全 文 ：第 ww卷 第 tt期
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林 业 科 学
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冰冻雪压对杉木人工林近成熟林分危害调查 3
张建国t 段爱国t 童书振t 孙洪刚u 邓宗富v 张守攻t
kt1 中国林业科学研究院林业研究所 国家林业局林木培育重点实验室 北京 tsss|t ~
u1 中国林业科学研究院亚热带林业研究所 富阳 vttwss ~ v1中国林业科学研究院亚热带林业研究中心 分宜 vvyyssl
摘 要 } 以受冰冻雪灾较为严重的江西省大岗山林区杉木近成熟林分为研究对象 o探讨杉木林分结构和立地条
件与杉木受损类型及灾害发生程度的关系 o得到几点主要结论 }tl 冰冻雪压造成大岗山林区杉木受害株数比例达
yy1{w h o受灾相当严重 o杉木林分受害类型可分为弯梢 !断梢 !斜干 !断干 !倒地及翻蔸等 y种 o其中断干和断梢为最
主要的 u种受害类型 ∀ul 杉木林分结构对冰冻雪压危害具有明显的调节作用 o灾害主要发生于径阶相对较小的林
木 o林分内径阶越大的林木其受害程度明显越轻 ~林分密度与受害强度具极显著正相关 o密度越高 o林分受损株数
愈多 o且密度主要影响断干 !翻蔸这 u种不可逆的受损类型 o合理的密度调控至关重要 ∀vl 杉木林分的立地条件与
受害程度紧密相关 o高海拔 !高坡位 !陡坡处的林分更易受到冰冻雪压的危害 o较高的立地指数有利于杉木在遭受
冰冻雪压灾害时减轻损失 ∀
关键词 } 杉木人工林 ~冰冻雪压 ~危害类型 ~径阶 ~密度 ~立地
中图分类号 }≥zyt 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{ltt p sst{ p sx
收稿日期 }uss{ p sy p t{ ∀
基金项目 }uss{年度公益性行业科研专项/亚热带森林植被雨雪冰冻灾害监测评估及其快速恢复技术研究0及国家十一五科技支撑课题
/杉木和马尾松大径材速生丰产林培育关键技术研究与示范kussy…„⁄uw…sv0资助 ∀
3 中国林业科学研究院亚热带林业研究中心赖树华参加外业调查 o特此致谢 ∀
Ηαρµ οφ Φροστ ανδ Σνοω Συππρεσστο Νεαρ Ματυρε Στανδσ οφ Χυννινγηαµιαλανχεολατα Πλαντατιονσ
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kt1 Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Φορεστρψοφ ΧΑΦ ΚεψΛαβορατορψοφ Φορεστ Σιλϖιχυλτυρε οφτηε Στατε Φορεστρψ Αδµινιστρατιον Βειϕινγ tsss|t ~
u1 Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Συβτροπιχαλ Φορεστρψοφ ΧΑΦ Φυψανγ vttwss ~v1 Εξπεριµενταλ Χεντρε οφ Συβτροπιχαλ ΦορεστρψoΧΑΦ Φενψι vvyyssl
Αβστραχτ } ׫¨ §¤°¤ª¨ ²©·«¨ ±¨ ¤µ°¤·∏µ¨ ¶·¤±§¶²© Χυννινγηαµιαλανχεολαταk≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µl ³¯¤±·¤·¬²±¶¥¼·«¨ ©µ²¶·¤±§¶±²º
