全 文 :林业科技开发 2014 年第 28 卷第 2 期 125
doi:10. 13360 / j. issn. 1000-8101. 2014. 02. 034
不同防风措施对赤皮青冈容器苗的抗风效果
殷芳芳,林夏珍* ,胡丽鹏,宁梦雅
(浙江农林大学 风景园林与建筑学院,浙江 临安 311300)
摘 要:在模拟自然风的情况下,对 4 年生赤皮青冈容器苗在无任何抗风措施、搭支架、半埋入地下、半埋入地下
兼搭支架、半埋入地下兼连体绑扎等处理下的形态特征变化、风害情况以及抗风指数进行了研究和分析。结果表
明采取半埋入地下兼连体绑扎措施时 4 年生赤皮青冈容器苗受到的风害最小,抗风等级最高,其次分别为半埋入
地下兼搭支架、半埋入地下、搭支架和无任何抗风措施。因此建议沿海地区进行赤皮青冈容器苗生产时,可采取半
埋入地下兼连体绑扎措施来防御台风。
关键词:赤皮青冈;容器苗;风害指数;抗风措施
The effects of wind-resistance by different wind-proofed measures on 4-year-old Cyclobalanopsis gliva
container seedlings∥YIN Fangfang,LIN Xiazhen,HU Lipeng,NING Mengya
Abstract:In the case of simulating natural wind,taken the 4 treatments including no wind-resistance measurements,giving
trestle,half buried in the ground,half buried in the ground and giving trestle,half buried in the ground plus conjoined
binding,The morphological changes,wind damage situation and wind-resistance index of 4-year-old Cyclobalanopsis gliva
container seedlings were analyzed after treatments. The results indicated that the container seedlings with half buried in the
ground plus conjoined binding suffered minimal wind damage and exhibited the highest wind-resistance level than other con-
tainer seedlings with other wind-resistance measures. Therefore,it was suggested that half buried in the ground plus con-
joined binding would be taken first to defense typhoon when Cyclobalanopsis gliva container seedlings were produced in
coastal areas.
Key words:Cyclobalanopsis gliva;container seedlings;wind damage index;wind-resistance measurements
Author’s address:Zhejiang Agricultural & Forest University,Lin’an 311300,Zhejiang,China
收稿日期:2013-08-09 修回日期:2013-12-26
基金项目:浙江省科技厅优先主题重点农业项目(2009C12090);2013 年
浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划项目(2013R412047)。
