气候变暖背景下上海园林树木病虫害的应对策略
时间：2020-03-28 05:18:30 来源：千叶帆 本文已影响人
摘要：气候变暖不仅改变了园林树木的生长状况，同时也影响了以树木为寄主的病虫害的发生动态趋势。园林树木对病虫害的响应会相应发生变化，导致传统的养护管理策略需要做进一步调整。文章就气候变暖对园林树木及病虫害的影响进行了分析，提出了气候变暖背景下增强园林树木抗病虫能力的应对策略。
关键词：气候变暖，园林树木，病虫害防治
引言
联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2014年公布的全球气候变化第五次评估报告（AR5）指出：自1950年以来，全球几乎所有地区都经历了升温过程。1880-2012年，全球地表平均升温0.85℃，尤其在1983-2012年，北半球经历了1400年以来最热的30年：报告预计。到21世纪末，全球地表还将上升1.5℃-4.5℃。与全球相比，近100多年来，我国的陆地平均温度增幅为0.5℃～0.8℃，比全球同期略高。其中，1951-2004年，增温幅度约为0.25℃/10a，主要发生在冬季和春季。据预测，在全球升温因素总体影响下。我国到2020年平均气温可能至少升高1.5℃-2.1℃，这一幅度到2050年将达到2.3℃～3.3℃，到2100年将高达3.9℃-6.0℃。我国气候变暖呈现出较为明显的地理差异，东南沿海地区增温趋势较内陆地区更为显著。
从徐家汇气象站1951-2013年的年均气温距平值中可以发现，60年以来，上海与全国整体气候变暖趋势相一致，气温总体有变暖的趋势，年均增温0.07℃。但升温幅度高于全国水平。其中，1992年年均气温距平值为0.1℃，是气候转暖的拐点年。
研究表明，气候变暖可能会影响地球上几乎所有物种的时空动态、种间关系及其对环境的适应能力。随着全球变暖进程的加剧，许多物种为适应气候变暖而产生变异。园林树木作为维持城市生态效应的主体，其构建的生态系统是城市中最核心的生命系统之一，它对气候变化的响应极为明显。气候变暖将不仅改变园林树木的生长发育、营养结构和分布边界，同时也将影响以树木为寄主的病原微生物和昆虫的种群动态及其危害能力。因此，在气候变暖情景下，园林树木对病虫害的抗性必将发生变化，以致传统的养护策略需要更新或调整。本文将基于上海气候变暖趋势，结合近年来上海园林树木病虫害发生情况的分析，提出在气候变暖情景下提高园林树木抗病虫能力以及加强病虫防控的应对策略。
1气候变暖对上海园林树木的影响
研究表明，温度影响树木的分布范围。温带、寒带纬度较高的树木分布边界受限于高温影响：热带、亚热带的低纬度树木分布边界则受限于低温影响。气候变暖将影响气候带向地球的两极方向移动，为了适应日益暖化的环境，树种将向温湿度适宜的较高纬度移动。
上海位于北亚热带和中亚热带交界处，气候变暖给上海引种热带、南亚热带新优植物，局部营造热带景观带来便利。譬如，经过园林部门的多年努力，加拿利海枣、银海枣、华盛顿棕榈、布迪椰子、苏铁、深山含笑、乐昌含笑等热带、亚热带喜高温树种已成功引种，且能在上海露地越冬。同时，鉴于上海传统植被成份中常绿树种较多，落叶秋色叶景观缺乏，气候变暖导致北方色叶树种在上海生长有减弱趋势，但热带、亚热带中部和南部的部分色叶树种在上海营造秋景则成为可能。例如，北美枫香秋季叶为黄色、紫色或红色，落叶时间晚，形成秋景持续时间长：地中海荚花期10月初便可见小花蕾到翌年3月盛花期；红色枝干的长隔木等的引进增添观叶、观花、观干皮的秋季景象，丰富了上海秋季景观。