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Κεψ ωορδσ} ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µ³¯¤±·¤·¬²±~©µ²¶·¤±§¶±²º ³µ¨¶¶§¬¶¤¶·¨µ~«¤µ°·¼³¨¶~§¬¤°¨ ·¨µ¦¯¤¶¶~§¨±¶¬·¼~¶¬·¨¦²±§¬·¬²±
灾害天气是森林经营与管理的重要非生物干扰因子 o对林业的正常生产和可持续发展具有重大影响
k‘¼®±¨ ± ot||zl ∀灾害天气往往降低木材质量和产量 o增加收获的费用 o降低潜在生产力以及造成市场短期
供给失调 ∀极端天气的频发正日益深远地影响着世界林业的健康发展k ª¨¤«¤± ετ αλqot|{z ~≥²¯¤±·¬¨ ot||w ~
°¨ ·¯²¯¤ ετ αλqot||zl ∀uss{年初我国南方地区遭受了一场历史罕见的持续低温雨雪冰冻综合性极端天气灾
害 ∀据初步评估 o这场灾害造成我国 t|个省区森林受灾面积达 t {ys万 «°u o占全国森林总面积 tΠts强 o森
林生态系统遭到难以估量的破坏k中国林业编辑部 ouss{l ∀如何有效地预防或减少灾害损失 !实现林业灾后
快速恢复重建正成为林业科研的重要方向与紧要任务 ∀
杉木k Χυννινγηαµιαλανχεολαταl是我国南方亚热带地区最重要的乡土栽培树种 ∀由于灾害发生区与杉木
栽培区的高度重叠 o杉木成为此次灾害中受灾最严重的树种之一 ∀林分灾害发生的强烈程度是气象条件 !立
地条件和林分特征各因子间相互作用的结果 ∀气象信息监测预报方面的研究可起到一定的减灾效果k马林 o
usswl o雪压 !雪Π风以及不同湿度和温度条件下雪压等气象因素对林分的作用类型和危害程度具有较大差
异 o综合性危害要强于单一性危害k • ²µµ¨¯¯ ετ αλqot|z| ~侯箕 ot|{w ~‘¼®±¨ ±ot||zl ∀然而林分特征和林分所
处的立地条件对不同灾害性天气的抵御能力是不同的k∂¤¯¬±ª¨µετ αλqot||v ~李秀芬 ousswl ∀鉴于此 o中国林
业科学研究院林业研究所杉木课题组对杉木林分受损情况展开了标准地调查 o以受灾较为严重的江西省大
岗山林区不同经营措施条件下杉木近成熟林分为研究对象 o重点探讨杉木受损类型及林分结构 !立地条件与
受害程度的关系 o以期为杉木人工林现存资源的保护与经营及受害林分的恢复重建提供理论与实践依据 ∀
t 材料与方法
111 调查地点概况
调查地点设置在江西省分宜县大岗山林区 ∀大岗山区属罗霄山脉北端的武功山支脉 o位于 ttwβvsχ )
ttwβwxχ ∞ouzβvsχ ) uzβxsχ ‘∀气候温暖湿润 o属亚热带季风湿润类型 o年平均温度为 tx1{ ∗ tz1z ε ~z月平均
最高温度 u{1{ ε o日最高温度 v|1| ε ~t月平均最低温度为 p x1v ε o日最低温度 p {1v ε ∀全年日照平均
时数为 t yxz «o最高为 u swz «o最低为 t vz{ «o日照百分率约为 vz h ∀太阳总辐射年平均为 w{y1y ®#¦°pu ∀
平均蒸发量约为 t xsv °° o最多为 t zzs1{ °° o最少为 t uzw °°∀年均降水量为 t x|t °° o最多为 u uuz1y
°° o最少为 t sy|1{ °°∀年均无霜期为 uyx §∀本区属地带性低山丘陵红壤 !黄壤类型及其亚类的分布区 ∀
112 研究方法
对大岗山年株林场场部后山的 tx块 uz年生不同密度杉木人工林林分进行每木调查 o调查每一单株的
生长指标及受损情况 o生长指标主要为胸径 !株高 !冠幅及枝下高 o受损情况描述性统计指标设定为弯梢 !断
