臺風對博白林場不同樹種的危害及其與林分因子的關系

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.海南省尖峰嶺林業局，海南 樂東 572542；3.中國林業科學研究院熱帶林業研究所試驗站，海南 樂東 572542)

臺風是我國東南沿海地區主要自然災害[1]，是該地區森林生態系統的重要干擾因子。據統計，平均每年有多達 7 個臺風或熱帶氣旋在我國東南沿海省區登陸[2,3]。因此，研究不同生長特性的樹種臺風受災情況及其規律，對于選擇抗臺風樹種、采取科學的營林措施實現防災減災以及災后恢復重建具有重要意義。金志鳳等[4]對浙江省臺風的成災規律以及等級的評估進行了研究；洪亦豐等[5]、林武星[6]、許秀玉等[7]對不同地區的沿海防護林臺風受災情況及發生規律，以及對當地主要造林樹種抗風性的評估和抗風樹種的選擇進行了研究；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防風效果的影響進行了研究。然而，同樣作為臺風頻發地區，關于臺風對桂東南地區不同樹種受害規律研究較少。

2015年10月，博白林場受第22號超強臺風“彩虹”襲擊，受災情況極其嚴重。為了掌握臺風對博白林場內各樹種危害情況及其規律，對轄區內不同形態特征、特性和不同林分位置的主要樹種的臺風災害情況進行了調查，以期揭示臺風對不同樹種受害規律及其與林分的關系，為科學營造商品林、減少臺風危害提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

博白林場位于廣西東南部的博白縣境內，位于21°39′—22°30′ N，109°38′—110°17′ E。海拔811～68 m，呈低山、丘陵、臺地交錯分布，主要以丘陵為主。屬北熱帶向南亞熱帶過渡的季風氣候，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，硅質巖次之，局部還有巖漿巖和第四紀紅土。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、八角等經濟樹種和扁桃等綠化樹種。

臺風 “彩虹”為近年來登陸博白縣最強的熱帶氣旋之一。其于2015年10月4日正面襲擊博白縣，中心經過的風力12級，最大陣風可達13級，造成博白縣境內狂風暴雨，對林木影響嚴重。

1.2 調查方法

為了評估臺風 “彩虹”對不同樹種的為害情況和相關影響因子，分別調查了包括林內、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，其中林緣分迎風面和背風面分開調查。分別記錄樹木在林分中的位置、生長指標(樹高、胸徑、枝下高、冠幅)、受損部位和程度。受害等級按照表1的標準劃分。

1.3 數據處理

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

D= ∑[(Dn/N) ×K]

DI= ∑[(Dn×K) /(N×Kmax) ]

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

數據收集和基本處理采用Microsoft Excel 2010完成，應用spss16.0進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準

表2 不同樹種的受害情況

2 結果與分析

2.1 不同樹種的受害情況

臺風過境后不同樹種的受害情況見表2。松樹、杉木、魚尾葵等12個樹種沒有受害(0級)，而速生桉樹、柚木等4個樹種受害最重，出現了折干、倒伏、翻兜等現象(5級)，直接影響后期的恢復和存活；其他如八角、火力楠等23個樹種都存在不同程度受害(1～4級)，發生了大小側枝折斷和主干彎曲現象，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系

如表3所示，在調查的168株樹木中，有97株受害，受害率達57.74%，平均受害等級為1.93，受害指數為0.38。比較闊葉樹種和針葉樹種受害情況發現，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67.36%，其平均受害等級和受害指數分別為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系

方差分析的結果顯示不同受害等級間，調查樹木的胸徑、樹高、枝下高和冠幅均差異顯著(P<0.05)。然而，進一步多重比較的結果顯示，不同等級間各生長指標以差異不顯著為主(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律。隨著受害等級的提高，調查樹木的胸徑呈現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±標準誤)

注：處理間的Duncan多重比較結果，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系

調查發現，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，位于林內樹木受害程度明顯低于位于林窗和開闊地的樹木。在林內，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，2級受害的樹木最多(占總數的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所反映的受害程度看，位于林內樹木亦明顯低于林窗和開闊地的樹木。此外，調查還發現位于林緣迎風面的樹木受害程度明顯高于林緣背風面。位于林緣迎風面的樹木大于3級受害的比例高達65%，其中5級受害的占全部調查樹木的50%；而林分背風面的樹木受害等級全部在3級以下。同樣位于林緣迎風面的樹木受害程度也明顯高于林分內的樹木。

表5 林分不同位置樹木受害情況

3 結論與討論

通過對39個樹種168株樹木的調查發現，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個樹種幾乎沒有受害，而柚木、尾葉桉、尾巨桉、巨尾桉等4個樹種受害較嚴重。總體而言，針葉樹種受害明顯輕于闊葉樹種，這與洪亦豐等[5]的研究結果相同。

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

樹木的抗風能力亦與其在林分中的位置和林分的疏密程度相關[12]。處于林內的樹木受害較輕，而處于林窗和開闊地的樹木受害較重。這是因為林分內樹冠間相互重疊，被風面的壓力被分散，個體受力較小；另外，適當的林分密度減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，使其獨立面對臺風的沖擊，較大的風壓力和過度搖擺造成較大的風害程度。林武星[6]在研究臺風對閩南木麻黃防護林的影響時也發現了相似的結果，他發現相對較密的木麻黃林分風害程度較低。此外，本研究還發現林緣迎風面樹木的受害情況遠高于林緣背風面的樹木。究其原因，筆者認為林緣迎風面樹木具有和林窗以及開闊地樹木相似的被風特征，其正面被風，同樣因為過大的壓力和過度搖擺造成了較重的風害。吳志華等[2]研究木麻黃的抗風性狀也發現位于林分被風前緣的個體風害嚴重，與本研究結果相似。

綜合上述，臺風對樹木的傷害程度與樹木的生物學特性(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，通過選擇合適的樹種，進行合理的種間配置和林分密度控制，能夠有效降低臺風對樹木的傷害。