摘 要：近三十年来，由于气候变化，导致气象灾害频繁，特别是冰雪灾害发生的频率和强度均呈上升趋势。基于对 2008 年我国南方冰雪灾害对森林资源和森林生态系统影响的基础调查数据分析，为减轻森林冰雪灾害，本文从造林树种选择与经营管理两方面综述了森林经营对森林冰雪灾害的影响。要预防或减轻森林冰雪灾害，首先在造林树种选择时要遵循树种的生物学和生态学特性，合理控制对外来树种的引种。其次是在整个森林培育过程中都要重视经营管理，不断提高经营管理水平。在苗木培育时，要注意控制密度;施肥要注意适时、适肥、适量，以提高苗木的木质化程度，从而提高其抗压性和耐低温性。在造林时，要在严格树种选择的前提下注重林分结构，大力营造混交林，增强林分承载厚重积雪的能力。要合理控制造林密度，以提高林分抗冰雪灾害的能力。在林分的生长过程中要适时选择合理的方法和间伐量进行间伐，以增强其抵抗冰雪灾害的能力;同时，要根据树种的生物学特性，适时、合理施肥，并合理、适时修枝，松树类树种采脂不能过早等，以增强其抗冰雪灾害的能力。开展对冰雪灾害前后森林经营技术的研究，对于增强林分抗冰雪灾害的能力，保护现有的森林资源意义重大。
关键词：营林技术;森林冰雪灾害;林分因子;林木因子
冰雪灾害为常见的自然灾害，因全球气候异常和人类对自然资源不合理的开发利用使其发生频率和强度均呈上升趋势[1-3]。1992—2002 年，我国发生了 9 次重大冰雪灾害[4-5]。我国冬季的冰雪灾害较常见于北方和西南高山地带[6]。2008 年，受拉尼娜现象及大气环流异常等的影响，北方强烈的冷气流南下与南方暖湿气流在我国南方交汇，导致我国南方 19 省突发特大冰雪灾害，森林受灾面积达 2 267 万 hm2 ，占全国森林面积的 1/10;受灾人数高达 1 亿多[7-8]。此次灾害多数地区为 50 年一遇，部分地区为 100 年一遇[10]，湖南省遭受了百年不遇的特大冰雪灾害[11]。据预测，随着全球气候变暖，厄尔尼诺与拉尼娜现象的出现可能会越来越频繁，极端气候事件发生的频率也可能增加，暖夏和冷冬现象也将会频繁交替发生[7,9]，将来若干年后很有可能在同一地区还会出现类似的冰雪灾害。影响森林冰雪灾害的因素主要有地形因子和气侯因子及林分或林木自身影响因子等[1,5,7]。地形因子和气侯因子是难以控制的因子，而林分因子及林木自身影响因子则是相对可控因子。因此，通过科学合理的营林技术改变林分、林木因子来减轻森林冰雪灾害显得尤为重要。林分因子包括林分的树种组成、林分的林龄、林分密度、林分起源等[5]，林木自身影响因子包括胸径、树高、树干尖削度、叶面积、树冠、枝条韧性、根系等[1,7]。综合分析已有研究中林分因子及林木自身因子对森林冰雪灾害的影响，提出合理的森林经营理念和经营技术体系，对科学指导营林生产，预防和减轻森林冰雪灾害具有十分重要的意义。
1 造林树种选择对森林冰雪灾害的影响
1. 1 相同的立地条件下不同的树种受损程度不同
在相同的立地条件下，不同的树种因其遗传特性不同，如树干枝条纤维素和木质素含量、枝条韧性等性状指标有差异，使其耐低温和干旱、瘠薄的能力有差异;其生物学特性也不同，如树干尖削度、叶面积、树冠、枝条韧性、根系等有差异，使其承受冰雪灾害的能力不同，其受害的严重程度和受害后的表现(受损特征)也均不相同。相同的立地条件下树种来源不同受损程度亦不同。植物自身特性的差异是由于其生长在不同的气候区，其土壤、气温、降水量条件不同，形成了与之相适应的植被类型和鲜明的地域森林生态格局[12]，每一种树种都形成了一定范围的分布区域[13]。因此，相同的立地条件下，乡土树种较外来树种抗冰雪灾害的能力更强[1,14-15]。
