氣候變暖背景下上海園林樹木病蟲害的應(yīng)對(duì)策略

楊淑平 張德順 李躍忠 鞠瑞亭 劉鳴

摘要：氣候變暖不僅改變了園林樹木的生長(zhǎng)狀況，同時(shí)也影響了以樹木為寄主的病蟲害的發(fā)生動(dòng)態(tài)趨勢(shì)。園林樹木對(duì)病蟲害的響應(yīng)會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，導(dǎo)致傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)管理策略需要做進(jìn)一步調(diào)整。文章就氣候變暖對(duì)園林樹木及病蟲害的影響進(jìn)行了分析，提出了氣候變暖背景下增強(qiáng)園林樹木抗病蟲能力的應(yīng)對(duì)策略。

關(guān)鍵詞：氣候變暖，園林樹木，病蟲害防治

引言

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）在2014年公布的全球氣候變化第五次評(píng)估報(bào)告（AR5）指出：自1950年以來(lái)，全球幾乎所有地區(qū)都經(jīng)歷了升溫過程。1880-2012年，全球地表平均升溫0.85℃，尤其在1983-2012年，北半球經(jīng)歷了1400年以來(lái)最熱的30年：報(bào)告預(yù)計(jì)。到21世紀(jì)末，全球地表還將上升1.5℃-4.5℃。與全球相比，近100多年來(lái)，我國(guó)的陸地平均溫度增幅為0.5℃～0.8℃，比全球同期略高。其中，1951-2004年，增溫幅度約為0.25℃/10a，主要發(fā)生在冬季和春季。據(jù)預(yù)測(cè)，在全球升溫因素總體影響下。我國(guó)到2020年平均氣溫可能至少升高1.5℃-2.1℃，這一幅度到2050年將達(dá)到2.3℃～3.3℃，到2100年將高達(dá)3.9℃-6.0℃。我國(guó)氣候變暖呈現(xiàn)出較為明顯的地理差異，東南沿海地區(qū)增溫趨勢(shì)較內(nèi)陸地區(qū)更為顯著。

從徐家匯氣象站1951-2013年的年均氣溫距平值中可以發(fā)現(xiàn)，60年以來(lái)，上海與全國(guó)整體氣候變暖趨勢(shì)相一致，氣溫總體有變暖的趨勢(shì)，年均增溫0.07℃。但升溫幅度高于全國(guó)水平。其中，1992年年均氣溫距平值為0.1℃，是氣候轉(zhuǎn)暖的拐點(diǎn)年。

研究表明，氣候變暖可能會(huì)影響地球上幾乎所有物種的時(shí)空動(dòng)態(tài)、種間關(guān)系及其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。隨著全球變暖進(jìn)程的加劇，許多物種為適應(yīng)氣候變暖而產(chǎn)生變異。園林樹木作為維持城市生態(tài)效應(yīng)的主體，其構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)是城市中最核心的生命系統(tǒng)之一，它對(duì)氣候變化的響應(yīng)極為明顯。氣候變暖將不僅改變園林樹木的生長(zhǎng)發(fā)育、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)和分布邊界，同時(shí)也將影響以樹木為寄主的病原微生物和昆蟲的種群動(dòng)態(tài)及其危害能力。因此，在氣候變暖情景下，園林樹木對(duì)病蟲害的抗性必將發(fā)生變化，以致傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)策略需要更新或調(diào)整。本文將基于上海氣候變暖趨勢(shì)，結(jié)合近年來(lái)上海園林樹木病蟲害發(fā)生情況的分析，提出在氣候變暖情景下提高園林樹木抗病蟲能力以及加強(qiáng)病蟲防控的應(yīng)對(duì)策略。

1氣候變暖對(duì)上海園林樹木的影響

研究表明，溫度影響樹木的分布范圍。溫帶、寒帶緯度較高的樹木分布邊界受限于高溫影響：熱帶、亞熱帶的低緯度樹木分布邊界則受限于低溫影響。氣候變暖將影響氣候帶向地球的兩極方向移動(dòng)，為了適應(yīng)日益暖化的環(huán)境，樹種將向溫濕度適宜的較高緯度移動(dòng)。

