百里杜鹃自然保护区雪凝灾情分析及重建思考
李苇洁,
聂忠兴,
龙秀琴,
彭熙,
李安定,
陈训
林业科学 ![]() ![]() |
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2008年1月中旬到2月初,我国南方遭遇了历史罕见的特大低温雪凝灾害,其间贵州百里杜鹃自然保护区最低温度-7 ℃,低温状态持续到2008年3月4日,共52 d。在此期间,保护区内以杜鹃花属(Rhododendron)植物为主的林木受到了巨大的损失,景观遭到空前破坏。本文对百里杜鹃自然保护区以杜鹃花为主的森林资源受损情况进行了详细的调查,分析原因,找出规律,为保护区开展灾后重建提供理论及技术指导。
1 保护区基本情况2007年7月30日,贵州省人民政府正式批复建立百里杜鹃省级自然保护区。该区位于贵州省西北部大方县和黔西县交界处(105°45′30″—106°04′45″E,27°08′ 30″—27°20′00″N),是一片举世罕见的原始杜鹃林带,整个林带呈环状分布,海拔1 300~1 800 m, 长超过50 km,宽1~5 km,总面积12 580 hm2。自然保护区建立之前,百里杜鹃是纯粹的生态旅游区,建立保护区之后,按照保护等级分为一级保护区、二级保护区和三级保护区:一级保护区包括5个生态保护区(大水、仁和、百纳、凤山、黄泥塘),禁止向游客开放;二级保护区包括7个花区,其中尤以金坡花区(面积4 366.4 hm2)和普底花区(面积8 213.6 hm2)的景观最为集中连遍,因此这2个花区划为生态旅游区;三级保护区位于保护区西南角,与黄泥塘生态保护区相连,准备开发成度假区。
保护区气候为亚热带高原温凉气候。年平均温度为11.8 ℃,年降水量1 000~1 200 mm,降水集中在4—9月。雾日和低温阴雨天气较多,全年日照时数为1 336 h。年平均相对湿度84%,表现出冬湿春干的气候特征。保护区内天然分布马缨杜鹃(R. delavayi)、大白杜鹃(R. decorum)、露珠杜鹃(R. irroratum)、映山红(R. simsii)、长蕊杜鹃(R.stamineum)等34种高山杜鹃花(杨成华等,2006),杜鹃花的植被覆盖率达到86.56%。这里分布的天然杜鹃花颜色有20多种,观赏价值极高,被誉为“百里杜鹃”,是我国杜鹃花种类分布最集中、面积最大的天然杜鹃花园,也是我国高山杜鹃花引种研究的重要种质资源库。
2 调查方法 2.1 调查步骤根据贵州省第3次森林资源规划设计调查结果、保护区资源档案和造林设计等最新资料,把保护区划分成杜鹃林和其他林分类型。调查步骤如下:确定调查类型→抽取调查小班→区划受灾地块→选取代表性调查地块→设置标准样方→调查林木受损情况→统计调查数据。
2.2 标准地设置及调查按照调查地块面积确定设置标准地的数量,调查地块面积小于3.33 hm2的设置标准地不少于1个,3.33~6.66 hm2的不少于2个,大于6.66 hm2的不少于3个。综合调查地块内林木受损情况,选取代表调查地块受灾状况的地段设置标准地(或样方),每块标准地面积为666.67 m2, 形状为正方形或长方形,正方形样地边长为25.82 m,长方形样地为20 m×33.33 m或30 m×22.22 m。在标准地内进行每木检尺(杜鹃花以地径测计),调查记载优势树种以及林木径阶、受损类型、林木质量等因子。对已清理的林木,测量记录地径,并根据伐根地径推算胸径,确定径阶、受损类型(倒伏、折断、冻死)。根据标准地调查结果,计算调查地块林木蓄积、损失蓄积(株数)以及因灾害地类发生变化的面积等。
