林业科学  2008, Vol. 44 Issue (11): 87-90   PDF    
0

文章信息

潘百红, 刘克旺, 曹铁如, 汤胜, 吴健.
Pan Baihong, Liu Kewang, Cao Tieru, Tang Sheng, Wu Jian
冰雪灾害对株洲市常绿木本园林植物的影响
Effect of Snow Disasters to the Garden Evergreen Woody Plants in Zhuzhou
林业科学, 2008, 44(11): 87-90.
Scientia Silvae Sinicae, 2008, 44(11): 87-90.

文章历史

收稿日期:2008-07-11

作者相关文章

潘百红
刘克旺
曹铁如
汤胜
吴健

冰雪灾害对株洲市常绿木本园林植物的影响
潘百红, 刘克旺, 曹铁如, 汤胜, 吴健     
中南林业科技大学 长沙 410004
摘要: 采用样方法研究2008年春季冰雪灾害对株洲市常绿木本园林植物的影响。结果表明:株洲市常绿木本园林植物受严重灾害后表现为雪折、雪倒及器官冻害;雪折、雪倒现象较严重的植物为樟树、毛竹、杉木及马尾松;冻害现象最严重的大多为近几年从南亚热带地区引进的树种,这些树种需2~4年才能恢复正常形态;本地传统绿化植物中受冻害的种类在5月下旬均发出新枝叶,恢复正常生长。冰雪灾害对园林植物的极端危害是可以预防的:在园林植物引种过程中应遵循科学地引种驯化步骤,建立健全的引种法规;依据立地类型选用园林绿化植物,还须强化园艺技术(特别是防寒防冻和修剪整型)以及营造混交林、防护林等栽培管理措施。
关键词:园林    常绿木本植物    冰雪灾害    预防措施    株洲市    
Effect of Snow Disasters to the Garden Evergreen Woody Plants in Zhuzhou
Pan Baihong, Liu Kewang, Cao Tieru, Tang Sheng, Wu Jian     
Central South University of Forestry and Technology Changsha 410004
Abstract: Snow disasters in the early spring of 2008 to the garden evergreen woody plants in Zhuzhou was investigated with the quadrat method. The results showed that the ornamental plants in Zhuzhou, Hunan Province were seriously damaged by the heavy snow squall. The injured symptoms of plants were characterized by snow broken, snow inverted, and plants organs frozen. Cinnamomum camphora, Phyllostachys edulis, Cunninghamia lanceolata, and Pinus massoniana were more injuried by snow broken and snow inverted. The most injuried species were those introducted from south subtropical regions in recently years. Most of them died, and some survival ones need2~4 years to recover. All native traditional plants hurt by the freezing flushed new leaves in late May and recovered to normal growth. The authos believe that it is possible to prevent from snow disasters. Some measures must be done for that. Scientific principle in introducing of exotic species must be obeyed. Sound rules for introducting exotic tree species must be carried out. Adaptable trees would be planted inadaptable sites. Garden plants are chosen according to forest site classification. The horticultural technology must be improved (for example coldproofing and frostproofing measures, pruning and sculpting). Cultivation and management measures such as planting mixed forests and shelterbelts can prevent snow disasters from injuring trees.
Key words: garden evergreen woody plants    snow disaster    prevent    Zhuzhou    

国内外气象学界普遍认为,随着全球气候变暖,拉尼娜与厄尔尼诺现象越来越频繁,冷冬和暖夏现象将会频繁交替发生(薛建辉等,2008)。近年来,气温变暖对植物影响的研究已有报道(Hainnen,1994Linkosalo et al.,2000Zalud et al.,2002),但冰雪灾害对园林植物的影响尚无报道。研究冰雪灾害对园林植物的影响,对减少冰雪灾害给人类带来的经济损失具有重要意义。2008年1月14日株洲开始下雪,接着连续几天出现冻雨,树枝开始结冰;1月28日至2月2日株洲又连降大雪,2月3日停雪。1月27,28日株洲最低温度降至-5 ℃。连续20 d的冰冻和降雪,造成株洲地区大量的园林树木折断和被压倒,部分园林植物甚至出现冻害或冻死现象。本研究分析冰雪灾害对株洲市常绿木本园林植物的影响,为灾后园林绿化重建提供依据。

