全 文 ：第 52 卷 第 1 期
2 0 1 6 年 1 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 52，No. 1
Jan．，2 0 1 6
doi:10．11707 / j．1001-7488．20160102
收稿日期: 2014 － 04 － 08; 修回日期: 2015 － 12 － 16。
基金项目: “十二五”农村领域国家科技计划“华北土石山区森林可持续经营技术研究与示范”(2012BAD22B0304)。
燕山北部白桦林剥皮木的空间分布特征及风折规律
李永宁1，2 刘丽颖1 冯楷斌1 黄选瑞1，2
(1．河北农业大学林学院 保定 071000; 2．河北省林木种质资源与森林保护重点实验室 保定 071000)
摘 要: 【目的】探讨燕山北部山地白桦林剥皮木的空间分布特征及风折规律，为白桦次生林的健康经营与合理
利用提供科学依据。【方法】选取冀北山地典型白桦林，采用空间梯度分析、点格局分析与二项 Logistic 回归模型
等方法研究剥皮木的空间分布特征以及树干风折与剥皮的关系。【结果】从林分边缘到内部，树木剥皮强度逐渐
降低，且表现为稀疏区域高于密集区域，平坡、沟底高于斜坡; 在林分内剥皮木呈聚集分布，剥皮木与正常木在
36 ～ 50 m范围内呈负关联，在更小空间尺度内关联性不明显; 树干剥皮区的下部和上部平均高度分别为 0. 52 和
1. 72 m，多在树干的正南及西南方向进行剥皮; 剥皮木通常在剥皮后 4 ～ 9 年内从上、下剥皮处风折，倒向方位角多
为 0 ～ 135°，以东偏北方向的最多; 白桦剥皮后伤口的恢复生长与裸露木质部的腐朽存在竞争生长关系，木质部裸
露的周长比例越大越易风折，二项 Logistic 回归模型能较好地拟合风折概率与木质部裸露周长比例的关系。【结
论】白桦剥皮具有多尺度的空间特征，主要受林木位置、林分密度与地形的影响; 剥皮木在林分中呈聚集分布，并
与正常木在较大尺度上呈负关联，在剥皮木分布较多的区域剥皮现象有加重的趋势; 剥皮对林木的损伤越严重越
易风折，风折时间多在剥皮后 6 年左右。为了减少剥皮情况的发生，需在初春时节加强对敏感地区林分的管理，并
注重桦树皮的伐后采集与综合利用。
关键词: 白桦; 剥皮; 干扰; 点格局分析; 二项 Logistic 回归模型; 风折
中图分类号:S718. 55 文献标识码:A 文章编号:1001 － 7488(2016)01 － 0010 － 08
Spatial Distribution and Patterns of Wind-Breakage of Debarked
Betula platyphylla in Northern Yanshan Mountains
Li Yongning1，2 Liu Liying1 Feng Kaibin1 Huang Xuanrui1，2
(1 ． College of Forestry，Agricultural University of Hebei Baoding 071000;
2 ． Key Laboratory of Germplasm Ｒesources of Forest and Forest Protection of Hebei Province Baoding 071000)
Abstract: 【Objective】The objective of this study was to provide a scientific basis for healthy management and rational
utilization of secondary forests of Betula platyphylla． 【Methods】A typical debarked B． platyphylla stand was selected in
the north region of the Yanshan Mountains． Spatial characteristics and relationships between wind-breakage and debarking
were determined using spatial gradient analysis，point pattern analysis and a binary Logistic model． 【Ｒesults】Debarking
intensity reduced gradually from the outer to the inner portions of the stand，and was higher in sparse patches，flat slopes
