2000—2010年全国森林病害发生、损失与趋势分析

2014-03-07张鹏霞曾菊平彭龙慧

生物灾害科学 2014年2期

张鹏霞，曾菊平，曾城，彭龙慧

（江西农业大学林学院，江西南昌 330045）

森林病害是由病原生物（包括菌物、细菌、病毒、线虫、高等寄生植物等）侵染或异常环境条件刺激引起的一种自然现象，当病害严重发生时就造成了病害的流行并形成灾害，对森林生长产生明显的影响，甚至导致林木大面积死亡[1]。近百年来，已发生过多起因森林病害的广泛流行而导致重大经济损失的事件。例如，板栗疫病1904年在美国纽约动物园的美洲栗上首次发现，此后40多年来共导致约35亿株美洲栗树死亡，遭受了毁灭性灾害[2]。世界性流行病榆树枯萎病在20世纪爆发流行于欧洲、北美洲、中亚的30多个国家和地区，对榆树产生毁灭性破坏，经济损失巨大[3]。

我国是森林生物灾害发生最严重的国家之一[4]，每年发生面积在870万 hm2以上，造成木材生长量减少1 700多万m3，经济损失超过880亿元，堪称“不冒烟的森林火灾”[5]。目前，全国查明的森林病害有210种，发生严重的有119种[6]，如猖獗发生导致严重危害的松材线虫病、苗木立枯病、红松疱锈病、杨树烂皮病、泡桐丛枝病、油茶炭疽病、杉木黄化病、立木和木材腐朽病等。而有松树“癌症”之称的松材线虫病，松树一旦感染就难以挽救，是我国近年来最具危险性的森林病害[7]。自1982年在南京紫金山首次发现以来，该病害目前已在15个省区175个县市发生危害，威胁着南方3 300×104hm2松林的安全[7]。在美国，病害引起的森林损失占总的森林自然灾害损失的45%，远高于虫害（20%）、火灾（17%）及其它因素（18%）所导致的损失[1]。

近年来，随着世界经济贸易的全球化、全球气候变化加剧、生态环境日益恶化，森林生态系统面临更大压力，森林生物灾害发生多样、爆发频繁。森林生物灾害主要包括森林病害、虫害、鼠害，其中，森林病害发生的前期表现较森林火灾、虫灾、鼠灾更不明显，一旦出现则灾害更大、损失更重。因此，加强森林病害的监控、预测，方可防患于未然。近 10多年来，气候变化较之以往更为显著、人为活动对森林干扰也更频繁，森林生物灾害的发生动态可能因此受到影响。例如，曾菊平等[8]对我国2000—2010年森林生物灾害发生、损失与趋势进行系统分析，揭示近10多年来我国森林生物灾害范围、发生面积显著扩增；宋玉双等[9]对我国 2006—2010年林业有害生物灾害损失进行定量分析，了解到我国1996—2001年度全国森林病虫灾害损失达880亿。以上研究主要在于森林生物灾害总体发生与损失方面，而事实上，森林生物灾害包括森林病害、虫害与鼠害等，其各自发生特征并不相同，因而有必要对其各自的发生、损失与趋势进行专门的研究与分析。为此，本文选择以全国森林病害为研究对象，基于其 2001—2010年的发生面积、发生程度及其所计算的损失数据，探讨分析其近十多年来的发生动态与趋势。

1 方法

1.1 数据采集

全国森林病虫鼠害发生面积、发生程度、蓄积损失等数据主要来自《中国林业统计年鉴》及全国各次森林资源清查结果等，物价指数等社会公共数据来源于国家统计局。直接经济损失与生态服务价值损失主要参考宋玉双等[9]方法计算获得，直接经济损失评估采用传统的实物量价值核算方法，核算内容包括：立木资源损失，苗木、种子、松脂、果实等非木质林产品损失，林地无效利用损失；防治费用。