作者简介:殷芳芳(1989 -),女,硕士生,研究方向为园林植物栽培与
管理。通讯作者:林夏珍,女,教授。E-mail:linxz100@ sohu. com
赤皮青冈(Cyclobalanopsis gliva)隶属于壳斗科
(Fagaceae)青冈属,是兼具观赏、绿化与造林等功能
为一体的名贵乡土树种和硬木树种,为濒危珍稀树
种,目前已经开展赤皮青冈种群和生理方面的研究,
但关于容器苗抗风的研究尚未见报道。
风害是具有巨大破坏作用的一种自然灾害。世
界著名的风工程专家 Davenport A G依据联合国的统
计分析指出:约 50%以上的自然灾害与风相关[1]。
风害中引起损失最多的是热带气旋灾害,其中以台风
最为严重[2]。欧美等国家每次灾害性风倒造成的木
材损失都达数百万 m3,每年非灾害性造成的木材减
产在 15%以上[3]。1991 年日本当地农场遭受了 9 月
中旬至 10 月的第 3 次特大台风的袭击,超过 20%的
林木发生了根倒、弯曲和干折现象[4]。而我国的林
木遭受风害的损失也很严重,如 1996 年“9615”号台
风给江苏省镇江市林业带来的直接损失就达 21. 1 亿
元;“9914”号台风使得厦门市城区的行道树受损 2. 3
万株,占 75%,倒伏 1. 3 万株,占 45%[5];2001 年的
台风“尤特”袭击广东,汕尾揭东地区的羊蹄甲、玉
兰、垂柳的风倒与风折率较大,其中玉兰的损坏率高
达 94. 62%[6];2005 年台风“达维”登陆我国,给海南
省南方农村的橡胶树带来了毁灭性的破坏,受灾率达
100%,其中受灾 3 级以上的多达 59. 48 万株[4]。地
处中国东南沿海的浙江省,更是经常受到台风和强热
带风暴的袭击。每次台风的袭击都不同程度上给浙
江省带来了巨大的经济损失和生态危害。因此,掌握
台风的破坏力,筛选相应的抗风措施,对防御台风、减
少风害损失具有非常重要的意义。笔者在模拟自然
风的情况下对 4 年生赤皮青冈容器苗采取不同的抗
风措施,对其风害情况进行统计分析,筛选出赤皮青
冈容器苗生长的抗风措施。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
试验材料采用无病虫害,生长大小及规格基本一
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 技术开发
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致的 4 年生赤皮青冈实生苗,树高(134. 50 ± 11. 57)
cm,地径(11. 39 ± 1. 12)mm ,冠幅(40. 48 ± 5. 12)
cm。2012 年 12 月底在浙江农林大学平山苗圃内上
盆,缓苗约 7 个月。容器采用规格为半径 20 cm ×高
35 cm的黑色火箭盆。供试基质为 V泥炭 ∶ V蛭石 ∶ V珍珠岩
= 3∶ 1∶ 1,每盆加入由临沂沃夫特复合肥有限公司生
产的缓释肥 60 g,上盆后进行正常的养护管理。
其他材料:鼓风机、风速计、游标卡尺等。
1. 2 试验设计
试验于 2013 年 7 月中旬在浙江农林大学平山苗
圃内进行。试验前用钢卷尺测量赤皮青冈容器苗的
苗高、冠幅,用游标卡尺测量地径。本试验采用鼓风
机模拟自然风,使用便携式风速计测定风速,记录不
同风速下各种防御措施的抗风效果。设置最低风速
为赤皮青冈容器苗受到 1 级风害时的风速(可通过
预实验得出为 20 m /s),由于台风在浙江省内登录时
的风速基本上超过了 40 m /s,所以本试验中最高风
速设置为 45 m /s。
试验一共设 5 个处理。A处理:无任何抗风措施
的对照试验;B 处理:搭支架,用竹竿搭成三角撑支
架,在树苗的 90 cm 处绑扎;C 处理:容器半埋于地
下,上盆前在试验地挖两条深 20 cm ×宽 25 cm的坑,
在 2012 年 12 月底上盆时就将赤皮青冈容器苗放置
于铺好地膜的坑里养护管理;D处理:半埋搭支架,在
容器半埋地下的情况下,搭好三角撑支架;E 处理:在
