臺風(fēng)對博白林場不同樹種的危害及其與林分因子的關(guān)系

陳恒，莫世琴，施國政，馮光秒

(1.廣西國有博白林場，廣西 玉林 537600；2.海南省尖峰嶺林業(yè)局，海南 樂東 572542；3.中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所試驗(yàn)站，海南 樂東 572542)

臺風(fēng)是我國東南沿海地區(qū)主要自然災(zāi)害[1]，是該地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的重要干擾因子。據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均每年有多達(dá) 7 個(gè)臺風(fēng)或熱帶氣旋在我國東南沿海省區(qū)登陸[2,3]。因此，研究不同生長特性的樹種臺風(fēng)受災(zāi)情況及其規(guī)律，對于選擇抗臺風(fēng)樹種、采取科學(xué)的營林措施實(shí)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)以及災(zāi)后恢復(fù)重建具有重要意義。金志鳳等[4]對浙江省臺風(fēng)的成災(zāi)規(guī)律以及等級的評估進(jìn)行了研究；洪亦豐等[5]、林武星[6]、許秀玉等[7]對不同地區(qū)的沿海防護(hù)林臺風(fēng)受災(zāi)情況及發(fā)生規(guī)律，以及對當(dāng)?shù)刂饕炝謽浞N抗風(fēng)性的評估和抗風(fēng)樹種的選擇進(jìn)行了研究；陳少雄等[8]、陳士銀[9]對木麻黃(Casuarinaequisetifolia)、桉樹(Eucalyptussp.)不同株行距配置對林分抗風(fēng)防風(fēng)效果的影響進(jìn)行了研究。然而，同樣作為臺風(fēng)頻發(fā)地區(qū)，關(guān)于臺風(fēng)對桂東南地區(qū)不同樹種受害規(guī)律研究較少。

2015年10月，博白林場受第22號超強(qiáng)臺風(fēng)“彩虹”襲擊，受災(zāi)情況極其嚴(yán)重。為了掌握臺風(fēng)對博白林場內(nèi)各樹種危害情況及其規(guī)律，對轄區(qū)內(nèi)不同形態(tài)特征、特性和不同林分位置的主要樹種的臺風(fēng)災(zāi)害情況進(jìn)行了調(diào)查，以期揭示臺風(fēng)對不同樹種受害規(guī)律及其與林分的關(guān)系，為科學(xué)營造商品林、減少臺風(fēng)危害提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

博白林場位于廣西東南部的博白縣境內(nèi)，位于21°39′—22°30′ N，109°38′—110°17′ E。海拔811～68 m，呈低山、丘陵、臺地交錯(cuò)分布，主要以丘陵為主。屬北熱帶向南亞熱帶過渡的季風(fēng)氣候，光熱豐富，雨量充沛，雨熱同季，氣候溫和。年平均氣溫21.9 ℃，最低月平均氣溫13.4 ℃(1月)，最高月平均氣溫28 ℃(7月)，全年積溫80 819 ℃。年平均降雨量1 756.2 mm，年平均日照1 778.3 h。土壤以赤紅壤為主,質(zhì)地為中壤土至輕黏土，保水保肥尚好。成土母巖以砂巖為最多，硅質(zhì)巖次之，局部還有巖漿巖和第四紀(jì)紅土。土壤以中、厚土層為主，兩者占全場面積80%以上，排水良好、肥力中等。

博白林場始建于1962年。目前天然林木殘存不多，主要以人工林為主，主要有桉樹、松樹、杉樹、火力楠等珍貴樹種、荷木等闊葉樹、八角等經(jīng)濟(jì)樹種和扁桃等綠化樹種。

臺風(fēng) “彩虹”為近年來登陸博白縣最強(qiáng)的熱帶氣旋之一。其于2015年10月4日正面襲擊博白縣，中心經(jīng)過的風(fēng)力12級，最大陣風(fēng)可達(dá)13級，造成博白縣境內(nèi)狂風(fēng)暴雨，對林木影響嚴(yán)重。