梢 !斜干 !断干 !倒地 !翻蔸等 y种类型 o其中断梢类型进一步按树冠比例分为 tΠv !tΠu和 uΠv断梢等 v种 ∀调
查地点海拔 uxs ° o调查林分于 t|{t年春采用 t年生苗营造 o共调查 tx个小区 o包括 u ° ≅ v °k„t !„u !„vl !u
° ≅ t1x °k…t !…u !…vl !u ° ≅ t °k≤t !≤u !≤vl !t ° ≅ t1x °k⁄t !⁄u !⁄vl !t ° ≅ t °k∞t !∞u !∞vl等 x种密度 o各
重复 v次 o每个小区面积为 yss °u ∀另在海拔约为 xss °处的地方调查了 v块株行距为 u ° ≅ v °的标准地 o
每块标准地面积均为 yss °u o林龄为 uy年生 o用以比较不同海拔高度杉木林受损情况 ∀
u 结果与分析
211 杉木受害的形态类型
杉木受冰冻雪压危害的形态类型可分为 y种 ∀图 t表明不同危害类型在受害林木总株数中的比例 ∀
第 t类为弯梢 o约占受害株数的 |1{y h o主要是指树冠中上部截获的雪的质量超过了树梢的正常承受能
力 o但尚未超出树梢负荷极限 o借助树梢自身的抗压弹性 o树冠中上部朝一边弯曲的形态类型 o这类受害木在
冰冻雪压状况解除后能得到较快恢复 o对生长影响最小 ∀
第 u类为断梢 o是第一类弯梢类型受害程度加深的表现 o为杉木受害的主要类型 o占受害木总数的
vu1vx h o其中 tΠv !tΠu及 uΠv断梢情形分别占 ty1|{ h !x1ws h和 |1|z h o显然 tΠv断梢是断梢类型的主体 ~断
梢类型是由于低温冰冻造成树冠主干木材脆性增加 !抗压弹性减弱 o致使在所截获雪量的重力作用下超越自
身负荷极限而形成的在树冠不同高度处折断的受害形态类型 o这类受害木能得到一定程度的恢复 o恢复生长
的快慢取决于树冠折断的高度 o需予以保留 o严重者亦可延缓性伐除 ∀
第 v类为斜干 o约占受害总株数的 z1{s h o是由于树冠所承受的雪的压力未达树干抗压弹力极限而使树
干整体倾斜的受害类型 ∀此一类型的林木可视斜干程度予以保留或伐除 o倾斜角度小的可以得到恢复 o宜予
以保留 o对于倾斜角度大或对周边林木造成挤压的应予以伐除 ∀
第 w类为断干 o是此次冰冻雪压综合性灾害中最主要的受害类型 o占受害总株数的 wt1uy h o是由于树冠
所截获的雪量对树体造成的压力超越了树干本身因冰冻而减弱的抗压弹力极限 o表现为树干从枝下高往下
|t 第 tt期 张建国等 }冰冻雪压对杉木人工林近成熟林分危害调查
处折断的受害类型 o该受害类型因营养器官全部离体 o应及时予以伐除利用 o以减少损失 ∀
第 x类为倒地 o是斜干形态达到极限的情形 o表现为树干已整体贴近地面 o但根系尚未露出 o此类受害类
型约为 s1{w h o宜尽早清除利用 ∀
第 y类为翻蔸 o受害率占 z1|t h o主要是由于树体受到雪压而形成头重脚轻被连根拔起 o根系完全露出
地面或严重扯断 o这类受害木应予以及时清除利用 ∀
很显然 o在持续冰冻雪压灾害面前 o杉木表现出了多种不同受害程度的形态类型 o其中断梢与断干为 u
种最主要的受害类型 o两者占受害总数的比例达到了 zv1yt h o这与低温冰冻导致杉木树干材质变脆易断有
关 ∀y种类型中断干 !倒地 !翻蔸等 v种情形为灾害导致的直接损失 o占总受害株数的 xs h之多 ∀tx块样地
总保留株数为 u y{z株 o总受害株数却达到了 t z|y株 o受害比例为 yy1{w h o可以说 o此次杉木受灾相当严
重 o给产区杉木人工林的经营与产业发展造成了极大的干扰与破坏 ∀
图 t 杉木不同受害类型分布
ƒ¬ªqt ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©§¬©©¨µ¨±·«¤µ°