上海位于北亞熱帶和中亞熱帶交界處，氣候變暖給上海引種熱帶、南亞熱帶新優(yōu)植物，局部營(yíng)造熱帶景觀帶來(lái)便利。譬如，經(jīng)過園林部門的多年努力，加拿利海棗、銀海棗、華盛頓棕櫚、布迪椰子、蘇鐵、深山含笑、樂昌含笑等熱帶、亞熱帶喜高溫樹種已成功引種，且能在上海露地越冬。同時(shí)，鑒于上海傳統(tǒng)植被成份中常綠樹種較多，落葉秋色葉景觀缺乏，氣候變暖導(dǎo)致北方色葉樹種在上海生長(zhǎng)有減弱趨勢(shì)，但熱帶、亞熱帶中部和南部的部分色葉樹種在上海營(yíng)造秋景則成為可能。例如，北美楓香秋季葉為黃色、紫色或紅色，落葉時(shí)間晚，形成秋景持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)：地中海莢花期10月初便可見小花蕾到翌年3月盛花期；紅色枝干的長(zhǎng)隔木等的引進(jìn)增添觀葉、觀花、觀干皮的秋季景象，豐富了上海秋季景觀。

近年，上海園林植物引種的范圍不斷擴(kuò)大，園林植物的種類和數(shù)量不斷豐富。新的園林植物常常導(dǎo)致某些病蟲危害嚴(yán)重，新記錄病蟲害種類不斷出現(xiàn)。如北美紅楓類樹種的引進(jìn)，致使光肩星天牛數(shù)量增加；欒樹的大量種植，使得欒多態(tài)毛蚜危害加重；北美楓香的種植，使得小蠹類害蟲危害逐年加重。不斷升高的氣溫，使本就處在高發(fā)、易發(fā)形勢(shì)下的上海園林樹木病蟲害不斷出現(xiàn)新的變化，從而使本地區(qū)園林病蟲害的發(fā)生和危害趨勢(shì)更為復(fù)雜，給園林樹木選擇和快速成景帶來(lái)了更大的難度。

2氣候變暖對(duì)園林樹木病蟲害的影響

2.1氣候變暖對(duì)樹木蟲害的影響

根據(jù)有效積溫法則在適溫區(qū)內(nèi)，溫度升高，有利于昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育。研究發(fā)現(xiàn)，蟲害開始發(fā)生的時(shí)間及危害面積、損失程度均與暖年出現(xiàn)時(shí)間相吻合。氣候變暖導(dǎo)致了昆蟲世代數(shù)增加，繁育能力增殖。譬如，對(duì)棕櫚科植物有致死能力的蛀干害蟲紅棕象甲在溫度為19℃時(shí)，世代周期為255.7天，產(chǎn)卵量平均為30粒；溫度升高到26℃時(shí)，世代周期僅為115天，產(chǎn)卵量平均為260粒。據(jù)報(bào)道，紅棕象甲在熱帶地區(qū)可以1年繁殖21代。溫度升高，紅棕象甲的生命周期縮短，在單位時(shí)間內(nèi)紅棕象甲為滿足其生長(zhǎng)需要會(huì)加快取食，導(dǎo)致其對(duì)棕櫚科植物危害速度增快、危害程度加重。此外，氣候變暖還會(huì)提高害蟲的越冬存活率。早春氣溫回升早使蚜蟲等許多害蟲的繁殖期提前，危害期延長(zhǎng)。

值得注意的是，氣候變暖顯著地改變了昆蟲的地理分布邊界，對(duì)上海而言，氣候變暖導(dǎo)致一些南方地區(qū)多見的害蟲。近年來(lái)在上海危害逐漸嚴(yán)重起來(lái)。譬如，發(fā)生在廣州的扶桑綿粉蚧近年來(lái)在上海已經(jīng)有發(fā)現(xiàn)。大量較暖地區(qū)的園林植物引入上海，導(dǎo)致一些新害蟲的出現(xiàn)，且數(shù)量劇增。重陽(yáng)木錦斑蛾、樟脊冠網(wǎng)蝽、異櫸長(zhǎng)斑蚜、楊小舟蛾、茶蓑蛾等新害蟲已經(jīng)在上海較大范圍內(nèi)蔓延，造成了嚴(yán)重的危害。

2.2氣候變暖對(duì)樹木病害的影響

樹木在不同的氣溫條件下，所遭受的病害危害程度存在一定的差異。李忠、晏克莊研究指出：銀杏莖腐?。∕acrophomina phaseoli）在高溫下病情明顯比低溫時(shí)嚴(yán)重：炭疽病的發(fā)生一般從6月開始。7-9月時(shí)危害逐漸加重，與溫度高低呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系。

