全 文 ：广 西 植 物 Guihaia　Nov．２０１３,３３(６):７８０－７８５　　　　　　　　　　 http://journal．gxzw．gxib．cn　
DOI:１０．３９６９/j．issn．１０００Ｇ３１４２．２０１３．０６．０１１
何俊,赵秀海,孙兆军,等．冰雪灾害对江西九连山常绿阔叶林的影响[J]．广西植物,２０１３,３３(６):７８０－７８５
HeJ,ZhaoXH,SunZJ,etal．EfectsoftheiceandsnowdamagetotheevergreenbroadＧleavedforestofJiulianshanMountaininJiangxiProvince[J]．
Guihaia,２０１３,３３(６):７８０－７８５
冰雪灾害对江西九连山常绿阔叶林的影响
何　俊１,赵秀海２∗,孙兆军１,范　娟２,毛双燕２,周　华３
(１．宁夏大学,银川７５００２１;２．北京林业大学,北京１０００８３;３．江西九连山国家自然保护区 管理局,江西 龙南３４１７０１)
摘　要:以江西九连山国家自然保护区常绿阔叶林为对象,研究林分不同层次优势种受灾程度,分析物种海
拔、坡度对受灾程度的影响.结果表明:乔木上层和中层树木以断稍为主,乔木下层树木以断稍和腰折为主,
小树和幼树以压弯为主.在平均受损指数MDI(MeanDamageIndex)方面,乔木上层米槠MDI值最高,拟赤
杨最低;乔木中层鸭公树MDI值最高,浙江新木姜子最低;乔木下层米槠MDI值最高,浙江新木姜子最低;
小树米槠MDI值最高,细枝柃最低;幼树二列叶柃MDI值最高,狗骨柴最低.海拔对不同林分层次树木的
部分受损指标有显著影响(P＜０．０５);整体上,不同林分层次树木的受损指标在７００~７６０m海拔生境高于
６４０~７００m海拔生境.不同坡度生境下树木的受损指标均无显著差异(P＞０．０５).
关键词:九连山常绿阔叶林;冰雪灾害;受损程度;优势种;海拔;坡度
中图分类号:Q９４８　　文献标识码:A　　文章编号:１０００Ｇ３１４２(２０１３)０６Ｇ０７８０Ｇ０６
Effectsoftheiceandsnowdamagetothe
evergreenbroadＧleavedforestofJiulianshan
MountaininJiangxiProvince
HEJun１,ZHAOXiuＧHai２∗,SUNZhaoＧJun１,FANJuan２,
MAOShuangＧYan２,ZHOUHua３
(１．NingxiaUniversity,NingxiaYinchuan７５００２１,China;２．BeijingForestryUniversity,Beijing１０００８３,China;
３．JiangxiAdministrativeBureauofJiulianshanMountainNationalNatureReserve,Longnan３４１７０１,China)
Abstract:TheiceandsnowdamagetotheevergreenbroadＧleavedforestofJiulianshanMountainNationalNatural
ReserveinJiangxiProvincewasstudied,andeffectsofaltitude,slopeonthedamagedegreewereanalyzed．Theresults
wereasfolows:theupperＧlayerandmidＧlayertreesweremostlyinmodeloftopbreakage,theunderＧlayertreeswere
subjectedtotopandtrunkbreakage,thesaplingsandseedlingsweremostlysuferedfrombending．IntermofMDI,
seedlings＜saplings＜underＧlayertrees＜midＧlayertrees＜upperＧlayertrees;specieswiththehighestMDIindiferＧ
entstorywasrespectivelyCastanopsiscarlesiinupperＧlayer,NeolitseachuiinmidＧlayer,C．carlesiinunderＧlayer
andsapling,Euryadistichophyllainseedling;however,specieswiththelowestMDIindiferentstorieswerereＧ
spectivelyAlniphyllumfortuneiinupperＧlayer,Neolitseaauratavar．chekiangensisinmidＧlayerandunderＧlayer,
EuryaloquaianainsaplingandTricalysiadubiainseedling．ThetrunkbreakageratioandMDIofupperＧlayer
trees,topbreakageratioandMDIofmidＧlayertrees;trunkbreakageratioandMDIofunderＧlayertrees,bendingraＧ
tioofsaplings,trunkbreakageratioofsaplings,uprootingratioofsaplings,MDIofsaplings,trunkbreakageratioand
收稿日期:２０１３Ｇ０４Ｇ２８　　修回日期:２０１３Ｇ０７Ｇ１１
基金项目:国家“十一五”科技支撑项目(２００８BADB０B０５);林业公益性行业科研专项(２００９０４０２２)
作者简介:何俊(１９８３Ｇ),男,湖北荆门人,博士,助理研究员,主要从事森林生态系统方面研究,(EＧmail)hejun８３０２＠１６３．com.
