前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的冰灾后五指山的生态修复，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
南岭山地拥有典型的中亚热带山地常绿阔叶林和针阔混交林，是华南地区生物多样性最富集的地区之一(陈涛和张宏达，1994;庞雄飞，2003;李意德，2008)。然而，2008年的特大冰雪灾害对南岭在内的广东北部山区森林生态系统及林业生产造成了严重的破坏，森林受灾面积794580hm2，受灾林木蓄积量2802.9万m3，总损失金额为1773.63亿元，包括经济效益损失466.86亿元，生态效益损失1262.16亿元，社会效益损失4.61亿元(高岚和谭李嫔，2010)。冰雪灾害是温带和亚热带地区森林生态系统重要的非生物干扰因子(Rhoadsetal．，2002;李秀芬等，2005)。目前有关冰雪灾害对森林影响的研究多见于北美地区(DeStevenetal．，1991;Mouetal．，2000;Proulxetal．，2001;Rhoadsetal．，2002;Lafonetal．，2004)。我国有关冰雪灾害对森林群落影响的研究多见于2008年后(王旭等，2009;陈红跃等，2010;何茜等，2010;刘刚等，2010;骆土寿等，2010;苏志尧等;2010)。其中，苏志尧等(2010)和刘刚等(2010)以粤北车八岭山地常绿阔叶林为研究对象，从植物生态学和区系学的角度研究了2008年初南方冻雨冰雪对典型的亚热带山地常绿阔叶林造成的损害情况，揭示了森林优势种壳斗科、山茶科和樟科植物的受损情况及抗冻雨灾害能力;温带分布的乔木受损比例高于热带分布，东亚分布者受损个体比例最小，热带亚洲至热带非洲分布、东亚和北美间断分布、热带亚洲分布类型树种的受损个体比例较大。此外，王旭等(2009，2010)以广东乐昌十二度水省级自然保护区海拔700～1000m严重受损天然林为对象，分析了冰雪灾害对该天然次生林建群种的影响及主要受损林木的萌条生长特点，揭示了乔木层虎皮楠、山茶科、壳斗科和杜鹃花科植物的萌条率高于樟科和冬青科树种，提出优势木萌条特性的差异可能会导致森林结构与组成的变化(王旭等，2010)。但有关南岭五指山森林植被的受损和早期恢复情况尚未见有报道。本文应用样带调查法调查了南岭五指山受损一年后的林木受损及早期恢复状况，拟通过比较分析2008年冰雪灾害对南岭森林群落主要树种及珍稀保护植物的受损与恢复特点及影响因素，探讨该极端天气对南岭山脉森林植物多样性及其植物群落演替的潜在影响。 1研究地区与研究方法 1.1自然概况 研究地选择广东省南岭国家级自然保护区的五指山林区，该保护区位于广东省北部(24°37'N—24°7'N，112°0'E—113°'E)。面积5.84万hm2，东与乳源瑶族自治县大桥镇、大坪和南水水库接壤，南与乳源瑶族自治县洛阳乡、古母水镇连接，西靠连州潭岭水库，北与湖南莽山国家级自然保护区相邻。该保护区具典型的亚热带温湿气候，年均气温17.7℃，最高温34.4℃，最低温－3.6℃，年均降水量1705mm，年相对湿度84%。五指山位于南岭保护区的五大核心区之一的乳阳林区，其林区面积为5963hm2。乳阳林区是南岭的中心地带，植被类型多样，地带性植被为常绿阔叶林，从山脚到山顶植被类型的垂直分布依次为常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、针阔叶混交林、山顶矮林和山顶灌草丛(张璐等，2007)。 1.2样带调查 2009年3月在南岭五指山保护站、小黄山和树木园分别设置了3条样带(表1)，样带长2～7km，宽15m。记录样带内所有胸径≥1cm的树种，并根据林木的径级，将调查林木划分为4个等级(D1:1～10cm，D2:11～20cm，D3:21～30cm，D4:31cm以上)，记录这些林木的受损等级、恢复等级和目前的生长习性(常绿或落叶)。 1.3树木受损及恢复程度评价指标 参考汤景明等(2008)和吴际友等(2008)的方法，按照树体受损程度的不同，将树体受损状况划分为5个等级如下:未受损(0级):树体仅除个别小枝条被压断外，基本未受损;轻度受损(1级):树体断梢≤30%树干，枝条被压断，冠幅不是很完整;中度受损(2级):30%树干＜树体断梢≤50%树干，冠幅已不完整;重度受损:树体断梢≥50%树干，冠幅已经不存在(3级)，或树干倒伏在地或连根拔起而死亡(4级)。