克罗地亚无梗花栎林急性橡树衰退（AOD）首次记录与病害发生及严重程度评估

《Annals of Forest Science》：Acute Oak Decline in pedunculate oak forests in Croatia: first record and assessment of disease occurrence and severity

　　

摘要 关键信息：急性橡树衰退（Acute Oak Decline, AOD）已在克罗地亚无梗花栎（Quercus robur L.）林的22个地点被确认；在确诊地点评估的2,580棵树中，21.0%出现茎干流汁（stem bleeding）症状，地点水平发病率介于0.83%至58.33%，单棵树最多出现19处流汁，表明该病害分布广泛但发病率和严重程度具有很强的异质性。 背景：急性橡树衰退（AOD）已成为欧洲橡树林的主要威胁。作为一种由细菌病原体、Agrilus属甲虫和环境胁迫相互作用形成的复杂衰退综合征，了解其分布和流行病学状况对于病害监测和森林管理至关重要。然而，其在东南欧无梗花栎（Quercus robur L.）林中的发生和流行病学状况仍知之甚少。 目的：本研究评估了克罗地亚无梗花栎林中的AOD，以确定病害的发生和严重程度，并为未来的监测和流行病学研究提供参考点。 方法：在2024–2025年期间，研究人员在克罗地亚72个地点对出现症状的无梗花栎进行了调查。对具有茎干流汁病斑的树木进行细菌分离和多重实时荧光定量PCR（multiplex real-time PCR）检测AOD相关细菌。通过症状树的比例和每棵树的茎干流汁病斑数量来评估病害的发生和严重程度。 结果：AOD在克罗地亚多个无梗花栎林中被确认，表明该综合征已在克罗地亚境内建立，而非局限于孤立的爆发点。在22份样本中检测到Brenneria goodwinii Denman et al. 2012，而在11份样本中鉴定出Gibbsiella quercinecans Brady et al. 2010，且后者总是与B. goodwinii共存。病害发生率范围为0.8%至58.3%，克罗地亚东部的严重程度最高。 结论：AOD在地理上已广泛分布于克罗地亚的无梗花栎林中，但其发病率和严重程度具有很强的异质性。由于本次横断面调查无法确定受影响范围或病害严重程度是否正在增加，因此需要进行重复的标准化监测，以识别可能的扩张、检测高发地点的变化，并指导基于风险的森林管理。

1. 研究背景

橡树林正日益受到由生物与非生物胁迫因子相互作用驱动的复杂衰退综合征的威胁。其中，急性橡树衰退（Acute Oak Decline, AOD）已成为影响欧洲橡树最重要的森林健康问题之一。AOD与一个多细菌联合体相关，主要包括Brenneria goodwinii、Gibbsiella quercinecans、Rahnella victoriana以及较少见的Lonsdalea britannica，同时伴随珠宝甲虫（Agrilus spp.）的定殖。受感染树木通常表现出纵向茎干病斑伴暗色渗出物、内层树皮坏死、树冠衰退以及特征性的Agrilus甲虫羽化孔，树木常在出现流汁症状后的五至六年内死亡。自最初在英国被描述以来，AOD已在越来越多的欧洲国家被报道，表明该病害比先前认知的更为普遍。

克罗地亚最早关于AOD的证据来自地中海地区的冬青栎（Quercus ilex L.）林，这引发了人们对这一病害复合体也可能出现在该国广阔的大陆性无梗花栎（Quercus robur L.）林中的担忧。然而，在冬青栎上观察到的综合征在若干方面不同于经典的无梗花栎AOD描述。因此，AOD在大陆性无梗花栎林中的发生、分布和流行病学状况此前一直未知。

无梗花栎是欧洲生态和经济上最重要的阔叶树种之一，构成了中欧和东南欧大部分低地森林生态系统的基础。在克罗地亚，无梗花栎林面积约21万公顷，是最宝贵的森林资源之一。近几十年来，这些森林日益面临多种胁迫因素，包括长期干旱、水文条件改变、入侵害虫以及日益频繁的极端天气事件，这些都可能降低树木活力并增加其对衰退综合征的易感性。

鉴于无梗花栎的生态和经济重要性，以及欧洲各地AOD报告数量的增加，关于克罗地亚无梗花栎林中AOD发生和严重程度信息的缺失构成了重要的知识空白。确定AOD当前的流行病学状况对于未来的病害监测、风险评估和制定基于证据的森林管理策略至关重要。

