楊樹飛絮成災(zāi)的形成機理與治理研究

摘 要：楊樹是我國北方的標(biāo)志性樹種，也是我國的重要綠化植物。從外在因素和內(nèi)在因素分析了楊絮的成災(zāi)因素，探討了飛絮與氣象因子間的變量關(guān)系，介紹了楊絮的危害，并提出了一些關(guān)于楊絮的治理措施。

關(guān)鍵詞：楊樹；生物學(xué)特性；成災(zāi)因素；與氣象因子間的關(guān)系；楊絮危害；治理措施

中圖分類號：S725 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）05–000-03

楊樹（Populus L.）屬于楊柳科、楊屬，喬木，樹皮平滑或縱裂；具頂芽，稀無頂芽，芽鱗數(shù)枚，被毛或有黏質(zhì)。枝分長短枝，髓心五角狀。葉互生，卵形、菱形至三角形；萌枝葉與成年葉，長枝葉與短枝葉同型或異型；葉柄圓柱形或側(cè)扁，有時頂端有腺點。柔荑花序，常先葉開放；苞片頂端銳裂或條裂，膜質(zhì)，早落；雄蕊4～6枚[1]。著生在薄片狀花盤內(nèi)；雌花花盤杯狀、盤狀或斜卵形。蒴果2～4瓣裂。種子細(xì)小，多數(shù)，基部有細(xì)絲狀毛。楊樹是我國北方的常見樹種。楊樹樹種較多，我國現(xiàn)有50多種楊樹，可劃歸為青楊（Tacamahaca）、白楊派（Leuce）、黑楊派（Aigeiros）、胡楊派（Turanga）、大葉楊派（Leucoides）[2]。楊樹主干端直、挺拔，樹冠昂揚，喜光、耐寒，抗風(fēng)、耐旱、易栽植、生長快，是城鄉(xiāng)環(huán)境綠化、農(nóng)田防護林和水土保持林的重要綠化樹種[3-4]。楊樹具有抗性強、樹形優(yōu)美、生長迅速，主要分布于華北、華中、西北、東北等地方。

1 楊絮的成災(zāi)因素

1.1 外在因素

1.1.1 我國森林資源匱乏，木材供需嚴(yán)重失衡，需求缺口量大

中華人民共和國成立之初，森林覆蓋率僅有8.6%，生態(tài)環(huán)境脆弱，時常受沙塵天氣影響，木材供給能力不足。自改革開放以來，我國經(jīng)濟建設(shè)進入快速發(fā)展期，木材需求量劇增，每年國家進口大量木材才能滿足市場需求。

數(shù)據(jù)分析顯示，我國木材需求量總體呈上升趨勢，已升至1億m3，木材對外依存度高達50%左右，木材需求缺口大，為國家速生林基地建設(shè)提供了發(fā)展機遇（圖1、圖2）。

1.1.2 楊樹生長迅速，出材量大

楊樹抗性強、生長迅速、樹形優(yōu)美，是當(dāng)時北方造林綠化和園林綠化的首選。種植速生楊樹品種，是在短期內(nèi)解決國家木材短缺的重要途徑，可以改善生態(tài)環(huán)境。在各種因素的促成下，“北方楊（樹）家將，南方沙家浜（杉樹）”漸成局面，楊樹雌性品種迅速鋪遍半個中國，三北防護林體系建設(shè)工程、京津風(fēng)沙源治理工程、速生豐產(chǎn)用材林建設(shè)等林業(yè)工程實施中大量栽植速生楊。截至2015年，我國楊樹人工林保存面積約667萬hm2，居世界之首。楊樹已成為膠合板、纖維板、造紙、衛(wèi)生筷和包裝業(yè)的重要工業(yè)原料，這也為日后飛絮成災(zāi)埋下伏筆。

1.1.3 楊樹生態(tài)效益和社會效益顯著

楊樹具有巨大的防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源、保持土壤、固碳供氧、凈化環(huán)境、防護和生物多樣性等功能，生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、社會效益顯著。據(jù)北京市園林綠化科學(xué)研究院研究測算，一株胸徑20 cm的楊樹，一年可以吸收二氧化碳172 kg，釋放氧氣125 kg，滯塵16 kg。楊樹林還能吸塵降噪，吸收氟化氫、氯化物、氰化物、苯等有害氣體，分泌殺菌素，產(chǎn)生負(fù)離子，清新空氣美化環(huán)境。在全國造樹的氛圍感染下，轟轟烈烈的全民綠化建設(shè)中，雌株楊樹作為主要樹種被大力種植。

