昆崳山林區(qū)赤松赤枯病病基指數(shù)模型*

胡瑞瑞 梁 軍 謝 憲 黃詠槐，4 張英軍 張星耀,

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所 國家林業(yè)和草原局森林保護(hù)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100091； 2.天津市植物保護(hù)研究所 天津 300384； 3.昆崳山森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站 煙臺(tái) 264100； 4.廣東省林業(yè)科學(xué)研究院 廣州 510520)

森林病害的暴發(fā)主要是由病原物種群密度失調(diào)引起的，而其種群密度既受生物因素的影響，又受環(huán)境因素的作用。如： 寄主植物對(duì)病原菌較強(qiáng)的系統(tǒng)抗性可以降低病原物的種群密度(Alabouvetteetal., 2006)； 非寄主植物揮發(fā)物對(duì)有害生物的拒避或引誘行為影響有害生物在林分中的分布和數(shù)量(張獻(xiàn)英等, 2014)； 人類活動(dòng)顯著影響森林生態(tài)系統(tǒng)，既可通過木產(chǎn)品貿(mào)易增加病害的引進(jìn)率(Potteretal., 2016)，又可通過在當(dāng)?shù)睾途坝^尺度上采用特定的管理方法來優(yōu)化自然病害(Daineseetal., 2017)。因此，上述因子中的任何一項(xiàng)或幾項(xiàng)都有可能引起病原物種群密度的驟然增大，造成病害的暴發(fā)(Evans, 2014)。在眾多因子中，無法定量判斷每一項(xiàng)因子(林分因子、立地因子或氣候因子等)對(duì)病害產(chǎn)生的作用等級(jí)，因此，需要有一種方法，能夠?qū)⒂绊懖『Πl(fā)生的某項(xiàng)因子從綜合因子中分離出來，定量評(píng)價(jià)其對(duì)該區(qū)域的病害潛在發(fā)生程度的作用等級(jí)。

赤松赤枯病(Pestalotiopsisfunerea)(Sousaetal., 2010; Orlikowskietal., 2014)是森林生態(tài)系統(tǒng)中主要為害松屬樹種幼齡葉部的病害，赤松(Pinusdensiflora)、馬尾松(P.massoniana)、黑松(P.thunbergii)、多脂松(P.resinosa)等均受到不同程度的危害。赤松赤枯病主要分布于我國南方各省份，在膠東半島也有分布。在南方主要為害馬尾松、海岸松(P.pinaster)、濕地松(P.elliottii)、油松(P.tabulaeformis)等。但作為我國東北地區(qū)優(yōu)良造林樹種之一的樟子松(P.sylvestrisvar.)，也遭受著赤枯病的為害(徐陽等, 2017)。赤枯病主要危害松樹的新葉，但發(fā)病嚴(yán)重時(shí)也會(huì)使2年生針葉受害，甚至引起枯梢(梁軍等, 2016)，甚至影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(Lietal., 2012)。在山東半島東部的昆崳山區(qū)，分布著我國面積最大的天然赤松林，純林面積約占該區(qū)森林總面積的70%，在保持水土、涵養(yǎng)水源、凈化空氣等方面發(fā)揮著重要的生態(tài)功能。近年來，當(dāng)?shù)爻嗨闪诸l繁遭受松赤枯病的威脅，大量赤松的針葉受害，及時(shí)開展對(duì)當(dāng)?shù)厮沙嗫莶〉恼{(diào)控機(jī)制和防治措施的研究是一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。