2. 研究方法

研究人员采用了野外调查与实验室分析相结合的方法。首先，在2024至2025年间，研究人员在克罗地亚全国范围内无梗花栎的整个分布区进行了调查，共涉及72个地点，覆盖约630公顷林地，约占克罗地亚温带橡树林面积的3%。森林管理者经过培训后识别典型AOD症状并报告茎干流汁现象。随后，研究人员从出现症状的树木上采集拭子和树皮样本。实验室分析在英国西英格兰大学（University of the West England, UWE）和英国森林研究所（Forest Research）进行，包括：①对树皮切片进行细菌分离培养；②提取细菌DNA并进行16S rRNA和gyrB基因扩增测序以进行物种鉴定；③采用多重实时荧光定量TaqMan PCR（multiplex real-time TaqMan PCR）技术，特异性检测四种AOD相关细菌（B. goodwinii、L. britannica、R. victoriana和G. quercinecans）。在实验室确认阳性后，研究人员返回现场进行严重程度评估，在每个确诊地点随机抽取120棵树（南北向60棵，东西向60棵），记录每棵树是否存在茎干流汁及其数量（至3米高度），并测量胸径（Diameter at Breast Height, DBH）作为树龄代理指标，同时记录Agrilus sp.羽化孔的存在情况。统计分析使用了Spearman秩相关系数、Pearson相关系数、普通最小二乘回归和泊松广义线性模型（Generalised Linear Models, GLMs）。

3. 研究结果

3.1 症状：在克罗地亚无梗花栎林中记录了典型的AOD症状，包括林分内树木上的流汁病斑。陈旧干燥的流汁病斑伴随Agrilus sp.羽化孔相对少见，表现出这些症状的树木通常处于衰退末期。

3.2 AOD发生（国家尺度）：在72个调查地点中，22个地点表现为茎干流汁症状阳性且AOD细菌检测呈阳性，具体检测到B. goodwinii，且在11/22的地点还检测到G. quercinecans。这表明AOD发生在克罗地亚约3%的温带橡树林中。最常检测到的AOD相关细菌是B. goodwinii，在所有22个地点均被鉴定出；G. quercinecans出现频率较低（11个地点），且总是与B. goodwinii同时存在。L. britannica和R. victoriana未在样本中检出。在多个地点以极低数量检测到AOD流汁症状表明，AOD可能比以前认为的更广泛，但强度很低，因此其存在迄今可能未被记录。

3.3 AOD发病率和严重程度：在22个确诊地点共检查了2,580棵树，其中542棵树（21%）至少有一种细菌阳性。发病率在不同地点间差异显著，从不足1%到58.33%（Vinkovci地点）不等，平均发病率为21.21%。严重程度方面，单棵树的最大流汁数量记录为19处。研究人员提出了五个严重程度分类标准（以120棵树中患病百分比计）：可忽略（0-10%）、轻度（11-20%）、中度（21-30%）、重度（31-40%）和极重度（>41%）。关于胸径（DBH）与流汁数量的关系，合并数据显示两者之间存在微弱但显著的负相关，但解释力很低（R2=0.011）。在调整地点效应后，DBH每增加10厘米，预期流汁数量的发生率比率（Incidence Rate Ratio, IRR）为1.058，表明DBH的影响高度依赖于具体地点：在某些地点大树流汁更多，在另一些地点则更少，在大多数地点无显著关系。

3.4 Agrilus sp.羽化孔的存在：所有调查地点的Agrilus羽化孔发生率普遍较低。最高发生率记录于Lipovac（10.0%的树有羽化孔）。在九个地点未观察到任何羽化孔。总体而言，仅有1.74%的调查树木检测到Agrilus羽化孔，表明调查时该迹象的视觉观察流行率较低。

4. 讨论与结论

本研究表明，AOD在克罗地亚无梗花栎林中已广泛分布，但发生情况具有显著的空间异质性。与之前的一些研究相比，本次发现的细菌群落多样性较低，B. goodwinii占主导地位，而L. britannica和R. victoriana未被检出，这可能反映了地理差异、病害阶段差异或采样材料差异。值得注意的是，在克罗地亚冬青栎上曾检测到后两种细菌，表明同一国家内不同橡树物种和生态区域的细菌组合可能存在差异。此外，Agrilus羽化孔的低频率并不排除昆虫对病害发展的贡献，因为羽化孔仅证明成虫已完成羽化，可能低估了当前的幼虫定殖。研究人员强调，将AOD纳入克罗地亚国家森林健康监测体系是必要的。由于本次横断面调查无法确定病害范围或严重程度是否在增加，因此需要对相同地点和树木进行重复的标准化评估，以识别时间变化、确定病害发展的主要驱动因素，并评估AOD是否会成为克罗地亚橡树衰退中日益重要的组成部分。研究结论翻译如下：“AOD在地理上已广泛分布于克罗地亚的无梗花栎林中，但其发病率和严重程度具有很强的异质性。由于本次横断面调查无法确定受影响范围或病害严重程度是否正在增加，因此需要进行重复的标准化监测，以识别可能的扩张、检测高发地点的变化，并指导基于风险的森林管理。”