1.2 数据分析

用多元线性回归法对病害发生面积、发生程度、发生率、损失及年份（2000至2010年）数据进行分析，确定最佳回归模型，预测发展趋势，获得各自变量因子对因变量变化的作用大小（贡献率）；为比较全国各区域森林病害发生情况，将全国划分为华北（北京、天津、河北、山西、内蒙古）、东北（辽宁、吉林、黑龙江）、华东（上海、江苏、浙江、福建、山东、安徽、江西）、华中（河南、湖北、湖南）、华南（广东、广西、海南）、西南（重庆、四川、贵州、云南、西藏）、西北（陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆）七个区，用方差分析法对病害发生面积、发生程度、发生率、损失及各区数据进行分析，确定病害的主要发生区以及不同区域间森林病害发生的差异性。数据分析均用SPSS17.0处理。

2 结果与分析

2.1 2000—2010年全国森林病害发生面积及发生程度的变化趋势

2000年至2010年，全国森林病害发生面积呈显著增长趋势（表1，图1），如总发生面积从2000年的9.35×105hm2增加到2010年的1.29×106hm2，增长38.11%。对该趋势贡献最大的是轻度病害，贡献率为67.15%，其次为中度危害，贡献率为20.56%；重度危害贡献最小，贡献率为12.30%（Y=7.979+X1+X2+X3，R2=1.0，F=1.158×1010，P＜0.001；Y为森林病害发生的总面积，X1为森林病害发生程度为轻度受害面积，X2为森林病害发生程度为中度受害面积，X3为森林病害发生程度为重度受害面积）。

图1 2001—2010年全国森林病害发生程度、面积、损失及其变化趋势

同样，2000至2010年，全国森林轻度病害发生面积也呈显著增长趋势（表1），从2000年的4.84×105hm2增加到2010年的8.08×105hm2，增加3.24×105hm2，2010年较2000年增长66.85%。而中度病害受害面积、重度病害受害面积变化趋势不显著（表1）。

2.2 2000—2010年全国各区域森林病害发生面积、发生程度及其变化趋势

将全国划分为7个区，比较各区森林病害发生情况。结果表明：2000—2010年，西南区森林病害发生面积呈显著增长趋势；华北、华中、华南、西南、西北各区轻度受害面积呈显著增长趋势；西南区中度病害受害面积呈显著增长趋势，华东区中度病害受害面积呈下降趋势；华北、华中区重度森林病害受害面积呈显著下降趋势（表1）。

全国森林病害发生面积呈显著增长趋势，对该趋势的贡献主要为西南与西北地区，其贡献率分别为57.75%与42.25%（Y=2.288X1+1.349X2+393 516.8，R2=0.883，F=30.118，P＜0.001；Y为全国森林病害发生面积，X1为西南区森林病害发生面积，X2为西北区森林病害发生面积）。同样地，全国森林病害轻度发生面积也呈显著增长趋势，对该趋势的贡献也主要为西南与西北地区，其贡献率分别为 74.10%与25.90%（Y=2.973X1+1.527X2+233 440.396，R2=0.980，F=250.460，P<0.001；Y表示全国森林轻度病害发生面积，X1表示西南区轻度病害发生面积、X2表示西北区轻度病害发生面积）。

2.3 2000—2010年全国各区域森林病害发生的比较分析

2000—2010年全国各区域森林病害总发生面积差异显著（F=31.256，P<0.001，图2），森林病害发生面积依次为华东>西南>西北>东北>华中>华南>华北，华东地区发生面积最大，为2.918×105hm2，华北区发生面积最小，为5.41×104hm2。

同样地，不同区域间不同程度森林病害发生面积差异显著（轻度：F=54.827，P<0.001；中度：F=9.036，P<0.001；重度F=14.124，P<0.001，图2），其中，华东区轻度森林病害发生面积最大，为2.14×105hm2，依次为华东>西南>华中>西北>东北>华南，华北区发生面积最小为 3.69×104hm2；东北区中度森林病害发生面积最大，为 5.06×104hm2，地区依次为东北>华东>西南>西北>华中>华南，华北区发生面积最小为1.28×104hm2；华东区重度森林病害发生面积最大，为2.80×104hm2，依次为华东>西南>华中>西北>东北>华南，华北区发生面积最小为4.38×103hm2。

