林木干基腐朽病原真菌是一类能够侵染寄主树木, 使木材丧失原有性质和使用价值的病原真菌。这类真菌多数属于担子菌中的非褶菌类群, 包括了我们耳熟能详的灵芝、桑黄、桦褐孔菌等众多著名的药用真菌在内的上百种真菌。他们通过分泌多种水解酶(如: 漆酶、锰过氧化物酶、纤维素酶等), 降解木材中的纤维素、半纤维素和木质素为简单糖类, 吸收作为其生长和繁殖的养分。病原菌侵染树木后, 菌丝体在树木心材部分扩展繁殖, 而不破坏树木边材, 于环境条件适宜时, 在树干上长出肉眼可见的子实体。林木干基腐朽病发病周期较长, 常在数月至数年, 甚至几十年, 受侵染后的树木丧失韧性, 极易风折倒伏而死亡, 但除了树木表面可能有子实体产生之外, 很难与健康树木区分开来, 也难以通过常规化学药剂进行防治。因此明确其分布区域与危害程度, 对科学防治该类病原真菌具有重要的理论与实践意义。

我国东北地区分布有数十种林木干基腐朽病原真菌, 很多学者对东北地区该类病原真菌进行了持续的采集和系统研究, 但这样的调查方式一方面耗时费力, 另一方面也难以判断这些病原真菌在未调查区域的分布情况。本文根据研究团队近年来在东北主要林区野外调查获取的样点数据, 以最大熵模型(MaxEnt)对4种林木干基腐朽病原真菌: 红缘拟层孔菌(Fomitopsis pinicola)、落叶松锈迷孔菌(Porodaedalea laricis)、桦剥管孔菌(Piptoporus betulinus)和香栓孔菌(Trametes suaveolens)(图1)的分布进行了模拟, 获得了4种真菌的潜在分布范围(图2), 各物种预测模型均获得了较高的AUC (area under the receiving operator curve)值, 分别为0.990, 0.990, 0.989和0.967, 表明4种林木干基腐朽病原真菌预测模型的有效性较高。在19个环境变量中, 最暖季降水量(Bio18)、温度年较差(Bio7)和最干季均温(Bio9)等变量对各物种模型贡献率较高。相比其他3种病原真菌, 香栓孔菌具有最大的生态位宽度, 但总体上4种病原真菌的生态位和主要分布区域有较多重叠(图3)。该研究结果为预测4种病原真菌在东北地区的分布和科学防治提供了依据。

图1  4种病原真菌子实体。(a)红缘拟层孔菌; (b)落叶松锈迷孔菌; (c)桦剥管孔菌; (d)香栓孔菌。

图2 模型预测的4种干基腐朽病原真菌的潜在分布区域。(a)红缘拟层孔菌; (b)落叶松锈迷孔菌; (c)桦剥管孔菌; (d)香栓孔菌。图中白色方块为训练点,紫色方块为测试点。

图34种干基腐朽病原真菌的三维生态位分布