8) . 由于树龄
( 0. 5)、林分密度( 0. 1)、温度( 9. 5)、降雨量( - 0. 02)、
土层深度( - 0. 24)等变量因子为大小不同的数值, 所
以对病情的贡献值相互之间难以比较.
表 3
病情与 10个致病因素多元回归分析
Table 3 Regression analysis between the 10
causal
factors and the severity
of decline disease
预测因子
Predictor
回归系数
Coeff icient
标准误差
SD
T
rat io P> 0
常数项 Constant - 111. 250 72. 660 - 1. 53 0. 130
树龄 T ree age 0. 520 0. 263 1. 98 0. 052
密度 Density 0. 101 0. 034 2. 97 0. 004
温度 T emperature 9. 466 5. 216 1. 81 0. 074
降雨量 Precipitat ion - 0. 019 0. 007 - 2. 51 0. 014
粘土 Clay soil 25. 403 5. 306 4. 79 0. 000
石砾土 Stone soil 18. 181 5. 358 3. 39 0. 001
积水 Water
logging 23. 000 5. 313 4. 48 0. 000
土层深度 Soil depth - 0. 242 0. 129 - 1. 88 0. 064
割脂 Resin tapping 17. 704 4. 302 4. 12 0. 000
其它病虫害
Other diseases
and insect pests
11. 822 4. 316 2. 74 0. 008
注: S = 13. 21;确定系数: R2 = 80. 5% ; R 2( adj) = 77. 8% .方差分析在
95%的水平上差异显著.
3
2
3各类因素与病害关系分析
在研究区域内, 年
均温度范围为 14~ 16
; 年降雨量在 918~ 1600mm
之间,其趋势为年均温度、降雨量较高的地区,衰退病
发生较轻.如皖南泾县、宣城、黄山等地的年平均温度
> 15. 5
, 年降雨量在 1400 mm 以上, 这类地区 80%
以上的林分生长良好,衰退病发生较轻.而国外松分布
的北缘凤阳县白云山林场、全椒县瓦山林场和明光市
西桃园林场等,年均温度在 15
以下, 年降雨量不足
960mm ,该类地区除 10年生以下的幼林外, 大多数林
分均生长不良, 病情指数在 12% ~ 100%之间. 此外,
在安徽干旱和冻害等极端灾害性天气经常出现,如凤
阳县白云山林场 1998年冬季霜冻危害,全椒县瓦山林
场 1995年降雨量不足 250mm ,合肥地区 2000年 1~ 5
月降雨量在 50 mm 左右, 这类灾害性天气使该地区林
分病情指数当年增加 12% ~ 23%之间. 可以认为, 安
徽国外松引种区的年均温度和降雨量与原产地差异不
大,属于适合范围,气候因素对国外松生长的不利影响
可能是年较差过大所致.
土壤类型对病情贡献较大的是粘土、石砾土. 粘土
质地板结,透气、排水性能差,并常与土壤渍水或积水
等状态相结合, 不利于根系生长和菌根的形成.六安林
木良种场是典型的粘性土, 1974 ~ 1977 年期间栽植
(大穴并施肥)的数千亩火炬松和湿地松, 在前几年生
长较好,但到 1980 年以后开始出现平顶, 加之松针褐
斑病、微红梢斑螟等病虫害的危害, 1984 年出现成片
衰退、枯死现象, 1997年调查现有林感病指数平均在
60%以上.其它林场粘土林分衰退病发生均较重. 石砾
土大多处于山坡中上部, 表土层浅, 肥力低, 保水能力
差.如合肥大蜀山森林公园 22年生的国外松,石砾土
感病指数为 76. 3%, 而耕作土仅为 16. 7%. 土壤积水
对国外松生长十分不利, 尤其是湿地松,泾县码头林场
低洼积水处比排水良好处的林分发病早 2~ 3年; 感病
指数增加 23%~ 47%. 土壤深度在大多数林分与病情
呈负相关,但若土壤为粘性土, 或为低洼积水处,即使
土层深厚,发病也仍然较重,如凤阳白云山林场湿地松
林分最先衰退和枯死的是土层深厚的山凹处.
树龄在多元回归分析中与病情呈微弱正相关
( 0. 52) ,本次调查的林分树龄均为 10年生以上,最大
的达 48年.衰退大多数发生于 10~ 15 年生以上的林
分.但树龄对病情的影响主要取决于立地条件和管理
水平,立地条件好和管理水平高的林分衰退病出现晚、
程度轻;相反, 则发病早而重. 1997年调查, 泾县马头
林场一片 48年生湿地松林分仍生长良好,说明国外松
在目前树龄条件下出现衰退不是树龄本身过大问题,
而是立地条件不良或管理不善所造成的. 林分密度与
病情也呈正相关,国外松是速生树种,生长发育需要足
够的空间,密度过大促进树木生长衰退,如凤阳县白云
山林场 18 年生林分, 1996 年间伐保留密度分别为
225、450、675和 1350株
hm- 2的林分, 3年后调查感
病指数分别为 5%、12%、37%和 58%。割脂对病情的
贡献仅次于土壤因素. 一般割脂 2~ 3 年后即开始衰
退,如东至县梅城林场场部和毛田作业区两块 22年
生、密度为 600株
hm- 2的国外松林分, 初期生长基本
一致, 1992年毛田作业区林分开始割脂, 加速了树木
的衰退,并诱发松枯梢病等一些弱寄生性病虫害的侵
害, 1996 年该林分已处于濒死状态, 感病指数高达
82% ;而场部未割脂的国外松生长基本正常, 感病指数
仅为 16%.
在国外松衰退过程中,其它病害主要有松针褐斑
病、枯梢病、立木腐朽和根腐病等; 虫害有松毛虫等食
叶害虫、微红梢斑螟等梢部害虫、小蠹虫等蛀干害虫.
这些病虫害,特别是寄生性较强的病虫害,尽管零星分
布,间断发生,但对林木生长的不利影响极为显著.
3
3
国外松衰退病发生发展的螺旋图
根据以上各致病因素与国外松衰退病发生关系的
综合分析,依据它们在病害发生过程中所出现的先后
顺序和作用类型,将发生于病害初期、作用是延续的、
缓慢的作为诱发因素; 发生于病害中期、作用是短期
的、剧烈的、但可重复发生的作为激化因素; 发生于病
害后期、作用是促进树木死亡、且大多数情况下是不可
逆的作为促进因素, 现将其绘制成螺旋图(图 1) .由图
3333 期














