雪灾对林木资源的影响及其应对措施案例研究

王海龙

摘要：基于国家气象信息中心站点数据，分析了北京地区1951～2016历年降雪变化趋势，讨论了雪灾对森林生态系统的危害，并以2012年北京北部特大降雪事件为例，探讨了不同受灾程度的林分对應的造林措施，并提出了雪后森林恢复应对措施及建议。

关键词：雪灾；灾后措施；森林恢复

中图分类号：S7

文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）11012204

1 引言

在全球气候变化的大背景下，极端天气出现的频率较过去显著提高，从而引发了包括地震、暴雨、强风、雪灾等多种形式的自然灾害，其中，以风雪灾害所造成的影响最为常见，从而影响人们的生活。森林生态系统是陆地生态系统中最为稳定和主要的生态系统，不仅为人类提供生态环境基础并且具有涵养水源、保持水土、防风固沙、固碳释氧、维持生物多样性等多种不可替代的生态系统服务功能。然而，森林生态系统也常常遭受风灾、雪灾、病虫害等多种自然干扰，其中，雪灾会使森林生态系统中的林木折枝甚至树木折断、整株被连根拔起。从而造成林内大量干枯枝条树木的积聚，增加森林火灾等次生灾害的风险，造成安全隐患。同时，雪灾会破坏林内树木，降低其自然灾害抵抗能力，增加病虫害等次生灾害的风险，导致森林生态系统多种服务功能受损，其受损生态价值远远超过直接受损经济价值，其影响不容忽视。并且融雪所造成的地表水的汇聚和土壤水的增加，更是加大了滑坡、山崩等灾害的风险。

北京地区属于北方暖温带半湿润大陆性季风气候区，冬季寒冷干燥，降雪适中，但近年来雪灾频发，不仅危害了森林生态系统，对市民出行安全、经济发展也造成了损失，因此对北京山区森林抵御雪灾能力进行分析，对区域绿化建设具有重要的参考价值，对预防雪灾等自然灾害对森林造成破坏，保证其景观生态功能有重要意义。

2 历年雪灾对森林影响的特点分析

由于雪灾灾害主要动力成因为极端暴雪天气，故收集了北京地区1951～2016年度最大次降雪量。数据来源于国家气象信息中心，北京国家级地面站点延庆站（54511）的数据，2013年数据异常，舍弃。统计结果如表1。

由于统计数据量庞大，所以以每5年为一个时间跨度，选取其中最大年降雪量，观察变化特征，如图1所示。

在1980年以前，年最大降雪量处在一个稳定地动态变化过程中，波动幅度较小，而1980年以后，年最大降雪量开始出现上升趋势，原来稳定地变化被打破。尤其在近十年左右中，年最大降雪量急剧上升。

由此可以看出，1980年前，北京地区气候条件比较稳定，发生灾害性天气的机率较小，这对提高天气预报、灾害预警的准确性都是有利的。1980年之后，变化出现较大浮动，原有的稳定气候环境被打破，天气紊乱，加大了天气预报与灾害预警的难度，对人们日常生活也有一定影响。

在1980年之前，5年内最大年降雪量与最小年降雪量的差值变化是平缓的，没有出现大的波动。近60年来，北京暴雪天气频率逐步升高（图1），几乎每隔5年都能遭遇一次大规模的降雪事件，且暴雪等级也逐步上升。特别是2012年11月5日，北京市延庆县和昌平区遭遇1960年以来的最大降雪，积雪达48 mm。近10年，大雪发生的频率很高，由此造成的灾害也愈发频繁。普通降雪不会对森林生态系统造成严重影响。但长时间、高强度的降雪对森林生态系统造成的威胁是致命的，会对植被本身造成极大的危害。

3 案例分析

以2012年11月5日，延庆和昌平两个区县所遭遇的1960年以来的最大降雪灾害为例，进行探究。本次降雪时间较早（11月5日），对仍未落叶的树木造成了严重的伤害。大量枝条叶片积存降雪，使部分树木出现折枝、断干、伏倒等机械性损伤。在这次冰雪灾害过程中，给北京市北部区县的林业造成了严重的灾害，尤其以延庆县受损较大，昌平区也有不同程度的灾情。据统计延庆县受灾面积约4000亩，其中1000余亩受灾严重，昌平区受灾面积约4000亩，但受灾普遍较轻。降雪严重影响到两区县道路交通、供水供电、设施农业和林业等领域。

