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Landscape Pathology:A New Perspective in Forest Protection Field

景观病理学:森林保护学领域的新视角


景观病理学是以植物病理学和森林病理学理论为基础,结合景观生态学的空间和时间分析原理和方法而形成的新的交叉学科。景观病理学能够帮助明辨立地因素、植被空间格局的变化对树木感病性和病害流行方式的影响; 并且有助于明确气候变化可能导致的病原快速进化和变异、树木对这种变化的滞后效应。同时,景观病理学的研究有助于预测病原的扩散速率及其对空间格局的影响,有助于规划土地持续利用方式、制定森林病虫害可持续治理的决策。本文诠释景观病理学的概念和研究方法; 对景观病理学研究所取得的最新研究进展进行评述,并提出景观病理学急需解决的几个问题。

Landscape pathology is a newly emerging subject that integrate forest pathology with landscape ecology, that is, it is developed based upon theories and principles of phytopathology and forest pathology, and spatial and temporal principles and methodology from landscape ecology. Landscape pathology can be used to clearly discriminate the environmental features from vegetation spatial patterns effects on host susceptibility and disease epidemics. And the subject also illustrates the tendency of pathogen evaluations and lag of host tree adaptations in response to climatic change scenario. Meanwhile, on basis of predicting the spread rate of disease and the impacts on spatial patterns, landscape pathology is helpful to determine the long-term land use patterns and to make sustainable pests management strategy. The concept of landscape pathology and its research approaches are introduced and interpreted in this paper. Latest advances in study of landscape pathology have been summarized and several scientific issues needed to be urgently solved are proposed in this paper.


全 文 :第 !" 卷 第 # 期
$ % & % 年 # 月
林 业 科 学
’()*+,)- ’)./-* ’)+)(-*
/012 !",+02 #
3456,$ % & %
景观病理学:森林保护学领域的新视角!
孙志强&,$ 7 张星耀$ 7 肖文发$ 7 梁7 军$ 7 张兆欣#
(&2 国家林业局泡桐研究开发中心 7 郑州 !8%%%#;$2 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所
国家林业局森林保护重点试验室 7 北京 &%%%9&;#2 河南省濮阳市林业科学研究所 7 濮阳 !8:%%%)
摘 7 要:7 景观病理学是以植物病理学和森林病理学理论为基础,结合景观生态学的空间和时间分析原理和方法
