2008年1—2月，我国南方出现50年一遇的特大雨雪冰冻灾害，对工农业生产、交通、电力及人民财产等造成重大灾害和经济损失。南岭是我国亚热带常绿阔叶林的中心地带，原本郁郁葱葱的森林成片倒伏，甚至粗如水桶的百年老树也被连根拔起。广东省粤北地处南岭山地，海拔500~1 300 m范围内的森林资源受到整体性、毁灭性破坏，其中广东杨东山十二度水省级自然保护区和广东大瑶山省级自然保护区由于山坡陡峭、土层浅薄，树木倒伏、折断和翻蔸十分严重，连片的乔木树干和冠层基本损毁，林分复层结构不复存在，对生态系统造成很大破坏，并造成大量的残枝、断干和落叶等非正常凋落物存留在林地，存在次生灾害和生态的隐患，对森林环境特别是土壤功能和水源卫生将产生很大影响。

国内外在气候灾害对森林及环境的影响方面有过论述和研究，如美国东部在2007年复活节前后也遭受了一场创纪录寒潮的袭击，Gu等(2008)根据此次灾害对农作物和自然植被的影响观测结果，对它在气候变化下的陆地碳循环意义作了探讨。彭少麟等(2002)对森林凋落物动态及其对全球变暖的响应进行了综述，讨论了全球变暖可能引起的凋落物量和凋落物分解的变化，但社会上有关气候变暖与陆地生态系统相互作用的报道总体上还缺乏足量实验证据的支撑，全球变暖对凋落物动态影响的研究就更为少见。台风暴雨造成森林凋落物大量增加，有学者对台风造成热带森林非正常凋落物量进行过测定(曾庆波等，1997)，对风暴造成亚热带常绿阔叶林、热带雨林的凋落物进行了分解速率和养分动态研究(Xu, et al., 2004；Yoneda，1997)。在我国南亚热带森林中也开展过凋落物研究(官丽莉等，2004；侯庸等，1998；唐旭利等，2005；屠梦照等，1993)，但针对雨雪冰冻灾害对森林凋落物影响的研究未见报道。

为了定量评价此次灾害对南岭山地森林资源及生态系统的破坏程度，制定合适的救灾减灾和生态恢复技术，笔者在灾后的2008年4月对南岭粤北地区的受灾森林进行了综合调查。本文主要就特大雨雪冰冻灾害对广东杨东山十二度水省级自然保护区的林木和凋落物影响的调查数据进行分析，探索灾害对亚热带阔叶林森林凋落物产量的影响及其潜在生态危害，为灾害恢复重建提供支撑。

1 研究地概况

研究地选择广东省杨东山十二度水省级自然保护区内，该保护区地理位置是113°23′09″—113°29′32″ E、25°22′47″—25°11′06″ N，位于南岭山脉南面的乐昌市东北部，正北面与湖南省接壤，是广东省地理位置最北的保护区。该区气候属于中亚热带季风气候，具有光照充足、温暖湿润、雨量充沛的南亚热带与中亚热带过度性的特点。≥10 ℃年积温为6 386.5 ℃；无霜期300 d左右，年均气温为18.1~19.9 ℃，1月平均气温7.7~9.6 ℃，8月月均气温26.2~28.1 ℃；年降水量超过1 700 mm，没有特别明显的干旱季节，雨季在3—8月(王厚麟等，2007)。

该区属南岭山地，地貌类型主要是中山地貌。最高海拔1 726.6 m，1 000 m以上的山峰90多座。在海拔700~1 000 m的山坡上，成土母质主要有变质石英砂岩、绢云母板岩以及黑云母花岗岩等，土壤为山地黄壤，表土灰黄色至灰黑色，心土蜡黄色或金黄色，植被主要为常绿与落叶阔叶混交林；在海拔1 000 m以上的山坡，土壤为山地灌丛草甸土，成土母质主要为花岗岩类，植被主要为山顶矮林、灌丛草甸或山地草甸。本研究选择海拔700~1 000 m的常绿与落叶阔叶混交林，主要树种有：小红栲(Castanopsis carlesii)、红背栲(Castanopsis fargesii)、甜槠(Castanopsis eyrei)、缺萼枫香(Lipuidambar acalycina)、槭树科(Aceraceae)多个种、木莲(Manglietia fordiana)、金叶含笑(Michelia foveolata)、蜡瓣花(Corylopsis sinensis)、黄樟(Cinnamomum porrectum)、五列木(Pentaphylax euryoides)、祯桐(Clerodendrum japonicum)、樟叶泡花树(Meliosma aquamulata)、华南桂(Cinnanmomum autro-sinense)和猕猴桃科(Actinidiaceae)多个种等。