近年，上海园林植物引种的范围不断扩大，园林植物的种类和数量不断丰富。新的园林植物常常导致某些病虫危害严重，新记录病虫害种类不断出现。如北美红枫类树种的引进，致使光肩星天牛数量增加；栾树的大量种植，使得栾多态毛蚜危害加重；北美枫香的种植，使得小蠹类害虫危害逐年加重。不断升高的气温，使本就处在高发、易发形势下的上海园林树木病虫害不断出现新的变化，从而使本地区园林病虫害的发生和危害趋势更为复杂，给园林树木选择和快速成景带来了更大的难度。
2气候变暖对园林树木病虫害的影响
2.1气候变暖对树木虫害的影响
根据有效积温法则在适温区内，温度升高，有利于昆虫的生长发育。研究发现，虫害开始发生的时间及危害面积、损失程度均与暖年出现时间相吻合。气候变暖导致了昆虫世代数增加，繁育能力增殖。譬如，对棕榈科植物有致死能力的蛀干害虫红棕象甲在温度为19℃时，世代周期为255.7天，产卵量平均为30粒；温度升高到26℃时，世代周期仅为115天，产卵量平均为260粒。据报道，红棕象甲在热带地区可以1年繁殖21代。温度升高，红棕象甲的生命周期缩短，在单位时间内红棕象甲为满足其生长需要会加快取食，导致其对棕榈科植物危害速度增快、危害程度加重。此外，气候变暖还会提高害虫的越冬存活率。早春气温回升早使蚜虫等许多害虫的繁殖期提前，危害期延长。
值得注意的是，气候变暖显著地改变了昆虫的地理分布边界，对上海而言，气候变暖导致一些南方地区多见的害虫。近年来在上海危害逐渐严重起来。譬如，发生在广州的扶桑绵粉蚧近年来在上海已经有发现。大量较暖地区的园林植物引入上海，导致一些新害虫的出现，且数量剧增。重阳木锦斑蛾、樟脊冠网蝽、异榉长斑蚜、杨小舟蛾、茶蓑蛾等新害虫已经在上海较大范围内蔓延，造成了严重的危害。
2.2气候变暖对树木病害的影响
树木在不同的气温条件下，所遭受的病害危害程度存在一定的差异。李忠、晏克庄研究指出：银杏茎腐病（Macrophomina phaseoli）在高温下病情明显比低温时严重：炭疽病的发生一般从6月开始。7-9月时危害逐渐加重，与温度高低呈现出正相关关系。
气候变暖使一些病害危害提前，树木病害发生时期提早或延长、病害危害严重程度加剧、流行范围扩大。池再香等对从江县椪柑黄龙病害研究发现，在1981-2005年，气候变暖导致椪柑果树黄龙病病害加重，并且有迅速传播蔓延的特点。杨树腐烂病病菌在10℃以下低温时基本处于休眠状态，在温度升高到25℃～30℃时，孢子萌发最快。
气候变暖。加拿利海枣引入上海后带来了加拿利海枣灰斑病、加拿利海枣叶尖枯等病害；金叶女贞叶斑病、狭叶十大功劳白粉病等目前在上海发生广泛，并对植物造成较严重的危害。
2.3气候变暖改变树木抗病虫害能力的机理
气候变暖对树木生长发育、抗性能力等方面均有相关的影响，尤其是对寒带、温带树木的影响最为显著。气温升高，改变树木原有的生长节律，致使春季物候期提前，秋季物候期推后，整个生长季延长。增加了植物成熟时间和秋季霜冻时间重叠的可能，导致物种生殖失败。气候变暖也会使有些树木春季开花提前，如紫荆，樱花等，加大了树木遭受春季霜冻的可能性。由于温度升高，有些树木入冬前开花，如连翘，导致植物早熟发育不良，树木抗寒能力下降，影响树木的营养物质循环和平衡，从而导致抵抗病虫害的能力下降心。