森林有害生物的生態(tài)控制是利用寄主植物、有害生物、天敵和生態(tài)環(huán)境之間復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，來實(shí)現(xiàn)對(duì)病原物、害蟲等的調(diào)控與管理(梁軍等, 2005)。近年來，在森林有害生物生態(tài)控制方面，分別就森林病蟲害與林分結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)、植物多樣性以及森林植物聯(lián)結(jié)性等方面進(jìn)行過深入研究(孫志強(qiáng)等, 2010; 朱彥鵬等, 2012; 潘琪等, 2014; 梁軍等, 2016)。但尚未對(duì)森林病害發(fā)生的主要影響因素(林分因子、立地因子)對(duì)其潛在發(fā)生程度的定量評(píng)價(jià)的報(bào)道。另外，以往的研究(A’Brook, 2010; Koneetal., 2017; 張小麗等, 2017)常用發(fā)病率或病情指數(shù)來評(píng)價(jià)森林病害的發(fā)生狀況，但這些指標(biāo)對(duì)病害的發(fā)生結(jié)果均以定量的數(shù)值表示，未對(duì)病害發(fā)生的立地影響程度進(jìn)行等級(jí)的劃分。鑒于此，本研究提出了赤松赤枯病病基指數(shù)的概念和這一概念指標(biāo)的定量方法，從而能夠定量評(píng)價(jià)出不同的立地對(duì)該病害潛在發(fā)生程度的作用等級(jí)。

1 研究區(qū)概況

昆崳山(121°41′34″—121°48′04″E，37°11′50″—37°17′22″N)位于山東半島東部，東與黃海毗鄰，北與渤海相望，山脈地跨威海和煙臺(tái)兩界，總面積1 5416.5 hm。該區(qū)域受暖溫帶季風(fēng)氣候影響，氣候溫和，年均氣溫12.3 ℃，年降水量為800～1 200 mm，年均相對(duì)濕度62.6%，無霜期200～220天。土壤多為棕壤，且大部分為沙質(zhì)壤土。森林類型有赤松林、黑松林、日本落葉松(Larixkaempferi)/杉木(Cunninghamialanceolata)林、針葉樹-麻櫟(Quercusacutissima)林、針葉樹-雜木林和闊葉林6種。赤松林作為昆崳山的主要建群種，從山麓至海拔800 m均有分布。赤松主要受松赤枯病、枯梢病(Sphaeropsissapinea)和松材線蟲(Bursaphelenchusxylophilus)等病原物侵染和昆崳山腮扁葉蜂(Cephalciakunyushanica)、松毛蟲(Dendrolinmusspectabilis)和松干蚧(Matsucoccusmatsumurae)等害蟲為害。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置

依據(jù)昆崳山二類森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)提供的信息，于2017年5—8月進(jìn)行樣地的選取并展開調(diào)查工作。選取林齡相對(duì)一致(34±2)年、林相整齊、空間分布均勻的赤松純林，設(shè)立121個(gè)臨時(shí)調(diào)查樣地(30 m×30 m)。

2.2 調(diào)查方法

赤松林木的發(fā)病率采用踏查法進(jìn)行調(diào)查，記錄樣地內(nèi)赤松總株數(shù)和患病樹木株數(shù)，病情指數(shù)采用“五點(diǎn)法”，即在每塊樣地內(nèi)的4個(gè)角及中心各取2株，共10株赤松進(jìn)行調(diào)查，然后對(duì)10株的株病情指數(shù)進(jìn)行平均獲得。對(duì)單株赤松樣木分上、中、下3層，東、南、西、北4個(gè)方向用高枝剪各取1枝枝條，統(tǒng)計(jì)每枝的發(fā)病情況。將每個(gè)樣本枝條的針葉視為底面積近似相同的圓柱形，所以每枝針葉病斑面積與針葉面積比可轉(zhuǎn)化為二者長度之比。實(shí)測各枝條針葉病斑長度占針葉長度的比例，按五級(jí)分級(jí)加權(quán)平均數(shù)法(柴建萍等, 2010)對(duì)株病情指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，枝條病害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 赤枯病病害枝條分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 The branch grading standard of the pine needle blight

枝條針葉病斑面積比(%)=

(1)

株病情指數(shù)=

(2)

(3)

調(diào)查樣地的林分密度、平均樹高、胸徑、枝下高、郁閉度、冠幅6個(gè)林分因子。其中，樹高、枝下高、胸徑和冠幅通過調(diào)查上述10株樣本木獲得，郁閉度使用CI-110冠層數(shù)字成像儀(CID Inc., Vancouver, Washington State USA)測得。