在湖南郴州、怀化、永州等地，桉树 Eucalyptus spp.、湿地松 P.elliottii、火炬松 Pinus taeda L.、桤木 Alnus cremastogyne Burk. 、楠竹 Phyllostachysedulis 受损最严重[11]，除南部个别小气候区和小地域外，桉树几乎全军覆没[16];杉木 Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.、马尾松 Pinus massoniana 受损也较严重。以上树种受害后表现为翻蔸、断杆、冻裂和折枝等[11]。在湖南郴州至永州一带，桉树人工林受损率约 98%，湿地松林受损率达 90% 以上，楠竹林的受损率达 70% 左右，马尾松从主杆中下部折断或断梢的达 40%～70%[16]，乡土树种如甜槠 Castanopsis eyrei、拟赤杨 Alniphyllum fortunei、少花桂 Cinnamomum pauciflorum 、香樟 Cinnamomumcamphora、楠木 Phoebe zhennan S. Lee、檫木 Sassafras tzumu(Hemsl.)Hemsl 、栲树 Fagaceae 、青冈栎 Cyclobalanopsis glauca(Thunb.) Oerst.、杜英 Elaeocarpus decipiens Hemsl.、杜鹃 Rhododendron simsii Planch.、油茶 Camellia oleifera 等受害较轻，只有少量断梢、断枝现象，很少见连片受损的情况[11,16];特别是油茶，在此次冰雪灾害中，其树干、树形基本没有受影响，过冬的花蕾和幼果也未见明显受损[11]。安徽宁国市引种栽培的南酸枣 Choerospondias axillaries 纯林，受损率达 60%，而枫香 Liquidambar formosana Hance 等乡土树种纯林则未受损害[17]。
1. 2 相同的树种在不同立地条件下受损程度不同
相同的树种在不同的立地条件下，其受损程度差异很大。楠竹林在湖南郴州、永州一带的受损率达 70% 左右，在江西分宜的受损率为 54.48%[8,10]，在四川长宁的受损率仅为 14. 60%[13];在安徽黄山的受损率超过 50%[18]，且是该区受损最严重的树种。
2 经营管理对森林冰雪灾害的影响
2. 1 苗期管理
关于苗木在冰雪灾害中受损情况，相关报道很少见。但苗期田间管理对于冰雪灾害的预防也很重要，特别是常绿树种，其当年生苗幼梢极易受到冰雪伤害，因此，要做好苗期田间管理。如合理控制密度，在冰雪灾害出现时及时清理积雪，防止因积雪压迫而折损，同时夏秋追肥要注意适时、适肥、适量，施肥不当可能会造成苗木秋稍生长过快或过迟，使其因木质化程度不高而降低抗压性和耐低温性[13]。
2. 2 树种组成
纯林受灾明显重于混交林，主要是由于纯林的林分层次结构比较简单，上层冠木与下层冠木的层次结构不明显，多为单层冠层，当持续的冰雪灾害发生时承载厚重积雪的能力不够，很容易形成大面积的森林雪灾。混交林具有复杂多样的多冠层层次结构，树木的冠层纵横交错，彼此之间形成了一定的梯度关系，相互之间形成了合理的支撑作用，可形成一个整体的抗冰冻雪压体系[4,19]，其承载厚重积雪的能力大大增强。如福建建阳市楠竹纯林的受损率为 63. 11%，比楠竹混交林的受损率(57. 42%)高 5. 69%。湖北咸宁潜山杉木纯林的受损率为 62. 16%，比杉木混交林的受损率(31.43%)高 30.73%[19];鹤峰的柳杉 Cryptomeria fortunei 纯林的受损率为 52. 46%，比柳杉混交林的受损率(23. 21%)高 29. 25%[20]。