而形成的新的交叉学科。景观病理学能够帮助明辨立地因素、植被空间格局的变化对树木感病性和病害流行方式
的影响;并且有助于明确气候变化可能导致的病原快速进化和变异、树木对这种变化的滞后效应。同时,景观病理
学的研究有助于预测病原的扩散速率及其对空间格局的影响,有助于规划土地持续利用方式、制定森林病虫害可
持续治理的决策。本文诠释景观病理学的概念和研究方法;对景观病理学研究所取得的最新研究进展进行评述,
并提出景观病理学急需解决的几个问题。
关键词:7 景观病理学;森林病理学;景观破碎化;病原物
中图分类号:’:"#2 &7 7 7 文献标识码:-7 7 7 文章编号:&%%& ; :!<<($%&%)%# ; % ; %:
收稿日期:$%%9 ; %8 ; %8。
基金项目:“十 一 五”国 家 科 技 攻 关 项 目( $%%"=->%<-&&);中 国 林 业 科 学 研 究 院 中 央 级 公 益 性 基 本 研 究 专 项 基 金 项 目
((-?@==$%%<%&")。
!梁军为通讯作者。
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’AB CDEFE4BG&,$ 7 CD4BG HEBGI40$ 7 HE40 JKBL4$ 7 .E4BG MAB$ 7 CD4BG CD40NEB#
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07%*3"&*:7 .4BOPQ4RK R4SD010GI EP 4 BKT1I KUK5GEBG PAVWKQS SD4S EBSKG54SK L05KPS R4SD010GI TESD 14BOPQ4RK KQ010GI,SD4S EP,
ES EP OKXK10RKO V4PKO AR0B SDK05EKP 4BO R5EBQER1KP 0L RDIS0R4SD010GI 4BO L05KPS R4SD010GI,4BO PR4SE41 4BO SKUR0541 R5EBQER1KP
4BO UKSD0O010GI L50U 14BOPQ4RK KQ010GI6 .4BOPQ4RK R4SD010GI Q4B VK APKO S0 Q1K451I OEPQ5EUEB4SK SDK KBXE50BUKBS41 LK4SA5KP
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SDK 10BGYSK5U 14BO APK R4SSK5BP 4BO S0 U4ZK PAPS4EB4V1K RKPSP$ U4B4GKUKBS PS54SKGI6 ,DK Q0BQKRS 0L 14BOPQ4RK R4SD010GI 4BO
ESP 5KPK45QD 4RR504QDKP 45K EBS50OAQKO 4BO EBSK5R5KSKO EB SDEP R4RK56 .4SKPS 4OX4BQKP EB PSAOI 0L 14BOPQ4RK R4SD010GI D4XK
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7 7 从 $% 世纪 <% 年代后期以来,景观生态学在北
美蓬勃发展,很大程度上促进了森林保护学科在理
论、方法和应用等方面的发展。在生态等级、生物多
样性以及森林生物灾害防控问题上,景观作为一个
重要的组织层次已受到生态学家以及与之有交叉的
森林保护学家的广泛重视(>E4U0BO,&9:8;+0PP *4
"$2 ,&9<";\01OKB5EKOK5 *4 "$6,$%%!)。有学者提出,
森林生物多样性和景观尺度的异质性相结合有可能
成为未来森林病虫害生态调控的安全策略(梁军
等,$%%!;M4QSK1 *4 "$F,$%%$),即在制定森林保护策
略时,不但需要考虑寄主的景观格局,同时要考虑景
观组成((4E5BP *4 "$6,$%%<)。如何将森林病理学原
理与景观异质性对森林病害发生过程的综合影响有
机地结合,是未来森林保护学研究领域所面临的挑
战,同时,这种群落水平与景观层次的结合也是森林
保护学研究的新视角。
