雪災(zāi)對林木資源的影響及其應(yīng)對措施案例研究

王海龍

摘要：基于國家氣象信息中心站點(diǎn)數(shù)據(jù)，分析了北京地區(qū)1951～2016歷年降雪變化趨勢，討論了雪災(zāi)對森林生態(tài)系統(tǒng)的危害，并以2012年北京北部特大降雪事件為例，探討了不同受災(zāi)程度的林分對應(yīng)的造林措施，并提出了雪后森林恢復(fù)應(yīng)對措施及建議。

關(guān)鍵詞：雪災(zāi)；災(zāi)后措施；森林恢復(fù)

中圖分類號：S7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：16749944（2017）11012204

1 引言

在全球氣候變化的大背景下，極端天氣出現(xiàn)的頻率較過去顯著提高，從而引發(fā)了包括地震、暴雨、強(qiáng)風(fēng)、雪災(zāi)等多種形式的自然災(zāi)害，其中，以風(fēng)雪災(zāi)害所造成的影響最為常見，從而影響人們的生活。森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最為穩(wěn)定和主要的生態(tài)系統(tǒng)，不僅為人類提供生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)并且具有涵養(yǎng)水源、保持水土、防風(fēng)固沙、固碳釋氧、維持生物多樣性等多種不可替代的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。然而，森林生態(tài)系統(tǒng)也常常遭受風(fēng)災(zāi)、雪災(zāi)、病蟲害等多種自然干擾，其中，雪災(zāi)會使森林生態(tài)系統(tǒng)中的林木折枝甚至樹木折斷、整株被連根拔起。從而造成林內(nèi)大量干枯枝條樹木的積聚，增加森林火災(zāi)等次生災(zāi)害的風(fēng)險，造成安全隱患。同時，雪災(zāi)會破壞林內(nèi)樹木，降低其自然災(zāi)害抵抗能力，增加病蟲害等次生災(zāi)害的風(fēng)險，導(dǎo)致森林生態(tài)系統(tǒng)多種服務(wù)功能受損，其受損生態(tài)價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過直接受損經(jīng)濟(jì)價值，其影響不容忽視。并且融雪所造成的地表水的匯聚和土壤水的增加，更是加大了滑坡、山崩等災(zāi)害的風(fēng)險。

北京地區(qū)屬于北方暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，冬季寒冷干燥，降雪適中，但近年來雪災(zāi)頻發(fā)，不僅危害了森林生態(tài)系統(tǒng)，對市民出行安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展也造成了損失，因此對北京山區(qū)森林抵御雪災(zāi)能力進(jìn)行分析，對區(qū)域綠化建設(shè)具有重要的參考價值，對預(yù)防雪災(zāi)等自然災(zāi)害對森林造成破壞，保證其景觀生態(tài)功能有重要意義。

2 歷年雪災(zāi)對森林影響的特點(diǎn)分析

由于雪災(zāi)災(zāi)害主要動力成因?yàn)闃O端暴雪天氣，故收集了北京地區(qū)1951～2016年度最大次降雪量。數(shù)據(jù)來源于國家氣象信息中心，北京國家級地面站點(diǎn)延慶站（54511）的數(shù)據(jù)，2013年數(shù)據(jù)異常，舍棄。統(tǒng)計結(jié)果如表1。

由于統(tǒng)計數(shù)據(jù)量龐大，所以以每5年為一個時間跨度，選取其中最大年降雪量，觀察變化特征，如圖1所示。

在1980年以前，年最大降雪量處在一個穩(wěn)定地動態(tài)變化過程中，波動幅度較小，而1980年以后，年最大降雪量開始出現(xiàn)上升趨勢，原來穩(wěn)定地變化被打破。尤其在近十年左右中，年最大降雪量急劇上升。