or gully bottoms than dense patches，and slopes． Debarked stems were clustered and were negatively associated with non-
debarked stems at scales of 36 － 50 m，and there was no association at smaller spatial scales． Average heights of lower and
upper borders of debarking area were 0． 52 and 1． 72 m respectively，and debarking occurred on the south-western or
southern side of the stem． Debarked B． platyphylla usually suffered from wind-breaking 4 － 9 years after debarking and
usually broke at lower or upper debarking point on the stem． Most debarked stems fell towards north-east with most falling
azimuths ranging from 0° to 135°． There was a competing relation between recovery growth of the stem wound and decay of
exposed wood． The greater the percentage of exposed stem circumference of debarked trees，the more vulnerable the
debarked stem to wind breakage． A binary Logistic model could be used to depict the probability of wind-breakage of
debarked trees，using percentage of exposed stem circumference as variable． 【Conclusions】Debarking in B． platyphylla
was characterized by multi-scale spatial characteristics and was mostly impacted by tree location，stand density，and
topography． Debarked trees were clustered and were negatively associated with non-debarked stems at larger scales．
第 1 期 李永宁等: 燕山北部白桦林剥皮木的空间分布特征及风折规律
Debarking tended to be more serious in the area with more debarked trees． The more the trees were damaged，the more
likely they were broken by wind． Management should emphasize reducing the amount of debarked trees in more vulnerable
areas of stands in the early spring． Bark should be collected after tree cutting and be utilized in appropriate products．
Key words: Betula platyphylla; debarking; disturbance; point pattern analysis; binary Logistic model; wind-breakage
白桦(Betula platyphylla)次生林是我国北方广
泛分布的重要森林类型之一，在水源涵养、水土保持
和防风固沙等方面具有不可替代的作用。但由于经
营条件等原因限制，目前白桦次生林林分生长状况
较差，生态功能不断下降，生物多样性低、病虫害等
一系列问题较为严重，而缺少抚育、桦树剥皮与林下