2.3 病基指數(shù)的定性

森林病原物的種群密度由生物因素和環(huán)境因素共同決定，包括寄主植物、病原物的特性、環(huán)境條件及人類活動(dòng)等。對(duì)同一研究區(qū)域的純林生態(tài)系統(tǒng)而言，氣候條件相似，特定病原物對(duì)同一種寄主植物的侵染能力相同，且同一樹種感、抗病的能力亦相同。本文將所研究的樣地選定在處于自然演化狀態(tài)或人為干擾方式、強(qiáng)度一致的純林生態(tài)系統(tǒng)中，即影響同一研究區(qū)域純林中森林病害害發(fā)生的四大因素基本相同。但在同一森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部，常出現(xiàn)因林分結(jié)構(gòu)和立地條件的不同使病害的發(fā)生程度不同的現(xiàn)象。所以，此時(shí)可將影響特定病害發(fā)生狀況的差異歸因于純林林分因子和立地因子的綜合作用。

基于森林病害發(fā)生的基本原理，將影響同一研究區(qū)域內(nèi)純林發(fā)生特定病害嚴(yán)重程度的差異歸因于林分因子和立地因子的綜合作用。為了定量評(píng)價(jià)與某純林林分因子共同作用后，立地因子對(duì)特定病害潛在發(fā)生程度的作用等級(jí)而提出的指標(biāo)，稱為病基指數(shù)(disease based index，DBI)，其值域?yàn)?～100，定量描述其作用等級(jí)的前提是對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行量化。

2.4 病基指數(shù)定量方法

病基指數(shù)的定量方法包含以下9個(gè)步驟：

2.4.1 樣地的設(shè)立 在林齡相對(duì)一致的純林生態(tài)系統(tǒng)中選定標(biāo)準(zhǔn)樣地，并以特定病害作為研究對(duì)象。

2.4.2 病情指數(shù)的調(diào)查、記錄 調(diào)查特定純林的主要病害的發(fā)生情況，然后按五級(jí)分級(jí)加權(quán)平均數(shù)法求出病情指數(shù)，用它作為病基指數(shù)模型的縱坐標(biāo)。

2.4.3 林分因子的調(diào)查 調(diào)查指標(biāo)和方法參見1.2.2。

2.4.4 關(guān)鍵林分因子的篩選 通過逐步回歸法對(duì)上述林分因子進(jìn)行篩選，將選出的某個(gè)關(guān)鍵林分因子或某幾個(gè)關(guān)鍵林分因子組成的綜合變量作為病基指數(shù)模型的自變量。

2.4.5 基準(zhǔn)點(diǎn)的確定 基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)病基指數(shù)模型的影響十分顯著，選擇不當(dāng)會(huì)影響對(duì)病情指數(shù)的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。本研究將基準(zhǔn)點(diǎn)定義為主曲線的病情指數(shù)為50時(shí)對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵林分指標(biāo)值。

2.4.6 備選主曲線模型的建立 先通過80%的樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)在散點(diǎn)圖中的分布趨勢，初步確定主曲線的類型，如對(duì)數(shù)模型、線性模型或指數(shù)模型等。然后初步擬合出幾條效果較好的曲線作為病基指數(shù)模型的備選主曲線，備選方程模型表示為Q=f(x)，式中x為經(jīng)逐步回歸分析后，篩選的某個(gè)關(guān)鍵林分因子或由某幾個(gè)關(guān)鍵林分因子組成的綜合變量。