由此可以看出，1980年前，北京地區(qū)氣候條件比較穩(wěn)定，發(fā)生災(zāi)害性天氣的機(jī)率較小，這對提高天氣預(yù)報、災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確性都是有利的。1980年之后，變化出現(xiàn)較大浮動，原有的穩(wěn)定氣候環(huán)境被打破，天氣紊亂，加大了天氣預(yù)報與災(zāi)害預(yù)警的難度，對人們?nèi)粘Ｉ钜灿幸欢ㄓ绊憽?/p>

在1980年之前，5年內(nèi)最大年降雪量與最小年降雪量的差值變化是平緩的，沒有出現(xiàn)大的波動。近60年來，北京暴雪天氣頻率逐步升高（圖1），幾乎每隔5年都能遭遇一次大規(guī)模的降雪事件，且暴雪等級也逐步上升。特別是2012年11月5日，北京市延慶縣和昌平區(qū)遭遇1960年以來的最大降雪，積雪達(dá)48 mm。近10年，大雪發(fā)生的頻率很高，由此造成的災(zāi)害也愈發(fā)頻繁。普通降雪不會對森林生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響。但長時間、高強(qiáng)度的降雪對森林生態(tài)系統(tǒng)造成的威脅是致命的，會對植被本身造成極大的危害。

3 案例分析

以2012年11月5日，延慶和昌平兩個區(qū)縣所遭遇的1960年以來的最大降雪災(zāi)害為例，進(jìn)行探究。本次降雪時間較早（11月5日），對仍未落葉的樹木造成了嚴(yán)重的傷害。大量枝條葉片積存降雪，使部分樹木出現(xiàn)折枝、斷干、伏倒等機(jī)械性損傷。在這次冰雪災(zāi)害過程中，給北京市北部區(qū)縣的林業(yè)造成了嚴(yán)重的災(zāi)害，尤其以延慶縣受損較大，昌平區(qū)也有不同程度的災(zāi)情。據(jù)統(tǒng)計延慶縣受災(zāi)面積約4000畝，其中1000余畝受災(zāi)嚴(yán)重，昌平區(qū)受災(zāi)面積約4000畝，但受災(zāi)普遍較輕。降雪嚴(yán)重影響到兩區(qū)縣道路交通、供水供電、設(shè)施農(nóng)業(yè)和林業(yè)等領(lǐng)域。

本次災(zāi)情主要是由于油松樹冠較大，雪壓后樹梢頭或樹干折斷，形成大小不一的林窗，有少量已確定為目標(biāo)樹的也折斷受損。筆者對受災(zāi)嚴(yán)重的地點(diǎn)進(jìn)行了現(xiàn)地調(diào)查，詳見表2。

對林窗是否進(jìn)行補(bǔ)植補(bǔ)造，主要考慮了以下幾個因素：①林分樹種過于單一，林窗周邊缺少闊喬落種母樹，天然更新不良的需要進(jìn)行補(bǔ)植補(bǔ)造。②凡是形成的林窗比較大，側(cè)柏林>25 m2 ，油松林>50 m2，天然更新不良的，都需要進(jìn)行補(bǔ)植補(bǔ)造。③對延慶油松受災(zāi)林分，依靠天然更新恢復(fù)森林的林窗，應(yīng)調(diào)查天然更新密度，更新密度偏低的（<3株/10 m2），應(yīng)進(jìn)行人工補(bǔ)植，以加速恢復(fù)森林的進(jìn)程。④昌平區(qū)側(cè)柏林密度偏大的（200株/畝），且林窗面積比較?。?lt;25 m2）的可不進(jìn)行補(bǔ)植，可視為自然稀疏，降低密度。對延慶油松受災(zāi)林分，依靠天然更新恢復(fù)森林的林窗，應(yīng)調(diào)查天然更新密度，更新密度偏低的（<3株/10 m2），應(yīng)進(jìn)行人工補(bǔ)植，以加速恢復(fù)森林的進(jìn)程。⑤對于依靠天然更新恢復(fù)森林的林窗，要調(diào)查天然更新的樹種構(gòu)成，應(yīng)選擇保留闊葉為主的目的樹種，如櫟類、元寶楓等。