3 调查结果与分析 3.1 保护区受灾基本情况表 1显示,金坡花区森林受灾总面积4 270.63 hm2,占其总面积的97.81%,普底花区的森林受灾总面积为6 329.17 hm2,占其总面积的77.06%,按受灾面积占总面积的百分比来看,金坡花区受灾面积比是普底花区受灾面积比的1.27倍;在成灾面积上,金坡花区的成灾面积比是普底花区的3.17倍,特别是在杜鹃林的成灾面积上,金坡花区杜鹃林的成灾面积比是普底花区的94.00倍。金坡花区受灾的杜鹃花林木共计140 149株,其中倒伏30 054株,折断98 041株,冻死12 054株;未完全折断,通过人工可以恢复且地径大于5 cm的杜鹃花共有10 102株,以大径级的马缨杜鹃受损最严重;损失蓄积6 000 m3, 直接经济损失1 000多万元。普底花区杜鹃花林木受灾共11 004株,比金坡花区少129 145株。其中最主要的原因是2个花区的气温存在一定的差别。百里杜鹃自然保护区呈环状分布,金坡至普底一线是2个主要的生态旅游花区,普底花区的平均海拔在1 720 m,金坡花区的平均海拔在1 610 m,由于2个花区海拔上存在110 m的差异,因此普底花区冬天的温度一般比金坡花区低1~2 ℃,因此普底花区的杜鹃花等林木经过了长期的自然抗冻锻炼,其抗冻能力超过了金坡花区,因此,这次受灾调查显示了普底花区的成灾面积远远低于金坡花区。
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调查结果显示,受灾杜鹃花中,马缨杜鹃占31.75%,露珠杜鹃占25.67%,迷人杜鹃(R. agastum)占14.93%,长蕊杜鹃占3.48%,映山红占3.11%,其他杜鹃花占21.06%。映山红(落叶)受灾最轻,受灾严重的都是常绿杜鹃花。其中受灾最严重的马缨杜鹃是保护区高山常绿阔叶林组成中重要的建群种和优势种(李苇洁等,2005a),其花大、钟型、亮红色,具有很高的观赏价值(Chen et al., 2007;Gu et al., 2005)。调查结果显示,马缨杜鹃的受灾比例超过了迷人杜鹃的2倍, 主要表现为翻蔸和折断,在斜坡地段最严重,这是因为保护区内土壤的母质类型主要为煤系砂页岩和黄色砂页岩,加上马缨杜鹃等高山杜鹃花的根系主要集中分布在土壤的表层20~55 cm处(李苇洁等,2005b;Zhang et al., 2007),所以翻蔸的现象特别严重。而生长在平地、疏林地以及林缘的其他杜鹃花多是折断或花芽冻死。
3.2.2 其他林木受灾分析图 1显示杜鹃花之外的受灾树种中,光皮桦(Betula luminifera)受灾最严重。在2008年雪灾之前,有暖冬的迹象,一些速生的树种出现了冬季抽梢生长现象,因此这些树种受灾主要表现为折断和断梢。本次调查发现,受灾地段主要是山坡迎风面、路边、斜坡处、山沟地带、疏林地,山沟地带主要是空气不对流,水汽在温度急剧下降时迅速凝结,树体的承载力加重,导致受灾较同一区域的其他地形严重。在调查过程中,还发现,受灾的杜鹃花多是林缘木和孤立木,而群落结构复杂,下层木多,郁闭度较大的杜鹃林受灾最轻。
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图 1 保护区非杜鹃花林木受灾情况 Figure 1 The disaster situation of other forest trees in the nature reserve |
由于有些地段连片受灾,大面积林木折断、倒伏,林分结构无法恢复,清理之后造成了地类发生了变化,尤其是金坡花区的杜鹃花密林内出现了许多林窗,其中面积最大的达2 100 m2,林分郁闭度大大降低。森林生态系统是一个开放、有序的自组织系统,通过物质能量的输入输出保持着动态平衡。由于雪压、冰冻等长时间的强度干扰,原有的平衡状态被打破,生态系统演替过程与方向发生改变。尤其在阔叶林中,形成的林窗致使阳性植物大量侵入,改变了森林生态系统演替方向与进程(薛建辉等,2008),因此这些林窗的植被恢复面临许多技术问题。