本次灾情主要是由于油松树冠较大，雪压后树梢头或树干折断，形成大小不一的林窗，有少量已确定为目标树的也折断受损。笔者对受灾严重的地点进行了现地调查，详见表2。

对林窗是否进行补植补造，主要考虑了以下几个因素：①林分树种过于单一，林窗周边缺少阔乔落种母树，天然更新不良的需要进行补植补造。②凡是形成的林窗比较大，侧柏林>25 m2 ，油松林>50 m2，天然更新不良的，都需要进行补植补造。③对延庆油松受灾林分，依靠天然更新恢复森林的林窗，应调查天然更新密度，更新密度偏低的（<3株/10 m2），应进行人工补植，以加速恢复森林的进程。④昌平区侧柏林密度偏大的（200株/亩），且林窗面积比较小（<25 m2）的可不进行补植，可视为自然稀疏，降低密度。对延庆油松受灾林分，依靠天然更新恢复森林的林窗，应调查天然更新密度，更新密度偏低的（<3株/10 m2），应进行人工补植，以加速恢复森林的进程。⑤对于依靠天然更新恢复森林的林窗，要调查天然更新的树种构成，应选择保留阔叶为主的目的树种，如栎类、元宝枫等。

延庆县珍珠泉乡项目区受灾油松林中，对少量只损伤了树梢头、下部树冠保存尚好、H>8 m的，可考虑暂时保留不采伐，以免林分采伐量过大。可待林分修复健康后，再做处理。

最终本研究中确定延庆水泉子村和昌平区南山侧柏林需要进行补植措施。通过调查，根据其受灾状况和立地类型，并遵循适地适树、增强林分稳定性、增加生物多样性的原则，确定了4种主要造林技术模式，如表3所示。

针对林区受灾状况不同，设计了补植和补种两种技术措施进行具有针对性的造林，并根据不同类型林地选取了不同的设计树种。以延庆县为例，探讨其造林实施过程。

（1）造林规划

林下补植规划：依据项目计划，只对受损油松纯林进行林下补植活动，其余森林类型不安排任何林下补植活动。按照林下补植技术标准，在规划期内，需要在项目区原经营小班林分内，林下补植地块17个，面积约22.4亩，补植白腊、元宝枫和黄栌共4748株，全部为3～4年生苗，采伐因降雪受災的油松株数631株。

森林保护规划：通过对原有部分防火路路基和路面进行改造等措施，进行森林防火，同时采取规范营林措施、生物防治措施、化学防治措施、生态防治措施等，进行病虫害防治。

（2）造林设计与施工

确定补植林分最小面积：对油松林分的林窗面积达到50m2（GB/T 18337.1-2001）以上的林分开展补植工作。

立地类型划分：综合外业调查结果，以海拔、坡向、坡位、坡度和土壤特征划分立地类型。

造林技术设计与施工：林冠下造林模式全部选择油松林补植技术模式，补植树种主要选择元宝枫、白蜡或黄栌3种树种的3～4生带土坨大苗，采用局部块状清理的方式清理林地，同时采取块状整地的方式，并注意防止水土流失。造林季节和时间选择在2014年雨季的7、8月份，每个种植穴内只种植1种林木容器苗，采用1 m×1.5 m的穴密度植苗造林，每个林窗内以25个植苗穴为一个种植单元，且各个单元之间要留有2～4 m的间距。幼林抚育管理包括松土除草割灌、补苗除蘖和病虫害防治等。

（3）监测验收

监测结果表明规划、执行和监测对于幼苗补植和林窗补植是适宜的（表4）。苗木虽然成活率高，但会受持续的干旱影响而降低。不过，由于高造林密度和天然更新，幼苗损失不会对造林目标造成太大影响。监测结果表明林窗内块状造林的方法是适宜的，且这种方法可在进一步的森林管理项目中作为预警措施。

4 北京地区应对雪灾后森林恢复和应对措施及建议

4.1 雪灾后森林恢复和应对措施

受损森林生态系统的恢复与重建是一个十分紧迫的理论与实践问题。对于不同立地和经营目标的林分，其恢复与重建的方向就不同，对于不同受灾情况的林分，其恢复与重建的措施也应进行具体分析讨论。当森林遭受雪灾后，建议采取以下措施。

（1）清除受损林木，维护生态系统健康。要及时清除折断、倒伏林木和断枝残叶，减轻森林火灾的潜在威胁。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，维护森林生态系统的健康，对于受灾的森林自然保护区，可适当保留部分折断林木，有利于恢复物种多样性。

（2）利用林窗造林，恢复生态系统功能。严重雪压后，残枝断木很多，形成许多林窗，可通过补植等方式及时造林，增加林地覆盖率，防止地表裸露引起的水土流失，提高森林涵养水源和保持水土能力；同时，提高林分生产力，恢复生态系统的正常功能。