氣候變暖使一些病害危害提前，樹木病害發(fā)生時(shí)期提早或延長(zhǎng)、病害危害嚴(yán)重程度加劇、流行范圍擴(kuò)大。池再香等對(duì)從江縣椪柑黃龍病害研究發(fā)現(xiàn)，在1981-2005年，氣候變暖導(dǎo)致椪柑果樹黃龍病病害加重，并且有迅速傳播蔓延的特點(diǎn)。楊樹腐 爛病病菌在10℃以下低溫時(shí)基本處于休眠狀態(tài)，在溫度升高到25℃～30℃時(shí)，孢子萌發(fā)最快。

氣候變暖。加拿利海棗引入上海后帶來(lái)了加拿利海棗灰斑病、加拿利海棗葉尖枯等病害；金葉女貞葉斑病、狹葉十大功勞白粉病等目前在上海發(fā)生廣泛，并對(duì)植物造成較嚴(yán)重的危害。

2.3氣候變暖改變樹木抗病蟲害能力的機(jī)理

氣候變暖對(duì)樹木生長(zhǎng)發(fā)育、抗性能力等方面均有相關(guān)的影響，尤其是對(duì)寒帶、溫帶樹木的影響最為顯著。氣溫升高，改變樹木原有的生長(zhǎng)節(jié)律，致使春季物候期提前，秋季物候期推后，整個(gè)生長(zhǎng)季延長(zhǎng)。增加了植物成熟時(shí)間和秋季霜凍時(shí)間重疊的可能，導(dǎo)致物種生殖失敗。氣候變暖也會(huì)使有些樹木春季開花提前，如紫荊，櫻花等，加大了樹木遭受春季霜凍的可能性。由于溫度升高，有些樹木入冬前開花，如連翹，導(dǎo)致植物早熟發(fā)育不良，樹木抗寒能力下降，影響樹木的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)和平衡，從而導(dǎo)致抵抗病蟲害的能力下降心。

氣候變暖，病蟲害具有適生期延長(zhǎng)、繁殖率高、發(fā)育速率加快、世代數(shù)增加、取食范圍和數(shù)量擴(kuò)大等特點(diǎn)，使得樹木病蟲害種類及數(shù)量均有增加的趨勢(shì)。溫度升高的同時(shí)影響樹木的物候期及生長(zhǎng)發(fā)育的變化，由于植物與病蟲害對(duì)升溫反應(yīng)的差異，導(dǎo)致兩者之間同步性發(fā)生改變，但這種異步關(guān)系并不會(huì)無(wú)限擴(kuò)大，隨著病蟲害對(duì)生境的適應(yīng)而縮小。

春季溫度升高也可促使昆蟲提前產(chǎn)卵，它的天敵卻無(wú)法預(yù)測(cè)春季的氣溫變化，兩者同步性產(chǎn)生差異。植物一害蟲一天敵原有屬性關(guān)系的改變，也會(huì)造成樹木病蟲危害程度的變化。

3上海園林樹木抗病蟲能力現(xiàn)狀

上海多數(shù)綠地種植密度較高，通風(fēng)、透光性較差，陰暗潮濕的環(huán)境有利于刺吸性蚧蟲類、蚜蟲類、木虱類等害蟲的繁殖生長(zhǎng)。害蟲數(shù)量的增多，對(duì)園林樹木的危害日趨加劇。

近30年來(lái)，上海園林樹木品種增加迅速，雖達(dá)600多種，但大多數(shù)新引樹木種植在植物園、上房園藝等試驗(yàn)基地。城市其他園林綠地種植的樹木種類較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自然生態(tài)調(diào)控能力弱，加之受城市人為干擾較大，在這些不利因素綜合影響下，園林樹木抗性減弱，病蟲害發(fā)生、發(fā)展趨勢(shì)日漸嚴(yán)重。如抗病蟲害能力較強(qiáng)的香樟于20世紀(jì)90年代在上海大面積種植后。病蟲危害明顯增加。經(jīng)調(diào)查，目前上海園林綠地中香樟的病蟲害已超過50多種。

大量種植未經(jīng)馴化的外來(lái)樹種。改變其生境導(dǎo)致長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?，隨植株而來(lái)的病蟲害在缺少及時(shí)有效防御情況下，一旦暴發(fā)將很難控制，若擴(kuò)大蔓延，有可能造成較大損失。