2.4.7 主曲線模型的確定和評(píng)價(jià) 主曲線模型的評(píng)價(jià)包含兩部分： 第一，對(duì)所構(gòu)建的病基指數(shù)模型本身的評(píng)價(jià)，主要通過決定系數(shù)R2和均方根誤差RMSE來評(píng)價(jià)； 第二，利用未參加建模的數(shù)據(jù)(20%樣本數(shù)據(jù))對(duì)由病基指數(shù)模型推算出的病情指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，除R2和S外，還選用平均誤差MAE、總體相對(duì)誤差TRE和平均預(yù)估誤差MPE 3個(gè)指標(biāo)，確定模型的擬合效果和可靠性(惠剛盈等, 2010; 馬克西等, 2018)。因此，先通過第一步評(píng)價(jià)在備選模型中確定精度較高的模型為最終使用的病基指數(shù)模型，然后通過第二步評(píng)價(jià)，對(duì)所選用的病基指數(shù)模型進(jìn)行場外檢驗(yàn)。檢驗(yàn)公式為：

決定系數(shù)：

(4)

均方根誤差：

(5)

平均誤差：

(6)

總體相對(duì)誤差：

(7)

平均預(yù)估誤差：

(8)

2.4.8 主曲線的繪制 通過選定的方程模型繪制主曲線圖，主曲線代表“所有立地條件下的各樣本病害的發(fā)生程度與關(guān)鍵林分因子之間的關(guān)系”。理論上，如果每個(gè)樣地的病情指數(shù)的差異均由林分因子引起，則主曲線圖中各點(diǎn)應(yīng)落在主曲線上。但實(shí)際中很多點(diǎn)沒有落在主曲線上，且距主曲線有不同的離差，這種現(xiàn)象正是由各樣地的立地對(duì)病害的發(fā)生具有不同的作用及誤差所引起。所以為了將立地對(duì)病害潛在發(fā)生程度的作用等級(jí)進(jìn)行歸類，即表示成不同的級(jí)別，本研究通過拉伸主曲線得不同的DBI曲線來完成。

2.4.9 曲線群的建立 采用等比值法，以病情指數(shù)為50時(shí)的林分要素值為基準(zhǔn)點(diǎn)，以主曲線為中心，通過等比值法分別向上、向下各擬合出2個(gè)函數(shù)模型，共5個(gè)函數(shù)模型，這5個(gè)函數(shù)模型在林分要素值基準(zhǔn)點(diǎn)的值分別為10、30、50、70、90，此值代表了特定病害在純林中由于立地的不同而表現(xiàn)的潛在發(fā)生程度，即不同病基指數(shù)的值，可以用Ⅰ級(jí)—極輕度病害發(fā)生、Ⅱ級(jí)—輕度病害發(fā)生、Ⅲ級(jí)—中度病害發(fā)生、Ⅳ級(jí)—重度病害發(fā)生、Ⅴ級(jí)—特重度病害發(fā)生表示。

2.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用SPSS軟件(22.0版)進(jìn)行逐步回歸分析，采用Origin作赤松赤枯病病情指數(shù)與關(guān)鍵林分因子的曲線圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 赤松赤枯病病基指數(shù)主曲線

3.1.1 影響赤松赤枯病關(guān)鍵林分因子的篩選 選用逐步回歸法對(duì)影響赤枯病病情指數(shù)的林分因子進(jìn)行篩選。由表2可知，影響病情指數(shù)大小的關(guān)鍵林分因子有林分密度和枝下高2個(gè)，二者可解釋病情指數(shù)57.10%的變化(R2=0.571 0)，且對(duì)病情指數(shù)的影響效果也極顯著(F=86.704，P<0.01)。其中林分密度可以解釋病情指數(shù)54.9%的變化(r2=0.549 0)，表明林分密度是林分因子中影響病情指數(shù)的關(guān)鍵因子。所以，選用林分密度作為赤枯病病基指數(shù)建模的自變量。

表2 赤松赤枯病與林分因子的線性相關(guān)分析Tab.2 The statistical analysis between Japanese red pine needle blight and stand factors

3.1.2 赤松赤枯病備選主曲線模型的建立 先通過散點(diǎn)圖中各點(diǎn)的分布趨勢，初步確定主曲線的種類，然后在Origin8.0中建立下列3個(gè)模型，將其作為備選主曲線。