1.2 調(diào)查方法

為了評估臺風(fēng) “彩虹”對不同樹種的為害情況和相關(guān)影響因子，分別調(diào)查了包括林內(nèi)、林緣、林窗以及開闊地等不同林分位置的多種樹木受害情況，其中林緣分迎風(fēng)面和背風(fēng)面分開調(diào)查。分別記錄樹木在林分中的位置、生長指標(biāo)(樹高、胸徑、枝下高、冠幅)、受損部位和程度。受害等級按照表1的標(biāo)準(zhǔn)劃分。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本文采用平均受害等級(D)、受害指數(shù)(DI)兩個(gè)指標(biāo)來評價(jià)樹木的受害情況，采用受害率(DP)分析不同的受害等級的樹木比例。其中，平均受害級是根據(jù)林木不同受害等級所占權(quán)重計(jì)算其加權(quán)平均值；受害指數(shù)表征林木受害程度，指數(shù)越大表明林木受害越重；受害率為受害林木占總數(shù)的百分比。相關(guān)計(jì)算公式如下：

D= ∑[(Dn/N) ×K]

DI= ∑[(Dn×K) /(N×Kmax) ]

其中Dn為某受害級株數(shù)，N為總株數(shù)，K為代表受害等級值，DI為受害指數(shù)，Kmax為受災(zāi)最重代表等級值。

數(shù)據(jù)收集和基本處理采用Microsoft Excel 2010完成，應(yīng)用spss16.0進(jìn)行單因素方差分析和Duncan多重比較分析。

表1 樹木受害等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

表2 不同樹種的受害情況

2 結(jié)果與分析

2.1 不同樹種的受害情況

臺風(fēng)過境后不同樹種的受害情況見表2。松樹、杉木、魚尾葵等12個(gè)樹種沒有受害(0級)，而速生桉樹、柚木等4個(gè)樹種受害最重，出現(xiàn)了折干、倒伏、翻兜等現(xiàn)象(5級)，直接影響后期的恢復(fù)和存活；其他如八角、火力楠等23個(gè)樹種都存在不同程度受害(1～4級)，發(fā)生了大小側(cè)枝折斷和主干彎曲現(xiàn)象，一定程度上影響了樹木的生長。

2.2 樹種類型與受害情況間的關(guān)系

如表3所示，在調(diào)查的168株樹木中，有97株受害，受害率達(dá)57.74%，平均受害等級為1.93，受害指數(shù)為0.38。比較闊葉樹種和針葉樹種受害情況發(fā)現(xiàn)，兩者之間存在極顯著差異(P<0.01)。24株針葉樹均未受害，而闊葉樹受害率達(dá)67.36%，其平均受害等級和受害指數(shù)分別為2.42和0.48。

表3 不同類型樹種受害情況

2.3 生長狀況與受害情況間的關(guān)系

方差分析的結(jié)果顯示不同受害等級間，調(diào)查樹木的胸徑、樹高、枝下高和冠幅均差異顯著(P<0.05)。然而，進(jìn)一步多重比較的結(jié)果顯示，不同等級間各生長指標(biāo)以差異不顯著為主(詳見表4)。盡管如此，不同受害等級間，樹木的生長情況也存在一定的變化規(guī)律。隨著受害等級的提高，調(diào)查樹木的胸徑呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，其第5級為最小值30.40±3.23 cm，第3級為最大值58.50±12.91 cm。與胸徑不同，隨著受害等級的增加，樹高和冠幅均總體上呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。也就是說，受害等級越高，其樹高和冠幅越大，其最大值分別為23.60±2.40 m和15.92±1.58 m2。盡管枝下高總體變化比較復(fù)雜，但是受害等級的第4級和第5級卻具有相對較大的枝下高，其值分別為15.75±5.69和13.40±0.75。

表4 不同受害情況樹木生長特征(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)

注：處理間的Duncan多重比較結(jié)果，字母不同表示差異顯著(P<0.05)