景观生态学关注的是空间格局和生态过程的相
互影响与相互作用(JE1Q0XK,&9<:)。森林景观动
态及多样性构成受非生物因素、植食性动物、林木病
原物及人为因素的影响( .KOEG,&99$)。在森林景
林 业 科 学 !" 卷 #
观系统中,植被空间格局是景观特征的代表因子之
一,而森林中抗病性不同的植物种类组成又是构成
植被空间格局的主体,这种植被空间格局直接影响
林中病原的扩散及传播,景观特征与病害互相影响。
在过去的几十年中,许多森林病害暴发更具有区域
性,而不是仅仅局限在某 一 很 小 的 地 理 范 围
($%&’())* !" #$+,,--.)。从景观尺度上对森林病害
的研究有助于预测病原的扩散速率及其对空间格局
的影响、即森林病害流行与暴发的景观过程,有助于
规划土地持续利用方式、制定森林病虫害可持续治
理的决策。本文首先诠释 /*)0(123(0(2 等(455!)提
出的景观病理学( )%10&6%7( 7%’8*)*9:)概念及其研
究方法,对近年来景观病理学的主要研究成果,包括
景观破碎化对病原传播的影响、景观地形对病害发
生的影响、寄主 ;病原的景观空间格局、气候变化背
景下病害发生趋势和特点等作以评述;并结合我国
森林发展的现状提出景观病理学急需解决的几个
问题。
图 ,# 景观病理学数据收集、数量化工具及分析途径
<39+ ,# =%’% &*>26(&,?>%1’3’%’3@( ’**)& %10 %1%):’36%) %772*%68(& 6(1’2%) ’* )%10&6%7( 7%’8*)*9: (@()>’3*1 A*0()&
,# 景观病理学的概念及其研究方法
<)(A319( ,--,) 使 用“ 感 病 景 观( 03&(%&(0
)%10&6%7()”描述农作物耕作格局对病害传播的影
响,但未对“感病景观”作详细的定义。景观层次
上,病害随时间扩散和变化(B%A%0% !" #$+,4555)、
其分布依赖于寄主的生长状况和抗性( C3> !" #$+,
,---);同时,病原通常靠媒介传播,这些传播媒介
有自身的分布和扩散格局。许多研究揭示了森林中
病原的空间动态,而且病害的发生也会引起寄主空
间分布的变化( /*)%8 !" #$+,,--D;E8(%2(2 !" #$+,
,--D;$%A7F()) !" #$+,4555)。当森林病理学采用景
观生态学的研究方法开展森林病害研究时,由于研
究视角的改变,人们对森林病害发生的时间和空间
格局有了更深的认识。
根据 /*)0(123(0(2 等(455!)的观点,森林病理
学(树木种群内病害发生规律研究)内在地包含着
景观尺度的特征;景观病理学是景观生态学与传统
森林病理学结合而形成的新的交叉学科。它以植物
病理学和森林病理学理论为基础,结合景观生态学
的空间和时间分析方法,重点开展空间特征与病害
发展过程间关系的研究(C>10?>3&’ !" #$+,455-)。当
前的许多流行病学模型利用现代数学工具,参考景
观生态学家及复合种群模型制作者的理念和方法对
病害流行与暴发作出预测( G(9(2,,-H-;I2%1J,
455K)。空间模型方法和景观分析方法在病原扩
散、树木病害严重程度的调查方面已经发挥了重要
的作用($*>)&’*1 !" #$+,455K;E’%0(1 !" #$+,455!)。
景观病理学的研究方法是首先通过空间数据获
取、如空间结构数据收集、航空及卫星影像处理,田
间调查数据获取,然后结合常规病原扩散模型分析、
种群结构及遗传结构分析等技术对森林病害的流行
5!,
! 第 " 期 孙志强等:景观病理学:森林保护学领域的新视角
暴发进行分析和预测,进而为制定病害治理措施提
供依据(图 #)($%&’()*+(’(* !" #$,,-../)。景观病
理学切中了景观健康和景观恢复背景下的森林可持
续治理和利用的需求,同时为开展景观空间格局下
人为干扰对病害发生影响的定量调查与分析提供了
新的途径。景观生态学与森林病理学的结合无疑将
改进并增进人们对树木病害发生的时空过程的新理
解和认识。
-! 景观病理学的最新研究进展
!" #$ 景观破碎化对树木病原扩散的影响
生物保护学家早已注意到景观破碎化(例如相