·¼³¨¶©²µ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µ³¯¤±·¤·¬²±
„ 弯梢 ײ³¥¨ ±§¨§~…断梢 ײ³¥µ²®¨ ±~
≤ 斜干 ×µ∏±®¬±¦¯¬±¨ §~
⁄断干 ×µ∏±®¥µ²®¨ ± ~∞倒地 ≥·¨° ¦²±√ µ¨¶¨§~
ƒ 翻蔸 • ²²·²³¨ ±¨ §q下同 ∀ ׫¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º q
212 杉木林分结构与危害程度的关系
u1u1t 林分受损的径阶因素 从图 u可以发现 o不同受害类型林木的
径阶分布均呈单峰状曲线 o不同径阶的林木的受害类型具有较大的差
异 ∀倒地 !翻蔸 !斜干 !弯梢等 w种受害类型主要发生于径阶相对较小
的林木 o受害株数最多的径阶分别在 { !ts !ts !tu ¦°o最大受害径阶止
于 us ¦° ~断干类型最多地发生于 tw ¦°径阶的林木 o而断梢类型则在
ty ¦°径阶里的株数达到最高值 o且 ty ¦°径阶以上的林木受害类型
更多地表现为断梢 ous ¦°径阶以上的林木绝大部分的受害类型为受
害程度较轻的断梢情形 ouw ¦°径阶以上的林木则全部表现为断梢受
害类型 ∀tw ¦°径阶以上的树木随着树木直径的的增大 o受害程度呈
现明显的下降趋势 ∀而且 o在断梢类型中 o受损相对较轻的 tΠv断梢类
型和 tΠu断梢类型受损木最多的径阶在 t{ ¦°o高于 uΠv断梢类型的 ty
图 u 杉木不同受害类型的径阶分布
ƒ¬ªqu ⁄¬¤° ·¨¨µ¦¯¤¶¶§¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©§¬©©¨µ¨±·«¤µ°·¼³¨¶©²µ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µ³¯¤±·¤·¬²±
¦° o且 ty ¦°径阶以上的林木的断
梢类型主要表现为 tΠv断梢类型 ∀
这表明随着杉木单株径阶的增大 o
林木抵御冰冻雪压的能力增强 o受
害程度明显减弱 ∀因此 o培育合理
的林分大小结构 o使大径阶林木所
占的比例提高 o有利于增强林分抵
抗自然灾害的能力 ∀
u1u1u 林分受损的密度因素 林
分密度是人工林经营最重要的可
控因子之一 ∀从图 v可知 o随着林
图 v 不同保留密度 !不同初植密度杉木人工林分受损株数比较
ƒ¬ªqv ∞©©¨¦·¶²©µ¨°¤¬±¬±ª§¨±¶¬·¼ ¤±§³¯¤±·¬±ª§¨±¶¬·¼
²± «¤µ° ¶·¨°¶²© ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µ³¯¤±·¤·¬²±¶
分保留密度与初植密度的增加 o林
分总受损株数呈线性上升 o相关指
数分别达 s1{z{ y !s1zsv z o林分密
度与受害强度具极显著相关k Π
s1stl ∀这主要是因为高密度降低
了杉木单株平均直径 o使小径阶林
木增多 o致使冰冻雪压受害程度加
重 ∀
林分不同受损类型受密度的
影响程度不同 ∀从图 w可以看到 o
除倒地类型外 o弯梢 !断梢 !斜干 !
断干及翻蔸等 x种受损类型的受损株数均随保留密度的增大而不同程度地增加 ox种受损类型的受损强度
su 林 业 科 学 ww卷
图 w 保留密度对不同受损类型的受损株数的影响
ƒ¬ªqw ∞©©¨¦·¶²©µ¨°¤¬±¬±ª§¨±¶¬·¼ ²± «¤µ° ¶·¨°¶²©§¬©©¨µ¨±·«¤µ°·¼³¨¶
与保留密度的线性
相关性由强至弱依
次为断干 !翻蔸 !弯
梢 !斜干 !断梢 o其
中 o断干与翻蔸达
极显著水平 k Π 
s1stl o弯梢与斜干
呈显著水平 k Π 
s1sxl o这表明密度
主要影响了断干 !