将林木的恢复状况划分为4个等级:0级(受损后不恢复的林木):受损后未见萌芽条，或倒伏后死亡或濒临死亡者;1级:萌芽条长0＜L≤1m者，恢复速度较慢;2级:萌芽条长1＜L≤2m者，恢复速度中等;3级:萌芽条长L＞2m者，恢复速度较快。 1.4数据处理 参照汤景明等(2008)的分析方法，本文的受损率(受损林木占调查总数的百分率)和受损指数、恢复率(萌芽的林木占受损林木的百分率)和恢复指数的计算公式如下:1)受损率=受损株数/调查的总株数2)恢复率=恢复株数/受损株数3)受损指数=∑(受损级株数×代表级值)/(调查总株数×受损最重一级代表值)4)恢复指数=∑(恢复级株数×代表级值)/(调查总株数×恢复最好一级代表值)受损指数越大，说明受损程度越重;恢复指数越大，说明恢复越快。统计过程使用Excel2003和SAS8.0处理。 2结果与分析 2.1林木种类及其受损概况 在3条样带中共记录了2832株乔灌木。除6个树种由于枝叶不完整未能鉴定至种，其余树种隶属于141种，53科96属，51%为常绿树种，49%为落叶树种。在所记录的林木中，受损植株2072株，总受损率为73%，受损指数为0.31，恢复率84%，恢复指数为0.39。在所记录的树木中，常绿树种的受损率为81%，恢复率85%;落叶树种的受损率为38%，恢复率为80%。从调查区的林木受损情况来看，林木受损率和林木受损指数均以保护站最高，其次为树木园受损率高于小黄山，但其受损指数差异较大。林木的恢复率以树木园的最高，保护站次之，小黄山最低，但恢复指数则相近(表2)。大多数受损林木为树冠或枝干的机械损伤，但有7%的树木出现倒伏，只有27%未见受损。倒伏的树种既有胸径达30cm以上的红楠和甜锥等大径级植株，也有胸径＜10cm的福建柏、五列木(Pentaphylaxeuryoides)和豺皮樟(Lit-searotundifoliavar.oblongifolia)等小径级植株。23%的个体能快速恢复生长，61%的个体恢复较慢，另有16%的受损个体未出现恢复迹象而死亡或濒临死亡。从受损林木的径级分布(图1)来看，以中、小径阶林木受损较多，大径级的林木受损率较小，即随着林木径级的增加，其受损率呈下降趋势，林木胸径大小与其受损率呈负相关关系(R2=0.988，P=0.006)。从不同径级林木的受损程度来看，受损林木均以轻度受损为主，中、小径级受损林木的中度和重度受损类型的比例较高，20cm以上的林木的重度受损比例较低。#p#分页标题#e# 2.2优势科和优势类群的受损与恢复情况 在所记录的受损林木中，有61%的树木受损程度较轻，39%的树木出现折冠或连根拔起等严重损伤。调查区内物种较丰富的植物类群有壳斗科、樟科和山茶科等，它们均含5种以上的物种(表3)。从优势类群受损和萌条恢复的情况来看，蔷薇科植物的受损率和受损指数最高，达87%和0.47，但恢复率最低，49%;樟科和木兰科受损率在80%以上，壳斗科79%，但3个科的受损指数都是0.46;金缕梅科受损率为77%，山茶科64%，这2个科的植物受损指数最低，都为0.32，壳斗科和山茶科植物的恢复率最高、为84%，樟科的恢复率也较高。几个优势科植物的恢复指数在0.36～0.39，表明恢复速度相差不大(表3)。在调查样地共记录壳斗科5属28种，其中27种有不同程度的受损(表3)。个体数超过10株的树种有7种，其受损和恢复状况存在较大差异(表4)。红锥、大叶青冈和硬斗椆的受损率和受损指数均较高，但恢复指数不高;狗牙锥、鳞苞锥和水青冈具中等受损率，但恢复率和恢复指数较高;甜锥的受损率为69%，受损指数为0.35，恢复率100%，但恢复指数只有0.25，反映了该树种的受损不高，但受损程度较严重，受损个体均有萌条，但萌条生长较慢。樟科植物的受损现象与壳斗科相近，受损率在65%～100%，受损指数在0.25～0.63，以红楠的受损率最小，樟树最高;受损指数以樟树最小，黄丹木姜最高;除华东润楠外，其余树种的恢复率均在88%以上;恢复指数以樟树和黄樟最高，红楠和少花桂恢复指数最小。山茶科木荷的受损率为86%，受损指数0.57，但恢复率和恢复指数较低(表4)。由此可见，优势科树种的受损现象比较普遍，但其萌条生长速度存在一定的差异。