1 研究区概况

株洲市位于湖南省东部,湘江中下游(112°57′30″—114°07′15″E,26°03′05″—28°01′07″N)。全市总面积1.127万km2,其中城区面积542 km2,建成区面积67.2 km2。湘江经市区由南向北流入洞庭湖,将株洲市分割为河西及河东2个城区,河西为狭窄冲积平原,河东为丘陵地。株洲市地貌以丘陵为主,海拔40~328 m,地势东南高西北低。气候温暖,四季分明,雨水充沛,年降水量1 280 mm,年降水日145 d,冬季多西北风,夏季多正南风,属亚热带季风性湿润气候。株洲市土壤以红壤为主,兼有黄壤、水稻土、紫色土等多种类型。地带性土壤多为红壤,占总面积的36.3%,一般土层较为深厚,酸性强,富铁/铝,但有机质少,肥力低。黄壤是研究区内山区的主要类型,占19.4%,酸性反应,自然肥力比红壤高。株洲地处亚热带典型地段,地带性群落是常绿阔叶林,属湘中、湘东植被区,长、株、潭丘陵植被小区。据初步调查统计,株洲市城区有园林栽培植物102科,185属,494种(吴征镒,1995)。

2 研究方法

2008年2月中旬及5月中旬,分别在株洲市17处代表性地段选择23个样地进行常绿木本园林植物受冰雪灾害情况的调查。17处调查地分别为中南林业科技大学株洲校区、石峰公园、神农公园、建设路、人民路、红港路、响田路、南方公司、九郎山、枫树岭、火电厂、电力机车厂、电力研究所、电厂宿舍、云田苗园、建德苗圃、文化园。23个样地选址如下:1,2,3,4与5号样地位于中南林业科技大学株洲校区;6,7,8,9,10与11号样地位于石峰公园;12号样地位于神农公园;13号样地位于建设路;14号样地位于人民路;15号样地位于红港路;16号样地位于响田路;17号样地位于南方公司;18与19号样地位于九郎山;20号样地位于枫树岭;21号样地位于火电厂;22号样地位于电力机车厂;23号样地位于电力研究所。

以冰雪造成的常绿木本园林植物的雪折、雪倒及器官冻害为调查的主要灾害类别。各树种的冻害程度分5级。0级:无冻害;Ⅰ级:嫩枝叶冻死,老枝叶未冻伤;Ⅱ级:全株枝、叶大部分冻死,但有部分枝、叶片未冻伤;Ⅲ级:全株枝、叶冻死,树干未冻伤,可萌发新芽;Ⅳ级:地上部分基本冻死,地下根部冻死或冻伤,部分种类根部可萌芽生出新株。

调查树种为常绿木本植物。采用样地调查法,对行道树进行分段记载,记载树种名、树龄、株数、雪折数及雪倒数。对森林按不同坡向随机布3~4个点,每个点调查100 m2,主要记载坡向、坡度、林地状况、乔木种类、树龄、株数、雪折数及雪倒数等。

3 结果与分析 3.1 雪折、雪倒分析

调查结果表明,雪折、雪倒程度与树种、群落类型、树龄、冠形、环境开阔度及坡向/朝向等因子有关。

3.1.1 树种

调查发现株洲市香樟(Cinnamomum camphora)、荷花玉兰(Magnolia grandiflora)、桂花(Osmanthus fragrans)及雪松(Cedrus deodara)这四大常绿乔木园林树种中香樟雪折现象最严重。1与2号样地调查结果表明,56株香樟中有32株受雪折危害,占总株数的57.1%;41株荷花玉兰中受雪折危害的有2株,占总株数的4.9%;43株湿地松中受雪折危害的有14株,占总株数的32.6%,雪倒3株,占总株数的7.0%;12株雪松及10株桂花均无雪折危害。15号样地调查从白石港至中心广场的行道树,445株樟树中有170株受雪折危害,占总株数的38.2%;250株荷花玉兰中有5株受雪折危害,占总株数的2%。香樟受害严重可能与香樟木材纹理交错,材质较脆,受压后易折断有关。

3.1.2 群落类型

调查结果表明雪折及雪倒现象最严重的为人工纯林:20号样地的竹(Phyllostachys edulis)林雪折率为80.4%,雪倒率为4.3%;18号样地的杉木(Cunninghamia lanceolata)林雪折率为71.4%;10号样地的马尾松(Pinus massoniana)林雪折率为58.8%;6号样地的香樟林雪折率为89.5%。天然常绿阔叶林受灾较轻:19号样地的香樟、苦槠(Castanopsis sclerophylla)、马尾松混交林雪折率为11.1%;17号样地的青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)林中除枯立木和衰老树木被冰雪压倒外,其他活立木均未受灾害。

3.1.3 树龄

1,2,3,13,14,15与16号样地香樟易受冰雪灾害的树龄为20~35年,雪折率为38%~75%。13号样地26年生香樟雪折率为38.2%,12号样地38年生以上香樟雪折率仅为5.3%,九郎山10年生以下的杉木人工林基本没有受到损害,20~30年生者则受害程度较重;云田苗圃15年生以下香樟未受雪灾。