∗通讯作者:赵秀海,博士,教授,主要从事森林经理和生态系统方面的研究,(EＧmail)zhaoxh＠bjfu．edu．cn.
MDIofseedlingsweresignificantlydiferentbetweendiferentlatitudehabitats(P＜０．０５);Inthewhole,different
damageindexesoftreesunder７００－７６０maltitudehabitatwerehigherthanindividualsunder６４０－７００maltitude
habitat．Underdiferentslopehabitats,damageindexesindiferentlayershadnosignificantdiference(P＞０．０５)．
Keywords:JiulianshanMountainevergreenbroadＧleavedforest;iceandsnowdamage;damagedegree;dominant
species;altitude;slope
　　特大冰雪灾害对森林生态系统的干扰十分严
重,受灾后的森林易发生真菌和病虫害(Nykanenet
al．,１９９９７).在我国,冰雪灾害主要发生在新疆西
北部、内蒙古中部、青藏高原东北部等区域,研究以
这些区域草地畜牧业的冰雪灾害影响和预测为主
(史培军等,１９９６;时兴和等,２０１２).欧洲和北美的
部分区域冰雪灾害发生频率较高,人工林和次生林
受到影响大,研究者针对灾害成因、灾害评估、灾害
影响因素、受损预测模型等方面进行了深入研究
(Richard,１９９９;Michaeletal．,１９９９;Anneetal．,
２００２;Koichietal．,２００７;Michaeletal．,２００８).
２００８年南方特大冰雪灾害发生后,国内学者针对灾
害成因(刘毅等,２００８)、灾害影响(王旭等,２００９;曼
兴兴等,２０１１)、灾后恢复(黄川腾等,２０１２)等展开研
究,但针对亚热带常绿阔叶林树种和群落的分层受
损比较研究少见报道.
２００８年冬季持续的雨雪冰冻天气对南方林业
产生重大影响,其中受雨雪冰冻危害的林地面积达
０．２１亿公顷,森林面积达０．１９亿公顷(杨锋伟等,
２００８).本研究针对江西九连山南亚热带常绿阔叶
林进行冰雪灾害受损研究,确定灾害对常绿阔叶林
不同层次优势种的影响程度,评价不同优势种的受
损差异,并分析海拔和坡度对受损程度的影响,以期
为冰雪灾害研究提供基础资料,并为科学评价、预测
等方面提供依据.
１　研究地概况
九连山国家级自然保护区位于江西省赣州市龙
南县的南端,地理坐标为２４°２９′１８″~２４°３８′５５″N,
１１４°２２′５０″~１１４°３１′３２″E.保护区年均气温约１７．４
℃,最冷月(１月)平均气温６．８℃,７月平均气温
２４．４℃,极端最高气温３７℃,极端最低气温Ｇ７．４℃.
年均降水量２１５５．６mm,有明显的干、湿季.土壤有
明显的垂直分布规律,随着海拔的升高,分别为山地
红壤(５００~６００m以下)、山地黄红壤(５００~８００m)、
山地黄壤(８００~１２００m)、山地草甸(１２００m以上)
(刘信中等,２００２).九连山常绿阔叶林以南岭栲
(Castanopsisfordi)林、米槠栲(C．carlesi)林、丝栗
栲(C．fargesil)林、红钩栲(C．lamonti)林、罗浮栲
(C．fabri)林、木荷(Schimasuperba)林和甜槠(CasＧ
tanopsiseyrei)林为主要群落类型(刘信中等,２００２).