束庆龙等:国外松衰退病与环境和林分因素关系的研究









1可以看出, 生长正常的国外松林分, 受到温度年较差
过大、年降雨量分布不均匀等诱发因素影响后,致使林
木生长不良;生长不良的林木再遭受天气干旱、割脂等
激化因素的一次或多次刺激,林木生长急剧衰退且难
以恢复,呈现衰退状态;生长衰退的林木极易遭受枯梢
病、天牛等弱寄生性病虫害的侵染危害,加快林木枯萎
死亡,完成衰退病的整个过程. 为此, 国外松衰退病的
防治应避免或减轻诱发因素的影响, 控制激化因素的
图 1
国外松衰退病螺旋图
Fig. 1 Decline disease spiral of the exotic pines.
危害,杜绝促进因素的出现.
参考文献
1
Beijing Forest ry College(北京林学院) eds. 1982. Mathemat ical Stat is

t ics. Beijing: China Forestry Publishing House. 262~ 272( in Chinese)
2
Deng Q (邓
群) et al . 1994. Relat ionship betw een forest stand and
environmental condit ion and die
back of pines. For Res( 林业科学研
究) , 7( 3) : 346~ 350( in C hin ese)
3
Houston DR. 1992,A host
st ress
saprogen model for forest dieback
de

cline diseases. In: Forest Decline Concepts. 3~ 25
4
Li H
K(李宏开) , Xu J( 许
军) , Shu Q
L (束庆龙 ) . 1998. T heory
Base an d Applied Techn ique of Forest . Hefei: Anhui Science and T ech

nology Press. 369~ 372( in Ch inese)
5
Manion P D. 1992. Tree Disease Concepts. Englewood Clif fs: Prent ice
Hall. 181~ 190
6
Shen B
K(沈伯葵) . 1992. T he current studies of die
back of pines.
Jiangsu For Sci Technol (江苏林业科技) , ( 1) : 39~ 41( in Chinese)
7
Shu Q
L(束庆龙) , Cao H
S (曹恒生) . 1997. Advances in researches
on the decline disease of forest . Wor ld For Res (世界林业研究) , 10
( 3) : 23~ 28( in Chinese)
8
Shu Q
L (束庆龙) e t al . 2001.Causal factors of decline disease in ex

otic pine ( Pinus taed a and P . el li ot tii ) plantations. Chin J App l Ecol
(应用生态学报) , 12( 3) : 326~ 330( in Chinese)
9
Shu Q
L (束庆龙) , Cao H
S (曹恒生) . 1997. Advances in researches
on the decline disease of forest . Wor ld For Res (世界林业研究) , 10
( 3) : 23~ 28( in Chinese)
10
Shu Q
L(束庆龙) , Xu X
Y(徐向宇) , L iu S
Q(刘世骐 ) . 1996. Com

parison of three models of forest declin e. J A nhui Agri c Univ (安徽农
业大学学报) , 23( 4) : 500~ 503( in Chinese)
11
S inclair WA. 1965, Comparison of recent declines of w hiteash, oaks and
sugar maple in mortheastern w oodlands. Cor nell Plan tat ions , 20: 62~
67
12
T ang S
S(谭松山) . 1995. The current studies on die
back of Pin us e

l iot t ii and P . taeda . For Pest Disease (森林病虫通讯 ) , ( 1) : 46~ 47
( in Chinese)
作者简介
束庆龙, 男, 1952 年生, 硕士, 副教授,硕士生导师,
主要从事森林病理学的教学和研究工作, 发表论文 30 篇. E

mail: qinglongshu@ 21cn. com
334 应
用
生
态
学
报


















12卷