1.1.4 樹形雄壯優(yōu)美

楊樹樹形高大雄偉、整齊、迅速成林，能防風(fēng)沙，吸收廢氣，且綠化時間長、樹冠濃密、綠期長，成為城市園林綠化的優(yōu)選方案之一。北方城市園林綠化方面大量引入雌株楊樹栽植。據(jù)北京園林部門摸底調(diào)查，截至2018年底，全市建成區(qū)內(nèi)約有200萬株楊樹雌株，占園林綠化喬木總量的5.4%。

1.2 內(nèi)在因素

楊絮是楊柳科植物繁衍后代的自然演替現(xiàn)象。楊樹的種子通常在春季和夏季之間成熟，這些種子外被許多細(xì)小的白色絨毛，形成一種叫作楊絮的結(jié)構(gòu)。絨毛結(jié)構(gòu)可以幫助種子傳播到其他地方，以利于楊樹繁殖后代。每棵雌株一個生長季能夠生成30萬～1 500萬枚楊絮，平均重量達1 kg。起飛后的楊絮四處飄揚，當(dāng)環(huán)境中的楊絮數(shù)量達到環(huán)境最大吸附能力時，環(huán)境中到處彌漫著楊絮而引發(fā)生態(tài)災(zāi)害。

2 飛絮與氣象因子間的變量關(guān)系

溫度、濕度、風(fēng)、降水等氣象因子，與揚絮活動存在促進或抑制現(xiàn)象。

2.1 溫度

當(dāng)日平均氣溫穩(wěn)定超過15 ℃時，促進雌株楊樹蒴果成熟，開裂、吐絮，種子外被絨毛舒展，在風(fēng)的作用下開始揚絮。氣溫因子與蒴果開裂速度、揚絮濃度呈正相關(guān)。

2.2 空氣濕度

空氣濕度影響楊樹蒴果的開裂速度和楊絮脫水速度。空氣濕度與楊樹蒴果的開裂速度和楊絮脫水速度呈反相關(guān)，當(dāng)濕度減小時，楊樹蒴果的開裂速度和楊絮脫水速度加快，利于楊絮飛揚；反之，則楊樹蒴果的開裂速度和楊絮脫水速度降低，抑制楊絮飛揚。

2.3 風(fēng)

風(fēng)是影響楊絮飛揚的關(guān)鍵氣象因子和動力來源。風(fēng)為揚絮活動提供拉、曳力和向上浮力，這正是楊絮飛揚的動力來源。風(fēng)速與揚絮強度呈正相關(guān)，而與風(fēng)向無關(guān)聯(lián)。

2.4 降水

降水是抑制楊絮飛揚的關(guān)鍵氣象因子。降水既可增加楊絮的濕度和含水量，增加其自身重量，抑制其起飛；又可利用雨滴吸附和地表徑流的沖刷作用，凈化空中及地面的楊絮[5]。

氣象因子決定楊樹飛絮每年實際發(fā)生時間，其中，溫度影響楊樹花芽的分化、花期及果實成熟期；濕度影響蒴果的開裂速度；風(fēng)為揚絮提供強大的動力支撐；降水過程既降低溫度、增加濕度，又通過水滴吸附、地表徑流的沖洗，降低空氣中的飛絮濃度和地表絮團量。

揚絮活動強度與溫度、風(fēng)速呈正相關(guān)，但與空氣濕度，以及降水過程的強度、次數(shù)、持續(xù)時間呈反相關(guān)。當(dāng)降水過程的強度越大、次數(shù)多、持續(xù)時間越長，則越不利于飛絮，直至結(jié)束飛絮活動；當(dāng)空氣濕度在70%以下時，可形成揚絮，當(dāng)空氣濕度達到85%以上時，則阻止飛絮發(fā)生?？傊?，當(dāng)溫度增高，風(fēng)速增大，空氣相對濕度降低，降水過程越少，則越有利于揚絮活動；反之，則抑制揚絮活動。