容器半埋地下的情况下,在风口方向定根木桩,然后
用绳子将每个容器连体绑扎好,最后将绳头栓在木桩
上(B、C、D、E 处理见图 1)。在这 5 种情况下,每个
处理 10 盆,容器苗按 50 cm ×50 cm的间距分 5 横排
(一横排 2 盆)放置好,第一横排的树苗与鼓风机位
置相距 1 m。试验共设 6 个级别风速,分别为 20、25、
30、35、40、45 m /s,每级风速用鼓风机鼓风 30 min,3
次重复,观察并记录每种抗风措施下植株的风害情
况,待试验结束 10 d 后对植株的恢复生长情况再进
行调查记录。
A:对照(略图);B:搭支架;C:半埋入地下;D:半埋入地下兼搭支架;E:半埋入地下兼连体绑扎
图 1 抗风设计处理
试验需要测量的指标:风斜夹角(指树干离基质
20 cm处与竖直方向的夹角),倒伏株数,损坏率,风
倒率等。本试验在借鉴别人的风害等级标准上,根据
4 年生赤皮青冈容器苗的具体情况,制定的风害等级
标准见表 1。
抗风力指标[7]和风害指数[8]按下列公式计算:
抗风力指标 =(X1 + X2 + X3 + X4 + X5)/∑X,式
中:X1、X2、X3、X4、X5 表示不同风害等级的株数,∑X
表示每个处理的总株数(10 株)。
风害指数 =∑ 风害级数 ×受害株数
最高风害级数 ×总株数
× 100%,
式中:风害级数为表 1 中的风害级数,受害株数为 3
技术开发 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
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次重复试验时各风害级数的株数,最高风害级数为 5
级,总株数为每个处理 3 次重复的总株数(30 株)。
表 1 风害的等级标准
风害级数 风害症状
1
风斜夹角为 0 ~ 20°;植株嫩叶不同程度皱缩萎蔫,老叶
掉落;能恢复正常生长;容器基本不晃动;风害较小或基
本无风害
2 风斜夹角 20° ~ 40°;植株新叶开始掉落,嫩叶出现伤痕;
容器开始晃动
3 风斜夹角 40° ~ 70°;嫩叶边缘开始卷曲;容器晃动明显
4 风斜夹角 70° ~ 90°;植株叶子出现不同程度的撕裂;容
器严重晃动
5 植株倒伏或根部拔起;容器倒伏;植株扶正后能正常生长
表 2 抗风力等级[7]
抗风力指标 1. 00 ~ 1. 50 1. 51 ~ 2. 50 2. 51 ~ 3. 50 3. 51 ~ 4. 50 4. 50 ~ 5. 00
抗风力等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
1. 3 统计分析
运用 SPSS16. 0 软件进行数据得统计分析。
2 结果与分析
2. 1 不同抗风措施下赤皮青冈容器苗的形态特征变化
根据 3 次重复试验,综合得出赤皮青冈容器苗的
形态特征变化见表 3。从表 3 可以看出,风速为 20
m /s时,不同抗风措施下的容器苗的风斜夹角最大值
均超过 5°,老叶片开始掉落。风速为 25 m /s时,D处
理由于采取半埋兼搭支架的措施,其风斜夹角明显小
于其他处理,新叶片开始掉落,A 处理还出现了植株
倒伏的现象。风速为 30 m /s时,嫩叶出现黄斑卷曲,
甚至叶有撕裂,B、C 处理的倒伏盆数均达 3 盆,而 D
和 E处理没有倒伏,说明 D 和 E 处理的抗风效果优
于 B和 C。风速在 35 m /s 时,D 也开始出现倒伏情
况,A、B、C、D处理倒伏的株数逐渐增加。当风速达
到 40 m /s 时,风斜夹角均大于 70°,E 出现了倒伏现
象。达到设置最大风速 45 m /s 时,A 处理倒伏的株
数 > B > C、D > E。
表 3 不同抗风措施下赤皮青冈容器苗的形态特征变化
风速级别 /
(m·s - 1)
处理
A B C D E
20
风斜 夹 角 最 大 达 到
15°;植株老叶开始掉
落;嫩叶皱缩萎蔫
风斜夹角最大达到 15°;
植株老叶掉落;嫩叶皱缩
萎蔫
第 5 横排风斜夹角最大
达到 10°;植株老叶掉
落;嫩叶皱缩萎蔫
