雪災對林木資源的影響及其應對措施案例研究

王海龍

摘要：基于國家氣象信息中心站點數據，分析了北京地區1951～2016歷年降雪變化趨勢，討論了雪災對森林生態系統的危害，并以2012年北京北部特大降雪事件為例，探討了不同受災程度的林分對應的造林措施，并提出了雪后森林恢復應對措施及建議。

關鍵詞：雪災；災后措施；森林恢復

中圖分類號：S7

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）11012204

1 引言

在全球氣候變化的大背景下，極端天氣出現的頻率較過去顯著提高，從而引發了包括地震、暴雨、強風、雪災等多種形式的自然災害，其中，以風雪災害所造成的影響最為常見，從而影響人們的生活。森林生態系統是陸地生態系統中最為穩定和主要的生態系統，不僅為人類提供生態環境基礎并且具有涵養水源、保持水土、防風固沙、固碳釋氧、維持生物多樣性等多種不可替代的生態系統服務功能。然而，森林生態系統也常常遭受風災、雪災、病蟲害等多種自然干擾，其中，雪災會使森林生態系統中的林木折枝甚至樹木折斷、整株被連根拔起。從而造成林內大量干枯枝條樹木的積聚，增加森林火災等次生災害的風險，造成安全隱患。同時，雪災會破壞林內樹木，降低其自然災害抵抗能力，增加病蟲害等次生災害的風險，導致森林生態系統多種服務功能受損，其受損生態價值遠遠超過直接受損經濟價值，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、山崩等災害的風險。

北京地區屬于北方暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區，冬季寒冷干燥，降雪適中，但近年來雪災頻發，不僅危害了森林生態系統，對市民出行安全、經濟發展也造成了損失，因此對北京山區森林抵御雪災能力進行分析，對區域綠化建設具有重要的參考價值，對預防雪災等自然災害對森林造成破壞，保證其景觀生態功能有重要意義。

2 歷年雪災對森林影響的特點分析

由于雪災災害主要動力成因為極端暴雪天氣，故收集了北京地區1951～2016年度最大次降雪量。數據來源于國家氣象信息中心，北京國家級地面站點延慶站（54511）的數據，2013年數據異常，舍棄。統計結果如表1。

由于統計數據量龐大，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定地動態變化過程中，波動幅度較小，而1980年以后，年最大降雪量開始出現上升趨勢，原來穩定地變化被打破。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，北京地區氣候條件比較穩定，發生災害性天氣的機率較小，這對提高天氣預報、災害預警的準確性都是有利的。1980年之后，變化出現較大浮動，原有的穩定氣候環境被打破，天氣紊亂，加大了天氣預報與災害預警的難度，對人們日常生活也有一定影響。

在1980年之前，5年內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遭遇1960年以來的最大降雪，積雪達48 mm。近10年，大雪發生的頻率很高，由此造成的災害也愈發頻繁。普通降雪不會對森林生態系統造成嚴重影響。但長時間、高強度的降雪對森林生態系統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，延慶和昌平兩個區縣所遭遇的1960年以來的最大降雪災害為例，進行探究。本次降雪時間較早（11月5日），對仍未落葉的樹木造成了嚴重的傷害。大量枝條葉片積存降雪，使部分樹木出現折枝、斷干、伏倒等機械性損傷。在這次冰雪災害過程中，給北京市北部區縣的林業造成了嚴重的災害，尤其以延慶縣受損較大，昌平區也有不同程度的災情。據統計延慶縣受災面積約4000畝，其中1000余畝受災嚴重，昌平區受災面積約4000畝，但受災普遍較輕。降雪嚴重影響到兩區縣道路交通、供水供電、設施農業和林業等領域。

本次災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樹的也折斷受損。筆者對受災嚴重的地點進行了現地調查，詳見表2。

對林窗是否進行補植補造，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行補植補造。②凡是形成的林窗比較大，側柏林>25 m2 ，油松林>50 m2，天然更新不良的，都需要進行補植補造。③對延慶油松受災林分，依靠天然更新恢復森林的林窗，應調查天然更新密度，更新密度偏低的（<3株/10 m2），應進行人工補植，以加速恢復森林的進程。④昌平區側柏林密度偏大的（200株/畝），且林窗面積比較小（<25 m2）的可不進行補植，可視為自然稀疏，降低密度。對延慶油松受災林分，依靠天然更新恢復森林的林窗，應調查天然更新密度，更新密度偏低的（<3株/10 m2），應進行人工補植，以加速恢復森林的進程。⑤對于依靠天然更新恢復森林的林窗，要調查天然更新的樹種構成，應選擇保留闊葉為主的目的樹種，如櫟類、元寶楓等。

延慶縣珍珠泉鄉項目區受災油松林中，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。可待林分修復健康后，再做處理。

最終本研究中確定延慶水泉子村和昌平區南山側柏林需要進行補植措施。通過調查，根據其受災狀況和立地類型，并遵循適地適樹、增強林分穩定性、增加生物多樣性的原則，確定了4種主要造林技術模式，如表3所示。

針對林區受災狀況不同，設計了補植和補種兩種技術措施進行具有針對性的造林，并根據不同類型林地選取了不同的設計樹種。以延慶縣為例，探討其造林實施過程。

（1）造林規劃

林下補植規劃：依據項目計劃，只對受損油松純林進行林下補植活動，其余森林類型不安排任何林下補植活動。按照林下補植技術標準，在規劃期內，需要在項目區原經營小班林分內，林下補植地塊17個，面積約22.4畝，補植白臘、元寶楓和黃櫨共4748株，全部為3～4年生苗，采伐因降雪受災的油松株數631株。