对隔离的栖息地)对生物多样性保护有一定的负面
效应。在破碎化的栖息地中物种基因流的分散有所
减少。而边界效应的增大使剩余栖息地中的生物多
样性不断降低,进而增加了孤立斑块中物种灭绝的
可能性(0+&1%2(,#345)。景观破碎化通常使寄主
及其病原物处在不同的栖息地,而这些栖息地的结
构和组成也在不停的变化中,因而难以预测破碎化
对病原物种群变化及扩散率的影响。主要原因在于
破碎化会限制树木的自然扩散,同时也降低寄主树
木对气候变化的适应能力。环境条件的变化会增加
树木的感病性,尤其是在那些存在基因流失的孤立
种群中,这种效应会增强( 6(’+7,#33-)。进一步
讲,病原通过人为携带方式的传播对生态系统会产
生严重的影响,特别是对不同地区各自独立的生态
系统的影响尤为显著(8*9+7,-..-)。最近的一些
模型模拟结果显示,在一个寄主与病原协同进化的
系统中,通过动物为媒介携带并经由廊道传播的病
原所 带 来 的 风 险 是 巨 大 的( :1;<&&=> !" #$%,,
-..-)。
在不同空间规模上,近来的研究结果强调了景
观连接度对树木病原扩散速率影响的重要性。
?(*@+)A 等(-..-)研究了美国东南海岸平原各自独
立的火炬松(&’()* "#!+#)、湿地松(&% !$$’,""’’)(易
感染锈病)、长叶松(&% -#$)*".’*)(中度抗锈病)和
在废弃农地上的天然次生栎树林(/)!.0)* ABB,)样
地。对 " 个 #. @> C #. @> 样地,在每 # @>- 土地上
设定 #.. 个点(小样地),通过对这些点的数据对土
地利用和森林分布进行比较;以感病性不同的林分
之间的距离表示破碎化的程度。结果显示当地景观
破碎化程度对病原扩散有着举足轻重的影响。在本
例中,目前的森林分布格局缩短了林分间的平均距
离因而增加了景观连接度,从而导致病原更易于在
不同斑块间的扩散,特别是由风力传播的真菌分生
孢子在不同斑块间的扩散。
另一个为期 -" 年的研究结果同样支持了景观
连接度促进病原传播和扩散的假说($<>(&+) !" #$,,
-...)。该研究在美国西海岸一个面积为 "5 @>- 的
样地内展开,调查了景观格局和人为因素对为害罗
氏红桧(12#3#!04-#.’* $#5*,(’#(#)的疫霉根腐病菌
(&24",-2"2,.# $#"!.#$’*)传播和扩散的影响。结果表
明,病原的扩散首先通过森林中木材的运输机械随
着泥土中的繁殖体以及原木沿林内公路网扩散、随
后沿着河流扩散。该作者评价了运输机械在大区域
尺度下对病原扩散的作用,同时比较了在小区域尺
度下由野生动物、牲畜、徒步旅行者及工人对病原扩
散的影响。对过去未感染疫霉根腐病菌的林区,运
输机械对病原扩散起的作用最为强烈。
在相对较大的景观尺度下,景观破碎化有效阻
止了白松疱锈病菌( 1.,(#."’)3 .’6’0,$#)的扩散
($<>(&+) !" #$,,-...)。美国东西部松疱锈病病原
种群之间存在高度遗传差异,造成这种差异的原因
被认为是疱锈病病原的基因流被横贯东西之间数百
英里宽的大平原阻断。在这个平原上,疱锈病菌的
D 种针叶树寄主及转主寄主茶藨子属(7’6!* ABB,)
没有分布。如果这条巨大的天然屏障被人为打破,
如病原通过机械运输从某一地理区域传入另一个区
域,不但会导致传入区域遗传多样性的增加,而且在
这 - 个区域中有可能出现高致病性病原以及病害的
暴发($<>(&+) !" #$,,-...)。
特别值得关注的是景观内斑块面积与病害发生
之间的关系,研究证实景观内的斑块面积对病害及
虫害暴发有潜在而重要的影响;如斑块内大面积的
成熟花旗松(&*!)+,"*)8# 3!(9’!*’’)更易遭受病虫害
为害且受害严重( ?%9(*A !" #$,,#333)、而小的松林
斑块受害轻(E&+%F< !" #$,,-..D)。除斑块面积外,斑
块在景观内的孤立程度也是抑制病害暴发的一个因
素,如森林景观镶嵌体中越是孤立的斑块中的寄主
树木,遭受病虫害为害的程度越低( ;#$,,#334;G&%对引入式斑块(G%*><) !" #$%,#34#)的调查表明,单
一品种的孤立的人工林面积为 #. J -. K>- 时能最