第 2、3、4 横排风斜夹角
为 5°;植株老叶掉落;
嫩叶萎蔫失水
第1、5 横排风斜夹角为
10°;植株老叶掉落,嫩
叶萎蔫且边缘变焦
25
风斜 夹 角 最 大 达 到
30°;新叶开始掉落;1
盆植株倒伏
第 2、5 横排的风斜夹角
为 25°;新叶开始掉落;
嫩叶出现黄斑,伤痕明显
第 4、5 横排风斜夹角为
20°;新叶掉落,嫩叶出
现黄斑伤痕
风斜 夹 角 最 大 达 到
15°;新叶掉落;嫩叶有
黄斑且边缘变焦
第1、4 横排的风斜夹角
为 20°;嫩叶萎蔫;新叶
掉落
30
第 4、5 横排风斜夹角为
45°;叶有撕裂;3 盆植
株倒伏
风斜夹角最大达到 45°;
嫩叶边缘变焦;3 盆植株
倒伏
风斜夹角最大达 30°;
叶有撕裂;3 盆植株倒
伏
风斜夹角最大达 30°;
嫩叶黄斑增多,伤痕明
显
风斜夹角最大达 40°;
嫩叶卷曲
35 风斜夹角达到 55°;3 盆
植株倒伏
风斜夹角达 50°;叶有撕
裂;3 盆植株倒伏
风斜夹角为 40°;3 盆植
株倒伏
风斜夹角达 45°;2 盆植
株倒伏
风斜夹角达 45°;叶片
撕裂
40 风斜夹角大于 70°;4 盆
植株倒伏
风斜夹角大于 70°;4 盆
植株倒伏
风斜夹角大于 70°;4 盆
植株倒伏
风斜夹角大于 70°;3 盆
植株倒伏
风斜夹角大于 70°;1 盆
植株倒伏
45 6 盆植株倒伏 5 盆植株倒伏 4 盆植株倒伏 4 盆植株倒伏 2 盆植株倒伏
2. 2 不同抗风措施下赤皮青冈容器苗的风害情况分析
根据风害级数标准进行每木统计,将统计结果代
入风害指数公式计算得出各抗风措施下的风害指数,
对所得的风害指数进行方差分析,结果见表 4。发现
当风速为 20 m /s 时,对照组的赤皮青冈容器苗受到
的风害均大于 B、C、D、E 处理的植株,且存在着显著
性差异,说明了不采取任何抗风措施处理的植株抗风
效果最差。当风速为 25 m /s时,各处理的植株所受
到的风害大小依次为:A > B > D > C > E,C、D、E 与对
照差异显著,B与对照无显著差异,其中 C 与 D 处于
同一水平,这说明对照组的植株抗风效果最差,其次
为 B、C与 D、E。当风速为 30 m /s时,B、C、D、E与对
照均差异显著,各处理的植株所受到的风害大小依次
为:A > B > C > D > E,即 E 处理的植株抗风效果最
佳,对照组最差。当风速为 35 m /s 时,C、D、E 与对
照存在显著性差异,B 与对照无显著差异,各处理植
株受到的风害大小和风速为 30 m /s时相同,即 A > B
> C > D > E,证实了对照组抗风效果最差,E 处理的
抗风效果较优。当风速逐渐加大,达 40 m /s时,各处
理的植株所受的风害也逐步增加,C、D、E 与对照差
异显著,B与对照无显著差异,证明了各处理的抗风
效果依次为:E > D > C > B > A。当风速达到设置最
大风速时,植株的风害指数达到最大值,此时 C、D、E
与对照存在显著性差异,其中 D与 E 处于同一水平,
B与对照无显著差异,进一步说明 E的抗风效果明显
优于其他处理,特别是对照组。
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 技术开发
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表 4 不同抗风措施下赤皮青冈容器苗的风害情况
风速级别 /
(m·s - 1)
风害指数
A B C D E
20 29. 33 b ± 1. 15 26. 00 a ± 0. 00 24. 00 a ± 2. 00 24. 67 a ± 3. 06 24. 67 a ± 1. 15
25 56. 00 c ± 6. 93 48. 67 bc ± 1. 15 41. 33 b ± 4. 16 42. 67 b ± 4. 16 29. 33 a ± 4. 16
30 75. 33 d ± 4. 16 67. 33 c ± 1. 15 58. 67 b ± 3. 06 53. 33 ab ± 3. 06 48. 67 a ± 4. 16