式中，Q表示病情指數(shù)，x表示林分密度。

3.1.3 赤松赤枯病主曲線模型的確定和評(píng)價(jià) 利用80%(97個(gè))的樣本數(shù)據(jù)分別擬合模型(9)—(11)式，并根據(jù)(4)和(5)式計(jì)算決定系數(shù)R2和均方根誤差RMSE，其結(jié)果見表3。綜合各擬合方程的決定系數(shù)R2和均方根誤差RMSE及林地中病害隨林分密度發(fā)生的實(shí)際規(guī)律，確定林分密度—赤松赤枯病病情指數(shù)的主曲線方程為Q=65.61/(1+e-0.001 5x+2.32)，計(jì)算得林分密度基準(zhǔn)點(diǎn)為2 340株·hm-2，表示在該林分密度下，赤松林樣地發(fā)生赤枯病的嚴(yán)重程度是50。擬合方程的R2=0.519 8，說明該主曲線方程的擬合效果較好，影響赤松赤枯病病情指數(shù)的51.98%是由林分密度引起的，尚有48.02%由以立地因子為主的其他因素或誤差引起。

表3 各主曲線擬合方程Tab.3 The fitting result of each guide curve

確定主曲線方程的表達(dá)式后，用未參與建模的24個(gè)(20%)樣地的數(shù)據(jù)對(duì)Q=65.61/(1+e-0.0015x+2.32)進(jìn)行場外檢驗(yàn)。5個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)分別是R2=0.500 2，RMSE=14.5073，MAE=9.825 7，TRE=-0.55%，MPE=5.35%。TRE非常趨向于0，說明模型可信度高； 而MPE為5.35%，說明模型平均預(yù)估精度是94.65%。

2.1.4 赤松赤枯病主曲線的繪制 通過方程模型繪制主曲線(圖1)，主曲線呈“S”型。當(dāng)林分密度小于500株·hm-2時(shí)，病情指數(shù)隨林分密度的增加而緩慢上升，說明低密度的赤松林對(duì)病情指數(shù)的影響較??； 當(dāng)林分密度在500～2 250株·hm-2之間時(shí)，病情指數(shù)隨著林分密度的增大而顯著增大； 當(dāng)林分密度大于2 250株·hm-2時(shí)，病情指數(shù)隨林分密度的增加幅度變緩。

圖1 赤松赤枯病病基指數(shù)主曲線Fig.1 The guide DBI curve of Japanese red pine needle blight

3.2 赤松赤枯病病基指數(shù)曲線群

由主曲線Q=65.61/(1+e-0.001 5x+2.32)得：

QⅠ、QⅡ、QⅢ、QⅣ和QⅤ分別表示曲線群中5條病基指數(shù)曲線的病情指數(shù)。曲線群圖(圖2)所示，病基指數(shù)Ⅴ表示所處林地的立地對(duì)赤松赤枯病的作用等級(jí)(影響程度)最大，赤枯病發(fā)生最嚴(yán)重，說明這類立地與赤松不匹配。代入式(16)計(jì)算得，當(dāng)密度接近2 700株·hm-2時(shí)，該樣地的病情指數(shù)為100； 在這種類型的林地中，要使病情指數(shù)處于較低水平(<50)，則需將赤松的密度調(diào)控在1 340株·hm-2以內(nèi)。對(duì)病基指數(shù)Ⅰ的林地而言，其所處立地對(duì)赤松赤枯病的潛在發(fā)生程度的作用等級(jí)小，赤枯病在這樣的赤松林中極輕度發(fā)生； 病情指數(shù)在約小于2 250株·hm-2的范圍內(nèi)有較小幅度的增加，之后趨于平緩。理論上講，在不考慮林木生產(chǎn)力的情況下，可以大密度種植赤松，因?yàn)樵谶@類型的立地中，赤松遭受赤枯病菌侵染的程度很低。