3 楊絮的危害

楊絮是雌株楊樹種子外被的絨毛?；ㄆ?—5月，日平均氣溫穩(wěn)定超過15 ℃，楊樹雌株蒴果成熟、開裂，種子借助絨毛飄散，尋找合適場所繁殖后代，形成漫天飛舞的楊絮。一般樹齡越大產(chǎn)生的飛絮越多[6-7]。楊絮的主要危害有：一是楊絮會飛入行人或司機的眼睛，誘發(fā)交通安全事故；二是吸入飛絮容易誘發(fā)哮喘、慢性支氣管炎等呼吸道疾?。蝗谴碳げ糠制つw過敏者，出現(xiàn)小紅疹、紅腫和感癢等癥狀；三是污染環(huán)境，影響美觀；四是大量匯集的飛絮團，易誘發(fā)火災(zāi)安全事故。

4 楊絮的治理措施

大量的楊樹飛絮給人們生產(chǎn)生活和出行帶來諸多不便，科學(xué)治理楊絮，備受社會關(guān)注。從相關(guān)文獻來看，當(dāng)前我國楊絮治理措施主要有以下3個方面。

4.1 更新樹種

楊樹的速生性、適應(yīng)范圍廣和抗鹽堿、抗災(zāi)能力強是北方其他造林樹種暫不可替代的。研究者認(rèn)為，在原有楊樹林集中種植區(qū)逐步去雌栽雄，大力推廣更新雄株楊樹或無飛絮楊樹新品種，是解決我國木材供需平衡、保障國家經(jīng)濟安全、治理楊絮致災(zāi)問題的關(guān)鍵措施。在城鄉(xiāng)綠化中統(tǒng)籌兼顧，逐步淘汰雌性楊樹，將現(xiàn)有雌性楊樹替換為其他鄉(xiāng)土樹種或特色樹種，或構(gòu)建楊樹與其他樹種搭配，營造喬木型、喬灌型等類型混交林。當(dāng)前，多數(shù)省市已經(jīng)逐步進行飄絮雌性楊樹的更替工作，主要措施是選用較好的鄉(xiāng)土樹種和大力引進、推廣種植無絮楊樹新品種。但完全替代楊樹種植的做法不合理，楊樹是我國重要的經(jīng)濟和用材樹種；大面積的雄性系楊樹種植會出現(xiàn)抵御病蟲害的能力降低、生長減緩、病死樹增多的現(xiàn)象。

4.2 人工激素處理，抑制雌花形成

通過樹干打孔注射國光“植緣”、河南鄭氏化工的“抑絮靈”等抑絮制劑，通過楊樹輸導(dǎo)組織，擴散至樹體各部分。赤霉酸進入樹體后會打破樹體原有激素平衡，抑制楊樹花芽形成，使楊樹少開花或不開花，從而達到第二年楊絮減量或不形成飛絮的目標(biāo)，較大限度降低了楊飛絮對空氣質(zhì)量和人體健康帶來的危害。在抑制飛絮的同時可促進樹體營養(yǎng)生長，從而提高雌株的樹勢，樹干增粗，生長更加旺盛。采取抑絮劑治理楊樹飄絮，整體治理成效顯著，雌株無絮率達到90%以上，對生態(tài)環(huán)境影響小。采用人工激素處理，存在一定的弊端：其一，樹干注射形成的創(chuàng)傷易引發(fā)病原菌入侵，誘發(fā)潰瘍、腐爛等楊樹枝干性病害；其二，注射成本較高，不宜大面積推廣；其三，促進頂端優(yōu)勢，抑制側(cè)芽生長。

4.3 高枝嫁接，截干處理

通過截除雌株樹冠，在其主枝上嫁接雄性接穗，做到去雌變雄，減少飛絮的產(chǎn)生源。高枝嫁接治理弊端是：其一，高枝嫁接成本高，經(jīng)濟、社會效益不明顯；其二，樹體損傷大，嫁接后養(yǎng)護難度大，樹勢恢復(fù)慢，在實際生產(chǎn)中可行性不高[8]。

在森林公園、濕地公園、城市主干道兩側(cè)的高大楊樹可采取斷枝修剪，即截干，截干1次能維護2～3年。結(jié)合休眠期養(yǎng)護管理，對楊樹分批實施重度回縮修剪，提高樹勢，減少開花。