3.1.4 冠形

调查发现樟树的受害率与树冠形状有关。香樟树冠分枝较多,自然形态常为宽伞形,这样树冠积雪面积宽,容易雪折;整枝或切干移栽的再生香樟树冠常为椭圆状、圆锥状,其受害程度相对较轻。如1,2与3号样地中22年生香樟为宽伞形,平均树高10 m,平均胸径18 cm,雪折率86.2%;邻近的建德园林苗圃切干后移栽的24年生香樟树冠为椭圆形,高8 m,胸径20 cm,没有雪折现象。

3.1.5 开阔度

树木基部与四周屏障顶端之间的夹角大小称为开阔度。四周空旷,则开阔度大,光照时间长,受风力等因素干扰大,易受灾害;相反,四周或两侧有屏障(如建筑物、山林等),则开阔度小,光照较少,受风等因素的干扰较小,灾害也较少。树龄和管理条件相近的1,2号行道树样地开阔度为80°~90°,樟树雪折率为57.1%;13与14号样地的樟树两侧为高楼,开阔度为50°,樟树雪折率为38.2%;23号样地(株洲电力机车研究所办公楼)的樟树开阔度为100°左右,且为东北向,雪折率为58.3%;22号样地(电力机车厂宿舍区)樟树的两侧为高楼,开阔度为60°,雪折率为10%。

3.1.6 坡向或朝向

调查结果表明,生长在坡向为西北或东北向的植物,其受害情况较西南、东南向的严重。5号样地中东北向的香樟雪折率为75.9%,雪倒率为17.2%,40%的秃瓣杜英(Elaeocarpus glabripetalus)受雪折和雪倒危害;4号样地中西南向香樟雪折率为38.1%,无雪倒木,秃瓣杜英无雪折、雪倒现象。石峰公园6号样地中东北向中上部坡地的香樟雪折率为93.5%,檫木(Sassafras tzumu)雪折率为50%;8号样地的西南向中上部山坡香樟雪折率为44.4%,檫木雪折率为33.3%。

3.2 冻害分析

17处代表性地段调查样地中共调查常绿木本植物86种,其中0级无冻害者40种,占46.5%;Ⅰ级冻害21种,占24.4%;Ⅱ级冻害9种,占10.5%;Ⅲ级冻害12种,占14.0%;Ⅳ级冻害者4种,4.9%。冻害程度的大小与树种、环境开阔度、土壤和防护措施等因素有关。

3.2.1 树种

株洲园林植物依栽培历史可分为传统栽培种与新引进种。此2类植物在冰雪灾害中表现出明显差异。调查结果表明:68种传统栽培种中0级无冻害种有38种,Ⅰ级冻害19种,Ⅱ级6种,Ⅲ级5种;5月下旬受害植物基本恢复正常生长。从华东地区(江、浙、沪)引进的4个树种即龟甲冬青(Ilex crenata cv. convesa)、红叶石楠(Photinia serrulata)、茶梅(Camellia sasanqua)及西洋杜鹃(Rhododendron hybridum)无冻害或冻害较轻;从华南地区引进的14个树种冻害最严重(徐大平等,2008),其中五色梅(Lantana camara)、大叶榕(Ficus virens var. sublanceolata)、夜香树(Cestrum aurantiacum)及悬铃花(Malvaviscus arboreus var. pendulifloru)基本完全冻死,难以恢复生长(谢孝福,1994);有10多个种表现为Ⅲ,Ⅳ级冻害,枝、叶片基本冻死,需2~4年才能恢复正常形态(假如近几年冬季无冰冻),占引种数的50%(吴征镒,1995)(表 1)。

表 1 常绿木本植物冻害统计表 Tab.1 The statistical table of evergreen woody plants in freezing disasters
3.2.2 环境开阔度

在开阔度大的地带,植物受灾程度较围合区严重,露地植物较林内严重。木荷(Schima superba)、乐昌含笑(Michilia chapensis)、闽楠(Phoebe bournei)、蚊母树(Distylium racemosum)一般无冻害,但在较湿润的空旷地有Ⅰ级冻害发生。秃瓣杜英、小竹类在开阔度大于60°以上,为Ⅱ级冻害,在开阔度小于60°或处于林下层,为Ⅰ级冻害。23号样地开阔度在120°以上,苏铁、刺葵及蒲葵叶片基本冻死,冻害程度为Ⅲ级,而21号样地火电厂和电厂宿舍内四面有建筑物围合,开阔度在60°以下,栽种的同类植物基本无冻害。12号样地露天种植的小栀子(Gardenia jasminoides)和杜鹃(Rhododendron simsii)叶片全被冻死,而该公园内林下栽植的同种植物基本无冻害发生。

