林業(yè)科技森林病蟲害防治論文

1、林業(yè)科技森林病蟲害防治論文 摘要：森林病蟲害素有“不冒煙火災(zāi)”之稱，雖然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。 關(guān)鍵詞：林業(yè)病蟲害防治 森林病蟲害素有“不冒煙火災(zāi)”之稱，可見其危害程度的嚴(yán)重性。 近半個世紀(jì)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?；瘜W(xué)防治以產(chǎn)生目標(biāo)生物的抗藥性、誤殺天敵生物以及污染環(huán)境等問題備受批評。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(xù)存在的生態(tài)學(xué)動態(tài)證據(jù)，生物防治的研究者考慮更多的是食物鏈而不是食物網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系等等，在森林病蟲害的生物防治方面，沒有實質(zhì)性的進展，也沒有成功

2、的事例表明在人工的或人工干預(yù)的森林生態(tài)系統(tǒng)中，建立了對森林病蟲害控制持續(xù)有效的天敵生物種群。 由于生物防治的步履維艱，加上相關(guān)學(xué)科發(fā)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(shù)的進步，DNA(基因)重組技術(shù)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(jié)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(fā)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(chǎn)生：寄主抗性的喪失速度或者說有害生物對寄主的適應(yīng)速度似乎遠遠快于我們的育種速度。加之關(guān)于有害生物對這些抗性樹種的適應(yīng)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(xù)

3、性的把握。這對于森林病蟲害的防治又構(gòu)成了潛在的威脅。 面對病蟲災(zāi)害造成的巨大損失，認清上述問題的嚴(yán)重性后，在全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的背景下，森林資源保護學(xué)者提出了“有害生物持續(xù)治理(SustainablePestManagement)”、“森林保健(ForestHealthProtection)”等思想。意義在于著重強調(diào)提高森林自身的調(diào)控能力和抵抗力。提出有害生物的綜合治理(IntegratedPestManagement，IPM)應(yīng)逐漸向有害生物的生態(tài)治理(EcologicalPestManagement，EPM)發(fā)展，這是一個策略轉(zhuǎn)移的根本方向。 對于現(xiàn)有的、具有一定生態(tài)系統(tǒng)性的人工林，采取改

4、造提高其自我調(diào)控病蟲災(zāi)害的能力，運用對環(huán)境和其它有益物種的生存和發(fā)展影響較小的各種措施，將有害生物控制在生態(tài)和經(jīng)濟效益可接受(或允許)的低密度，并在時空上達到持續(xù)控制的效果。對于現(xiàn)有的、不具有生態(tài)系統(tǒng)性的人工林，采取以基因工程為主的技術(shù)措施，培育適應(yīng)立地生態(tài)環(huán)境的抗性樹種，逐漸取代現(xiàn)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(tài)控制的策略，從造林開始就將病蟲災(zāi)害的自我控制作為和高質(zhì)高產(chǎn)同等重要的目標(biāo)，以期得到自組織的人工林生態(tài)系統(tǒng)，將有害生物控制在生態(tài)和經(jīng)濟效益町接受(或允許)的低密度，并在時空上達到持續(xù)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(shù)措施，

5、創(chuàng)造抗性樹種，并根據(jù)其抗性衰退、喪失的速度，或有害生物對抗性樹種適應(yīng)性進化的速度和周期，持續(xù)地培育適應(yīng)立地生態(tài)環(huán)境的抗性樹種。 因此，森林及樹木病蟲災(zāi)害的生態(tài)控制技術(shù)和遺傳(基因)控制技術(shù)是實現(xiàn)我國森林保護策略轉(zhuǎn)移和扭轉(zhuǎn)被動局面的關(guān)鍵技術(shù)。 傳統(tǒng)觀念中，森林保護是林木遺傳育種學(xué)者培育出良種、造林學(xué)者進行造林之后才提到日程上的工作，林木育種學(xué)者并沒有把持續(xù)抗性作為和產(chǎn)量、質(zhì)量同等重要的目標(biāo)進行育種，造林學(xué)者也沒有把病蟲災(zāi)害的自我調(diào)控作為和產(chǎn)量、質(zhì)量同等重要的目標(biāo)進行造林?？梢哉f，現(xiàn)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(zāi)害大發(fā)生、大流行，森防工作者使出渾身解數(shù)也難以使樹木死里