2 研究方法 2.1 样地设置及植被受害调查

在杨东山十二度水自然保护区典型受灾区域的海拔700~1 000 m的常绿与落叶阔叶混交林中，采用固定样地法设置4个不同海拔高度的植被样地，根据中亚热带、南亚热带山地森林群落的最小面积研究经验，设置每样地面积为1 500 m²，按照相邻格子样方的设置方法及地形条件，将每固定样地设为30 m×50 m的长方形，分为10 m×10 m的样方共15个。样地概况见表 1。

在每个10 m×10 m的样方中，调查胸径≥1 cm的木本种类所有植株，记载个体的位置、种名、胸径、高度、冠幅，并详细记载断梢、断枝、断干、断头、弯斜、倒地、翻蔸和正常等植株受害指标状况，其中弯斜是指由于林木枝叶上所存留雪的重量尚未超越树干的负荷极限, 借助本身具有的弹性, 向侧面偏斜, 或稍冠向下弯曲呈弓形(国家林业局，2008)。

2.2 凋落物样方设置和取样测定 2.2.1 样方设置

按“之"字形走向在每个固定样地的左下方、右边中部、上边中上方的外面分别建立3个5 m×5 m的大样方及在3个大样方四周共设置9个50 cm×50 cm的小样方，以进行凋落物收集，见图 1。

2.2.2 凋落物组分划分及取样

森林凋落物是森林生态系统物质循环的重要组成，正常生理条件下凋落物量不会大起大落，当出现极端自然条件或人为条件下，如台风暴雨、采伐、雨雪冰冻灾害等，在林地内骤间有大量死掉的枝、叶，甚至部分树干等凋落物的产出，笔者称之为“非正常凋落物(abnormal litterfall)"。本研究基于森林受灾后除弯斜、倒地和正常的林木外，对由于山地坡陡和土层浅薄，冰雪重压形成头重脚轻致使林木被连根拔起、根系完全离地或根系被严重扯断的已没有存活和恢复希望的翻蔸林木，以及灾害造成植株的断梢、断枝和断干、断头等，在调查时其树叶基本脱落而枝干未烂，故将大样方内由于本次灾害造成掉在地上的断梢、断枝作为“非正常掉落枝"和将断干及断头、翻蔸的树干作为“非正常掉落干"进行这样的组分划分和取样。方法是：分别收集大样方中所有“非正常掉落枝”和“非正常掉落干"称量，并根据样方内凋落物的树种和直径、枝条大小等质量比例，剪取共500~1 000 g混合样品装入布袋，挂上标签，拿回室内测定含水率和恒干质量。

从调查实际看，由于受灾植株掉落的树叶与地表原有枯落叶难与区分，而且受害产生的落叶与树干、枝条重量的比率较小，故将在大样方外的小样方内的所有未腐烂、半腐烂、新鲜的凋落叶及旧的枯枝全部收集作为“正常凋落物"称量，即包括灾前的现存凋落物和受灾造成的凋落叶作为凋落叶组分进行统计分析。然后均匀取500 g左右样品放入布袋中，放上标签，带回室内测定含水率和恒干质量。

2.2.3 样品烘干及含水率测定

样品野外取回后立即称湿质量，打开袋口晾干，并及时在80 ℃恒温下烘干至恒质量称量，计算样品含水率和恒干质量。

2.3 数据统计分析方法 2.3.1 植被受害程度统计

根据植物样地调查数据，统计样地胸高直径≥1 cm的木本树种的算术平均高、胸高断面法的平均胸径、密度。分别统计样地各受害指标的个体数量、胸高断面和百分率，以评价植被受害程度。按广东省自然保护区管理办公室的划分标准进行评价：轻度受害的森林，其倒地、翻蔸、断干、断梢、断枝及弯斜的总植株数量和胸高断面积占总数量的30%以下；中度受害的森林，其相应的数量占30%~70%；重度受害的森林，其相应的数量占70%以上。