為快速成景，大量的大樹移植，一旦處理不當(dāng)，樹木的生長(zhǎng)能力減弱，甚至死亡。有些綠地為快速成坪，在大樹移栽后立即鋪草皮卷，使得樹木根部土壤透氣性不良。透水性差，給剛移栽的樹木生長(zhǎng)帶來(lái)不利影響。這些都將會(huì)導(dǎo)致樹木抵抗病蟲害能力下降。

4提高上海園林樹木抗病蟲害能力應(yīng)對(duì)策略

氣候變暖并不是逐年、月、日的變暖，而是氣溫在一定時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)值總趨勢(shì)升高。冬季變暖能夠提高病蟲害的越冬能力，原本不能越冬或越冬成活率不高的病蟲害，暖冬可提高其成活率，害蟲數(shù)量的增多致使園林樹木受害加重。春季變暖，可以使病蟲害的始見期提前、危害期延長(zhǎng)。加拿利海棗葉尖枯、柿廣翅蠟蟬、樟木虱等病蟲害近10年來(lái)在上海地區(qū)數(shù)量增多，危害呈加重趨勢(shì)。

4.1因地制宜，適地適樹的種植設(shè)計(jì)

氣候變暖導(dǎo)致了一些園林樹木抗病蟲害能力發(fā)生改變，給園林樹木選擇、種植和養(yǎng)護(hù)管理提出了新要求。在此背景下，園林樹木應(yīng)該盡量選擇具有野生性狀、抗性適應(yīng)性強(qiáng)、地域分布廣的樹種。如在上海存活百年以上的古樹樹種：南翔古猗園的香樟，青浦大觀園的銀杏、小葉黃楊，經(jīng)過百年依然生長(zhǎng)旺盛，說(shuō)明該樹種能很好地適應(yīng)上海地區(qū)的氣候變化和土壤條件，可進(jìn)行培養(yǎng)繁殖，擴(kuò)大種植。

4.2提高生物多樣性

生物多樣性是抑制和降低病蟲害暴發(fā)的一項(xiàng)重要因素，害蟲的食性決定了它在自然環(huán)境中的食物來(lái)源和性質(zhì)，害蟲在取食植物過程中表現(xiàn)出一定的選擇性偏好。非寄主植物通過自身的次生代謝物抑制害蟲對(duì)它的取食，以避免或減少本身受害。單一樹種易導(dǎo)致病蟲害的大面積發(fā)生。這也是為什么人工林總是比原始森林病蟲危害面積大、危害嚴(yán)重的原因。通過對(duì)園林樹種自身特點(diǎn)的分析，選擇抗性強(qiáng)的樹種。有針對(duì)性地對(duì)綠地進(jìn)行植物配置，在增強(qiáng)景觀豐富度的同時(shí)，提升生物多樣性，抵抗病蟲的危害，減少病蟲害發(fā)生。

4.3提高綠地規(guī)劃的科學(xué)性

加強(qiáng)綠地規(guī)劃、種植設(shè)計(jì)的科學(xué)性，避免高密度種植、轉(zhuǎn)主寄生植物在同一群落、同一系統(tǒng)出現(xiàn)。加強(qiáng)種植設(shè)計(jì)的合理性，避免大色塊高密度的種植形式，增強(qiáng)綠地通風(fēng)、透光，為物種多樣性提供良好的生存環(huán)境。

部分害蟲的食性會(huì)隨其不同的發(fā)育期、世代或季節(jié)的變化而發(fā)生變化，產(chǎn)生轉(zhuǎn)主寄生現(xiàn)象。加強(qiáng)具有轉(zhuǎn)主寄生現(xiàn)象病蟲害的研究，并整理病蟲害名錄，列出與病蟲害對(duì)應(yīng)的寄主名錄。在規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中避免轉(zhuǎn)主寄生樹木在同一群落、同一系統(tǒng)中出現(xiàn)。

提高天敵轉(zhuǎn)主寄主在園林養(yǎng)護(hù)管理中的應(yīng)用，有利于天敵種群的自然繁衍與延續(xù)，都能起到控制多種害蟲發(fā)生、蔓延的目的。