延慶縣珍珠泉鄉(xiāng)項(xiàng)目區(qū)受災(zāi)油松林中，對少量只損傷了樹梢頭、下部樹冠保存尚好、H>8 m的，可考慮暫時保留不采伐，以免林分采伐量過大?？纱址中迯?fù)健康后，再做處理。

最終本研究中確定延慶水泉子村和昌平區(qū)南山側(cè)柏林需要進(jìn)行補(bǔ)植措施。通過調(diào)查，根據(jù)其受災(zāi)狀況和立地類型，并遵循適地適樹、增強(qiáng)林分穩(wěn)定性、增加生物多樣性的原則，確定了4種主要造林技術(shù)模式，如表3所示。

針對林區(qū)受災(zāi)狀況不同，設(shè)計了補(bǔ)植和補(bǔ)種兩種技術(shù)措施進(jìn)行具有針對性的造林，并根據(jù)不同類型林地選取了不同的設(shè)計樹種。以延慶縣為例，探討其造林實(shí)施過程。

（1）造林規(guī)劃

林下補(bǔ)植規(guī)劃：依據(jù)項(xiàng)目計劃，只對受損油松純林進(jìn)行林下補(bǔ)植活動，其余森林類型不安排任何林下補(bǔ)植活動。按照林下補(bǔ)植技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在規(guī)劃期內(nèi)，需要在項(xiàng)目區(qū)原經(jīng)營小班林分內(nèi)，林下補(bǔ)植地塊17個，面積約22.4畝，補(bǔ)植白臘、元寶楓和黃櫨共4748株，全部為3～4年生苗，采伐因降雪受災(zāi)的油松株數(shù)631株。

森林保護(hù)規(guī)劃：通過對原有部分防火路路基和路面進(jìn)行改造等措施，進(jìn)行森林防火，同時采取規(guī)范營林措施、生物防治措施、化學(xué)防治措施、生態(tài)防治措施等，進(jìn)行病蟲害防治。

（2）造林設(shè)計與施工

確定補(bǔ)植林分最小面積：對油松林分的林窗面積達(dá)到50m2（GB/T 18337.1-2001）以上的林分開展補(bǔ)植工作。

立地類型劃分：綜合外業(yè)調(diào)查結(jié)果，以海拔、坡向、坡位、坡度和土壤特征劃分立地類型。

造林技術(shù)設(shè)計與施工：林冠下造林模式全部選擇油松林補(bǔ)植技術(shù)模式，補(bǔ)植樹種主要選擇元寶楓、白蠟或黃櫨3種樹種的3～4生帶土坨大苗，采用局部塊狀清理的方式清理林地，同時采取塊狀整地的方式，并注意防止水土流失。造林季節(jié)和時間選擇在2014年雨季的7、8月份，每個種植穴內(nèi)只種植1種林木容器苗，采用1 m×1.5 m的穴密度植苗造林，每個林窗內(nèi)以25個植苗穴為一個種植單元，且各個單元之間要留有2～4 m的間距。幼林撫育管理包括松土除草割灌、補(bǔ)苗除蘗和病蟲害防治等。

（3）監(jiān)測驗(yàn)收

監(jiān)測結(jié)果表明規(guī)劃、執(zhí)行和監(jiān)測對于幼苗補(bǔ)植和林窗補(bǔ)植是適宜的（表4）。苗木雖然成活率高，但會受持續(xù)的干旱影響而降低。不過，由于高造林密度和天然更新，幼苗損失不會對造林目標(biāo)造成太大影響。監(jiān)測結(jié)果表明林窗內(nèi)塊狀造林的方法是適宜的，且這種方法可在進(jìn)一步的森林管理項(xiàng)目中作為預(yù)警措施。

4 北京地區(qū)應(yīng)對雪災(zāi)后森林恢復(fù)和應(yīng)對措施及建議

4.1 雪災(zāi)后森林恢復(fù)和應(yīng)對措施

受損森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建是一個十分緊迫的理論與實(shí)踐問題。對于不同立地和經(jīng)營目標(biāo)的林分，其恢復(fù)與重建的方向就不同，對于不同受災(zāi)情況的林分，其恢復(fù)與重建的措施也應(yīng)進(jìn)行具體分析討論。當(dāng)森林遭受雪災(zāi)后，建議采取以下措施。