２　研究方法
２．１样方设置与调查
为监测南亚热带常绿阔叶林冰雪灾害后植被恢
复状况,于２００８年在九连山国家级自然保护区内设
置４hm２固定监测样地.调查过程中将整个样地划
分为１００个２０m×２０m 的连续样方,记录所有
DBH≥１cm植株的物种、胸径、树高、冠幅、坐标及
受损类型,并挂牌标记.受损类型分为压弯、断稍、
腰折、翻蔸四个等级(Koichietal．,２００７).
２．２受损指数选择
依据调查中的受损分类,采用压弯率、断稍率、
腰折率、翻蔸率和 MDI五个指标评价受损.重度
受损率(％)＝腰折率(％)＋翻蔸率(％);MDI
＝∑
n
i＝１
DiPi;其中Di为第i(i＝１,２,３,４)等级受损
权重值(压弯:D１＝１;断稍:D１＝２;腰折:D２＝３;翻
蔸:D３＝４),Pi 为第i 等级受损率,MDI(Mean
DamageIndex)为平均受损指数(Michaeletal．,
１９９９).不同径级大小树木受损有所差异,按照林分
条件并结合曲仲湘的分级标准(曲仲湘等,１９８３),本
文将树木分成５个层次,幼树(１~２．５cm)、小树
(２．５~７．５cm)、乔木下层(７．５~１５cm)、乔木中层
(１５~２２．５cm)、乔木下层(≥２２．５cm),选取各层次
IV≥１０(IV,importantvalue,重要值)的优势树种
进行受损分析;在不同层次整体受损比较中,选取所
有树木进行受损统计.
２．３海拔和坡度分级
海拔:根据样地调查结果,将海拔分为６４０~
７００m和７００~７６０m２个等级;坡度:以０开始,间
隔１０°为１个等级,４０°~５０°为最高级,共５个级别,
选取所有树木进行受损统计.
１８７６期　　　　　　　　　　何俊等:冰雪灾害对江西九连山常绿阔叶林的影响
３结果与分析
３．１不同层次优势种受损分析
乔木上层以红钩栲、丝栗栲、马尾松(Pinus
massoniana)和罗浮栲为主要优势树种.优势树种
均以断稍为主要受损类型(图１:A).除了３株丝栗
栲发生压弯,其余优势树种均无压弯受损.优势种
断梢受损率差异小,米槠最高;拟赤杨(AlniphylＧ
lumfortunei)最低.马尾松是唯一腰折率高于
１０％的优势种.米槠、枫香(LiquidambarformosaＧ
na)和杉木(Cunninghamialanceolata)未发生翻兜
受损.在 总 的 受 损 评 价 上 (MDI),米 槠 高 达
１７６．３％,落叶物种拟赤杨仅为１３１．５％.
乔木中层以罗浮柿(Diospyrosmorrisiana)为
主要优势树种.优势树种均以断稍为主要受损类
型,腰折受损发生也较多(图１:B).壳斗科树种有
不同程度的心腐现象,且宽大冠幅所承载冰雪量大,
不同受损指标均较高.与红钩栲和罗浮栲相比,米
槠多位于坡度较大的生境,发生翻兜的风险相对较
高,翻兜率高达１６％.壳斗科物种MDI值均处于
前五位,受损率高.与其他优势树种相比,罗浮柿树
高低,压弯率最高,其他受损指标位于中等程度.鸭
公树(Neolitseachuii)腰折率最高.浙江新木姜子
(N．auratavar．chekiangensis)MDI 最低.杨梅
(Myricarubra)不同受损指标均较高.
乔木下层以罗浮柿为主要优势树种.优势树种
以断稍和腰折为主要受损类型(图１:C).与乔木中
层相似,壳斗科和樟科优势树种腰折率很高.罗浮
栲和罗浮柿在下层高度较高,受到断稍的风险相对
较高,断稍率最高.压弯树木以DBH≤１２cm 为
主,罗浮柿在该径级范围内个体数最多,压弯率高.