35 78. 00 d ± 2. 00 72. 67 cd ± 4. 62 69. 33 bc ± 2. 31 63. 33 ab ± 3. 06 57. 33 a ± 4. 16
40 82. 00 d ± 5. 30 78. 00 cd ± 2. 00 74. 67 bc ± 1. 55 69. 33 b ± 3. 06 60. 00 a ± 4. 00
45 85. 33 d ± 2. 31 82. 67 d ± 2. 31 76. 00 c ± 0. 00 71. 33 a ± 3. 06 60. 00 a ± 2. 00
注:标有不同小写字母表示 α = 0. 05 水平差异显著。
2. 3 不同抗风措施赤皮青冈容器苗的抗风力指标
本文针对赤皮青冈容器苗在最大设置风速时
(45 m /s)的抗风指数进行研究。不同抗风措施下各
风害等级的株数见表 5。将表 5 的数据代入抗风力
指标公式,得出赤皮青冈容器苗在不同抗风措施下的
抗风力指标分别为 4. 3、4. 1、3. 7、3. 1、2. 5,对应表 2
查出各处理的抗风力等级为Ⅳ、Ⅳ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ。可见
4 年生赤皮青冈容器苗半埋入地下兼连体绑扎抗风
等级最理想,效果明显,其次为半埋入地下兼搭支架
处理。而无任何抗风措施、搭支架和半埋入地下的抗
风等级均为Ⅳ,说明这 3 组处理的抗风效果相当。
表 5 不同抗风措施下受各等级风害影响的株数
风害等级
各风害级数的株数
A B C D E
1 0 0 1 3 6
2 1 4 7 11 6
3 5 5 5 11 6
4 9 6 5 6 6
5 15 15 12 9 6
3 结 论
综合 4 年生赤皮青冈容器苗在不同抗风措施下
的形态特征变化、抗风力指标和不同风速等级下的风
害情况,分析得出当风速为 20 m /s 时赤皮青冈容器
苗就开始受到风害,当风速逐渐加大时,植株受到的
风害也逐渐加大。在此过程中,半埋入地下兼连体绑
扎处理的抗风力等级最高,效果最明显;其次分别为
半埋入地下兼搭支架、半埋入地下、搭支架 和无任何
抗风措施,且采取半埋入地下兼连体绑扎措施至少可
以为 4 年生赤皮青冈容器苗抵御 45 m /s 的模拟风
灾。搭支架处理的植株抗风效果略高于对照组,是因
为三角撑支架有利于苗木的固定,但可能选择搭支架
的材料是竹竿,材质不够坚硬,故抗风效果不佳。而
采取半埋入地下措施可以使植株的受风面上移,再加
上 4 年生赤皮青冈的枝冠稀少,故其抗风效果优于对
照和搭支架。半埋入地下兼搭支架和半埋入地下兼
连体绑扎均是建立在容器半埋入地下的基础上分别
设置了搭支架和连体绑扎措施,理论上其抗风效果优
于半埋入地下。采用半埋入地下兼连体绑扎措施不
仅使植株的受风面上移,而且将 10 盆容器苗连体绑
扎,并将绳头拴在已定好的风口方向的木桩上,鼓风
时可使木桩和容器之间的作用力大于风对植株的作
用力,故抗风效果最佳。因此,建议以后在沿海地区
进行赤皮青冈容器苗生产时,可以采用半埋入地下兼
连体绑扎措施来抵御台风。
目前对台风过后各树种抗风能力的调查研究颇
多,而关于容器苗抗风方面的尚少。抗风措施设置是
否合理有效主要受树种内在情况和外部环境等综合因
素的影响,尤其是台风具有明显的瞬间性和巨大性,风
的涡流力学和摧毁能力之间的关系,远远比本实验的
模拟试验复杂得多。本试验由于条件限制,只对 4 年
生的赤皮青冈容器苗进行研究,最大风速也仅设置为
45 m /s,而且只使用了 1 台鼓风机,使得容器苗只能
受到一个方向的风力。因此,要客观地筛选适合赤皮
青冈容器苗生长期间的抗风措施,还应该从不同树
龄、更大风速、其他抗风措施、不同密度与株行距以及
不同风力方向和风的涡流性质等方面进行深入研究。
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( 责任编辑 吴祝华)
技术开发 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