大限度降低病原的扩散和病虫害暴发(:#$,,-..#)。
综上所述,景观破碎化对病原传播的影响在不
同地理尺度上的表现是有差异的。在微型或中型景
观尺度(如数十至数百 @>-),景观连接度能够促进
病原传播和扩散,但病害的暴发又受到景观内斑块
面积和斑块孤立程度的制约;而在大型景观尺度
#/#
林 业 科 学 !" 卷 #
下,景观破碎化阻碍了病原的传播,但人为传播有可
能打破这种天然阻隔,使病原传入新的地区并可能
造成严重后果。其中最典型的例证是生物入侵问
题,生物入侵已成为当前全球生态系统正经历的严
峻的问题。板栗疫病(!"#$%&’( )(*(+’%’,+)、榆树荷
兰病(-)&’$+%$.( /0.’ 和 -)&’$+%$.( "$1$2/0.’)以及
传入我国的松材线虫病(3/*+()&404",&/+ 560$)&’0/+)
就是很典型的例证。
!" !# 景观地形对病害发生的影响
病害发生动态不仅受制于病原的扩散,而且受
到地形因素直接影响;而病原的扩散又受到景观系
统内斑块面积及地理地形结构的影响。$%&’() 等
(*++,)调查了坡度坡向对美国西部花旗松人工林
松针落叶病(7&(4$,*6)%$)/+ 89/.(""’’)的影响。在
病原水平相同的情况下,南坡较之北坡病害发生更
为严重。-./01& 等(*++,)调查并预测了澳大利亚
东南部 23 个不同立地条件下的硬叶植被的枯梢病
病原疫霉菌(7&6%$)&%&$*( ,’""(.$.’)的分布,该病
原同时引起澳大利亚多种乡土树种的枯梢病。参与
调查的指标包括坡度、坡向、海拔、样地与公路间的
距离、平均树高、冠幅、树种、气候变量、土壤厚度和
排水状况等,只有海拔和光辐射指标极显著影响病
害发生率。其他的研究结果显示只有土壤湿度成为
病原的限制因子($45167%// 4% (08,*++*)。
在病原与病害发生的空间风险评估模型中,如
何整合立地特征的倾向性及其作用是一项极具挑战
性的研究内容( 9(&.() 4% (08,2::;)。<(=%/%.&(&
(*++*)在芬兰南部开展的有关地形特征对欧洲赤
松(7’"/+ +6014+%*’+)枯梢病(:*4..4"’400( (;’4%’"()发
生影响的研究证明:海拔对病害的发生受相关尺度
的影响;在大尺度上树木死亡率与海拔呈正相关,
但在某些具体小样地上两者却呈负相关。造成这种
结果的原因可能是由于景观尺度的分析不适于解释
小尺度范围病害的发生,因而小样地得出的结果与
景观尺度的结论是不同的。同时,微型环境的结果
可能会高估病情,原因在于微型环境调查往往集中
在那些病害发生最重的林分样地中( <(=%/%.&(&,
*++*)。
但是,在景观水平上掌握病害发生规律、开展病
害控制仍然需要大量微观尺度(如标准地)的信息。
如果小样地调查不能确切反映景观范围内病害发生
的实际情况,那么,这样的小样地的调查结果会产生
偏差而不利于最终的管理决策。实际上,目前的许
多研究都是将调查地区的总面积和样地的空间特点
割裂开,因而不能准确评价景观地形特征对病害发
生的综合效应。因此,要避免调查区域的数据可能
与实际病害发生状况不符(>)?4( 4% (08,*++*),必须
综合考虑调查样地的规模,以及寄主、病原和环境相
互作用构成的病害系统(@A?’10?0’(B)的特点。
!" $ # 寄主的景观空间格局与病害发生的关系
除不同地理尺度下的景观地形特征、土壤特征
及气候特征外,植被空间格局对病害发生起着关键
作用(C(00D6)7 4% (08,2:::)。例如,通过对由金钱菌
(<$006;’( =/+’)4+)引起的根腐病发生的立地特征以
及寄主分布的综合分析,比仅仅对环境或对寄主单
独的调查结果更加翔实(>.16 4% (08,*++*)。一项对
位于不列颠哥伦比亚省的亚高山上分布的 E! 个美
国白皮松(7’"/+ (0;’,(/0’+)林的研究表明,小气候和
立地变量与松疱锈病的发生相关性不显著,决定性
因子是林分结构及转主寄主的数量和分布状况
(F%B@D(// 4% (0>,,*+++)。对美国大湖地区的北美
乔松(7’"/+ +%*$;/+)来说,气候因素和地形特征是影
响锈病发生的最主要因子(-A.’( 4% (08,*++*)。但