6、逃生。因此，在未來，森林保護學(xué)應(yīng)是林木遺傳育種學(xué)和造林學(xué)的指導(dǎo)學(xué)科。只有這樣，才能真正將病蟲災(zāi)害的生態(tài)防御策略和基因防御策略貫徹到生產(chǎn)實踐當(dāng)中，從根本上防治病蟲害。 生態(tài)控制的原理在于系統(tǒng)生態(tài)學(xué)。一個平稀的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，物種之間協(xié)同進化，不同種的有機體或亞系統(tǒng)協(xié)調(diào)共生、互惠互利，和諧高效利用系統(tǒng)的能量，系統(tǒng)中的所有生物都占領(lǐng)著一切可利用的生態(tài)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(tài)，使整個系統(tǒng)表現(xiàn)出高效和諧的持續(xù)發(fā)展。在這種協(xié)同進化過程中，物種常表現(xiàn)出抗逆性和變異性，這些抗逆性和變異性的基礎(chǔ)來源于物種基因的調(diào)控表達和變異。因此，自然森林生態(tài)系統(tǒng)中各種組分形成的各級結(jié)構(gòu)具有自我協(xié)

7、調(diào)、自我組織、自我維持的穩(wěn)生機制，這種機制構(gòu)造了系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能，從而起到對病蟲災(zāi)害的可持續(xù)控制。 遺傳控制得以實施的基礎(chǔ)是以基因工程為主導(dǎo)的現(xiàn)代育種技術(shù)。從林木或其它動植物體內(nèi)定位到抗病、抗蟲基因，并將其克隆、轉(zhuǎn)入到林木體內(nèi)，表達出對特定或大多數(shù)病蟲害的持續(xù)高抗性。目前，涉及遺傳轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因植株。在報導(dǎo)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(yīng)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(dǎo)性病害，寄主一般體現(xiàn)

8、為寡(或單)基因控制的垂直抗性，相應(yīng)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(dǎo)性病害，寄主則往往體現(xiàn)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(dǎo)性的病害是由不良環(huán)境因素(逆境)造成樹木生長勢下降而誘發(fā)產(chǎn)生的，因此，這類病害又稱作生態(tài)性病害。例如楊樹潰瘍病、爛皮病，它們一般是在環(huán)境脅迫引致樹皮膨脹度低于80%時才能夠發(fā)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(tài)性病害的根本。在抵抗這類病害的基因工程中，應(yīng)轉(zhuǎn)入能夠提高樹勢、強固細胞壁的抗?jié)B透脅迫基因。 生態(tài)性病害的病原

9、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(nèi)。生態(tài)逆境是這類病害的主要誘因，當(dāng)逆境生態(tài)因子導(dǎo)致樹木生長勢下降至某一個閾值時，病原一寄主復(fù)合體開始病理過程，使寄主細胞、組織發(fā)生病變，表現(xiàn)出枯梢、枝干潰瘍或腐爛等癥狀，影響樹木的生長，嚴(yán)重時造成樹木的死亡。生態(tài)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(nèi)，因此具有隱蔽性；由于氣候生態(tài)逆境是其主要誘引，因此具有突發(fā)性。 這類病害在北美、歐洲以及東北亞分布廣泛，各國在經(jīng)歷了化學(xué)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(tài)性病害由于

10、具有隱蔽性和突發(fā)性，因此，控制的根本途徑是生態(tài)控制技術(shù)。對于客觀上具有或可能出現(xiàn)一定演替過程、形成一定自組織性而具有一定程度自我調(diào)控病蟲災(zāi)害的功能的人工林生態(tài)系統(tǒng)，其病蟲災(zāi)害生態(tài)控制的研究趨勢是：從喬、灌、草及農(nóng)作物多植物種合理配置人手，提高系統(tǒng)內(nèi)的生物多樣性，改造現(xiàn)有林和營造混交林，為系統(tǒng)的演替過程構(gòu)建初始可啟動狀態(tài)，使其伴隨演替過程逐步最大程度地實現(xiàn)自組織性，從而形成一定程度的抗逆補償功能和自我調(diào)控病蟲災(zāi)害功能。同時輔助以環(huán)境允許的人為措施，將病蟲災(zāi)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(tài)系統(tǒng)，其生態(tài)性病害生態(tài)控制的研究趨勢是：通過樹木根系和根際土壤生態(tài)環(huán)境的改造，使