放牧是影响白桦次生林健康生长的 3 个重要方面。
白桦树皮具有多种用途。桦皮是白桦脂酸提取
的主要原料，白桦脂酸具有诸多生物活性，如抗肿
瘤、抗 HIV、抗炎、抗菌、抗疟疾等(徐军等，2011)，
可作人畜用药。桦皮不透水、不透气，柔软而富有弹
性，可用于制作桦皮屋、桦皮船、工艺品以及其他生
产和生活用品等，形成了森林地区的桦皮文化 (魏
立群，2006)。并已成为我国民间口头与非物质文
化遗产推介对象(王益章等，2011)。同时，桦皮富
含油脂，易于燃烧，在一些地区，用桦皮燃柴引火已
成习惯。，但是桦木剥皮将导致树木的生长量下降，
甚至枯倒死亡，而且，桦树立木剥皮也破坏了森林景
观，导致林相残破，森林生态系统的稳定性下降。近
年来，随着社会经济的发展与人们生活水平的提高，
桦皮用于引柴的现象虽已有所减少，但作为工艺品
原材料与药物的应用却不断增多，对林分的健康生
长又形成了新的威胁。
目前，树木剥皮研究主要集中在 2 方面:一是非
木质 林 产 品 资 源 ( NWFPs ) 中 树 木 ［如 杜 仲
(Eucommia ulmoides)、栓皮栎(Quercus variabilis)、厚
朴(Magnolia officinalis)等］剥皮研究，包括剥皮后
剥皮部位的树皮再生(Li et al．，1982; 1988)和愈合
生长(Delvaux et al．，2010b)、剥皮再生的影响因子
(崔克明，1993; 张维涛等，1996; 刘淑明等，2006)、
剥皮后林木的保护酶与伤口的响应(程娜等，2009;
Delvaux et al．，2010b)、剥皮对林木枯损与种群结构
的影响(Gaoue et al．，2007; Delvaux et al．，2010a)、
剥皮对林木生长的影响(崔克明等，1986; 2000; 程
娜等，2009)、剥皮对树木结实与繁殖能力的影响
(Gaoue et al．，2008)等; 二是动物如梅花鹿(Cervus
nippon)、马鹿 ( Cervus elaphus)、狒狒 ( Papio)、大象
(Elephas maximus)等，对树木剥皮影响的研究，包括
影响动物剥皮活动的因素 (Mountford et al．，1999;
Akashi et al．，2005; Kiffner et al．，2008; Unno et al．，
2010)、树木动物剥皮的损害概率 ( Akashi et al．，
2005; Kiffner et al．，2008)、动物剥皮对木材强度的
影响(Welch et al．，2008)、动物剥皮对林木风害的
影响(Shibata et al．，2008)、剥皮对更新与枯损的影
响(Akashi et al．，1999; Moncrieff et al．，2008)等。白
桦树皮是一种广泛应用的非木质资源，但还未见对
白桦剥皮特征与剥皮损害生态后果的报道。本研究
探讨燕山北部山地白桦林剥皮木的空间分布特征与
风折规律，旨在为白桦次生林的保护性利用与健康
经营提供科学依据。
1 研究区概况
研究区位于河北省木兰围场国有林场管理局下属
桃山林场(116°52—117°16E，41°55—42°10N)，该林
场位于围场县西部，为燕山山脉余脉。属半干旱向
半湿润、暖温带向寒温带过度的大陆性季风型高原
山地气候，冬春寒冷干燥多风，夏季炎热少雨，全年
无霜期 110 天，年均气温3 ℃，年均降水量 450 mm，
集中在 7—9 月，年蒸发量 1 350 mm。平均海拔
1 250 m，土壤多为黑色棕壤土和沙壤土。
白桦次生林是本地区的典型森林类型，广泛分
布于山地阴坡、半阴坡，海拔多在 1 000 m 以上。树
种以白桦、山杨 ( Populus davidiana)、色木槭 ( Acer
mono)和棘皮桦(Betula dahurica)等为主，伴生有毛
榛 ( Corylus mandshurica )、蒙 古 栎、稠 李 ( Padus
racemosa) 和山荆子 ( Malus baccata ) 等 ( 金辉等，
2012)。本研究的白桦林林龄 44 年，平均胸径 19. 8
cm，平均树高 13. 1 m，树种组成为 7 白桦 2 山杨 1
棘皮桦 +色木槭。样地海拔1 420 m，坡向为东，坡
位为中下坡，平均坡度 15°，郁闭度 0. 85，密度 1 168
株·hm － 2。
2 研究方法
2. 1 调查方法
2. 1. 1 样地设置与调查 2011 年 7 月，选择典型
的白桦剥皮区进行实地调查，布设 100 m × 100 m 样
地 1 块，并将样地划分成 100 个 10 m × 10 m 的网