美国白松疱锈病的发生与寄主空间分布格局有关,
而这种相关性需要进一步的数据支持。
从群落水平开展的生物多样性与病虫害发生关
系的研究中,人们已经认识到树种组成,特别是寄主
树种在林间的比例,比树种多样性对潜在病虫害暴
发的影响更加持久和深远(9(A=./G.&(& 4% (0>,*++3;
H1).4A(=%,4% (0>,*++")。
历史因素(如过去寄主与病原的分布)同样是
影响病害发生发展的重要因素,同时历史因素也是
建立当前生态系统管理策略的基准。例如,瑞典北
部的小干松(7’"/+ ,$"%$*%()和欧洲赤松感染枯梢病
菌和松星裂盘菌(7&(,’#’/. ’"=4+%("+)的比率明显偏
高,原 因 在 于 这 些 树 木 被 种 植 在 云 杉( 7’,4(
(+)4*(%()皆伐迹地上,而这种迹地上存在更多的病
原(-.’I(// 4% (0>,*+++);这个结果表明在大空间尺
度上,植被空间格局的变化可能会长期地影响和改
变植被感病性及病害流行方式( J6()).() 4% (08,
*++,)。
寄主的时空格局与真菌病原的致病性和分布有
着紧 密 的 联 系,例 如 蜜 环 菌( ?*.’00(*’( 0@@8)
(J6.//%6B.& 4% (0>,2::,)、疫霉(7&6%$)&%&$*( 0@@8)
(K.0’%.&1 4% (0>,*+++)及各种真菌 L昆虫相互作用体
系(M)%&N’ 4% (0>,*++,)。在一个区域内,不同基因
型病原的空间分布能够解释树木死亡率的差异。对
来自俄勒冈州大尺度下蜜环菌种群结构、寄主分布、
立地关系以及病害发生及严重程度的综合调查分析
发现,* 个兼容的雌雄同合体菌丝构成的遗传单体
*!2
! 第 " 期 孙志强等:景观病理学:森林保护学领域的新视角
分布范围竟然达 #$% &’(,且该菌体已至少存在约
) #%%年(*+,-./01 !" #$2,(%%");在安大略省 ))) 个
样地中,发现有 )%% 个样地中的树木受同一种蜜环
菌菌索的侵染(3456.-&781,(%%))。这些例证强调
了树木病原真菌在时间及空间的渗透性。这种对于
大尺度下植物病原真菌的遗传结构空间格局的深入
了解(9.::+/,)##";5.1;<.8/= !" #$%,,(%%)),极大
地丰富了有关生态及病原进化过程的知识( >64?/01
!" #$2,(%%(;361+7 !" #$2,(%%")。景观管理方法、树
木基因流重新构建以及对其病原进化趋势的综合研
究(36761/01 !" #$%,)##@;A0,? !" #$2,)###),将为土
地利用及气候变化背景下生态系统的可持续性利用
提供理论基础。
!" #$ 景观尺度下病害发生对气候变化的响应
气候变化背景下病害的发生趋势和特点只能在
景观尺度上才能充分反映出病害流行的主导因子。
如调 查 美 国 科 罗 拉 多 东 南 部 白 杨( &’()$)*
"+!,)$’-.!*)的逐年死亡率的结果显示,(%%B 年死亡
面积达$B %#) &’(,占白杨总面积的的 )%C。死亡
率在 (%%(—(%%" 年每年增加 @C D #C,(%%B 增加
")C D B%C。这主要是由于近十年持续高温和干
旱,其次是由于干旱导致树木生长势衰弱,诱发一些
次期性病虫害的暴发,从而进一步加重、加快了树木
大面积死亡,如树木溃疡和烂皮病(/#$*# *’+.-.#)及
杨长角小蠹虫( 0+1(’(2$’!)* (’()$- )、杨前隐小蠹
(&+’3+1(2#$)* ,)3+’4#")*),杨黄斑楔天牛( 5#(!+.#
3#$3#+#"#)和杨铜窄吉丁( 67+-$)* $-+#7)*)的大暴发;
其他因素如林分过熟、低密度和立地因素也是造成
树木大量死亡的原因(E0,,677 !" #$2,(%%F)。对美国
科罗拉多优胜美地国家公园针叶林大面积猝死的调
查证实,干旱与死亡率之间相关性显著;不同坡向
的树木,其死亡在时间格局上无明显差异,但北坡的
死亡密度比南坡高;同期干旱诱发小蠹虫暴发也成
为树木死亡一个重要原因(G.6,,H 1 !" #$2,(%%$)。特
别值得关注的是美国西部沿经度纵向的天然林自然
死亡率最近数十年急速增长,该增长不分海拔、树木