翻蔸这 u种不可逆
的受损类型 o也就
是说高密度更易造
成林分内林木的断
干及翻蔸 o这与高
密度林分内林木单株营养空间减少而导致的径阶变小和根系不发达有关 ∀因此 o林分密度的调控对于提高
林分整体抗冰冻雪压的能力具有重要意义 o将林分初植密度与保留密度控制在一定范围 o增加单株林木的营
养空间 o不仅能促进林木地上部分的生长 o而且有助于林木地下根系的发育与扩张 o从而增强林分对灾害的
抵御能力 o减少断干 !翻蔸等直接损失的发生 ∀
213 立地条件与危害程度的关系
u1v1t 不同海拔高度对杉木受害程度的影响 从图 x可看出 o海拔高度对杉木人工林受害程度具有明显的
影响作用 o位于海拔 xss °处的杉木人工林受损总株数达到了 uvs株 o占总株数的 zy1yz h o明显高于海拔
uxs °处相同密度的杉木林分受损比例 wt1yz h ~断梢与断干 u种主要受害类型的受害株数亦是高海拔多于
低海拔 ∀这表明高海拔处的杉木林分更易受到冰冻雪压的危害 ∀
图 x 不同海拔高度对杉木受害程度的影响
ƒ¬ªqx ∞©©¨¦·²©§¬©©¨µ¨±·¤¯·¬·∏§¨¶²± «¤µ°
¬¨·¨±·²© ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µ³¯¤±·¤·¬²±¶
u1v1u 坡位与坡度对杉木受害程度的影响 试验样地中 „t处
于中坡位 o而 „v处于下坡位 o从表 t可知 o虽然处于中坡位的
„t的坡度要小于处于下坡位的 „v o但 „t的总受害株数明显高
于 „v o具体表现为断干受害类型上的差异 o这表明低坡位有利
于杉木抵御冰冻雪压的危害 ∀
坡度对杉木受害程度及受害类型亦具有明显作用 ∀坡度较
大的林分的受害程度较坡度较小的林分要大 o且坡度大的林分
内翻蔸的林木株树要明显多于坡度小的 o如坡度为 vsβ的 ≤t样
地的翻蔸株树达到了 tx株 o而坡度相对较小的 ≤u样地的翻蔸
株数仅为 x株 ∀这主要是因为坡度越大 o林分根系向四周的发
展越不均衡 o在雪压条件下更易倒向一边 o而实际上 o除翻蔸外 o
坡度与斜干受害类型关系最为紧密 ∀
表 1 不同坡位与不同坡度对杉木受害程度的影响
Ταβ .1 Εφφεχτσ οφ διφφερεντ σλοπελοχατιονσ ανδ γραδιεντσ ον ηαρµ εξτεντ οφ Χηινεσε Φιρ πλαντατιονσ
影响因子
∞©©¨¦·
©¤·²µ¶
样地
°¯ ²·¶
初植密度
°¯ ¤±·¬±ª§¨±¶¬·¼Π
k¶·¨°¶#«°pul
保留密度
• °¨¤¬±¬±ª§¨±¶¬·¼Π
k¶·¨°¶#«°pul
坡度
Šµ¤§¬¨±·Π
kβl
„ … ≤ ⁄ ∞ ƒ 总和≥∏°°¤·¬²±
坡位 „t t yyz {| tz t uw t uw u xu
≥¯ ²³¨ ²¯¦¤·¬²± „v t yyz |x vs u uv u { t vy
坡度 ≤u x sss uuw uw tu vu z z{ w x tv{
Šµ¤§¬¨±· ≤t x sss uwz vs uy uy z |t u tx tyz
u1v1v 立地指数对杉木受害程度的影响 立地是人工林经营的三大可控因子之一 o一般而言 o立地条件越
tu 第 tt期 张建国等 }冰冻雪压对杉木人工林近成熟林分危害调查
好 o林木生长愈健康粗壮 o林分抵御自然灾害的能力更强 o受害程度愈轻 ∀从表 u可看出 o相同初植密度条件
下 o立地条件较好的 „v !…v !⁄v !∞u受损株数分别要低于相应小区 ∀∞v小区受损株数少是因为以前受到过雪
压危害 o致使保留株数较少的缘故 ∀这表明较好的立地条件有利于杉木在遭受冰冻雪压灾害时减轻损失 ∀
表 2 不同立地指数对杉木受害程度的影响
Ταβ .2 Εφφεχτ οφ σιτεινδεξ ον ηαρµ εξτεντ φορ Χηινεσε Φιρ πλαντατιονσ
样地 °¯ ²·¶ „t „u „v …t …u …v ≤t ≤u ≤v ⁄t ⁄u ⁄v ∞t ∞u ∞v
立地指数 ≥¬·¨¬±§¨¬Π° tx1{{ tv1y{ ty1wu tx1t tw1xu ty1|u tw1wz tw1wu tw1sz tu1{{ tv1s| tv1ux tv1| tw1uv tv1{x
受损株数 ‘∏°¥¨µ²©¶·¨°¶ xu vz vy tsv ttv {w tyz tv{ tyt t{x tyw tx{ t{t txx yu
v 结论与讨论
通过实地调查数据 o探讨了杉木受损类型 !林分结构和立地条件与灾害发生程度的关系 o得到几点结论 }
tl 冰冻雪压造成大岗山林区杉木受害株树比例达 yy1{w h o受灾相当严重 o杉木林分受害类型可分为弯梢 !