3.2.3 土壤状况

调查结果表明,土壤湿润且肥力丰富地段的灾害情况比土壤干燥且肥力较低地段要严重。原因是土壤湿润时,水分供应充足,植物体内含水量较高,容易结冰冻害;土壤肥沃地植物生长茂盛,枝、叶嫩软,易受冻害(徐大平等,2008)。木荷(Schima superba)、乐昌含笑(Michilia chapensis)、闽楠(Phoebe bournei)、蚊母树(Distylium racemosum)一般无冻害,但在湿润的地带,有Ⅰ级冻害发生。株洲市白石港桥边绿地地势较高,土壤较干燥,蒲葵、刺葵仅冻伤少量叶片(Ⅰ级冻害);而时代高科园绿化区土壤较湿润、肥沃,蒲葵及刺葵的大部分叶片被冻死(Ⅱ级冻害)。神龙公园平地花坛管理较好,土壤肥沃、湿润,种植的小叶女贞及杜鹃叶片基本冻死(Ⅱ~Ⅲ级冻害),而该园坡地成片栽种的同类植物,只有少部分叶片冻伤(Ⅰ级冻害)。

3.2.4 防护措施

湖南地区许多园林植物都存在一个越冬防寒的问题。特别是从南亚热带或热带引种来的植物入冬一定要防寒。由于采取了薄膜包扎防寒措施,16号样地株洲市响田路中间绿化带的苏铁,冻害较轻(Ⅰ级冻害);23号样地电力研究所的苏铁未采取防寒措施,叶片基本冻死(Ⅲ级冻害)。21号样地火电厂墙边栽植的刺葵被薄膜包裹,基本无冻害(0级);21号样地田心电力机车厂墙边种植的刺葵没有采取防寒措施,叶片基本冻死(Ⅲ级冻害)。

4 结论与讨论

本研究共调查86种常绿园林绿化树种(吴征镒,1995),其中传统栽培树种68种(祁承经等,2001),这些树种表现为无冻害或冻害较轻。传统栽培种中受冻害的树种均能恢复正常生长(杨国栋等,2000)。新引进的14个树种均发生了严重冻害(Ⅲ~Ⅳ级),这些种的引进,均未经过科学论证和引种驯化过程。笔者认为,今年冰雪灾害是几十年一遇,但是木本园林植物栽培是几十年甚至上百年的大事,绝不能只顾眼前的形象工程,应严格遵循植物的生物学和生态学特性(谢孝福,1994),以湖南中亚热带地区有周期性冰冻灾害为重要前提来选择栽植植物。因此,植物引种工作一定要遵循有关法规条例,进行专家论证及严格地引种驯化。今后,凡因盲目引种而造成损失的,应追究相关责任。

调查结果表明,同一种植物在不同的地段,其冻害程度不同。可见在设计园林植物造景时,要划分立地类型,做到适地适树。根据调查分析,影响冻害的主要环境因素包括开阔度、坡向/朝向、土壤(干湿度和肥沃程度)等。我们可依据这几个因素来划分立地类型。

调查中发现樟树雪折现象最严重,主要原因是樟树木材韧性差,易折断,加之树冠多为宽伞形,分枝粗长,扩展面积大,积冰雪多,容易压折。因此在园林管理中,对易受雪折的树种,要加以修剪,控制树形,防止积雪。对易冻害的植物,秋末要停止灌水施肥,包扎防寒,以增强抗寒能力。

调查结果表明,人工纯林易遭雪灾,而混交林抗雪灾能力较强;群植树比孤植树抗灾性强。所以园林绿化中提倡混交栽植,丛植、群植,在开阔度大的空旷处营造防护性林带。

参考文献(References)
祁承经, 林亲众. 2001. 湖南树木志. 长沙: 湖南科技出版社, 38-49.
吴征镒. 1995. 中国植被. 北京: 科学出版社, 146-156.
谢孝福. 1994. 植物引种学. 北京: 科学出版社, 12-35.
徐大平, 杨曾奖. 2008. 华南5个珍贵树种的低温寒害调查. 林业科学, 44(5): 1-2. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.2008.05.001
薛建辉, 胡海波. 2008. 冰雪灾害对森林生态系统的影响与减灾对策. 林业科学, 44(4): 1-2.
杨国栋, 陈效逑. 2000. 木本植物物候相组合分类研究. 林业科学, 36(2): 39-46. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.2000.02.007
Hainnen H. 1994. Effects of climatic change on trees from cool and temperate regions: an ecophysiological approach to modelling of bud burst phenology. Canadian Journal of Botany, 73: 183-199.
Linkosalo T, Carter T R, Hokkinen R, et al. 2000. Predicting spirng phenology and frost damage risk of Betula spp.under climatic warming: a comparison of two models. Tree Physiology, 20: 1175-1182. DOI:10.1093/treephys/20.17.1175
Zalud Z, Dubrovsky M. 2002. Modelling climate change impacts on maize growth and development in the Czech Republic. Theoretical and Applied Climatology, 72: 85-102. DOI:10.1007/s007040200015