4 结论及建议通过调查发现,此次雪凝灾害对百里杜鹃自然保护区景观造成很大的破坏,区内林分结构单一地、未成林林地、斜坡地林地、山沟地带林地受灾相对严重;常绿阔叶树种、速生树种受灾较落叶阔叶树种、慢生树种严重。
保护区灾后清理及恢复应坚持向生态旅游区倾斜的原则,特别在倒折木清理上,应将杜鹃花生态旅游区作为重点,要及时清除折断、倒伏林木和断枝残叶,尽可能减轻有害生物的滋生繁育,防止病虫害的暴发和蔓延(吴斌,2008),维护森林生态系统的健康,减轻森林火灾的潜在威胁。对于受灾的生态保护区,可适当保留部分折断林木,有利于恢复物种多样性(薛建辉等,2008)。
本次调查发现大径级的杜鹃花在受灾中翻蔸比较严重,由于高山杜鹃花的生长特别缓慢,因此,在今后的保护管理上,务必要加强对大径级杜鹃花的保护力度,特别是生长在斜坡地段的杜鹃花古树,可以选择根系部位加固或在易倒的一侧配置支撑架。
对于林分结构组成单一的生态系统,其抵御灾害功能较弱,可通过营造针阔混交林和复层异龄林等方式进行林分改造,增强林分的稳定性(薛建辉等,2008)。
物种选择方面,这次灾害导致大面积林地严重受损,最严重的是人工林。本次雪灾对保护区内引种的一些速生树种(柳杉、响叶杨)抗逆性进行了一次天然检验,因此在进行灾后补植、补造时,应当酌情考虑是否延用原来的树种。
片面的观点可能会认为杜鹃花林里的其他植物过多对杜鹃花的景观是一种干扰,保护区的花区局部地段也曾经进行过杂木清理,可从这次雪灾来看,复杂的群落结构才能提高抗逆能力。因此,在进行灾后恢复重建时,应充分运用生态学理论指导重建。特别是受灾清理之后,花区将出现较多大面积的林窗,如果采取自然恢复,周围的先锋树种会很快侵入占领这些林窗,从维护杜鹃花景观和形成优良的群落结构来说,花区林窗的灾后恢复需采取自然恢复与人工恢复相结合的措施。
雨雪冰冻灾害是森林生态系统重要的自然干扰因子之一,树木翻蔸、折断、断梢后,保护区林中的光照、温度、水分等将会发生变化,引起微地貌、土壤成分的改变和有效资源空间异质性的变化,也会对森林的更新机制、更新格局和林分下层结构产生影响,而影响程度和持续时间还有待于进一步的调查、分析和长期的监测(肖文发,2008)。
李苇洁, 陈训. 2005a. 百里杜鹃森林公园马缨杜鹃种群结构与更新研究. 贵州科学, 23(3): 46-49. |
李苇洁, 陈训. 2005b. 马缨杜鹃林区枯落物与土壤持水特性研究. 贵州科学, 23(2): 60-65. |
吴斌. 2008. 对南方雨雪冰冻灾区林业和生态恢复与重建的几点思考. 林业科学, 44(3): 2-4. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.2008.03.003 |
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. |
肖文发. 2008. 由亚热带常绿阔叶林雨雪冰冻灾情引发的思考. 林业科学, 44(4): 2-3. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.2008.04.002 |
杨成华, 李贵远, 邓伦秀. 贵州百里杜鹃保护区的杜鹃属植物种类及其观赏特性研究. 西部林业科学, 35(4): 14-18. |
Chen Xun, Zhang Donglin, Li Weijie, et al. 2007. Natural habitat of Rhododendron delavayi Franch. HortScience, 42(2): 951. |
Gu Zhanying, Chen Xun, Wu Huanwei. 2005. Production of Rhododendron delavayi Franch. HortScience, 40(4): 1061. |
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