格，再以每个网格为调查单元，记录胸径大于 3 cm
的树木，树木挂牌并定位，记录树种名称、坐标、胸
径、是否剥皮、风折与枯损情况等。
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林 业 科 学 52 卷
2. 1. 2 剥皮木的梯度分布 为研究剥皮木的空间
分布特征，2012 年 5 月，将大样地沿等高线方向划
分成 10 条 10 m 宽、100 m 长的平行样带，并于样地
下方相邻区域增设 5 条规格相同的样带，样带最下
部距道路 10 m。在各样带内调查白桦正常木、剥皮
木(剥皮后未风折)与风折木(剥皮后风折)的株数。
2. 1. 3 剥皮部位特征 白桦剥皮在每年初春树液
流动时进行。通常采用“工”字形剥皮法，用镰刀在
树干上部、下部横向各划出一道切口，再在树干中部
由上至下竖向划一道切口，树皮由于张力自行裂开
或向两侧揭开树皮。为研究剥皮部位的空间特征，
随机调查 275 株剥皮木的剥皮上部高度(“工”字形
上边界高)、剥皮下部高度(“工”字形下边界高)和
剥皮方向(剥皮部位的朝向)。
2. 1. 4 风折部位与倒向 调查了 88 株风折木的风
折部位与倒向。剥皮木的树干划分为下部未剥皮
区、剥皮区与上部未剥皮区，其中剥皮区又划分为剥
皮下部、剥皮中部和剥皮上部，共划分为 5 种类型，
并以此确定风折部位。用罗盘仪测量树木风折后树
倒方向的方位角，即为风折木的倒向。
2. 1. 5 风折概率 白桦被剥掉的树皮为木栓形成
层以外的组织。白桦剥皮对树木的影响有 3 种:一
是极少数剥皮木刀口较深，或受风吹日晒及低温的
影响，剥皮后裸露的韧皮部干裂，韧皮部与形成层被
破坏，树木很快死亡; 二是少部分剥皮木损伤较轻，
可形成新的全部周皮，树木恢复正常生长; 三是多
数树木能形成部分周皮，并产生 1 至多道深达木质
部的伤口，较轻的维持生长，较重的几年后风折。
调查了 264 株剥皮木与 56 株风折木，共计 320
株。计算剥皮木木质部裸露区域中部的宽度占此部
位树干周长的比例，以研究剥皮木遭受风折的风险
概率。
2. 1. 6 风折时间 为调查剥皮木的风折时间，即树
木剥皮后到风折时的时间间隔，随机抽取 20 株风折
木，并在剥皮部位的中部截取圆盘，自然阴干后，经
过刨光、磨平、扫描后，再放大年轮图片查数剥皮后
生长的年轮数，即为剥皮后至风折时的时间间隔。
由于树木腐朽与空心较严重，未能查数剥皮前的年
轮数，风折木的个体年龄未知。
2. 2 点格局分析
采用点格局分析方法 (张金屯，1988; 张金屯
等，2004; Wiegand et al．，2004; 宋于洋等，2010)分
析剥皮木的空间格局，并确定白桦剥皮木与正常木
的关联。Ｒipley 的 k( r) 函数为:
k^ ( r) = A
n( )2 Σ
n
i = 1
Σ
n
j = 1
1
Wij
Ir(uij)， ( i ≠ j)。(1)
式中: A 为样地面积; n 为样地中个体总数; uij 为 2
个点 i 和 j之间的距离，r为距离尺度，当 uij ≤ r时，
Ir(uij) = 1，当 uij ＞ r时，Ir(uij) = 0 ; Wij 为以点 i
为圆心、以 uij 为半径的圆周长在面积 A 中的比例，
其为 1 个点(植株)可被观察到的概率，可校正边界
效应引起的误差。
实际上 k
^ ( r) /槡 π 表现格局关系时可使方差保
持稳定，同时其与 r 有线性关系。为了更直观地解
释实际的空间格局，采用 L 函数，即:
L^ ( r) = k^ ( r) /槡 π － r。 (2)
当 L
^ ( r) = 0 时，为随机分布; 当 L
^ ( r) ＞ 0 时，为聚
集分布; 当 L
^ ( r) ＜ 0 时，为均匀分布。L
^ ( r) 函数值
即为聚集强度，反映了空间点数据的聚集程度，
L^ ( r) 函数值越大，聚集程度越高。
Monte-Carlo 拟合检验用于计算上下包迹线，拟
合次数在 99% 置信水平为 100 次。用 r 作为横坐
标、上下包迹线作为纵坐标绘图，可得相应的置信区
间。用实际分布数据计算得到不同尺度下 L
^ ( r) 值:
若在包迹线以内，符合随机分布; 若在包迹线以上，
则呈聚集分布; 若在包迹线以下，则呈均匀分布。
关联分析实际上是 2 个对象的点格局分析，其
定义和计算原理与单种格局相近，k
^
12( r) 可用下式
估计:
k^ 12( r) =
A
n1n2
Σ
n1
i = 1
Σ
n2
j = 1
1
Wij
Ir(uij)。 (3)
式中: n1 和 n2 分别代表剥皮木与正常木的个体总数
(点数); i和 j分别代表剥皮木和正常木的个体。同