在调查区内数量较大的树种有12个(表5)。 马鞭草科海通和珙桐科喜树的受损率高达100%;其次为杉木、泡桐和狗牙锥，其受损率在90%以上。受损率在50%以上的种类还有拟赤杨、檵木、枫香、柳杉和青榨槭等，福建柏和广东松的受损率较小，受损指数较高的种类为罗浮锥和柳杉，最低的种类为福建柏和广东松;恢复指数以海通、泡桐和拟赤杨较高，针叶树类的恢复指数较小，特别是广东松和福建柏，其恢复指数分别为0.15和0.03(表5)。 2.3珍稀保护植物及其受损与恢复情况 在调查样地中共记录了15种396株珍稀保护植物，占调查林木种数的14%，占受损林木总数的22.7%(表6)。其中，胸径＜10cm有94%，胸径≥10cm有6%;轻度受损者占49%，中度受损者占12%，重度受损者占39%;4%的个体能快速恢复生长，37%的个体恢复较慢，而59%的受损个体未出现恢复迹象而死亡或濒临死亡。从植物类群来看，7种为针叶树种，8种为阔叶树种。其中，福建柏265株，广东松70株，长苞铁杉和白桂木各10株，其余种类的数量均＜10株。从受损情况来看，针叶树的受损率和受损指数较小，阔叶树的受损率和受损指数较高。在针叶树中，三尖杉和穗花杉未见受损，南方铁杉仅见1株(受损)外，其余树种的受损率均低于50%;南方红豆杉的恢复率和恢复指数均较高;福建柏和广东松的恢复率分别为65%和41%，而长苞铁杉和南方铁杉未见恢复。在阔叶树种中，除青檀和伯乐树的受损率较低外，其余树种的受损率均在80%以上，其中马蹄荷、银鹊树和银钟花的受损率和恢复率均为100%，马蹄参2株均为4级受损，受损指数最高;除伯乐树的恢复率＜50%，其余阔叶树种的恢复率在60%以上(表6)。 2.4小频度种其受损与恢复情况 在调查区内，具3株以下的小频度树种有43个，25%的个体未见恢复而死亡。其中，仅具1株个体的有20种，如海南红楣(Annesleafragransvar.hainanensis)、厚壳树(Ehretiathyrsiflora)和香港四照花(Cornushongkongensis)等，其受损率为80%，近20%的个体未见恢复而死亡，恢复率77%;仅具2株个体的种类有12种，如青皮木(Schoepfiajasmi-nodora)、青钱柳(Cyclocaryapaliurus)和石笔木(Pyrenariaspectabilis)等，其受损率为75%，恢复率95%;具3株个体的种类有11种，如八角枫(Alangi-umchinense)、檫木(Sassafrastzumu)和香椿(Toonasinensis)等，其受损率为73%，恢复率为65%。受损指数在0.39～0.45，恢复指数在0.31～0.37，反映了不同树种间在受损和萌芽能力方面存在一定的差异(表7)。 3结论与讨论 3.1南岭五指山次生林林木的受损与恢复特点 赵霞等(2008)、苏志尧等(2010)和骆土寿等(2010)报道了2008年特大冰雪灾害对粤北其他地区次生林群落影响的详细研究。这些研究均揭示了冰雪灾害对粤北山区森林造成的伤害以机械损伤为主。冠层乔木以重度受损为主，但不同的树种其受损程度不同(王旭等，2009;刘刚等，2010;苏志尧等，2010);大径级乔木主要受损类型有断枝、断梢、断干，小径级乔木以压弯为主，也有一些林木在陡坡林分出现翻蔸和倒伏现象(赵霞等，2008;骆土寿等，2010)，但不同的海拔和坡度对林木受损程度有不同程度的影响。这些研究结果与北美落叶混交林的冰灾受损特点一致(Rhoadsetal．，1999;Mouetal．，2000;Duguayetal．，2001;Proulxetal．，2001)。南岭五指山次生林林木的受损特点与邻近地区相近，但林木受损程度较邻近的车八岭次生林(苏志尧等，2010)更严重，如五指山保护站附近和小黄山林木的受损率分别为85%和66%，而车八岭次生林为26%;五指山林木的倒伏(翻蔸)率为7%，而车八岭次生林为1%，乐昌杨东山十二度水天然次生林的林木倒伏率也只有5%(骆土寿等，2010)。五指山天然林林木的严重受损可能与其所在的海拔较高，地形地势较陡峭有关。影响冰灾后森林植物恢复的因素包括所在地的海拔、地形、坡向、坡位、土壤水肥条件等自然环境和树木本身受损状况、萌条更新能力等(DeStevenetal．，1991;Duguayetal．，2001;Lafon，2004)。