人工林受灾明显重于天然林，主要是因为天然林的植物群落是经过长期进化自然形成的，适应当地的气候条件[21]，其结构稳定，组成群落的树种均为自然分布的乡土树种，因此，对冰雪灾害有更强的抵抗力[4,22]。
2. 3 密度控制
关于林分密度对森林冰雪灾害的影响，不同学者的研究结果有一定的差异。有些学者的研究结果是密度大的林分受损较重[23-24]。如湖南平江的马尾松人工林，密度为 2 000 株·hm-2 的林分，其林木全部倒伏;同一工区另一块密度为 1 330 株·hm- 2 的林分，其林木折断、倒伏林木仅为 45%。湖南蓝山的 6 年生、10 年生、15 年生杉木人工林，间伐过的林分灾后未受损林木比未间伐过的林分多 20%，树干折断、翻蔸、断梢的林木则少 15%[11]。江西分宜的杉木人工林，受损率随保留密度与初植密度的增加呈线性上升[22]。湖北鹤峰的日本落叶松人工林，密度为 2 775 株· hm-2林分受害率比密度为 1 525 株·hm-2 的高 0. 8%[25]。这可能是因为间伐促进了林木胸径的生长，同时增加了林木的尖削度，进而提高了其抗冰雪灾害的能力[13,20]。
值得注意的是，对林分进行适度疏伐，可使林木更快地生长，从而增强其抵抗冰雪灾害的能力[26]，但间伐后的最初几年林分抗灾能力会下降，这可能是因为间伐初期林分的稳定性较差[21,27]。间伐时间和间伐方法不同，间伐后林分抗冰雪灾害的能力也不同。因此，间伐时要选择适宜的间伐时间、间伐方法，并确定合理的间伐量[21]。
密度合理的林分受损较轻[13,19-20,25,28-30]。如咸宁潜山的木荷人工林，密度为 650 株·hm-2 的林分受害率比密度为 1 650 株·hm-2 的高 6. 6%。这可能是因为密度过小的木荷林分，其林分内相对空旷，树冠较大，增加了林冠上冰雪积累量，加重了林木受损程度[25]。四川的楠竹林，立竹度大于 3 000 株·hm-2 的受损率为 12. 0%，立竹度小于 3 000 株·hm-2 的受损率为 19. 3%[28]。彭险峰等[11]的调查结果显示，郁闭度达 0. 7 及以上的林分，其林木高生长优势明显，胸径生长相对受到抑制，极易折断和倒伏。许业洲等[29]将引种至湖北恩施的日本落叶松 Larix kaempferi 的 1 000 株·hm-2、1 500 株·hm-2 和 2 000 株·hm-2 等 3 种不同密度林分的受损程度进行方差分析，结果显示受损程度差异达极显著，1 500 株·hm-2 为林分最适宜密度。何茜等[30]对粤北地区杉木人工林的研究结果也显示，密度最小(1 463 株·hm-2)的地区和密度最大(3 700 株·hm-2)的地区林分较中等密度林分受损程度更严重。
2. 4 施肥与修枝
施肥的目的主要是促进林木生长，增强林木的树势，但施肥后的最初几年内林木反而更容易受害[21,31]，可能是因为施肥后先促进冠层的扩展，几年后胸径才开始增长，使树冠的增长率比胸径和根系的更大[31-32]，从而导致承载冰雪的树冠面积增加，树冠的整体负荷增加[33]。同时，施肥初期，树干生长相对更快，木材中低密度的纤维含量增加，使其抗压性降低[31]。因此，应根据树种的生物学特性，合理安排施肥的种类、时间和数量[34]。