不同程度的心腐现象降低了木荷抵抗冰雪灾害的能
力.米槠、罗浮栲、红钩栲、鸭公树和木荷的 MDI
值最高.浙江新木姜和黄丹木姜子(LitseaelongaＧ
ta)以１０cm左右树木为主,且多生长在郁闭度高的
生境,受损轻.杜鹃花科的丝线吊芙蓉(RhododenＧ
dronwestlandii)以压弯和断稍为主要受损类型.
小树以细枝柃(Euryaloquaiana)为主要优势
树种.优势树种以压弯为主要受损类型(图１:D).
罗浮柿在该层上部,且具有较大冠幅,断稍和压弯受
损多.小叶石楠(Photiniaparvifolia)以多株丛生
为主,枝干软易压弯;宽大冠幅使丝线吊芙蓉压弯率
和断稍率较高.米槠、鸭公树和红楠(Machilus
thunbergii)材质较脆,且具有较大冠幅,腰折率高.
米槠不同指标受损率均较高,MDI最高.细枝柃和
小叶石楠植株以５cm左右树木为主,除了压弯率较
高,其余受损率均很低.
幼树以细枝柃为主要优势树种.优势树种受损
以压弯为主要受损类型(图１:E).二列叶柃(EuＧ
ryadistichophylla)集中分布于低海拔的沟谷地
带,冠幅大,枝干柔软,压弯率达５１．６％,其他受损指
数很低.由于受到上层个体受损后产生的次级损
伤,不同树种幼树的腰折率和翻兜率无显著差异,断
稍率和腰折率最高的是鸭公树,翻兜率最高的是米
槠.
不同层次树木的受损表现不同,幼树和小树以
压弯为主,乔木下层树木以断稍和腰折为主,乔木中
层和上层树木以断稍为主(图１:F).幼树和小树由
于上层个体断枝断稍的压砸而受到更多的次级损
伤,且植株柔韧性较高,易压弯.乔木上层植株承受
冰雪初级损伤多,植株具有较强的抗弯曲和倒伏能
力,易断稍.乔木下层腰折率最高,分别为乔木上层
和幼树的３倍和５倍.不同层次翻兜率均不高,乔
木下层最高(４．４％),而幼树仅为０．６％(图１:F).
在整体受损评价上,乔木层受损明显高于小树和幼
树,其中乔木上层的MDI分别为小树、幼树的２倍
和４倍.
在整个林分中,重度受损率高于５０％的物种植
株数很少,且以腰折为主.其中,植株数最多的是南
岭栲(１４株),其次是光皮桦(Betulaluminifera,
６株)和日本杜英(Elaeocarpusjaponicus,６株).
林分上层优势种重度受损率在２．２７％~１３．５８％之
间,马尾松最高;中层优势种重度受损率在１０．２６％~
３６％之间,米槠最高;下层优势种重度受损率在
５．３６％~４２．２４％之间,米槠最高;小树优势种重度
受损率在７．９６％~２９．７％之间,米槠最高;幼树优势
种重度受损率在２．５８％~５．５２％之间,米槠最高.
３．２海拔对受损的影响
单因子方差分析结果显示,不同海拔条件下,乔
木上层树木MDI、乔木中层树木断稍率、乔木下层
树木腰折率、乔木下层树木MDI、小树腰折率、小树
MDI、幼树腰折率呈极显著差异(P＜０．０１);乔木上
层树木腰折率、乔木中层树木MDI、小树压弯率、小
树翻兜率、幼树MDI呈显著差异(P＜０．０５).７００~
７６０m海拔下乔木上层树木的压弯率、小树和幼树的
２８７ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３３卷
图１　不同层次优势种及整体受损　AＧE．依次代表乔木上层、乔木中层、乔木下层、小树、幼树优势种受损比较;F．代表不同层次树
木受损比较.
