灾害天气是森林经营与管理的重要非生物干扰因子, 对林业的正常生产和可持续发展具有重大影响(Nyknen, 1997)。灾害天气往往降低木材质量和产量，增加收获的费用，降低潜在生产力以及造成市场短期供给失调。极端天气的频发正日益深远地影响着世界林业的健康发展(Megahan et al., 1987；Solantie，1994；Peltola et al.，1997)。2008年初我国南方地区遭受了一场历史罕见的持续低温雨雪冰冻综合性极端天气灾害。据初步评估，这场灾害造成我国19个省区森林受灾面积达1 860万hm²，占全国森林总面积1/10强，森林生态系统遭到难以估量的破坏(中国林业编辑部，2008)。如何有效地预防或减少灾害损失、实现林业灾后快速恢复重建正成为林业科研的重要方向与紧要任务。

杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国南方亚热带地区最重要的乡土栽培树种。由于灾害发生区与杉木栽培区的高度重叠，杉木成为此次灾害中受灾最严重的树种之一。林分灾害发生的强烈程度是气象条件、立地条件和林分特征各因子间相互作用的结果。气象信息监测预报方面的研究可起到一定的减灾效果(马林，2004)，雪压、雪/风以及不同湿度和温度条件下雪压等气象因素对林分的作用类型和危害程度具有较大差异，综合性危害要强于单一性危害(Worrell et al., 1979; 侯箕, 1984; Nyknen, 1997)。然而林分特征和林分所处的立地条件对不同灾害性天气的抵御能力是不同的(Valinger et al., 1993; 李秀芬, 2004)。鉴于此，中国林业科学研究院林业研究所杉木课题组对杉木林分受损情况展开了标准地调查，以受灾较为严重的江西省大岗山林区不同经营措施条件下杉木近成熟林分为研究对象，重点探讨杉木受损类型及林分结构、立地条件与受害程度的关系，以期为杉木人工林现存资源的保护与经营及受害林分的恢复重建提供理论与实践依据。

1 材料与方法 1.1 调查地点概况

调查地点设置在江西省分宜县大岗山林区。大岗山区属罗霄山脉北端的武功山支脉，位于114°30′—114°45′ E，27°30′—27°50′ N。气候温暖湿润，属亚热带季风湿润类型，年平均温度为15.8~17.7 ℃；7月平均最高温度28.8 ℃，日最高温度39.9 ℃；1月平均最低温度为-5.3 ℃，日最低温度-8.3 ℃。全年日照平均时数为1 657 h，最高为2 047 h，最低为1 378 h，日照百分率约为37%。太阳总辐射年平均为486.6 kJ·cm^-2。平均蒸发量约为1 503 mm，最多为1 770.8 mm，最少为1 274 mm。年均降水量为1 591 mm，最多为2 227.6 mm，最少为1 069.8 mm。年均无霜期为265 d。本区属地带性低山丘陵红壤、黄壤类型及其亚类的分布区。

1.2 研究方法

对大岗山年株林场场部后山的15块27年生不同密度杉木人工林林分进行每木调查，调查每一单株的生长指标及受损情况，生长指标主要为胸径、株高、冠幅及枝下高，受损情况描述性统计指标设定为弯梢、断梢、斜干、断干、倒地、翻蔸等6种类型，其中断梢类型进一步按树冠比例分为1/3、1/2和2/3断梢等3种。调查地点海拔250 m，调查林分于1981年春采用1年生苗营造，共调查15个小区，包括2 m×3 m(A1、A2、A3)、2 m×1.5 m(B1、B2、B3)、2 m×1 m(C1、C2、C3)、1 m×1.5 m(D1、D2、D3)、1 m×1 m(E1、E2、E3)等5种密度，各重复3次，每个小区面积为600 m²。另在海拔约为500 m处的地方调查了3块株行距为2 m×3 m的标准地，每块标准地面积均为600 m²，林龄为26年生，用以比较不同海拔高度杉木林受损情况。

2 结果与分析 2.1 杉木受害的形态类型

杉木受冰冻雪压危害的形态类型可分为6种。图 1表明不同危害类型在受害林木总株数中的比例。

第1类为弯梢，约占受害株数的9.86%，主要是指树冠中上部截获的雪的质量超过了树梢的正常承受能力，但尚未超出树梢负荷极限，借助树梢自身的抗压弹性，树冠中上部朝一边弯曲的形态类型，这类受害木在冰冻雪压状况解除后能得到较快恢复，对生长影响最小。

