焦枯病对莽树的损失估计
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本文作者：朱建华1郭文硕2陈红梅1吴建勤3陈全助1孟祥民2作者单位：1.三明市森林病虫害防治检疫站2.福建农林大学林学院
森林病虫害损失估计是制定经济阈值的根据，是综合治理的基础［1－3］。准确评估森林病害损失，不仅有利于加强预防措施，提高森林经营水平和森林病害防治能力，还可为监测病害发生，合理投入救灾经费，有效防治提供科学依据。桉树是世界著名的速生树种，也是福建省重要的三大速生用材树种之一。桉树焦枯病是一种世界性的桉树苗木、幼树的重要病害，是重要的检疫性有害生物，给我国南方各省的桉树人工林造成严重损失。笔者从2005年开始进行桉树焦枯病损失估计的研究，以期为合理制定防治指标、综合治理该病提供依据。
1材料与方法
1.1野外调查方法
试验地设在永安市大坑采育场的桉树焦枯病发生区，桉树林分密度为1800株/hm2，标准地面积15hm2，林分内分布有不同感病级别的植株。采取均匀分布、典型整群抽样方法设置样株，以株为单位分级，分别在2005年2月和2006年2月调查标准地内桉树胸径、树高，按照福建省桉树二元立木材积公式［4］:V=0.00003546D1.782514957H1.256710514计算平均单株材积，进一步计算胸径、树高和材积的年平均生长量。桉树焦枯病分级标准参照［5－6］。
1.2不同病级与桉树各生长因子间的关系
从所调查的150株样树中，每个发病等级挑选6株作为代表株，以其胸径、树高和材积年平均生长量为标准，采用方差分析和新复极差测验法多重比较等方法分析桉树焦枯病不同发病等级对桉树胸径、树高和材积生长量的影响，并进行差异性比较。
1.3不同病级与桉树各生长因子损失率的关系及模型的建立
以桉树健康级即Ⅰ级各生长因子年平均生长量为标准，其它各病级胸径、树高、材积的年平均生长量与其作比较，计算出各生长因子的损失率。计算公式如下(略)。
利用DPS软件对各个生长因子的发病等级与损失率分别进行简单线形回归、指数回归、逻辑斯蒂(Logistic)和理查德(Richards)的非线性回归分析，分别确定不同生长因子的损失估测模型，根据各个模型的拟合度确定各生长因子损失率的最优化模型［7－9］。
1.4桉树焦枯病的损失估计方法
1.4.1利用损失估测模型推导
用通过调查数据所建立的不同病级与各生长因子损失率的最优化模型，推导出桉树样地各生长因子的损失率。样地损失率计算公式如下:C=∑mi=1Li×MiN(i=1，2，3，4，5，6)式中:C为不同生长因子的单位面积损失率;Li为1～m发病等级生长因子的损失率;Mi为1～m发病等级调查株数;N为调查总株数。
1.4.2利用调查实测数据计算
用林间调查的树高、胸径、计算出的材积数据值和各发病等级的材积年平均生长量，计算所测样地的总材积损失量;再根据所调查的样株数求出单株材积年平均损失量，之后根据单位面积株数求得单位面积材积损失量;进一步求得损失率，也就是采取单位面积材积生长量的损失估计确定不同的发病等级的林分受害程度。
病害损失量计算公式如下［10］:（略）。
2结果与分析
2.1发病情况调查结果
共调查标准地150株样树，平均病情指数为35.33。其中，发病Ⅰ级27株、Ⅱ级43株、Ⅲ级37株、Ⅳ级21株、Ⅴ级15株、Ⅵ级7株，大部分属轻微到中等或中等偏上发病程度，健康和死亡植株都占有一定的比例。
2.2不同病级与桉树生长量的关系
在上述150株标准株中，每一病级各抽取6株代表株，用其胸径年平均生长量、树高年平均生长量和材积年生长量数据进行分析处理。
2.2.1不同病级与胸径生长量的关系
由表1及方差分析可知，F=24.473＞F0.01(5，30)=4.018，表明不同发病等级对桉树胸径年平均生长量存在着极显著差异。进一步用新复极差测验表明:胸径年平均生长量，健康植株Ⅰ级与Ⅱ、Ⅲ级差异显著，而与Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级差异极显著;Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级与Ⅴ、Ⅵ级也存在极显著差异。由此可见，桉树焦枯病发病等级达到Ⅱ级水平时便对桉树胸径生长造成影响，而到Ⅳ级时便影响严重，且随着病情加重，影响也随之加重。
2．2．2不同病级与树高生长量的关系
由表2及方差分析说明，不同发病等级对桉树树高年平均生长量的影响存在着极显著差异(F=129.568＞F0．01(5，30)=4.018)。进一步用新复极差测验表明，树高年平均生长量，健康植株Ⅰ级与Ⅱ级，Ⅱ级与Ⅲ级差异不显著;而Ⅰ级与Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级，Ⅱ、Ⅲ级分别与Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级，Ⅳ级与Ⅴ、Ⅵ级差异极显著。由此可见，桉树焦枯病发病等级达到Ⅲ级时就已经给桉树的高生长带来了极显著影响，并且随病情加重，影响的程度也随之加重。
2．2．3不同病级与材积生长量的关系
由表3及方差分析表明不同发病等级对桉树材积的年平均生长量的影响存在着极显著差异(F=69.862＞F0．01(5，30)=4.018)。进一步用新复极差测验法表明，材积年生长量，Ⅰ级与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级存在着极显著差异;Ⅱ级与Ⅲ级间存在显著差异，而与Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级间存在极显著差异;Ⅲ、Ⅳ级与Ⅴ、Ⅵ级，以及Ⅴ级与Ⅵ级之间均存在极显著差异。由此可见，桉树焦枯病发病等级达到Ⅱ级的时候就给桉树的材积生长带来了极显著的影响，并且随病情的加重危害也逐渐加重。