Fig．１　Damageofdominantspeciesindifferentlayersandalindividualsbetweendiferentlayers　AＧE．showrespectivelythe
damageofdominantspeciesinupperＧlayer,midＧlayer,underＧlayer,saplingsandseedlings;F．showsdamagecomparisonbetweendiferentlayers．
断稍率、乔木中层树木的腰折率低于６４０~７００m
海拔树木,乔木上层树木在不同海拔生境压弯率均
低于１％,不同海拔生境条件下,小树和幼树的断稍
率、乔木中层树木的腰折率差异很小.整体上,７００~
７６０m海拔生境下树木的受损指标高于６４０~７００
m海拔生境(图２:AＧF).
３．３坡度对受损的影响
单因子方差结果显示,不同坡度条件下,受损指
标均无显著差异(P＞０．０５).２０°~３０°、３０°~４０°生
境下树木断稍率高,３０°~４０°、４０°~５０°生境下树木
的腰折率和MDI高;０~１０°、１０°~２０°生境下树木
的受损指标较低.
在乔木上层,坡度较大生境下树木的不同受损
指标整体上高于坡度更小生境下的树木.随着坡度
的增加,乔木上层树木压弯率逐渐升高,在２０°~３０°
达到最大;MDI值逐渐升高,在３０°~４０°达到最大.
腰折率、翻兜率分别在３０°~４０°生境、４０°~５０°生境
最大(图３:A,F).乔木中层树木与乔木上层树木
有一定差异,０~１０°生境下树木的压弯率和腰折率
很高;３０°~４０°生境下树木的翻兜率和MDI值均最
高(图３:B,F).乔木下层树木的MDI值随着坡度
的增加而升高,在３０°~４０°生境达到最大(图３:C,
F).小树在０~１０°生境下树木的断稍率最高,３０°~
４０°生境下树木的腰折率和 MDI最高,４０°~５０°生
境下树木的翻兜率最高(图３:D,F).幼树在４０°~
５０°生境下树木的翻兜率最高,０~１０°生境下也较高
(图３:E).
４　讨论
冰雪灾害在我国南部发生的几率很小,但偶发
性的冰雪灾害对森林的影响是长期性的.它们在对
植株造成损伤的同时,降低生物量、密度和基盖度,
严重的会影响物种组成和林分结构.与乔木上层相
比,乔木下层树木受损更轻,乔木上层树木冠幅大,
且承载了大部分冰雪量,受风的影响也较大,故受损
严重.乔木下层树木处于上层树木的保护之下,冠
幅较小,承载冰雪量较少,且风的影响较小,故受损
较轻.本研究中,不同层次树木的整体受损率
(MDI)大小顺序依次为幼树＜小树＜乔木下层树
木＜乔木中层树木＜乔木上层树木,且乔木上层树
木的MDI是幼树的３．６倍.这与Richaed(１９９９)乔
木下层树木受损仅为乔木上层的１/３的结论基本
一致.
３８７６期　　　　　　　　　　何俊等:冰雪灾害对江西九连山常绿阔叶林的影响
图２　海拔对不同层次受损指标的影响　AＧE．依次代表乔木上层、乔木中层、乔木下层、小树、幼树不同海拔条件下受损比较;F．代
表不同层次不同海拔条件下的MDI值比较;▲代表６４０~７００m海拔,●代表７００~７６０m海拔.
Fig．２　Efectsofaltitudeondamageindexesindifferentlayers　AＧE．showrespectivelydamagecomparisonofdiferentaltitudecondiＧ
tionsinupperＧlayer,midＧlayer,underＧlayer,saplingsandseedlings;F．showsMDIcomparisonofdiferentaltitudeconditionsindiferentlayers;
“▲”shows６４０－７００maltitude,“●”was７００－７６０maltitude．
Braggetal．(２００３)指出平均胸径大约为１８~
２５cm的林木易受害.李秀芬等(２００６)认为粗大林
木因冠幅较大而易受折断的危害,而低矮、小径级的
林木更趋向于被压弯.本研究中,幼树和小树以压
弯为主,乔木下层树木以断稍和腰折为主,乔木中层
和上层树木以断稍为主.幼树和小树因受到上层个
体断枝断稍的压砸而受到更多的次级损伤,且植株
柔软,易压弯;上层个体由于承受更多的冰雪量,树
梢完全暴露在冰雪下,断稍风险相对更高;７．５~１５
cm径级的个体正处于上升阶段,高度增长大于径向
生长,而且冠幅生长也较快,抵抗腰折受损的能力
弱.张志祥等(２０１０)发现黄山松(PinushwangsＧ
hanensis)胸径越大,林木越高,其受灾程度越轻,这
可能是因为随着黄山松树龄的增加,木材强度随之
增加的缘故.
