淺談森林病蟲害的防治策略
論文關鍵詞：森林病蟲害；林林保護；遺傳
論文摘要：近半個世紀來，森林病蟲害的防治取得了長足的進步，但也面臨著許多新問題。化學防治以產生目標生物的抗性、誤殺天敵生物以及污染等問題備受批評。生物防治以能克服上述缺點而被寄予厚望，也取得了一些成績，不過仍有許多缺陷，如缺少人工釋放的天敵生物種群持續存在的生態學動態證據，生物防治的研究者考慮更多的是食物鏈而不是食物網絡的關系等等，在森林病蟲害的生物防治方面，沒有實質性的進展，也沒有成功的事例表明在人工的或人工干預的森林生態系統中，建立了對森林病蟲害控制持續有效的天敵生物種群。
由于生物防治的步履維艱，加上相關學科發展的推動，抗病抗蟲選種、育種的研究形成了熱點。特別是隨著生物工程技術的進步，DNA(基因)重組技術突破了遠緣雜交不親和性的困難，為抗性育種開辟了新的途徑。多年來的抗性育種研究結果，使各國對主要的威脅性森林病蟲害基本都提出了可用于發展的抗病、抗蟲樹種。但基因工程育種也不是萬能的，有一個新的問題可能會產生：寄主抗性的喪失速度或者說有害生物對寄主的適應速度似乎遠遠快于我們的育種速度。加之關于有害生物對這些抗性樹種的適應性分化的研究十分貧乏，而缺少對這些抗性樹種的抗性持續性的把握。這對于森林病蟲害的防治又構成了潛在的威脅。
面對病蟲災害造成的巨大損失，認清上述問題的嚴重性后，在全球可持續的背景下，森林資源保護學者提出了“有害生物持續治理(Sustainable Pest Management)”、“森林(ForestHealthProtection)”等思想。意義在于著重強調提高森林自身的調控能力和抵抗力。提出有害生物的綜合治理(IntegratedPest·Man·agement，IPM)應逐漸向有害生物的生態治理(EcologicalPestMan·agement，EPM)發展，這是一個策略轉移的根本方向。
對于現有的、具有一定生態系統性的人工林，采取改造提高其自我調控病蟲災害的能力，運用對環境和其它有益物種的生存和發展影響較小的各種措施，將有害生物控制在生態和效益可接受(或允許)的低密度，并在時空上達到持續控制的效果。對于現有的、不具有生態系統性的人工林，采取以基因工程為主的技術措施，培育適應立地生態環境的抗性樹種，逐漸取代現有弱抗性或抗性衰退、喪失的樹種。對于將有的人工林，采取生態控制的策略，從造林開始就將病蟲災害的自我控制作為和高質高產同等重要的目標，以期得到自組織的人工林生態系統，將有害生物控制在生態和經濟效益町接受(或允許)的低密度，并在時空上達到持續控制的效果。對于將有的樹木個體簡單集合的人工林，采取以基因工程為主的技術措施，創造抗性樹種，并根據其抗性衰退、喪失的速度，或有害生物對抗性樹種適應性進化的速度和周期，持續地培育適應立地生態環境的抗性樹種。
因此，森林及樹木病蟲災害的生態控制技術和遺傳(基因)控制技術是實現我國森林保護策略轉移和扭轉被動局面的關鍵技術。
傳統觀念中，森林保護是林木遺傳育種學者培育出良種、造者進行造林之后才提到日程上的工作，林木育種學者并沒有把持續抗性作為和產量、質量同等重要的目標進行育種，造林學者也沒有把病蟲災害的自我調控作為和產量、質量同等重要的目標進行造林。可以說，現在進行保護的森林幾乎沒有任何抵抗病蟲害的機制存在，一旦病蟲災害大發生、大流行，森防工作者使出渾身解數也難以使樹木死里逃生。因此，在未來，森林保護學應是林木遺傳育種學和造林學的學科。只有這樣，才能真正將病蟲災害的生態防御策略和基因防御策略貫徹到生產實踐當中，從根本上防治病蟲害。