大小、优势属或是否有林火史。区域高温和随之发
生的干旱可能是主要原因(361=-+’ !" #$2,(%%#)。
吕全等((%%$)以松材线虫生长发育相关的气象因
子为数据对松材线虫在我国的不同气候区潜在适生
性进行评价,得到松材线虫的生态地理分布与实际
发生地相符合;同时研究显示,新疆的部分地区也
适合松材线虫的生长发育。因此,研究结果对于重
点预防区的侵入起着预警和应急的作用。
景观病理学研究有助于明确滞后效应、即病原
在当前景观结构和寄主分布层面上的异相性。快速
的气候变化可能导致病原的快速进化和变异、而由
于树木对这种变化的适应有着明显的滞后效应,因
此大范围和大规模的森林病害暴发将呈上升趋势。
"! 景观病理学需要解决的问题
目前,大多数景观病理学调查重点放在 ) 种
(或少数情况下 ( 种)病害的病原 I 寄主 I 环境三
角关系评价上(*,6147,(%%))。在较大尺度下树木
感病性,由此引起的物理结构倾向性变化,寄主遗传
特性的空间数量化分析的研究还很缺乏。目前景观
病理学急待解决的关键问题有如下几种:
))景观破碎化程度对病原扩散的综合影响有
那些(J+11+==,)###)?由于景观破碎化对病原传播
和扩散的影响在不同地理尺度上的表现是有差异
的,而人为传播有可能打破天然屏障;更有甚者,人
为因素有可能比自然因素作用更大。因此,要深入
了解景观破碎化对病原传播扩散的影响,必须确立
开展研究的景观尺度,通过建立与相关生态特征相
联系的分类指标,重点开展斑块的边缘效应对阻碍
病原扩散的影响、传播媒介沿廊道扩散的规律等。
在病原的景观空间异质性方面,需要回答的问题诸
如:寄主或转主寄主的种群数量、密度及感病性的时
空变化规律;特定景观格局中潜在的能够减缓寄主
I病原相互作用的抗病物种的数量及其丰度;病原
的致病性以及抗药性(A&+,,6== !" #$2,(%%"),等。
()具有抗病性的树种在哪种空间范围内能对
病原传播起到显著的缓冲作用?在特定区域,环境、
地形、气候与景观植被结构在决定病原扩散和病害
发生上的相互作用是哪些?如建立人工林斑块混交
模式,首先要选择对病害有显著抗性差异的树种或
品种进行搭配,同时要判别树种对环境、地形、气候
等的适应性,做到适地适树;通过设立非寄主植被
隔离带来达到阻碍病原传播的目的。这里需要重点
开展的研究是资源条件(如寄主树木种植面积)对
病原生长与繁殖的影响。病害暴发可以用临界阈值
现象( 4,8=8467 =&,+/&07; 4&6,64=+,8/=84)来描述(邬建
国,(%%%),如病原种群增长与资源总量的关系,病
原传播与感染率及与传播媒介的关系等(3.,,6K,
)#F#)。
")如何设计适合于病害可持续生态控制的景
观空间格局的土地利用体系?重点需要开展不同生
物和非生物因素在引起复杂病害过程中的作用的研
究(L&0’6/ !" #$2,(%%();昆虫作为病原传播媒介的
作用(5+M8/ !" #$2,(%%%);根据不同景观特征下的
"N)
林 业 科 学 !" 卷 #
病原扩散模式,最终界定树木病害的地理尺度的管
理措施,如疫霉菌(!"#$%&"$"%’( $%%&)沿河流的扩
散模式(’())$ )$ (*&,*+++;,-./ )$ (*&,011!)。
参 考 文 献
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森林病虫,02("):* 3 4&
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评价 &林业科学研究,*4(!):!"1 3 !"!&
邬建国 & 0111& 景观生态学———格局、过程、尺度和等级 & 北京:高等
教育出版社,056&
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! 第 " 期 孙志强等:景观病理学:森林保护学领域的新视角
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(责任编辑 ! 朱乾坤)
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