2．3不同病级与各生长损失率关系及模型的建立
采用表4中的胸径、树高和材积3个不同生长因子数据，利用DPS计算机统计软件对发病等级与损失率分别进行了简单线形回归、指数回归、逻辑斯蒂(Logistic)和理查德(Richards)的非线性回归分析，分别确定了不同因子的损失估测模型，结果见表5。
从表5数据比较表明:胸径损失估测模型以线性模型为最优，即L=－8.0768+7.0926X，方差分析F=76.2142，P=0.0009，达到极显著水平，Durbin-Watson统计量值为1.8676，接近2，R2=0.9501，拟合效果很好;其次是指数模型L=3.1132exp(0.417809X)，F=67.4368，P=0.0012，达到极显著水平，决定系数次于线性的，拟合效果也很好。
树高的损失估测模型以逻辑斯蒂模型为最优，即L=36.4783/［1+exp(5.3923－1.3028X)］，方差分析的F值为117.3535，P=0.0014，达到极显著水平，决定系数R2=0.9874，拟合效果很好，而且模型中K=36.4782%，可以作为树高损失率的参考极限值，实际的损失率肯定不可能随着病级的增大而无限制的增加，永远都不会到达100%，从这个意义上讲逻辑斯蒂模型更符合逻辑;其次是线性模型L=－10.9587+7.249X，方差分析的F值为70.8351，P=0.0011，达到极显著水平，而且Durbin-Watson统计量的值为1.7224，决定系数R2=0.9465，拟合效果也不错。
材积的损失估测模型以线性模型为最优，即L=－10.5759+11.9257X，方差分析的F值为348.4764，P=0.0001，效果非常明显，达到极显著水平，而且Durbin-Watson统计量的值为2.0209，接近2，而决定系数R2=0.9887，非常接近1，拟合效果非常好。
由此，通过选择最优模型的方式，得出胸径、树高和材积的损失率估测模型分别为:胸径:线性模型L=－8.0768+7.0926X树高:逻辑斯蒂模型L=36.4783/［1+exp(5.3923－1.3028X)］材积:线性模型L=－10.5759+11.9257X
2.4桉树焦枯病的损失估计
2.4.1利用损失估测模型推导
根据2.3结果，桉树焦枯病材积的损失估测模型以线性模型为最优，即L=－10.5759+11.9257X，将发病情况调查数据带入该数学模型，其中N=150，各病级株数取值为M1=27，M2=43，M3=37，M4=21，M5=15，M6=7。将以上数据代入以下损失公式即可算出样地的损失率。（过程略）。
2.4.2利用调查实测数据计算
通过计算所得的健康级桉树单株的材积年平均生长量为0.032613，即A=0.032613，其它各病级桉树的材积年平均生长量分别为0.027336，0.024173，0.021205，0.017468，0.011902，即B1=0.032613，B2=0.027336，B3=0.024173，B4=0.021205，B5=0.017468，B6=0.011902，另外取M=1800，N=150，各病级株数取值为N1=27，N2=43，N3=37，N4=21，N5=15，N6=7。将以上所有数据带入到损失计算公式可得:（略）。
对利用损失估测模型推导和调查实测数据计算两种结果进行相对误差和精度检查，相对误差为1.32%，精度为98.68%。说明建立的损失估测模型精度较高，可供生产使用。目前福建省栽植桉树人工林有20万hm2以上，笔者初步调查，全省发病面积约为0.75万hm2，由本文得出的桉树材积年损失率为23.53%，桉树单株年平均出材量0.032613m3，可得桉树年平均出材量为0.032613m3×1800株/hm2=58.7034m3/hm2，如果按照目前桉树原木销售价格500元/m3计算，年经济损失就是58.7034m3/hm2×0.75万hm2×500元/m3×23.53%×10－4=0.518亿元。由此可见，桉树焦枯病对桉树带来的重大经济损失。
3结论与讨论
本研究从病害群体的角度给出了桉树焦枯病所致林木生长损失的一个初步量化指标。这就是桉树焦枯病对桉树生长的影响是明显的，当发病等级达到Ⅱ级时便对胸径生长造成影响，而到Ⅳ级时影响就严重了;发病等级达到Ⅲ级时给树高生长带来了极显著影响，严重阻碍树高的生长;发病等级达到Ⅱ级时就已经给材积生长带来了极显著的影响，严重阻碍了材积的生长。当病害发生分别达到上述3个等级时，随着病情的加重对胸径、树高和材积的生长影响程度会越来越严重。桉树焦枯病不同发病等级的损失率估测模型，胸径和材积以简单线性模型为最优，树高以逻辑斯蒂模型为最优。本文对利用损失估测模型推导和调查实测数据计算两种结果进行相对误差和精度检查，结果表明建立的损失估测模型具有较高精度，可供生产使用。
目前焦枯病给福建省桉树人工林带来巨大经济损失。本研究结果表明桉树人工林发病后，材积年损失率估计可达23.53%。据此估计全省年经济损失可达0.518亿元以上。损失估计是对群体发病损失的实际情况的概率趋近过程，其精度非常重要。由于人力、财力的限制，本研究是在选取了少部分样株的情况下进行的，各样株之间发病情况差异较大，因此利用小面积来估测大面积的损失势必误差较大。如果面积、范围能更大一些，精度会更高。另外，桉树焦枯病的发生不只是造成林木的直接经济损失，其间接损失难以估测，譬如社会效益和生态效益。因此，各生态因子和社会因子对桉树焦枯病发病损失的综合影响，有待于进一步研究。