生態控制的原理在于系統生態學。一個平稀的生態系統內，物種之間協同進化，不同種的有機體或亞系統協調共生、互惠互利，和諧高效利用系統的能量，系統中的所有生物都占領著一切可利用的生態位、攝取一切可利用的能量，從而形成最佳的物流與能流利用狀態，使整個系統表現出高效和諧的持續發展。在這種協同進化過程中，物種常表現出抗逆性和變異性，這些抗逆性和變異性的基礎來源于物種基因的調控表達和變異。因此，自然森林生態系統中各種組分形成的各級結構具有自我協調、自我組織、自我維持的穩生機制，這種機制構造了系統的自我調節功能，從而起到對病蟲災害的可持續控制。
遺傳控制得以實施的基礎是以基因工程為主導的現代育種技術。從林木或其它動植物體內定位到抗病、抗蟲基因，并將其克隆、轉入到林木體內，表達出對特定或大多數病蟲害的持續高抗性。目前，涉及遺傳轉化的樹種已達9科19屬近30種。一些重要的樹種如楊樹、歐洲落葉松等已獲得了轉基因植株。在報導的林木基因工程的目的基因中，抗性基因的種類最為豐富，包括了抗蟲基因、抗病基因、抗鹽基因、抗寒基因以及抗除草劑基因。
對林木病害的遺傳控制應該考慮兩個方面，這是由于具有兩種不同的林木病害類型。對于病原主導性病害，寄主一般體現為寡(或單)基因控制的垂直抗性，相應的病原致病基因也是寡(或單)基因，這樣便于克隆抗性基因以抑制致病基因的表達；對于寄主主導性病害，寄主則往往體現為多基因控制的水平抗性，病原的致病性也往往是多個基因的表達，因此不利于克隆特定的抗病基因以表達抗性。寄主主導性的病害是由不良因素(逆境)造成樹木生長勢下降而誘發產生的，因此，這類病害又稱作生態性病害。例如楊樹潰瘍病、爛皮病，它們一般是在環境脅迫引致樹皮膨脹度低于80%時才能夠發生。因此，如何提高樹木生長勢，增加抵抗逆境脅迫能力是防治樹木生態性病害的根本。在抵抗這類病害的基因工程中，應轉入能夠提高樹勢、強固細胞壁的抗滲透脅迫基因。
生態性病害的病原主要是一些具腐生性弱寄生性病原真菌，廣泛地存在于自然界中及潛伏侵染于樹木體內。生態逆境是這類病害的主要誘因，當逆境生態因子導致樹木生長勢下降至某一個值時，病原一寄主復合體開始病理過程，使寄主細胞、組織發生病變，表現出枯梢、枝干潰瘍或腐爛等癥狀，影響樹木的生長，嚴重時造成樹木的死亡。生態性病害由于病原菌具有潛伏侵染的特性、可長期潛伏在樹木體內，因此具有隱蔽性；由于氣候生態逆境是其主要誘引，因此具有突發性。
這類病害在北美、歐洲以及東北亞分布廣泛，各國在經歷了化學防治的失敗后，目前的研究都集中在抗性育種和集約栽培上，試圖通過提高抗逆性和抗病性以及提高樹勢來最終達到控制病害的目的。
生態性病害由于具有隱蔽性和突發性，因此，控制的根本途徑是生態控制技術。對于客觀上具有或可能出現一定演替過程、形成一定自組織性而具有一定程度自我調控病蟲災害的功能的人工林生態系統，其病蟲災害生態控制的研究趨勢是：從喬、灌、草及農作物多植物種合理配置人手，提高系統內的生物多樣性，改造現有林和營造混交林，為系統的演替過程構建初始可啟動狀態，使其伴隨演替過程逐步最大程度地實現自組織性，從而形成一定程度的抗逆補償功能和自我調控病蟲災害功能。同時輔助以環境允許的人為措施，將病蟲災害控制在允許水平。對于城市綠化樹木和干旱及半干旱地域的造林樹木，客觀上很難或不可能形成一定自組織性的人工林生態系統，其生態性病害生態控制的研究趨勢是：通過樹木根系和根際土壤生態環境的改造，使其形成及促進根系的發育和發達、水分和養分的持續有效利用、病菌侵染和侵入后的抑制功能等，從而樹木、提高樹勢、增強樹木的抗逆性和抗病性，達到持續、有效控制病害的目的。
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