圖2 赤松赤枯病病基指數(shù)曲線群Fig.2 The DBI curve group of Japanese red pine needle blight

3.3 赤松赤枯病病基指數(shù)的應(yīng)用

根據(jù)病基指數(shù)的定義，凡位于2條中線范圍內(nèi)的點(diǎn)均表示同一等級(jí)的病基指數(shù)。為更準(zhǔn)確、簡便地在病基指數(shù)曲線群圖中判斷出某赤松(34±2)年純林地的病基指數(shù)狀況，需在上述病基指數(shù)曲線群(圖2)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)按等比值法擴(kuò)展出4條中線(圖3)，4條中線的表達(dá)式如下：

Q20=26.24/(1+e-0.001 5x+2.32)，

(17)

Q40=52.49/(1+e-0.001 5x+2.32)，

(18)

Q60=78.73/(1+e-0.001 5x+2.32)，

(19)

Q80=104.98/(1+e-0.001 5x+2.32)。

(20)

式中：Q20、Q40、Q60和Q80表示林分密度基準(zhǔn)點(diǎn)處的病情指數(shù)分別為20、40、60和80。即若樣本點(diǎn)落在Q20以下時(shí)，則該赤松林地的病基指數(shù)為Ⅰ； 若樣本點(diǎn)落在[Q20，Q40)區(qū)間內(nèi)，則該赤松林地的病基指數(shù)為Ⅱ； 若樣本點(diǎn)落在[Q40，Q60)區(qū)間內(nèi)，則該赤松林地的病基指數(shù)為Ⅲ； 若樣本點(diǎn)落在[Q60，Q80)區(qū)間內(nèi)，則該赤松林地的病基指數(shù)為Ⅳ； 當(dāng)樣本點(diǎn)落在中線Q80及以上，則該赤松林地的病基指數(shù)為Ⅴ。

若調(diào)查某赤松(34±2)年純林林地的林分密度是1 250株·hm-2，病情指數(shù)為57.5，則基于病基指數(shù)曲線群(含中線)圖(圖3)，此點(diǎn)落在中線Q80以上，所以按照上述病基指數(shù)曲線群圖應(yīng)用的依據(jù)，可知該樣地的病基指數(shù)為Ⅴ，即立地因子對(duì)赤松赤枯病潛在發(fā)生程度的作用等級(jí)為Ⅴ級(jí)； 若所調(diào)查林地的林分密度是1 500株·hm-2，病情指數(shù)為25，則查閱赤松赤枯病病基指數(shù)曲線群圖可知此點(diǎn)落在中線[Q40，Q60)區(qū)間內(nèi)，說明該樣地的病基指數(shù)為Ⅲ，即赤松赤枯病在此立地條件下輕度(Ⅲ級(jí))發(fā)生。

圖3 赤松赤枯病病基指數(shù)曲線群(含中線)Fig.3 The DBI curve group of Japanese red pine needle blight disease (Containing midcourtline)

4 討論

昆崳山森林生態(tài)系統(tǒng)已將近40年沒有使用化學(xué)防治的方法對(duì)森林病蟲害進(jìn)行處理，整個(gè)林區(qū)森林人為干擾少，基本上處于自然狀態(tài)，在全國比較罕見。昆崳山森林的自然生長狀態(tài)為研究森林演替過程，病蟲害的發(fā)生規(guī)律及生物多樣性的變化提供了理想的場所。昆崳山是我國赤松天然林的原生地和分布中心，在該地區(qū)的分布面積有11 546.3 hm2。大面積的赤松天然林為本研究提供了充足的純林樣地，且在昆崳山區(qū)的赤松純林中，病蟲害種類較少，可以減少對(duì)所研究病害相關(guān)指標(biāo)的干擾。