2.4 林分位置與受害情況間的關(guān)系

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，位于林分不同位置的樹木，其受害情況存在顯著差異(P<0.05)。如表5所示，從不同受害等級的樹木比例來看，位于林內(nèi)樹木受害程度明顯低于位于林窗和開闊地的樹木。在林內(nèi)，有58.33%的樹木沒有受害(0級)，不存在第5級的樹木；在林窗內(nèi)，2級受害的樹木最多(占總數(shù)的42.86%)，5級受害的樹木次之(占28.56%)，有14.29%的樹木沒有受害；在開闊地，沒有受害的樹木占總數(shù)的42.86%，5級受害的樹木同樣占42.86%。從平均受害等級和受害指數(shù)所反映的受害程度看，位于林內(nèi)樹木亦明顯低于林窗和開闊地的樹木。此外，調(diào)查還發(fā)現(xiàn)位于林緣迎風(fēng)面的樹木受害程度明顯高于林緣背風(fēng)面。位于林緣迎風(fēng)面的樹木大于3級受害的比例高達(dá)65%，其中5級受害的占全部調(diào)查樹木的50%；而林分背風(fēng)面的樹木受害等級全部在3級以下。同樣位于林緣迎風(fēng)面的樹木受害程度也明顯高于林分內(nèi)的樹木。

表5 林分不同位置樹木受害情況

3 結(jié)論與討論

通過對39個(gè)樹種168株樹木的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同樹種受害情況存在較大差異。濕地松、濕加松、南亞松、火炬松、馬尾松、加勒比松、杉木、柳杉、南洋杉、假檳榔、魚尾葵、小葉榕等12個(gè)樹種幾乎沒有受害，而柚木、尾葉桉、尾巨桉、巨尾桉等4個(gè)樹種受害較嚴(yán)重?？傮w而言，針葉樹種受害明顯輕于闊葉樹種，這與洪亦豐等[5]的研究結(jié)果相同。

樹木的形態(tài)特征也是決定其風(fēng)害情況的關(guān)鍵因子。李秀芬等[10,11]樹木的抗風(fēng)性能與其樹高、尖削度、樹冠特征密切相關(guān)。洪亦豐等[5]在調(diào)查2010年第1013號臺風(fēng)“鲇魚”過境后閩東防護(hù)林受害情況中發(fā)現(xiàn)，樹木受害程度與樹高、樹冠面積、樹冠相對高度呈正相關(guān)，而與樹干尖削度呈負(fù)相關(guān)。本研究也取得了與之類似的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)胸徑較小、樹高較高、枝下高較大、冠幅較大的樹木受害越嚴(yán)重，說明此類樹木抗風(fēng)能力較弱。

樹木的抗風(fēng)能力亦與其在林分中的位置和林分的疏密程度相關(guān)[12]。處于林內(nèi)的樹木受害較輕，而處于林窗和開闊地的樹木受害較重。這是因?yàn)榱址謨?nèi)樹冠間相互重疊，被風(fēng)面的壓力被分散，個(gè)體受力較??；另外，適當(dāng)?shù)牧址置芏葴p小了樹木的過度搖擺[12]。而位于林窗和開闊地的樹木沒有了相鄰樹木保護(hù)，使其獨(dú)立面對臺風(fēng)的沖擊，較大的風(fēng)壓力和過度搖擺造成較大的風(fēng)害程度。林武星[6]在研究臺風(fēng)對閩南木麻黃防護(hù)林的影響時(shí)也發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果，他發(fā)現(xiàn)相對較密的木麻黃林分風(fēng)害程度較低。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)林緣迎風(fēng)面樹木的受害情況遠(yuǎn)高于林緣背風(fēng)面的樹木。究其原因，筆者認(rèn)為林緣迎風(fēng)面樹木具有和林窗以及開闊地樹木相似的被風(fēng)特征，其正面被風(fēng)，同樣因?yàn)檫^大的壓力和過度搖擺造成了較重的風(fēng)害。吳志華等[2]研究木麻黃的抗風(fēng)性狀也發(fā)現(xiàn)位于林分被風(fēng)前緣的個(gè)體風(fēng)害嚴(yán)重，與本研究結(jié)果相似。

綜合上述，臺風(fēng)對樹木的傷害程度與樹木的生物學(xué)特性(如樹齡、樹木高度、樹冠大小)、樹木位置以及林分疏密度等因子密切相關(guān)，通過選擇合適的樹種，進(jìn)行合理的種間配置和林分密度控制，能夠有效降低臺風(fēng)對樹木的傷害。