第2类为断梢，是第一类弯梢类型受害程度加深的表现，为杉木受害的主要类型，占受害木总数的32.35%，其中1/3、1/2及2/3断梢情形分别占16.98%、5.40%和9.97%，显然1/3断梢是断梢类型的主体；断梢类型是由于低温冰冻造成树冠主干木材脆性增加、抗压弹性减弱，致使在所截获雪量的重力作用下超越自身负荷极限而形成的在树冠不同高度处折断的受害形态类型，这类受害木能得到一定程度的恢复，恢复生长的快慢取决于树冠折断的高度，需予以保留，严重者亦可延缓性伐除。

第3类为斜干，约占受害总株数的7.80%，是由于树冠所承受的雪的压力未达树干抗压弹力极限而使树干整体倾斜的受害类型。此一类型的林木可视斜干程度予以保留或伐除，倾斜角度小的可以得到恢复，宜予以保留，对于倾斜角度大或对周边林木造成挤压的应予以伐除。

第4类为断干，是此次冰冻雪压综合性灾害中最主要的受害类型，占受害总株数的41.26%，是由于树冠所截获的雪量对树体造成的压力超越了树干本身因冰冻而减弱的抗压弹力极限，表现为树干从枝下高往下处折断的受害类型，该受害类型因营养器官全部离体，应及时予以伐除利用，以减少损失。

第5类为倒地，是斜干形态达到极限的情形，表现为树干已整体贴近地面，但根系尚未露出，此类受害类型约为0.84%，宜尽早清除利用。

第6类为翻蔸，受害率占7.91%，主要是由于树体受到雪压而形成头重脚轻被连根拔起，根系完全露出地面或严重扯断，这类受害木应予以及时清除利用。

很显然，在持续冰冻雪压灾害面前，杉木表现出了多种不同受害程度的形态类型，其中断梢与断干为2种最主要的受害类型，两者占受害总数的比例达到了73.61%，这与低温冰冻导致杉木树干材质变脆易断有关。6种类型中断干、倒地、翻蔸等3种情形为灾害导致的直接损失，占总受害株数的50%之多。15块样地总保留株数为2 687株，总受害株数却达到了1 796株，受害比例为66.84%，可以说，此次杉木受灾相当严重，给产区杉木人工林的经营与产业发展造成了极大的干扰与破坏。

2.2 杉木林分结构与危害程度的关系 2.2.1 林分受损的径阶因素

从图 2可以发现，不同受害类型林木的径阶分布均呈单峰状曲线，不同径阶的林木的受害类型具有较大的差异。倒地、翻蔸、斜干、弯梢等4种受害类型主要发生于径阶相对较小的林木，受害株数最多的径阶分别在8、10、10、12 cm，最大受害径阶止于20 cm；断干类型最多地发生于14 cm径阶的林木，而断梢类型则在16 cm径阶里的株数达到最高值，且16 cm径阶以上的林木受害类型更多地表现为断梢，20 cm径阶以上的林木绝大部分的受害类型为受害程度较轻的断梢情形，24 cm径阶以上的林木则全部表现为断梢受害类型。14 cm径阶以上的树木随着树木直径的的增大，受害程度呈现明显的下降趋势。而且，在断梢类型中，受损相对较轻的1/3断梢类型和1/2断梢类型受损木最多的径阶在18 cm，高于2/3断梢类型的16 cm，且16 cm径阶以上的林木的断梢类型主要表现为1/3断梢类型。这表明随着杉木单株径阶的增大，林木抵御冰冻雪压的能力增强，受害程度明显减弱。因此，培育合理的林分大小结构，使大径阶林木所占的比例提高，有利于增强林分抵抗自然灾害的能力。

2.2.2 林分受损的密度因素

林分密度是人工林经营最重要的可控因子之一。从图 3可知，随着林分保留密度与初植密度的增加，林分总受损株数呈线性上升，相关指数分别达0.878 6、0.703 7，林分密度与受害强度具极显著相关(P < 0.01)。这主要是因为高密度降低了杉木单株平均直径，使小径阶林木增多，致使冰冻雪压受害程度加重。

林分不同受损类型受密度的影响程度不同。从图 4可以看到，除倒地类型外，弯梢、断梢、斜干、断干及翻蔸等5种受损类型的受损株数均随保留密度的增大而不同程度地增加，5种受损类型的受损强度与保留密度的线性相关性由强至弱依次为断干、翻蔸、弯梢、斜干、断梢，其中，断干与翻蔸达极显著水平(P < 0.01)，弯梢与斜干呈显著水平(P < 0.05)，这表明密度主要影响了断干、翻蔸这2种不可逆的受损类型，也就是说高密度更易造成林分内林木的断干及翻蔸，这与高密度林分内林木单株营养空间减少而导致的径阶变小和根系不发达有关。因此，林分密度的调控对于提高林分整体抗冰冻雪压的能力具有重要意义，将林分初植密度与保留密度控制在一定范围，增加单株林木的营养空间，不仅能促进林木地上部分的生长，而且有助于林木地下根系的发育与扩张，从而增强林分对灾害的抵御能力，减少断干、翻蔸等直接损失的发生。