断梢 !斜干 !断干 !倒地及翻蔸等 y种 o其中断干和断梢为最主要的 u种受害类型 ∀ul 杉木林分结构对冰冻
雪压危害具有明显的调节作用 o灾害主要发生于径阶相对较小的林木 o林分内径阶越大的林木其受害程度明
显越轻 ~林分密度与受害强度具极显著正相关 o密度越高 o林分受损株数愈多 o且密度主要影响断干 !翻蔸这
u种不可逆的受损类型 o合理的密度调控至关重要 ∀vl 杉木林分的立地条件与受害程度紧密相关 o高海拔处
的林分更易受到冰冻雪压的危害 o而低的坡位有利于杉木抵御冰冻雪压的危害 o坡度较大的林分的受害程度
较坡度较小的林分要大 o较好的立地条件有利于杉木在遭受冰冻雪压灾害时减轻损失 ∀
事实证明 o冰冻雪压综合性灾害天气对杉木人工林造成了极大的破坏与损失 ∀有关森林对突发性极端
天气灾害的抗性方面的研究国内较少k张建国 ousssl o且往往是面对诸如风 !冰冻 !雨雪等单一灾害性天气方
面的研究k‘¼®±¨ ± ot||zl o此次多树种人工林出现巨大损失与持续冰冻灾害天气和暴雪灾害天气的综合作用
有关 ∀结合本文研究结果 o对杉木人工纯林的经营可以采取如下几方面的措施 o以预防或降低灾害损失 ∀首
先 o应做好密度控制工作 o将密度控制在一定范围有利于扩大林木单株的营养空间 o同时增强地上与地下部
分的灾害抵抗力 o减少如断干 !翻蔸等不可逆的直接损失 ~其次 o宜选择立地条件较好的林地造林 o使林木生
长健康粗壮 o增强抵御灾害的能力 o避开陡坡 !风口等地形 o慎重选择在海拔较高且交通不便处集约造林 ~此
外 o应加强杉木材性与栽培措施 !遗传控制等方面的研究 o筛选材质优 !抗性强的品种造林 o力争将自然灾害
损失控制在最小的范围内 ∀值得注意的是 o调查中我们发现针叶树比阔叶树受灾严重 o外来树种比乡土树种
受灾严重 o速生树种比非速生树种受灾严重 o纯林比混交林损失重 o因此 o营造杉木与其他阔叶树种的混交林
亦不失为一条抗灾减灾的有效措施 ∀
参 考 文 献
侯 箕 qt|{w1 森林的一种特殊气象灾害 ) ) ) 湿雪 q森林气象论文集 q北京 }气象出版社 oy{ p zt1
李秀芬 o朱教君 o王庆礼 qussw1 辽东山区天然次生林雪Π风灾害成因及分析 q应用生态学报 otx kyl }wt p |wy1
马 林 qussw1 世界气象组织农业气象委员会/减轻自然灾害和极端事件对农牧林渔业的影响0专家组会议要览 q青海气象 oktl }yz p zs1
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