气候变暖，病虫害具有适生期延长、繁殖率高、发育速率加快、世代数增加、取食范围和数量扩大等特点，使得树木病虫害种类及数量均有增加的趋势。温度升高的同时影响树木的物候期及生长发育的变化，由于植物与病虫害对升温反应的差异，导致两者之间同步性发生改变，但这种异步关系并不会无限扩大，随着病虫害对生境的适应而缩小。
春季温度升高也可促使昆虫提前产卵，它的天敌却无法预测春季的气温变化，两者同步性产生差异。植物一害虫一天敌原有属性关系的改变，也会造成树木病虫危害程度的变化。
3上海园林树木抗病虫能力现状
上海多数绿地种植密度较高，通风、透光性较差，阴暗潮湿的环境有利于刺吸性蚧虫类、蚜虫类、木虱类等害虫的繁殖生长。害虫数量的增多，对园林树木的危害日趋加剧。
近30年来，上海园林树木品种增加迅速，虽达600多种，但大多数新引树木种植在植物园、上房园艺等试验基地。城市其他园林绿地种植的树木种类较少，结构简单，自然生态调控能力弱，加之受城市人为干扰较大，在这些不利因素综合影响下，园林树木抗性减弱，病虫害发生、发展趋势日渐严重。如抗病虫害能力较强的香樟于20世纪90年代在上海大面积种植后。病虫危害明显增加。经调查，目前上海园林绿地中香樟的病虫害已超过50多种。
大量种植未经驯化的外来树种。改变其生境导致长势变弱，随植株而来的病虫害在缺少及时有效防御情况下，一旦暴发将很难控制，若扩大蔓延，有可能造成较大损失。
为快速成景，大量的大树移植，一旦处理不当，树木的生长能力减弱，甚至死亡。有些绿地为快速成坪，在大树移栽后立即铺草皮卷，使得树木根部土壤透气性不良。透水性差，给刚移栽的树木生长带来不利影响。这些都将会导致树木抵抗病虫害能力下降。
4提高上海园林树木抗病虫害能力应对策略
气候变暖并不是逐年、月、日的变暖，而是气温在一定时间内统计值总趋势升高。冬季变暖能够提高病虫害的越冬能力，原本不能越冬或越冬成活率不高的病虫害，暖冬可提高其成活率，害虫数量的增多致使园林树木受害加重。春季变暖，可以使病虫害的始见期提前、危害期延长。加拿利海枣叶尖枯、柿广翅蜡蝉、樟木虱等病虫害近10年来在上海地区数量增多，危害呈加重趋势。
4.1因地制宜，适地适树的种植设计
气候变暖导致了一些园林树木抗病虫害能力发生改变，给园林树木选择、种植和养护管理提出了新要求。在此背景下，园林树木应该尽量选择具有野生性状、抗性适应性强、地域分布广的树种。如在上海存活百年以上的古树树种：南翔古猗园的香樟，青浦大观园的银杏、小叶黄杨，经过百年依然生长旺盛，说明该树种能很好地适应上海地区的气候变化和土壤条件，可进行培养繁殖，扩大种植。
4.2提高生物多样性
生物多样性是抑制和降低病虫害暴发的一项重要因素，害虫的食性决定了它在自然环境中的食物来源和性质，害虫在取食植物过程中表现出一定的选择性偏好。非寄主植物通过自身的次生代谢物抑制害虫对它的取食，以避免或减少本身受害。单一树种易导致病虫害的大面积发生。这也是为什么人工林总是比原始森林病虫危害面积大、危害严重的原因。通过对园林树种自身特点的分析，选择抗性强的树种。有针对性地对绿地进行植物配置，在增强景观丰富度的同时，提升生物多样性，抵抗病虫的危害，减少病虫害发生。
4.3提高绿地规划的科学性
加强绿地规划、种植设计的科学性，避免高密度种植、转主寄生植物在同一群落、同一系统出现。加强种植设计的合理性，避免大色块高密度的种植形式，增强绿地通风、透光，为物种多样性提供良好的生存环境。