2.3.2 凋落物量分类统计

分别计算样地各组分凋落物的重量，并用MS-Excel和SPSS软件进行方差分析和Student-Newman-Keuls差异性检验，判别不同受害程度植被之间、坡位之间的凋落量差异。统计“非正常凋落物量"作为雨雪冰冻灾害对森林凋落物的影响，即按以下公式计算：

式中“凋落叶现存量”为包括灾前的现存凋落物和受灾造成的凋落叶；式中的“凋落枝现存量”和“凋落干现存量”仅指本次灾害产生的“非正常凋落枝”和“非正常凋落干”。

3 结果与分析 3.1 不同海拔植被受害程度

根据固定样地的每木调查统计，不同海拔植被结果如表 2和表 3所示。从表 2看到平均胸径随密度增大而下降的普遍规律，树高也有这样的趋势，但两者与海拔高低规律不明显，可以说树木个体粗细的抗灾能力与海拔未见明显的规律性。

从表 3看，弯斜个体比例超过了50%，而断面积比例也相当高但小于40%；其次占比例大的是断枝、断梢；倒地、断头的比例最小；翻蔸、断干的也占了相当比例。所以雨雪冰冻灾害造成大多小树被压弯斜，断枝、断梢将造成凋落叶、枝的增多，翻蔸、断干必然造成凋落干的大幅增大。依照灾害划分标准分，则4个样地均达到严重受灾等级，受害大小顺序为SD03>SD04>SD01>SD02，这正是样地海拔高低的顺序，表明在研究的海拔范围内植被受害程度随海拔升高而增大。究其原因是随着海拔的升高，大气温度逐渐递减，暖湿气流作用下结冰量增加所致。

3.2 灾害对森林凋落物量的影响 3.2.1 凋落叶现存量

样地凋落叶现存量的平均值如图 2所示，凋落叶约为7.5~10.5 t·hm^-2，大小顺序为SD01、SD02>SD04>SD03；各样地不同坡位的凋落叶现存量结果见图 3，从图中看到每样地下坡位的凋落叶量大于上坡位及中坡位，原因之一可能是除坡度影响外，与上下坡位植被生物量产量多寡有关。但经方差分析表明，样地间、坡位间的凋落叶现存量差异均不显著，见表 4。

3.2.2 凋落枝现存量

测定结果表明，样地凋落枝现存量的平均值为3~10 t·hm^-2，大小顺序为SD01>SD02、SD03>SD04，如图 4。经方差分析表明，样地间的凋落枝现存量差异显著，坡位间差异不显著，见表 5。进一步对不同样地凋落枝平均数进行差异性检验表明，SD01与SD04样地间存在显著差异，其余差异不显著，见表 6。

3.2.3 凋落干现存量

测定结果表明，样地凋落干现存量的平均值为约6~15 t·hm^-2，大小顺序为SD02>SD04>SD03>SD01，如图 5。经方差分析表明，样地间、坡位间的凋落干现存量差异均不显著，见表 7。

3.2.4 凋落物现存总量及组分比例

以样地平均值的凋落叶、枝和干三者之和作为相应样地平均凋落物现存总量，其结果如图 6，图中显示受害森林凋落物现存总量在20~30 t·hm^-2之间，SD02样地最高。方差分析结果显示，样地间总凋落物量差异不显著，详见表 8。样地凋落物不同组分比例见表 9，枝和干2组分之和约占凋落物总量的60%~70%。