森林保護規劃：通過對原有部分防火路路基和路面進行改造等措施，進行森林防火，同時采取規范營林措施、生物防治措施、化學防治措施、生態防治措施等，進行病蟲害防治。

（2）造林設計與施工

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

立地類型劃分：綜合外業調查結果，以海拔、坡向、坡位、坡度和土壤特征劃分立地類型。

造林技術設計與施工：林冠下造林模式全部選擇油松林補植技術模式，補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。造林季節和時間選擇在2014年雨季的7、8月份，每個種植穴內只種植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、補苗除蘗和病蟲害防治等。

（3）監測驗收

監測結果表明規劃、執行和監測對于幼苗補植和林窗補植是適宜的（表4）。苗木雖然成活率高，但會受持續的干旱影響而降低。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造成太大影響。監測結果表明林窗內塊狀造林的方法是適宜的，且這種方法可在進一步的森林管理項目中作為預警措施。

4 北京地區應對雪災后森林恢復和應對措施及建議

4.1 雪災后森林恢復和應對措施

受損森林生態系統的恢復與重建是一個十分緊迫的理論與實踐問題。對于不同立地和經營目標的林分，其恢復與重建的方向就不同，對于不同受災情況的林分，其恢復與重建的措施也應進行具體分析討論。當森林遭受雪災后，建議采取以下措施。

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

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

（3）豐富樹種多樣性，提高生態系統的穩定性。受損嚴重的人工針葉林，由于原來的生態系統組成單一，抵御災害功能較弱，可通過營造針闊混交林和復層異齡林等方式進行林分改造，增強林分的穩定性。

（4）加強科學研究，增強雪災的預警和防控能力。目前，國內對我國西北部和青藏高原牧區雪災危害、致災機理、監測和預警評估模型研究較多，而對北方，特別是華北地區，森林生態系統遭受雪災后，其危害、監測、致災機理和預警評估模型的研究幾乎是空白，因此缺少林業技術儲備來應對突發的冰凍雨雪災害，要利用歷年雪災的經驗教訓，抓住機遇，對受損森林生態系統開展系統、長期的定位研究，以增強林業對雪災的預警和防控能力。

在綠化建設中，應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、穩定性強的鄉土樹種，同時體現栽植樹種的景觀功能。盡量做到適地適樹，并嚴格遵循樹木的生物學和生態學特性，側重選擇原產地與當地氣候條件相近，或者具有成功引種經驗、已適應當地生態環境的樹種作為栽植樹種。另外，要加強樹木后期的撫育管理，采取恰當的防護措施，確保樹木正常生長。

4.2 雪災后森林恢復建議

（1）適地適樹，提供樹木良好的營養空間。根據樹木的生物學特性和生態學特點，結合造林地的土壤、栽植空間、水分供應等環境特點，既可以選樹適地，也可以選地適樹。要預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。也可以根據已有的栽植環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造良好的生長環境，才能獲得最大的生態效益和最好的安全保障。

（2）科學管護，促進樹木健康生長。及時修除枯枝，修剪部分影響電力設施安全的枝芽和病蟲害嚴重的枝條等。而對絕大多數樹木不進行整形修剪或降低修剪強度。同時對適當擴大面積，可以學習國外的做法，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，提高樹木群體抗災能力。對于罕見的天氣災害，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、穩定的生物群落，在設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調與搭配，從而避免某種災害的大面積發生，提高樹木群體的抗災能力。

（4）森林危機管理。在國內外危機管理相關理論研究的基礎上，結合園林綠化行業的特點，引入并提出了森林危機管理概念，初步定義為：“森林政府管理部門及其他公共機構通過對森林進行監測、預警、防控、應急處理、評估、恢復重建等一系列措施，建立必要的應急機制，防止可能發生的危機，處理已經發生的危機，以減少損失，甚至將危機轉化為推動園林綠化行業發展的機遇，保護森林生態系統安全。”根據概念，可將危機管理可分為預警分析、識別控制、緊急處置和善后管理4個基本管理過程。危機管理應是一項完整的系統工程，包括應急預案、應急機制、體制和法制。危機管理體系是指保證危機管理有效運行的一系列制度安排和條件保障。隨著全球氣候變化的復雜趨勢，極端天氣不斷呈現，園林綠化行業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育、有害生物的發生等與氣候條件密切相關。因此，園林綠化在快速發展過程中應逐步提高自身的避災、防災、減災能力，尤其是針對氣候原發性災害所引發的次生災害問題顯得尤為重要和突出，應更加強調“預防為主、綜合防控、依法治理、促進健康”的工作指導方針。而預警分析體系的建立作為整個危機管理過程的第一階段，正是為了有效地預防和避免危機事件的發生。預警在危機發生之前，也就是事前管理。相對于事中應急管理與事后善后管理，在某種程度上可以說，危機狀態的預防以及危機升級的預防比單純的危機事件的解決顯得更加重要。預警體系的建立應以科學的技術平臺為基礎，通過調查研究、預測預報、風險分析等技術手段對危機態勢進行有效的動態監測，并做出前瞻性和預見性的分析和判斷，及時評估分析各種災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急管理的效率和科學性。

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