图2 全国各区域森林病害发生程度、发生面积

2.4 2000—2010年全国森林病害损失与变化趋势

用森林蓄积、直接经济与生态服务价值来衡量全国森林病害所导致的损失。从2000—2010年，全国森林病害所导致森林蓄积损失总体上呈显著增长趋势（表2，图1），2000年的蓄积损失量为294.486万m3，2007年蓄积损失量达到最高点，为351.163万m3，较2000年增长19.25%；此后稍有所下降，2010年为309.863万m3，较2000年增长5.2%。

2000—2010年病害导致的直接经济和生态服务价值损失趋势不明显，但部分区域损失量变化趋势显著，如华北、华中地区直接经济价值损失呈显著下降趋势，西南地区的生态服务价值损失则呈显著增长趋势（表2）。2000—2010年森林病害造成的总直接经济损失量达490.57亿元，年均直接经济损失量达44.60亿元，其中病害导致的直接经济价值损失最高的年份为2000年，损失量为59.97亿元，最低为2003年，损失量为28.63亿元。2000—2010年森林病害造成的生态服务价值损失量远远大于直接经济价值损失量，总生态服务价值损失量达1 275.8亿元，年均生态服务价值损失量达116.0亿元，其中病害导致的生态服务价值损失最高的年份为2000年，损失量为140.71亿元，最低为2003年，损失量为81.11亿元。

表2 2000—2010年全国森林病害损失（直接经济、生态服务价值）年际变动线性分析

2.5 不同区域病害直接经济损失、生态服务价值损失比较分析

2000—2010年全国森林病害导致的直接经济价值损失区域间差异显著（F=13.163，P<0.001，图3），西北区直接经济价值损失最大，为1.10×105亿元，依次为西北>华东>西南>东北>华中>华北>华南，华南区直接经济价值损失最小，为1.64×104亿元。

图3 全国各区域森林病害导致直接经济价值与生态服务价值损失的比较

2000—2010年全国森林病害导致的生态服务价值损失区域间差异显著（F=16.819，P<0.001，图3），华东区直接经济价值损失最大，为2.94×105亿元，其它依次为华东>西北>西南>东北>华中>华南>华北，华北区直接经济价值损失最小，为5.05×104亿元。

3 讨论

我国是森林生物灾害发生最严重的国家之一[3]，导致森林资源受损的主要生物灾害为森林病害、虫害与鼠害等[10]。其中，森林病害灾害的发生发展常具有很大的隐蔽性，使得多数病害只在造成明显灾害时才引起重视，但此时已损失惨重。因此，做好森林病害的前期监测、预警与趋势研究显得十分必要[1]。本文对 2000—2010年森林病害发生数据分析了解到：我国森林病害灾害发生范围（区域）正在以每 5年增长0.007 5%左右的速度扩增，这可能与林地面积的增加有关，即在实施退耕还林、天保工程、造林工程等林业重点工程后[11]，林地面积正日趋增加，如2000至2010年累计造林6.03×107hm2，森林覆盖率从2000年的16.55%提高到2010年的20.36%。然而，新增的森林相当一部分为人工纯林，如松杉林、杨树林等纯林，导致生态结构脆弱，极易受灾，这在一定程度上为森林病害灾害范围的扩增提供了可能。如全国森林病害发生面积从2000年的9.35×107hm2增加到2010年的1.29×106hm2，增长38.11%，上升趋势明显；而在病害发生程度上，森林病害的中度、重度发生均未表现出显著的上升趋势，因而，新增的森林病害以轻度发生为主。例如，2000—2010年森林病害呈现显著的增长趋势，而对该趋势影响最大的就是轻度病害，其贡献率达67.15%。

森林病害导致的蓄积损失增长趋势显著，如2010年为损失量为309.863万m3，较2000年（294.486万m3）增长5.2%。然而，本次研究再次得出2000—2010年间森林病害所导致的直接经济价值与生态服务价值损失变化较小，趋势不显著，这与前期研究[8]结果一致。但是，在不同区域间却差异显著，如华东区、西南区、西北区的直接经济价值损失都显著高于其它地区。本研究支持闫俊等[12]研究结果，即森林病害导致的直接经济损失最大的区域都是华东区，这可能与该区经济社会发展水平高，人为活动频繁，人工林资源增长较快，尤其是外来有害生物入侵严重等均有一定关系。