树干的尖削度越大，其抗风和雪压的能力越强[35-37]，而尖削度小的林木抗雪压的能力较弱[29,38-41]。如浙江遂昌的黄山松林，其不同受灾类型林木的树干尖削度以及枝下高与树高比值、树冠不均匀程度的差异均达显著;受灾较轻的林木表现为仅断大枝，其树干尖削度最大，达 0. 015，尖削度小的林木受灾后表现为断冠、断干和掘根等;枝下高与树高的比值越大，受灾程度越轻，断冠和未受害林木枝下高与树高的比值分别达到 0. 719 和 0. 714，其余的均在 0. 700 以下;断干和掘根的林木，其树冠不均匀程度较高，均达 3. 000 以上，其余的均在 2. 500 以下[41]。已有研究还表明，松类树种采脂过早也会影响其林分抗雪压能力[13]。合理修枝可使树冠的枝条分布均匀，改善林木生长环境，增强林木树势，培育林木的良好干形[42-44]。肖兴翠等[45]对湖南省汨罗的 12 年生湿地松林进行不同强度的修枝试验，结果显示，修枝 1～2 a 后，冠长率(树高减去枝下高与树高的比值)总体显著小于对照，冠长率越小，枝下高与树高的比值就越大，受灾程度越轻。可见，适当修枝可增强林木的抗冰雪灾害的能力。修枝后 1～4 a，2 种密度不同修枝强度的冠长率增长量均显著或极显著高于对照[44]。因此，应选择合理的修枝强度和修枝时间。从修枝对林木木材密度的影响来说，任世奇等[45]的研究表明，大花序桉幼林修枝后木材密度表现为后期形成的木质部密度有增加作用，其抗冰雪灾害的能力有可能增强。
3 讨论
早在 2015 年，国务院副总理汪洋在全国国有林场和国有林区改革工作电视电话会议上的讲话强调：“要推动林业发展由木材生产为主转向生态修复和建设为主、由利用森林获取经济利益为主转向提供生态服务为主”[46]。近三十年来，受全球气候变化的影响，冰雪灾害发生频率和强度均呈上升趋势，不仅给受灾区带来重大的经济损失，同时也对其森林生态系统造成了极大的破坏[21]。
影响冰雪灾害的因子较多，人类难以改变林木生长的地形和控制气侯变化，但可以通过科学合理的营林技术来提高林分抵抗冰雪灾害的能力，以减轻森林冰雪灾害。首先在造林树种选择时要遵循树种的生物学和生态学特性，合理控制外来树种的引种[12]。其次是在整个森林培育过程中都要重视经营管理，不断提高经营管理水平[11]。在苗木培育时，要注意控制密度;施肥要注意适时、适肥、适量，以提高苗木的木质化程度，从而提高其抗压性和耐低温性[13]。在造林时，要在严格树种选择的前提下注重林分结构，大力营造混交林，以增强林分承载厚重积雪的能力[4,19]。要合理控制造林密度，以提高林分抗冰雪灾害的能力[20]。在林分的生长过程中要适时选择合理的方法和间伐量进行间伐，以增强其抵抗冰雪灾害的能力[26];同时，要根据树种的生物学特性，适时、合理施肥，并合理、适时修枝，松树类树种采脂不能过早等，以增强其抗冰雪灾害的能力[13,45]。
冰雪灾害的发生，能破坏和改变森林生态系统。然而，其主要影响因子之一，即气候的变化是不可逆转的事实，人们只有通过合理的营林措施来改变林木和林分特征，从而减轻冰雪灾害。因此，开展对冰雪灾害前后森林经营技术的研究，对于增强林分抗冰雪灾害的能力，保护现有的森林资源具有重要的意义。
森林是生态系统的主体，合理的森林经营是科学应对、低成本应对诸如冰雪灾害等气象灾害发生、灾害控制的有效途径。诸如冰雪灾害等气象灾害对森林生态系统的林种结构、树种结构、生态功能造成的损伤部分区域是不可逆转的，对森林生态系统健康、安全和稳定有很大的影响。因此，科学研究和森林经营工作应该高度重视如何减轻森林冰雪灾害，结合生态修复、生态保护从造林树种选择与经营管理等多方面进行考虑。
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