（1）清除受損林木，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)健康。要及時清除折斷、倒伏林木和斷枝殘葉，減輕森林火災(zāi)的潛在威脅。盡可能減輕有害生物的滋生繁育，防止病蟲害的暴發(fā)和蔓延，維護(hù)森林生態(tài)系統(tǒng)的健康，對于受災(zāi)的森林自然保護(hù)區(qū)，可適當(dāng)保留部分折斷林木，有利于恢復(fù)物種多樣性。

（2）利用林窗造林，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)功能。嚴(yán)重雪壓后，殘枝斷木很多，形成許多林窗，可通過補(bǔ)植等方式及時造林，增加林地覆蓋率，防止地表裸露引起的水土流失，提高森林涵養(yǎng)水源和保持水土能力；同時，提高林分生產(chǎn)力，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。

（3）豐富樹種多樣性，提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。受損嚴(yán)重的人工針葉林，由于原來的生態(tài)系統(tǒng)組成單一，抵御災(zāi)害功能較弱，可通過營造針闊混交林和復(fù)層異齡林等方式進(jìn)行林分改造，增強(qiáng)林分的穩(wěn)定性。

（4）加強(qiáng)科學(xué)研究，增強(qiáng)雪災(zāi)的預(yù)警和防控能力。目前，國內(nèi)對我國西北部和青藏高原牧區(qū)雪災(zāi)危害、致災(zāi)機(jī)理、監(jiān)測和預(yù)警評估模型研究較多，而對北方，特別是華北地區(qū)，森林生態(tài)系統(tǒng)遭受雪災(zāi)后，其危害、監(jiān)測、致災(zāi)機(jī)理和預(yù)警評估模型的研究幾乎是空白，因此缺少林業(yè)技術(shù)儲備來應(yīng)對突發(fā)的冰凍雨雪災(zāi)害，要利用歷年雪災(zāi)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，抓住機(jī)遇，對受損森林生態(tài)系統(tǒng)開展系統(tǒng)、長期的定位研究，以增強(qiáng)林業(yè)對雪災(zāi)的預(yù)警和防控能力。

在綠化建設(shè)中，應(yīng)盡量避免選用抗雪壓性較差的樹種，不同樹種配置要合理，適當(dāng)提高針葉樹種與落葉樹種的比例，能夠有效減小雪壓造成的損害。要盡量選擇抗逆性、穩(wěn)定性強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹種，同時體現(xiàn)栽植樹種的景觀功能。盡量做到適地適樹，并嚴(yán)格遵循樹木的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性，側(cè)重選擇原產(chǎn)地與當(dāng)?shù)貧夂驐l件相近，或者具有成功引種經(jīng)驗(yàn)、已適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的樹種作為栽植樹種。另外，要加強(qiáng)樹木后期的撫育管理，采取恰當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，確保樹木正常生長。

4.2 雪災(zāi)后森林恢復(fù)建議

（1）適地適樹，提供樹木良好的營養(yǎng)空間。根據(jù)樹木的生物學(xué)特性和生態(tài)學(xué)特點(diǎn)，結(jié)合造林地的土壤、栽植空間、水分供應(yīng)等環(huán)境特點(diǎn)，既可以選樹適地，也可以選地適樹。要預(yù)先留出樹木栽植的充足空間，保證栽植后樹木的根系能健康的延伸。也可以根據(jù)已有的栽植環(huán)境選擇適宜生長的樹種。從地上到地下全方位的為樹木生長創(chuàng)造良好的生長環(huán)境，才能獲得最大的生態(tài)效益和最好的安全保障。