我国地域辽阔，自然地理环境复杂，森林病原菌的种类及其发生因自然生态环境条件与树种资源、森林类型不同而呈现出地域差异，这也使得各地域间森林病害的发生面积、损失大小存在很大差异[12]。例如，华东区的森林面积仅占全国森林面积的11.99%，但其森林病害发生面积及其轻、中、重度发生面积却分别占到全国的30.93%、19.85%、36.79%与25.20%，均显著高于其它区域。而华北区的森林面积占全国森林面积的19.89%，但其森林病害发生面积及其轻、中、重度森林病害发生面积仅分别占到全国的5.73%、6.34%、5.12%、3.94%，均显著低于其他区域。华东区人类活动频繁，外来病原物入侵的风险大[13]。而近些年来，该区马尾松、竹子等纯林的大面积增加，也为森林病害的发生、流行、猖獗提供了基础[14]。通常，病原物的萌发、侵入、产孢子等行为都需要一定的湿度条件。华东区是典型的季风气候区，雨量充足、空气湿润，森林树冠叶面上常有水膜层，这无疑对大多数病菌的萌发是有利的[6]。华北区的经济贸易活跃程度稍逊于华东区，但该区同样由于过去几十年的滥伐、火灾与过度放牧，天然林所存不多，现存的多为 1950年后营造的人工林[13]，且以纯林为主，同样为森林病原物的流行、危害创造了良好的寄主条件。然而，但该区属温带季风气候，受西伯利亚和蒙古高压的侵袭，冬寒春旱，不适合病害发生、流行。例如，晚疫病、赤霉病、霜霉病、锈病等多种植物病害多在雨季产生危害[15]，因而该区的病害种类相对较少且危害轻[13]。另外，华北区是我国林业与生态建设的重点区域之一[12]，人类生态工程可能对当地森林病害起到一定的积极作用。例如，近十多年来，该区森林病害重度发生面积明显下降。

本研究主要对2000—2010年我国森林病害发生、损失及其趋势进行系统分析，揭示森林病害发生面积正以每5年增长0.007 5%左右的速度扩增，而尤其以西北区和西南区扩增最快。研究表明新增地区的森林病害多以轻度发生为主，然而，其所带来的新增蓄积损失却不容忽视。尤其是，与森林虫害、鼠害相比，森林病害灾害的发生发展更为隐蔽，多数病害常只在造成明显灾害时才会引起人们的关注。为此，我们应提前加以重视，及时避免损失的发生。

[1]叶建仁, 贺伟.林木病理学[M].北京: 中国林业出版社, 2011.

[2]Merkel H W.A deadly fungus in the American chestnut[J].New York Zoological Society, 10thAnnual Report, 1905: 97-103.

[3]乔治N.阿格里奥斯, 袁自清译.榆树枯萎病[J].植物检疫, 1983(4): 35-37.

[4]国家林业局.全国林业有害生物防治建设规划（2011年—2020年）[C].北京: 2011.

[5]刘春兴, 刘海斌, 骆有庆.森林生物灾害承灾体脆弱性分析: 一个概念框架[J].世界林业研究, 2011, 24(2): 59-63.

[6]中国林业科学研究院主编.中国森林病害[M].北京: 中国林业出版社, 1984.

[7]杨宝君, 潘宏阳, 汤坚, 等.松材线虫病[M].北京: 中国林业出版社, 2003.

[8]曾菊平, 曾城, 欧阳芳.2000—2010年全国森林生物灾害发生、损失与趋势分析[J].生物灾害科学, 2014, 37(1): 7-12.

[9]宋玉双, 苏宏钧, 于海英, 等.2006—2010 年我国林业有害生物灾害损失评估[J].中国森林病虫, 2011, 30(6): 1-4.

[10]闫峻.我国林业生物灾害管理的经济学分析与对策研究[D].北京: 北京林业大学, 2008.

[11]]周生贤.再造秀美山川的壮举: 六大林业重点工程纪实[M].北京: 中国林业出版社, 2002.

[12]闫峻.林业生物灾害管理[M].上海: 上海科学技术出版社, 2009.