（3）丰富树种多样性，提高生态系统的稳定性。受损严重的人工针叶林，由于原来的生态系统组成单一，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。

（4）加强科学研究，增强雪灾的预警和防控能力。目前，国内对我国西北部和青藏高原牧区雪灾危害、致灾机理、监测和预警评估模型研究较多，而对北方，特别是华北地区，森林生态系统遭受雪灾后，其危害、监测、致灾机理和预警评估模型的研究几乎是空白，因此缺少林业技术储备来应对突发的冰冻雨雪灾害，要利用历年雪灾的经验教训，抓住机遇，对受损森林生态系统开展系统、长期的定位研究，以增强林业对雪灾的预警和防控能力。

在绿化建设中，应尽量避免选用抗雪压性较差的树种，不同树种配置要合理，适当提高针叶树种与落叶树种的比例，能够有效减小雪压造成的损害。要尽量选择抗逆性、稳定性强的乡土树种，同时体现栽植树种的景观功能。尽量做到适地适树，并严格遵循树木的生物学和生态学特性，侧重选择原产地与当地气候条件相近，或者具有成功引种经验、已适应当地生态环境的树种作为栽植树种。另外，要加强树木后期的抚育管理，采取恰当的防护措施，确保树木正常生长。

4.2 雪灾后森林恢复建议

（1）适地适树，提供树木良好的营养空间。根据树木的生物学特性和生态学特点，结合造林地的土壤、栽植空间、水分供应等环境特点，既可以选树适地，也可以选地适树。要预先留出树木栽植的充足空间，保证栽植后树木的根系能健康的延伸。也可以根据已有的栽植环境选择适宜生长的树种。从地上到地下全方位的为树木生长创造良好的生长环境，才能获得最大的生态效益和最好的安全保障。

（2）科学管护，促进树木健康生长。及时修除枯枝，修剪部分影响电力设施安全的枝芽和病虫害严重的枝条等。而对绝大多数树木不进行整形修剪或降低修剪强度。同时对适当扩大面积，可以学习国外的做法，采取木片覆盖，避免土壤裸露，增加土壤的透水性和保水性。

（3）合理配置，提高树木群体抗灾能力。对于罕见的天气灾害，一些树木受到伤害是不可避免的，可以通过增加树种丰富度、合理的树种配置来减轻整体危害的程度。从本次灾害来看，不同的树种受害的程度是不一样的，不同的树种搭配也有利于降低危害。形成安全、稳定的生物群落，在设计中要合理考虑常绿树种和落叶树种的种植比例、有主干的树种和无主干树种的合理协调与搭配，从而避免某种灾害的大面积发生，提高树木群体的抗灾能力。

（4）森林危机管理。在国内外危机管理相关理论研究的基础上，结合园林绿化行业的特点，引入并提出了森林危机管理概念，初步定义为：“森林政府管理部门及其他公共机构通过对森林进行监测、预警、防控、应急处理、评估、恢复重建等一系列措施，建立必要的应急机制，防止可能发生的危机，处理已经发生的危机，以减少损失，甚至将危机转化为推动园林绿化行业发展的机遇，保护森林生态系统安全。”根据概念，可将危机管理可分为预警分析、识别控制、紧急处置和善后管理4个基本管理过程。危机管理应是一项完整的系统工程，包括应急预案、应急机制、体制和法制。危机管理体系是指保证危机管理有效运行的一系列制度安排和条件保障。随着全球气候变化的复杂趋势，极端天气不断呈现，园林绿化行业日常管理工作的主要对象为森林和园林植物，而森林和园林植物的正常生长发育、有害生物的发生等与气候条件密切相关。因此，园林绿化在快速发展过程中应逐步提高自身的避灾、防灾、减灾能力，尤其是针对气候原发性灾害所引发的次生灾害问题显得尤为重要和突出，应更加强调“预防为主、综合防控、依法治理、促进健康”的工作指导方针。而预警分析体系的建立作为整个危机管理过程的第一阶段，正是为了有效地预防和避免危机事件的发生。预警在危机发生之前，也就是事前管理。相对于事中应急管理与事后善后管理，在某种程度上可以说，危机状态的预防以及危机升级的预防比单纯的危机事件的解决显得更加重要。预警体系的建立应以科学的技术平台为基础，通过调查研究、预测预报、风险分析等技术手段对危机态势进行有效的动态监测，并做出前瞻性和预见性的分析和判断，及时评估分析各种灾害的危险程度并给出参考性对策建议，从而提高管理部门应急管理的效率和科学性。

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