样计算 L
^
12( r):
L^ 12( r) = k
^
12( r) /槡 π － r。 (4)
当 L
^
12( r) = 0 时，表示 2 个种在尺度 r下无关联; 当
L^ 12( r) ＞ 0 时，表示正关联; 当 L
^
12( r) ＜ 0 时，表示
负关联。仍然用 Monte-Carlo 方法拟合包迹线，以检
验剥皮木与正常木是否显著关联。
2. 3 风折概率模型
白桦剥皮后如不能完全愈合，会产生不同程度
的木质部裸露。木质部裸露长度占总周长的比例反
映个体剥皮强度大小，反映白桦剥皮后的损伤程度
与木质部的潜在腐朽程度，裸露比例大，树皮的保护
性降低，会发生严重的木材腐朽，也较易风折。采用
二项 Logistic 回归模型构建剥皮木的风折概率，对优
势比取对数进行 logit 变换，建立模型:
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第 1 期 李永宁等: 燕山北部白桦林剥皮木的空间分布特征及风折规律
ln p
1( )－ p = β0 + β1 x，
则 p = 1
1 + e － ( β0 + β1x)
(0 ＜ x ≤ 100)。 (5)
式中: p为风折概率; β0，β1 为待估参数; x为剥皮后
木质部裸露的周长比例。
应用 Ｒ2N 评估模型的拟合能力，Ｒ
2
N 可以反映因
变量中由自变量解释的变异大小。应用 ＲOC 曲线
评估模型的预测精度，曲线如果从左下角垂直向上
上升至顶，然后水平方向向右延伸到右上角，则表明
预测效果最佳。
2. 4 数据处理
统计分析采用 Excel 2003、Programita 2006 与
SPSS 17. 0 软件进行。
3 结果与分析
3. 1 剥皮木空间特征
3. 1. 1 剥皮木的梯度分布 由白桦剥皮的样带梯
度调查结果 (图 1)来看，总体上，从林分边缘到内
部，树木剥皮强度逐渐降低，由边缘(1 ～ 5 样带)的
27% ～ 56%降到中部 (6 ～ 11 样带) 的 23% ～ 29%
再降到内部(12 ～ 15 样带)的 9% ～ 18%。这主要
是由于林分边缘地带临近耕地、道路、沟谷等地点，
人为活动较频繁，剥皮现象也较严重。同时，也可以
看出，边缘区域并不是剥皮现象最严重的区域。这
是因为林分的边缘区域树木稀疏，树干尖削度大，多
枝杈与结疤，剥皮难度大，故剥皮木株数较少。
另外，通过观察发现，在林分内部，微地形对白
桦剥皮也有较大影响，在坡度较小的局地或小的沟
谷边缘剥皮较为严重，而在坡度较大区域或上坡位
则剥皮较轻。这是因为沟谷底部树木稀少、地势平
坦，便于通行，剥皮便利。
图 1 白桦剥皮木的分布梯度
Fig． 1 Distribution gradient of debarked Betula platyphylla
3. 1. 2 剥皮木的林分内空间格局 剥皮木的空间
格局反映了剥皮干扰的个体分布特征。从白桦剥皮
木的点格局分析(图 2)可知，在所研究的空间尺度
(0 ～ 50 m)范围内，剥皮木均呈聚集分布，并趋向于
随机分布。白桦剥皮木在最大聚集高峰时，所对应
尺度为 24 m，聚集规模为 1 809 m2。
白桦剥皮行为受树木状况、通行性与操作便利
性等因素的影响。剥皮对象一般为树干通直、无节
疤的树木; 操作时要便于站立甚至蹲身，一般会选
择乔灌稀疏、较平坦、易于到达的地段。因此，剥皮
木的空间分布与白桦剥皮行为有关，并受桦树空间
分布、地形与乔灌密度的影响。聚集规模大体是初
春剥皮时，在乔灌无叶或少叶、微地形较复杂的森林
环境中，可视区域内选择剥皮木的范围。
同时，白桦剥皮后更易于风倒，增加了开敞空
间，也方便选择剥皮木与剥皮操作，因此会导致剥皮
木数量进一步增加，使局部地区剥皮木聚集度提高。
从白桦剥皮木与正常木的关联性(图 3)来看，
在 0 ～ 6 m 范围 L
^ ( r) 值接近于 0，二者无关联，在
7 ～ 35 m范围内关联不显著，在 36 ～ 50 m 范围内呈
负关联。在较小尺度内，剥皮木的选择受干形与地
形的影响，具有较大的随机性; 而在较大尺度上，空
间异质性表现明显，剥皮时会避开局部林木密度较
高的区域，故剥皮木与正常木呈负关联。
图 2 剥皮木的点格局
Fig． 2 Point pattern of debarked tree
图 3 剥皮木与正常木的关联分析
Fig． 3 Ｒelationship analysis between normal tree and debarked tree
31
林 业 科 学 52 卷
3. 1. 3 剥皮部位的空间特征 由于树干节疤、站立
位置、剥皮时间等因素的影响，剥皮部位高度、大小