部分害虫的食性会随其不同的发育期、世代或季节的变化而发生变化，产生转主寄生现象。加强具有转主寄生现象病虫害的研究，并整理病虫害名录，列出与病虫害对应的寄主名录。在规划设计过程中避免转主寄生树木在同一群落、同一系统中出现。
提高天敌转主寄主在园林养护管理中的应用，有利于天敌种群的自然繁衍与延续，都能起到控制多种害虫发生、蔓延的目的。
4.4加强综合防治、生物防治技术措施的实施
园林施工具有一次性的特点，而树木生长周期长，能维持相对稳定的生态环境。近年来国内外学者利用园林自身特点，积极研究病虫害防治的新技术新方法。生态调控就是其中一种有效的新方法，该法是在稳定的生态环境中，通过食物链上园林植物、害虫、天敌之间的相互作用关系，调节有利于有益生物生存的环境，建立复杂的食物链关系，从而起到保护园林树木，抑制害虫暴发，建立稳定、良性循环的生态系统。
生物防治有助于重建稳定的生态结构，增加园林内有益生物、基因等因素。各种自然生物间相互作用，使园林内部生态系统趋于平衡，从而控制病虫危害。
4.5自我维护的园林取代化学防治的无序蔓延
化学防治因其方便快捷、易使用、见效快等特点，是目前园林病虫害防治的主要方法。但大面积喷洒农药在杀死目标害虫的同时，也危害了其他生物，使有益生物减少甚至消失。目标害虫的耐药性增强，一旦再次暴发，危害将更加猖獗，也易导致次要病虫害上升为主要病虫害。
过多的人为介入，会破坏园林生态系统原有的平衡和自我调节机制。因此，尽可能减少对绿地的人为干扰，发挥生态调控机能，建立稳定的生态环境，可以提高园林植物自我修复能力。
4.6寻求适应气候变暖的近自然林生态弹性策略
生态弹性力是指生态系统自我维护、自我调节，及其抵抗外界各种压力、扰动能力的大小。自然界几千年甚至上万年形成的稳定的生态系统具有一定的生态弹性力，而植物在整个自然生态系统中起到一定的控制性作用。
气候变暖背景下，在城市中搭建既有抗病虫害能力，又有观赏性的生态群落，是目前急需解决的问题。根据上海地带性植被特征，选择适宜树种，营建近自然林带，构建多世代、多层次的城市森林群落，在城市森林中实现植物种群的自然定居和繁衍，丰富城市生态系统结构，增强城市生态系统抗病虫害的弹性力。
4.7整理科学规范的园林树木病虫害分类名录
将常见园林树木病虫害名录细化整理，并对每种树木的病害、虫害分别建立名录。将病虫害在上海危害的历史记录进行整理，对温度升高后扩散快的病虫害及寄主植物种植范围广或成片种植的树木，编制制定重点防护名录。
5结语
近30年来，上海市园林植物的种类不断丰富，经常引进大量的国内外新品种，在丰富园林景观效果的同时，园林病虫害的种类和危害性日趋复杂，从而影响绿地系统的生态安全。对于外来树种，做好引种驯化，在基本适应上海环境后再进行大面积种植：同时要做好有害生物风险分析，对树种的病虫害预先做好系统分析及预测，编制出有效的病虫害防治预案。此外，在增加区域树种丰富度的同时考虑树种间抗病虫害能力的互补性，避免单一树种的大色带种植。养护管理过程中减少化学药剂的使用，多采取生物防治、生态调控等防范措施，逐步恢复城市园林生态系统自我修复能力。生态规划和种植设计要科学合理，以营造自然景观，增强生物多样性，提高树种的抗病虫害能力。
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