4.4加強(qiáng)綜合防治、生物防治技術(shù)措施的實(shí)施

園林施工具有一次性的特點(diǎn)，而樹木生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，能維持相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用園林自身特點(diǎn)，積極研究病蟲害防治的新技術(shù)新方法。生態(tài)調(diào)控就是其中一種有效的新方法，該法是在穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境中，通過食物鏈上園林植物、害蟲、天敵之間的相互作用關(guān)系，調(diào)節(jié)有利于有益生物生存的環(huán)境，建立復(fù)雜的食物鏈關(guān)系，從而起到保護(hù)園林樹木，抑制害蟲暴發(fā)，建立穩(wěn)定、良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)。

生物防治有助于重建穩(wěn)定的生態(tài)結(jié)構(gòu)，增加園林內(nèi)有益生物、基因等因素。各種自然生物間相互作用，使園林內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)趨于平衡，從而控制病蟲危害。

4.5自我維護(hù)的園林取代化學(xué)防治的無(wú)序蔓延

化學(xué)防治因其方便快捷、易使用、見效快等特點(diǎn)，是目前園林病蟲害防治的主要方法。但大面積噴灑農(nóng)藥在殺死目標(biāo)害蟲的同時(shí)，也危害了其他生物，使有益生物減少甚至消失。目標(biāo)害蟲的耐藥性增強(qiáng)，一旦再次暴發(fā)，危害將更加猖獗，也易導(dǎo)致次要病蟲害上升為主要病蟲害。

過多的人為介入，會(huì)破壞園林生態(tài)系統(tǒng)原有的平衡和自我調(diào)節(jié)機(jī)制。因此，盡可能減少對(duì)綠地的人為干擾，發(fā)揮生態(tài)調(diào)控機(jī)能，建立穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境，可以提高園林植物自我修復(fù)能力。

4.6尋求適應(yīng)氣候變暖的近自然林生態(tài)彈性策略

生態(tài)彈性力是指生態(tài)系統(tǒng)自我維護(hù)、自我調(diào)節(jié)，及其抵抗外界各種壓力、擾動(dòng)能力的大小。自然界幾千年甚至上萬(wàn)年形成的穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)具有一定的生態(tài)彈性力，而植物在整個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)中起到一定的控制性作用。

氣候變暖背景下，在城市中搭建既有抗病蟲害能力，又有觀賞性的生態(tài)群落，是目前急需解決的問題。根據(jù)上海地帶性植被特征，選擇適宜樹種，營(yíng)建近自然林帶，構(gòu)建多世代、多層次的城市森林群落，在城市森林中實(shí)現(xiàn)植物種群的自然定居和繁衍，豐富城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)城市生態(tài)系統(tǒng)抗病蟲害的彈性力。

4.7整理科學(xué)規(guī)范的園林樹木病蟲害分類名錄

將常見園林樹木病蟲害名錄細(xì)化整理，并對(duì)每種樹木的病害、蟲害分別建立名錄。將病蟲害在上海危害的歷史記錄進(jìn)行整理，對(duì)溫度升高后擴(kuò)散快的病蟲害及寄主植物種植范圍廣或成片種植的樹木，編制制定重點(diǎn)防護(hù)名錄。

5結(jié)語(yǔ)

近30年來(lái)，上海市園林植物的種類不斷豐富，經(jīng)常引進(jìn)大量的國(guó)內(nèi)外新品種，在豐富園林景觀效果的同時(shí)，園林病蟲害的種類和危害性日趨復(fù)雜，從而影響綠地系統(tǒng)的生態(tài)安全。對(duì)于外來(lái)樹種，做好引種馴化，在基本適應(yīng)上海環(huán)境后再進(jìn)行大面積種植：同時(shí)要做好有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析，對(duì)樹種的病蟲害預(yù)先做好系統(tǒng)分析及預(yù)測(cè)，編制出有效的病蟲害防治預(yù)案。此外，在增加區(qū)域樹種豐富度的同時(shí)考慮樹種間抗病蟲害能力的互補(bǔ)性，避免單一樹種的大色帶種植。養(yǎng)護(hù)管理過程中減少化學(xué)藥劑的使用，多采取生物防治、生態(tài)調(diào)控等防范措施，逐步恢復(fù)城市園林生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力。生態(tài)規(guī)劃和種植設(shè)計(jì)要科學(xué)合理，以營(yíng)造自然景觀，增強(qiáng)生物多樣性，提高樹種的抗病蟲害能力。