不一。剥皮下部最低达地面，最高为 1. 25 m，平均
剥皮下部高度为 0. 52 m，集中分布于 0. 2 ～ 0. 8 m，
以 0. 4 ～ 0. 6 m 的株数最多(图 4)，为人弯腰或下蹲
后高度。剥皮上部高最低为 0. 86 m，最高为 2. 65
m，平均剥皮上部高度为 1. 72 m，集中分布于 1. 2 ～
2. 0 m，以 1. 6 ～ 2. 0 m 的株数最多(图 5)，为人抬手
高或伸臂加镰刀长度所达高度。白桦剥皮的平均高
度为 0. 52 ～ 1. 72 m，剥下树皮的最短长度为 0. 21
m，最长长度为 2. 42 m，平均为 1. 19 m。
图 4 不同剥皮下部高度的株数
Fig． 4 Number of stems of different lower debarking heights
坡向以及树木的倾斜方向影响剥皮方向。剥皮
时要面向被剥皮的树干，在山坡上朝下倾斜的树干
背面便于剥皮。通过对剥皮木的微地形调查，发现
坡向与树木倾斜方向大体一致，二者的共同作用，使
得剥皮方向在坡向的相反方向，与坡向的方位角差
值多处于 120° ～ 220°。对于多株丛生的白桦，树木
由中间向外侧倾斜，站立于丛生白桦中间便于剥皮，
使得剥皮方向与树木倾斜方向相背而不是坡向。在
进行白桦剥皮时，多在树木的西南与南部方向进行，
而在东北与北部方向进行剥皮的株数比例较少，在
西北 －东南连线的西南方向进行剥皮的株数比例达
82. 1%，而在西北 － 东南连线的东北方向进行剥皮
的株数比例仅占 17. 9%。
3. 2 风折规律
3. 2. 1 风折部位 由不同树干部位发生风折的树
木比例(表 1)可知，调查的 88 株风折木中，在剥皮
以外部位(未剥皮下部与未剥皮上部)风折的株数
为 12 株，占风折木总株数的 13. 6% ; 在剥皮部位风
折的株数为 76 株，占风折总株数的 86. 4%。多数
风折木在剥皮部位的上、下剥皮处折断，占风折总株
数的 71. 6%，其中在剥皮下部折断的株数最多，达
47. 7%。剥皮后多数树木伤口不能完全愈合，会较
长时间地裸露木质部，受水湿与木腐菌的影响，裸露
的树木腐朽程度不断加剧，在遭遇大风时易于折断。
风折多发生在上、下剥皮部位，主要是因为在靠近
上、下剥皮部位特别是下剥皮处，降水后极易积存水
分，裸露的木质部受水浸润时间长，再加上木腐菌的
浸染，树木易于腐朽且强度降低。
图 5 不同剥皮上部高度的株数
Fig． 5 Number of stems of different upper debarking heights
表 1 不同树干部位风折的树木比例
Tab． 1 Percentage of trees broken at various stem sections
项目 Item
未剥皮下部
Lower non-
debarked section
剥皮下部
Lower debarked
section
剥皮中部
Middle debarked
section
剥皮上部
Upper debarked
section
未剥皮上部
Upper non-
debarked section
总计
Sum
株数 Number of stems 9 42 13 21 3 88
比例 Percentage(% ) 10. 2 47. 7 14. 8 23. 9 3. 4 100
3. 2. 2 风折概率 剥皮木的伤口如不能在较短时
间内愈合，裸露的木质部越多则越容易风折。通过
二项 Logistic 回归模型建立风折概率( p )与木质部
裸露的周长比例( x )的关系如下:
p = 1
1 + e5. 954 －8. 784x
。 (6)
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第 1 期 李永宁等: 燕山北部白桦林剥皮木的空间分布特征及风折规律
模 型 预 测 的 正 确 率 为 92. 5%， Hosmer-
Lemeshow 统计量的显著性水平为 0，伪决定系数 Ｒ2N
为 0. 72，模型拟合效果良好。从 ＲOC 曲线(图 6)可
知，在左侧曲线上升较快，至顶后接近水平向右延
伸，表明构建的二项 Logistic 回归模型预测效果较
好，可以较好地反映风折概率与木质部裸露的周长
比例的关系。
图 6 ＲOC 曲线
Fig． 6 Ｒeceiver operating characteristic curve
由构建的二项 Logistic 回归模型计算不同木质
部裸露程度剥皮木的风折概率表明:裸露周长比例
较低时，剥皮木的风折概率很低; 当裸露周长比例