3.2.5 灾害对森林造成的非正常凋落物量

从表 9结果看，凋落叶约占总凋落物量的30%~40%，而且其中包括灾前所有凋落物和灾害造成的新凋落叶2部分，故灾害产生的新凋落叶重量远不及产生的枝、干的凋落物现存量。所以在没有样地灾前原有凋落物量本底数据前提下，如果剔除灾害产生的新凋落叶不算，仅以灾害产生的凋落枝、干现存量作为灾害造成至少的非正常凋落量，则统计结果见图 7，非正常凋落量达到13.96~19.59 t·hm^-2。方差分析结果显示各样地非正常凋落物量差异不显著。

4 结论与讨论

植被受雨雪冰冻灾害危害等级与海拔成正比，在海拔700~1 000 m范围内的植被均严重受害，这与广东杨东山十二度水省级自然保护区地处南岭山地有关。据有关专家(李意德，2008)野外调查显示，在粤北山区，一般海拔300 m以上就可见到受害现象，400 ~500 m受害情况渐为明显，受害程度为轻度至中度等级；500~1000 m受害情况最为严重，1 000~1 300 m又逐渐减轻为中度或轻度受灾等级，1 300 m以上则几乎没有灾害迹象。其原因一是500~1 300 m的中高海拔林地的水肥条件等较好，林木生长高大茂盛，暖湿气流水汽含量较高，结冰量增加；二是随着海拔进一步升高到1 300 m以上，空气中可凝结成冰的水汽含量逐步降低，同时林木高度也普遍变得矮小，至1 500 m以上出现山地灌丛草甸，由于往年低温雨雪锤炼，在进化过程中已具备较为完善的抵御机制，受害情况反而不明显。

雨雪冰冻灾害对杨东山十二度水省级自然保护区常绿与落叶阔叶林造成凋落物总现存量达23.39~29.97 t·hm^-2，造成大量非正常凋落物(13.96~19.59 t·hm^-2)，大大超过南亚热带的广东鼎湖山常绿阔叶林(8.45 t·hm^-2) (官丽莉等，2004)及黑石顶常绿阔叶林(4.63 t·hm^-2)(侯庸等，1998)的年凋落量，也高于福建省人工促进更新的常绿阔叶次生林年凋落物量(6.87 t·hm^-2)(吴擢溪，2006)，甚至高于热带山地雨林和季雨林的现存量、凋落量(彭少麟，2002；吴仲民等，1994；卢俊培等，1988)，短时间内在林地产生大量枯落物，对森林资源和生态系统产生重大影响。

雨雪冰冻灾害造成森林中仅树干、树枝两者之和的非正常凋落物就约占总量的60%~70%，这与正常状况下凋落叶占凋落物总量的60%~80%(王凤友，1989)及广东鼎湖山常绿阔叶林凋落叶占65%(屠梦照等，1993)、尖峰岭热带山地雨林凋落叶占70.7%和半落叶季雨林凋落叶占76.4%(卢俊培等，1988)相比，本研究中常绿与落叶阔叶林凋落叶占总凋落物量的比例刚好相反，凋落叶占小部分，这正反映了灾害的非常规性。

受害森林非正常凋落量与受害程度和海拔高度成正比，所以在粤北南岭山地的自然保护区受害严重，产生大量凋落物，防止次生灾害工作严峻，恢复任务艰巨，要制定科学的救灾减灾和恢复技术措施。建议根据森林生态系统受害类型与等级，在实验区和缓冲区内采取适宜的林木卫生清理，防止火灾、病虫害等次生灾害，促进林木萌芽更新和天然更新，以尽快恢复南岭的绿色宝库。

一般在森林凋落物中，往往有一定数量的粗死木质残体(coarse woody debris, CWD)，它是森林生态系统中的重要组成成份和碳素库。据研究(唐旭利等，2005)，正常状态下南亚热带季风常绿阔叶林的CWD贮量为13.2 Mg·hm^-2(C), 占地上部分生物量的11.3 %，只有近10 %的CWD以枯立的方式存在。而我国南方此次的雨雪冰冻灾害后，在受害林中除本研究测定到大量的倒伏、翻蔸和断掉地上的CWD外，部分已断枝、断梢、断干和根部严重冻害等受害林木，由于机械损伤、病虫害、生理功能受损等作用，随着时间的渐远，部分林木可能会出现枝干枯死等，所以灾后森林的CWD特征有待进一步开展研究。