如迎风坡森林受损后有利于林下喜光性树种的生长而导致森林的进展演替的受到抑制(DeStevenetal．，1991);而不同树种萌条生长能力的差异会改变原有森林优势种组成和结构(Duguayetal．，2001;Lafon，2004)。本研究表明，林木受损率较高的区域，其恢复率也较高，如五指山保护站附近的林木受损率较高，其林木恢复率也较高;小黄山林木的受损率较低，其恢复率也较低。但树木园林木较保护站附近的林木恢复率更高的主要原因可能是树木园位于海拔500～600m的沟谷区，立地条件和水热条件较好，有利于林木的自然恢复，而保护站位于1100～1300m的山地，土壤浅薄而风力较大，不利于林木的恢复生长。由此可见，立地条件的差异对受损群落结构的恢复和物种多样性发展有较大的影响。#p#分页标题#e# 3.2冰雪灾害对南岭五指山次生林群落组成及演替的影响 DeSteven等(1991)比较研究了美国威斯康星州东南部水青冈-槭树林冰灾17年后的植物组成变化，发现灾后群落中多数乔木层树种能保持稳定的数量，胸径也明显增长;但也有一些原有的优势种的数量明显减少;而由于林冠层的破坏导致一些原有林下树种迅速生长，从而改变了原有群落优势种的组成和森林物种多样性的发展。王旭等(2010)揭示了冰灾后粤北乐昌杨东山十二度水省级自然保护区常绿阔叶林受损林木的萌条率为72%，高于北美次生阔叶混交林阔叶林受损林木的萌条率(25%～53%)(Duguayetal．，2001)。重点比较研究了几个森林优势科植物的萌芽情况，恢复率有较大差异，但是恢复指数差异较小，表明，尽管恢复数量上有差异，在恢复速度上差异不大，同时也表明山茶科与壳斗科的萌条率最高，与王旭等(2010)的研究结果一致。广东省南岭自然保护区的五指山拥有较大面积的以壳斗科、樟科和山茶科为优势的典型亚热带常绿阔叶林、常绿与落叶混交林和针阔混交林，是广东省亚热带常绿阔叶林群落结构较完整和生态资源最丰富的地域之一。本研究表明，这次冰雪灾害对南岭五指山次生林优势种和保护树种均造成了严重的伤害，总受损率为73%，高于车八岭自然保护区和乐昌杨东山十二度水自然保护区的天然次生林(赵霞等，2008;苏志尧等，2010)。然而，虽然南岭五指山森林的大多数树种具均有较强的早期自然恢复能力，萌条恢复率为84%，高于杨东山十二度水省级自然保护区常绿阔叶林(王旭等2010)，但也有少部分树种的萌条生长较慢，特别是有16%的受损个体未出现恢复迹象而死亡或濒临死亡，这些生长缓慢或适应性差的树种的减少或缺失会导致冰灾后森林优势种组成的改变，另一方面是由于林冠层破坏后导致林下光照、水分、温度和土壤肥力条件的改变，促进了喜光型先锋植物的迅速侵入而逐渐取代原有的耐荫型树种。林冠层的干扰被认为是维持森林物种丰富度和多样性的重要过程(Brokaw，1985;DeStevenetal．，1991;Lafon，2004)。Yamamoto(1992)比较研究了日本西部原生性常绿阔叶林不同大小林窗下物种更新的情况，揭示了该群落的优势种树包括几种不同生态需求的植物类型，有些林冠树种在林窗形成前就已存在，也有一些种类是从萌条发育起来的。因此，进一步监测这次冰雪灾害对南岭森林群落物种的受损和恢复特点，对深入研究其群落结构的物种组成、更新特点和自然演替规律具有重要的意义。 3.3冰雪灾害对南岭五指山次生林珍稀保护植物的影响 南岭山地地形地貌复杂多样，孕育了丰富的珍稀特有植物，它们是维持当地森林群落物种多样性的重要成分。本研究表明，福建柏和广东松在调查区域分布较多，其林木受损率较低，反映了这两个针叶树种的抗冰雪灾害能力较强，这可能也是其能在五指山陡峭山地上得以保存和茂盛发展的主要原因之一。但另一方面，包括广东松和福建柏在内的部分珍稀针叶树，其萌条恢复速度远较阔叶树种低，其中，南方铁杉和长苞铁杉未见恢复，反映了这些树种是生态脆弱种，由于它们所在生境多为陡峭山坡，自然条件比较恶劣，一方面容易遭受风灾或冰灾，另一方面又不利于植物的自然恢复。它们很容易因伤害而致死，从而导致种群衰退或消失。与针叶树相比，大多数阔叶树，包括珍稀阔叶树在受损后的自然萌芽能力较强，反映了它们具有较强的适应性。实地调查发现，虽然大多数树种在灾后能存活下来，但其长势已大受影响，它们的后期生长和命运如何还需要作深入的研究。因此，继续开展林冠层珍稀树种及其林下种群的发展动态研究，对认识冰雪灾害对南岭地区珍稀保护植物的影响机理很有必要，也很重要。