达 70% 时，风折概率超过 50% ; 裸露周长比例达
90%时，风折概率超过 90%。
图 7 不同时间间隔的风折木株数
Fig． 7 Number of broken stems of different duration
3. 2. 3 风折时间 由图 7 可知，在剥皮后 3 年内剥
皮木风折较少，4 ～ 9 年内剥皮木风折数量最多，
10 ～ 15年内风折木也较少。这是由于剥皮后，如间
隔时间较短，腐朽程度低，木材物理性质较好，树木
不易风折; 而在 6 年左右，如树皮愈合程度较低，有
较大面积的木质部裸露，同时长期受雨水浸泡与木
腐菌侵染，树木腐朽严重，在风力作用下较易折断;
而在 10 年以后，剥皮林木经较长时间的恢复生长，
树皮保护面积增多，木质部裸露面积减少，达到相对
较稳定的状态，不易风折。
3. 2. 4 风折方向 调查表明，风折方向的方位角在
0 ～ 135°居多，在东偏北方向的风折木最多，在东偏
南、北偏东方向的株数次之，没有西向的风折木，其
他方向零星分布。这主要是由于研究区盛行西北
风，坡向为东，受地形影响，局地的风向多为西风，同
时，树木也多向坡下倾斜，剥皮时多站立于上坡位，
在树木西侧受损伤较重，木质部裸露较多，综合多种
因素造成东向风折株数较多。这说明，剥皮木的风
折方向受盛行风向、地形、木质部裸露方向、树木倾
斜方向等因素的影响。
4 讨论
相关的点格局分析表明，研究区的白桦具有显
著的聚集分布特征 (王鹏等，2011; 邵方丽等，
2012)，本样地的白桦在 0 ～ 27 m 范围内呈聚集分
布，在 28 ～ 50 m 范围内呈随机分布 ( 金辉等，
2012)，而白桦剥皮木在所研究的空间尺度 ( 0 ～
50 m)内均呈聚集分布，聚集程度有所加强，反映了
白桦的自然状态与剥皮干扰的协同作用。白桦剥皮
木与正常木在空间上呈负关联性，既反映了林分密
度对剥皮的影响，也反映了剥皮后风折的反馈作用。
因此在森林经营管理上，特别要加强对稀疏林分与
间伐林分的管理。
白桦剥皮后具有很强的再生能力，但树皮的再
生受树木大小、剥皮强度、剥皮时间、土壤水分、降
水、日照、昼夜温差等因素的影响(崔克明，1993; 张
维涛等，1996; 刘淑明等，2006; Delvaux et al．，
2010b)，研究区地处干旱半干旱地区，且春季少雨
多风、昼夜温差大，树木剥皮后暴露于较严酷的环境
中，多数树木的剥皮伤口不能完全愈合。在后期生
长中，裸露部位受雨水浸润与木腐菌侵害，树木不断
腐朽，并在大风时折断。本研究表明，剥皮木通常在
4 ～ 9 年内在剥皮的上、下剥皮处折断，且风折的风
险概率受剥皮后未愈合木质部裸露的周长比例
影响。
目前，对于树木的剥皮损伤概率有部分研究
(Akashi et al．，2005; Kiffner et al．，2008)，但缺少剥
皮后风折概率的研究。树木的风折受树种、剥皮损
伤程度、木材腐朽等级等因素影响 ( Shibata et al．，
2008)，由于桦木易于腐朽 (于文喜等，1992; 刘欣
等，2008)，剥皮后未愈合木质部裸露的周长比例可
认为是一个既反映了剥皮损伤程度也部分反映了腐
朽程度的综合指标，与剥皮木的风折概率具有较紧
密的关系。
由于桦皮的经济、文化价值，白桦剥皮现象在北
51
林 业 科 学 52 卷
方地区广泛存在。桦皮的再生能力很强，正常范围
与强度下的剥皮对树木损伤较小，但由于森林的开
放性、利用的粗放性与后果的延迟性，桦皮的利用基
本上处于无序状态，因此需要加强对桦皮利用的管
理。白桦剥皮具有很强的时间性，特别要在初春时
节剥皮多发时，加强对道路边缘、村庄与耕地附近、
平坡沟底等位置的重点管理，并适当采取人员巡查、
围栏封育、宣传警示等措施。
5 结论
桦树剥皮木具有多尺度的空间特征。受树木位
置、林分密度与地形的影响，剥皮强度由林分边缘向
内部逐渐降低，并表现出外强内弱、沟强坡弱的特
征。剥皮木在所研究尺度内均表现为聚集分布，并
在较大尺度上与正常木呈负关联，使得在剥皮木较
多的区域剥皮现象有加重的可能。白桦剥皮部位高
度主 要 受 人 剥 皮 行 为 的 影 响，平 均 高 度 为
0. 52 ～ 1. 72 m，被剥皮部位主要位于树干的正南及
西南方向。
白桦剥皮后伤口的恢复生长与裸露木质部的腐
朽存在竞争生长关系，木质部裸露的周长比例越大，
越容易发生风折。构建的二项 Logistic 回归模型能
准确地反映风折概率与木质部裸露的周长比例的关
系。风折时间多在剥皮后 6 年左右。受盛行风向、
地形等因素影响，风折时树木多倒向东偏北方向。
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