（2）科學(xué)管護(hù)，促進(jìn)樹木健康生長。及時修除枯枝，修剪部分影響電力設(shè)施安全的枝芽和病蟲害嚴(yán)重的枝條等。而對絕大多數(shù)樹木不進(jìn)行整形修剪或降低修剪強(qiáng)度。同時對適當(dāng)擴(kuò)大面積，可以學(xué)習(xí)國外的做法，采取木片覆蓋，避免土壤裸露，增加土壤的透水性和保水性。

（3）合理配置，提高樹木群體抗災(zāi)能力。對于罕見的天氣災(zāi)害，一些樹木受到傷害是不可避免的，可以通過增加樹種豐富度、合理的樹種配置來減輕整體危害的程度。從本次災(zāi)害來看，不同的樹種受害的程度是不一樣的，不同的樹種搭配也有利于降低危害。形成安全、穩(wěn)定的生物群落，在設(shè)計中要合理考慮常綠樹種和落葉樹種的種植比例、有主干的樹種和無主干樹種的合理協(xié)調(diào)與搭配，從而避免某種災(zāi)害的大面積發(fā)生，提高樹木群體的抗災(zāi)能力。

（4）森林危機(jī)管理。在國內(nèi)外危機(jī)管理相關(guān)理論研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合園林綠化行業(yè)的特點(diǎn)，引入并提出了森林危機(jī)管理概念，初步定義為：“森林政府管理部門及其他公共機(jī)構(gòu)通過對森林進(jìn)行監(jiān)測、預(yù)警、防控、應(yīng)急處理、評估、恢復(fù)重建等一系列措施，建立必要的應(yīng)急機(jī)制，防止可能發(fā)生的危機(jī)，處理已經(jīng)發(fā)生的危機(jī)，以減少損失，甚至將危機(jī)轉(zhuǎn)化為推動園林綠化行業(yè)發(fā)展的機(jī)遇，保護(hù)森林生態(tài)系統(tǒng)安全。”根據(jù)概念，可將危機(jī)管理可分為預(yù)警分析、識別控制、緊急處置和善后管理4個基本管理過程。危機(jī)管理應(yīng)是一項(xiàng)完整的系統(tǒng)工程，包括應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急機(jī)制、體制和法制。危機(jī)管理體系是指保證危機(jī)管理有效運(yùn)行的一系列制度安排和條件保障。隨著全球氣候變化的復(fù)雜趨勢，極端天氣不斷呈現(xiàn)，園林綠化行業(yè)日常管理工作的主要對象為森林和園林植物，而森林和園林植物的正常生長發(fā)育、有害生物的發(fā)生等與氣候條件密切相關(guān)。因此，園林綠化在快速發(fā)展過程中應(yīng)逐步提高自身的避災(zāi)、防災(zāi)、減災(zāi)能力，尤其是針對氣候原發(fā)性災(zāi)害所引發(fā)的次生災(zāi)害問題顯得尤為重要和突出，應(yīng)更加強(qiáng)調(diào)“預(yù)防為主、綜合防控、依法治理、促進(jìn)健康”的工作指導(dǎo)方針。而預(yù)警分析體系的建立作為整個危機(jī)管理過程的第一階段，正是為了有效地預(yù)防和避免危機(jī)事件的發(fā)生。預(yù)警在危機(jī)發(fā)生之前，也就是事前管理。相對于事中應(yīng)急管理與事后善后管理，在某種程度上可以說，危機(jī)狀態(tài)的預(yù)防以及危機(jī)升級的預(yù)防比單純的危機(jī)事件的解決顯得更加重要。預(yù)警體系的建立應(yīng)以科學(xué)的技術(shù)平臺為基礎(chǔ)，通過調(diào)查研究、預(yù)測預(yù)報、風(fēng)險分析等技術(shù)手段對危機(jī)態(tài)勢進(jìn)行有效的動態(tài)監(jiān)測，并做出前瞻性和預(yù)見性的分析和判斷，及時評估分析各種災(zāi)害的危險程度并給出參考性對策建議，從而提高管理部門應(yīng)急管理的效率和科學(xué)性。

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