以昆崳山區(qū)相對(duì)同齡的赤松純林為研究對(duì)象建立病基指數(shù)模型，逐步回歸確定林分密度是影響赤枯病發(fā)生的關(guān)鍵因子。關(guān)鍵因子法在不影響模型精度的前提下，可以達(dá)到簡化的目的。依據(jù)本研究提出的病基指數(shù)模型的建立方法，建立赤松赤枯病病基指數(shù)主曲線模型和曲線群圖。主曲線的表達(dá)式為：Q=65.61/(1+e-0.001 5x+2.32)，其決定系數(shù)R2=0.519 8，均方根誤差RMSE為14.159 1，場外檢驗(yàn)結(jié)果顯示MPE=5.35%，表明主曲線方程的預(yù)估精度是94.65%，符合精度要求和赤枯病隨密度發(fā)生的實(shí)際規(guī)律，該模型可以應(yīng)用到森林病蟲害的實(shí)踐控制中。

所形成的曲線群包含5條曲線，它們?cè)陉P(guān)鍵林分密度的值分別為10、30、50、70、90，此值代表了赤枯病在赤松純林中由于立地的不同而表現(xiàn)的潛在發(fā)生程度，或是立地對(duì)赤枯病潛在發(fā)生程度的作用等級(jí)，即不同的病基指數(shù)值。自下而上分別表示為： Ⅰ級(jí)為極輕度病害發(fā)生，Ⅱ級(jí)為輕度病害發(fā)生，Ⅲ級(jí)為中度病害發(fā)生，Ⅳ級(jí)為重度病害發(fā)生，Ⅴ級(jí)為特重度病害發(fā)生。

對(duì)篩選后所確定的赤松赤枯病病基指數(shù)主曲線模型進(jìn)行場外檢驗(yàn)，各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)證明所選模型精度高且較可靠，為后續(xù)開展與此相關(guān)的研究提供了準(zhǔn)確性保障。在赤松赤枯病病基指數(shù)主曲線的基礎(chǔ)上，采用等比值法建立病基指數(shù)曲線群圖。依據(jù)病基指數(shù)曲線群圖，基于關(guān)鍵林分因子影響下的赤松純林發(fā)生赤枯病的嚴(yán)重程度，來評(píng)價(jià)所處立地對(duì)赤枯病的潛在發(fā)生程度的作用等級(jí)。由曲線群圖可知，若要使不同類型的林地發(fā)生赤松赤枯病的嚴(yán)重程度均保持在50以下，則由5條病基指數(shù)曲線便可知其對(duì)應(yīng)的林分密度。因此，通過調(diào)控不同類型林地的林分密度，可以合理、有效的管理赤松林的經(jīng)營活動(dòng)。

作為一種新概念、新指標(biāo)，赤松赤枯病病基指數(shù)可定量評(píng)價(jià)出與林分因子共同作用后立地因子對(duì)赤枯病的潛在發(fā)生程度的作用等級(jí)，為闡明赤枯病的發(fā)生機(jī)制提供新思路，突破以往單純依賴人工措施調(diào)控病害的觀念，完善了赤枯病的防治理論和生態(tài)學(xué)理論。病基指數(shù)指標(biāo)的定量，可將特定純林的立地對(duì)赤枯病的潛在發(fā)生程度的作用等級(jí)進(jìn)行劃分，為該區(qū)域特定純林的可持續(xù)經(jīng)營提供理論依據(jù)。將森林保護(hù)學(xué)與生態(tài)學(xué)緊密結(jié)合，運(yùn)用生態(tài)學(xué)理論與方法，從全新的視角解析赤枯病受林分因子、立地條件的影響過程。

5 結(jié)論

1) 對(duì)病基指數(shù)概念的定性描述是合理的，它可定量評(píng)價(jià)赤松林的立地因子對(duì)赤枯病的潛在發(fā)生程度的作用等級(jí)。2) 依據(jù)所提病基指數(shù)的定量方法建立赤松赤枯病病基指數(shù)主曲線模型，對(duì)所建模型進(jìn)行檢驗(yàn)，證明模型可靠，說明定量方法是正確的。3) 赤松赤枯病病基指數(shù)主曲線模型和曲線群圖可以為赤松純林合理、有效的管理提供理論基礎(chǔ)，將赤枯病病害的嚴(yán)重程度控制在一個(gè)較低的水平，從而達(dá)到真正實(shí)現(xiàn)森林有害生物生態(tài)控制的目的。