2.3 立地条件与危害程度的关系 2.3.1 不同海拔高度对杉木受害程度的影响

从图 5可看出，海拔高度对杉木人工林受害程度具有明显的影响作用，位于海拔500 m处的杉木人工林受损总株数达到了230株，占总株数的76.67%，明显高于海拔250 m处相同密度的杉木林分受损比例41.67%；断梢与断干2种主要受害类型的受害株数亦是高海拔多于低海拔。这表明高海拔处的杉木林分更易受到冰冻雪压的危害。

2.3.2 坡位与坡度对杉木受害程度的影响

试验样地中A1处于中坡位，而A3处于下坡位，从表 1可知，虽然处于中坡位的A1的坡度要小于处于下坡位的A3，但A1的总受害株数明显高于A3，具体表现为断干受害类型上的差异，这表明低坡位有利于杉木抵御冰冻雪压的危害。

坡度对杉木受害程度及受害类型亦具有明显作用。坡度较大的林分的受害程度较坡度较小的林分要大，且坡度大的林分内翻蔸的林木株树要明显多于坡度小的，如坡度为30°的C1样地的翻蔸株树达到了15株，而坡度相对较小的C2样地的翻蔸株数仅为5株。这主要是因为坡度越大，林分根系向四周的发展越不均衡，在雪压条件下更易倒向一边，而实际上，除翻蔸外，坡度与斜干受害类型关系最为紧密。

2.3.3 立地指数对杉木受害程度的影响

立地是人工林经营的三大可控因子之一，一般而言，立地条件越好，林木生长愈健康粗壮，林分抵御自然灾害的能力更强，受害程度愈轻。从表 2可看出，相同初植密度条件下，立地条件较好的A3、B3、D3、E2受损株数分别要低于相应小区。E3小区受损株数少是因为以前受到过雪压危害，致使保留株数较少的缘故。这表明较好的立地条件有利于杉木在遭受冰冻雪压灾害时减轻损失。

3 结论与讨论

通过实地调查数据，探讨了杉木受损类型、林分结构和立地条件与灾害发生程度的关系，得到几点结论：1)冰冻雪压造成大岗山林区杉木受害株树比例达66.84%，受灾相当严重，杉木林分受害类型可分为弯梢、断梢、斜干、断干、倒地及翻蔸等6种，其中断干和断梢为最主要的2种受害类型。2)杉木林分结构对冰冻雪压危害具有明显的调节作用，灾害主要发生于径阶相对较小的林木，林分内径阶越大的林木其受害程度明显越轻；林分密度与受害强度具极显著正相关，密度越高，林分受损株数愈多，且密度主要影响断干、翻蔸这2种不可逆的受损类型，合理的密度调控至关重要。3)杉木林分的立地条件与受害程度紧密相关，高海拔处的林分更易受到冰冻雪压的危害，而低的坡位有利于杉木抵御冰冻雪压的危害，坡度较大的林分的受害程度较坡度较小的林分要大，较好的立地条件有利于杉木在遭受冰冻雪压灾害时减轻损失。

事实证明，冰冻雪压综合性灾害天气对杉木人工林造成了极大的破坏与损失。有关森林对突发性极端天气灾害的抗性方面的研究国内较少(张建国，2000)，且往往是面对诸如风、冰冻、雨雪等单一灾害性天气方面的研究(Nyknen，1997)，此次多树种人工林出现巨大损失与持续冰冻灾害天气和暴雪灾害天气的综合作用有关。结合本文研究结果，对杉木人工纯林的经营可以采取如下几方面的措施，以预防或降低灾害损失。首先，应做好密度控制工作，将密度控制在一定范围有利于扩大林木单株的营养空间，同时增强地上与地下部分的灾害抵抗力，减少如断干、翻蔸等不可逆的直接损失；其次，宜选择立地条件较好的林地造林，使林木生长健康粗壮，增强抵御灾害的能力，避开陡坡、风口等地形，慎重选择在海拔较高且交通不便处集约造林；此外，应加强杉木材性与栽培措施、遗传控制等方面的研究，筛选材质优、抗性强的品种造林，力争将自然灾害损失控制在最小的范围内。值得注意的是，调查中我们发现针叶树比阔叶树受灾严重，外来树种比乡土树种受灾严重，速生树种比非速生树种受灾严重，纯林比混交林损失重，因此，营造杉木与其他阔叶树种的混交林亦不失为一条抗灾减灾的有效措施。