4.4 霧炮鎖絮，減少飛絮漂浮時間

防治使用原理就是利用高壓水霧抑制塵土、飛絮。在飛絮時期，對城市周邊的濕地公園、片林等區(qū)域采用高壓水霧噴灌車或噴灌槍等設(shè)備，進行噴灑作業(yè)，達到降塵降絮效果。

4.5 清掃收絮，提高除塵降絮效率

加強與環(huán)衛(wèi)、市政部門的協(xié)調(diào)溝通，加密清掃車、沖洗車清掃臺次或頻率，及時清理收集地面楊絮，避免飛絮二次飛揚。

4.6 加強楊樹種質(zhì)資源收集和評價利用

楊樹種質(zhì)資源收集與保護利用是確保國家生態(tài)安全和林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是緩解國家木材供需矛盾，落實“兩山”理論的重要舉措。以優(yōu)勢科研院所、高等院校為依托，搭建專業(yè)化、智能化資源鑒定評價與基因發(fā)掘平臺，建立全國統(tǒng)籌、分工協(xié)作的楊樹種質(zhì)資源鑒定評價體系；深化重要經(jīng)濟性狀形成機制、群體協(xié)同進化規(guī)律、基因組結(jié)構(gòu)和功能多樣性等研究，加快高通量鑒定、等位基因規(guī)?；l(fā)掘等技術(shù)的應(yīng)用；開展楊樹種質(zhì)資源表型與基因型精準(zhǔn)鑒定評價，深度發(fā)掘優(yōu)異種質(zhì)、優(yōu)異基因，構(gòu)建分子圖譜庫，強化育種創(chuàng)新，加快培育出更多更優(yōu)的速生、適應(yīng)廣、抗逆性強的無絮楊樹新品種。

4.7 加快中國楊樹主栽培區(qū)品種全面更新?lián)Q代和升級

從技術(shù)角度講，選育無絮楊樹新品種是治理楊絮的根本措施。當(dāng)前，林業(yè)科研機構(gòu)一直在積極選育不飄絮且速生、抗逆性強的楊樹新品種，已選育推廣了“南林3412”“南林862” “南林3804”“南林46”“北林雄株1號”“北林雄株2號”等無絮新品種，并大面積栽植，經(jīng)濟效益顯著。

利用分子標(biāo)記技術(shù)、生化測定等方法鑒定楊樹的雌雄株性別并標(biāo)識，從中篩選生長速度快、抗性強的雄性單株和雄性不育的楊樹優(yōu)良無性系，利用扦插、組織培養(yǎng)等無性繁殖體系，實現(xiàn)楊樹優(yōu)良性狀保持和快速繁殖，推廣楊樹優(yōu)良品種的種植，通過楊樹雄性無性系替代原有楊樹品種種植，改善楊樹飄絮現(xiàn)狀。通過以上措施既保留了楊樹的經(jīng)濟、社會、生態(tài)價值，又實現(xiàn)了生物多樣性和林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1] 任憲威.樹木學(xué)（北方本）[M].北京：中國林業(yè)出版社，1997.

[2] 徐梅卿，周旭東，樸春根.中國不同栽培區(qū)楊樹品系及其病害種類[J].林業(yè)科學(xué)研究，2009，22（5）：705-714.

[3] 呂宏山.吉林省東部地區(qū)楊樹生物學(xué)特性及栽培管理情況分析研究[J].農(nóng)家參謀，2017（20）：90.

[4] 李秀娟，梁云虹，張志輝，等.楊樹葉片的微觀結(jié)構(gòu)及拉伸特性[J].吉林大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2012，42（S1）：440-443.

[5] 唐赟，秦成云，湯潔，等.楊樹飛絮與氣象條件關(guān)系研究[J].安徽林業(yè)科技，2015，41（4）：24-26.

[6] 趙廣杰，韓風(fēng)，周海洋，等.河南省楊絮的發(fā)生危害及治理對策[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2015，35（16）：95.

[7] 時厚林.淺談楊絮的危害及治理[J].現(xiàn)代園藝，2020（8）：211 -212.

[8] 劉新棟，季洪亮，劉彩云.楊樹飛絮治理初探：以濰坊學(xué)院為例[J].濰坊學(xué)院學(xué)報，2020，20（6）：7-9.

作者簡介：曹東偉（1976—），男，河南偃師人，工程師，研究方向為林草資源培育。