树木的材质和冠幅影响了其受损程度.材质较
脆的香樟、马尾松、鸭公树容易受损,腰折率高.树
冠较大的米槠、红楠等由于承载了更多的冰雪量,受
损严重.此外,心腐的出现在一定程度上增加了树
木的受灾程度(Richardetal．,２００７),如北美水青冈
(Fagusgrandifolia)等(Loeetal．,１９８５).本研究
中乔木上层和中层重度受损的的拟赤杨、枫香、米槠
以及乔木下层的木荷均有腐烂枯死情况发生.马尾
松部分个体因割脂而产生病虫害,影响了其抵抗能
力,攀附在马尾松上的藤本也增加了马尾松的受损
程度,且针叶树树干的低弹性和低硬度也增加了其
受损程度.落叶树种在冰雪期间承受冰雪量少,受
损率较低,如拟赤杨.杨梅多生长在向阳空旷的区
域,属于宽冠幅、低矮植株,较高的木材韧性使得杨
梅受到压弯和断稍的风险高于腰折和翻兜.丝线吊
芙蓉作为中层相对高度最低的树木,上层植株的保
护和木材的高韧性使其受损较轻.山茶科的细枝
柃、二列叶柃和心叶连蕊茶(Camelliacordifolia)
幼树和小树植株数多,以压弯受损为主.
冰雪灾害程度除了与物种特征相关外,气候、地
形、样地特征等也在一定程度上影响冰雪灾害程度.
Dobbertin(２００２)认为坡度在８°~３５°之间更易发生
森林雪灾,但是没有比较８°~３５°范围内不同坡度条
件下的受损差异.王旭(２００８)的结果表明小范围内
坡度对严重受损率的影响无差异.本研究中,坡度
对受损指标无显著影响,但是坡度大于３０°生境下
树木的受损指标整体上要高于０°~２０°生境.坡度
４８７ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３３卷
图３　坡度对不同层次受损指标的影响　AＧE．依次代表乔木上层、乔木中层、乔木下层、小树、幼树不同坡度下树木受损比较;F．代
表不同层次不同坡度下的MDI值比较;每个图形中;■,▭,▲,∗,○分别代表０~１０°、１０°~２０°、２０°~３０°、３０°~４０°和４０°~５０°.
Fig．３　Efectsofslopeondamageindexesindiferentlayers　AＧE．showrespectivelydamagecomparisonofdiferentslopeconditionsin
upperＧlayer,midＧlayer,underＧlayer,saplingsandseedlings;F．showsMDIcomparisonofdiferentslopeconditionsindiferentlayers;■,▭,▲,∗,
○showrespectively０－１０°,１０°－２０°,２０°－３０°,３０°－４０°and４０°－５０°．
大于３０°生境不同林分层次的翻蔸率均高于坡度小
于３０°生境.由于雨水的冲刷和人为因素等的干
扰,坡度较大生境下树木的根系深度浅于坡度较小
的生境,而且坡度较大区域林分密度较低,受风的影
响也较大,树冠不对称性强,在承载相同冰雪量的条
件下,坡度较大生境的树木发生翻蔸的风险要高于
坡度较小生境的树木.
在一定海拔范围内,海拔越高,受损越严重.海
拔越高,温度越低,雪花在短时间内结冰并可以保留
很长时间,从而导致受损严重.整体上,本研究７００~
７６０m海拔生境下树木的受损指标高于６４０~７００m
海拔生境.
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Effectsofanicestormoncommunitystructureofanevergreen
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５８７６期　　　　　　　　　　何俊等:冰雪灾害对江西九连山常绿阔叶林的影响