海南島橡膠樹風(fēng)害坡度的影響特征

陳紀(jì)航　陶忠良　邱育毅

摘要：以不同坡度產(chǎn)生橡膠樹的風(fēng)害差異為目的，通過對橡膠樹>4級風(fēng)殘樹的累積風(fēng)害數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對海南島橡膠樹膠林樣地進(jìn)行系統(tǒng)的風(fēng)害分析。調(diào)查結(jié)果，在輕風(fēng)害、中風(fēng)害類型區(qū)，85%的坡體不同坡度受風(fēng)害程度為：>25°的坡體風(fēng)害最嚴(yán)重，其次為15°～25°，<15°風(fēng)害程度最小。在重風(fēng)害類型區(qū)，90%的坡體>25°的坡體風(fēng)害最嚴(yán)重，其次為<15°的坡體，15°～25°風(fēng)害程度最小。結(jié)果顯示，輕風(fēng)害區(qū)坡度之間差異不顯著，中風(fēng)害區(qū)只有>25°坡體與15°～25°差異顯著，重風(fēng)害區(qū)各坡度級別差異極顯著。坡面之間的差異以>25。坡體最嚴(yán)重。海拔于100～200m地區(qū)，大部分坡體的坡度之間差異不顯著，隨著海拔抬升，坡度之間差異逐漸顯著。

關(guān)鍵詞：海南島；橡膠樹；風(fēng)害；坡度；年均累積風(fēng)害率

中圖分類號：S794.105 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1002-1302（2015）05-0141-03

近年來，海南島受臺風(fēng)次數(shù)頻繁，臺風(fēng)對海南島橡膠墾區(qū)造成巨大危害，坡體種植橡膠樹在海南島不同海拔、不同風(fēng)害類型區(qū)已成為規(guī)模，坡度作為重要的風(fēng)害因素之一，同一坡體的不同坡度橡膠樹種植存在較大的風(fēng)害差異。目前，對不同坡度的橡膠樹風(fēng)害差異研究甚少，因此，筆者對橡膠樹不同坡度的多年風(fēng)害累積情況進(jìn)行調(diào)查與分析，以期為提高橡膠樹坡位種植、提高防風(fēng)林的營造、采用小地形的抗風(fēng)措施、提高坡體種植產(chǎn)量等橡膠樹抗風(fēng)栽培措施的制訂提供依據(jù)。

1.材料與方法

1.1材料

以海南島不同風(fēng)害類型區(qū)、不同海拔、不同坡向的坡體上橡膠樹累積風(fēng)害為調(diào)查材料。

1.1.1樣地標(biāo)準(zhǔn)坡位高度為100m以上，坡面最好四周種植橡膠樹；除邊行外，5～6行定為同一坡體的坡底、坡中、坡頂?shù)募墑e。

1.1.2樣本標(biāo)準(zhǔn)由于橡膠樹1～3級多年累積風(fēng)害對橡膠樹生長產(chǎn)膠影響不大，所以僅對>4級風(fēng)殘株數(shù)進(jìn)行累積風(fēng)害率的調(diào)查。

橡膠樹4級風(fēng)殘株數(shù)：已分化樹主干在2m以上折斷，有生命跡象（側(cè)枝重新長枝條），主干斷側(cè)枝仍在的株數(shù)。

橡膠樹5級風(fēng)殘株數(shù)：已分化樹主干在2m以上折斷，有生命跡象（側(cè)枝重新長枝條），主干劈裂到基部，主干傾斜<30°仍開割產(chǎn)膠。

橡膠樹6級風(fēng)殘株數(shù)：包括空穴、弱株、缺株及無生命跡象的橡膠株數(shù)。其中，風(fēng)害造成的缺株率通過中小苗（抗風(fēng)性強(qiáng)）在不同災(zāi)害易發(fā)生地區(qū)試驗(yàn)得知，僅由風(fēng)害產(chǎn)生的缺株現(xiàn)象約占整體災(zāi)害的82%～85%之間。

1.2調(diào)查方法

1.2.1海拔分級分100～200、>200～300、>300m等3個海拔級別調(diào)查。

1.2.2樹齡判斷以割面10cm處明顯割線為1年割齡，加上未開割前國營膠算7年、民營膠算8年，調(diào)查單株橡膠樹的種植年齡。統(tǒng)計10株該膠林的平均種植樹齡。

1.2.3坡度測量以同列相對上坡的橡膠樹基部為基準(zhǔn)，緊貼地面用卷尺量至同列下坡的橡膠樹基部的距離，再水平測量上下坡的距離，再利用三角形定力求得坡度。

1.2.4調(diào)查總株數(shù)除邊行外，每個坡位級別調(diào)查100株，不足時按實(shí)際調(diào)查為主。

1.2.5累積風(fēng)害率以調(diào)查年份最近的一次臺風(fēng)為期限，統(tǒng)計膠林4～6級累積風(fēng)害株數(shù)占總調(diào)查株數(shù)的比值。累積風(fēng)害率=橡膠樹≥4級風(fēng)殘株數(shù)/調(diào)查總抹數(shù)×100%。

1.2.6年均累積風(fēng)害率以調(diào)查年份為期限，膠林平均每年的累積風(fēng)害斷倒率。年均累積風(fēng)害率=橡皎樹累積風(fēng)害率/膠林平均樹齡×100%。

1.3數(shù)據(jù)處理

1.3.1分析方法單因素試驗(yàn)一完全隨機(jī)設(shè)計，用于完全隨機(jī)設(shè)計的多個樣本均數(shù)間的比較，統(tǒng)計推斷各樣本所代表的各總體均數(shù)是否相等。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法：min-max標(biāo)準(zhǔn)化（min-maxnormalization）別稱離差標(biāo)準(zhǔn)化，是對原始數(shù)據(jù)的線性變換，使結(jié)果落到[O，1]區(qū)間，主要用于平行雙樣的極差相對最大值的偏差率。轉(zhuǎn)換函數(shù)如下：

步驟：（1）求出各變量x的z值；（2）各組變量的z值數(shù)學(xué)期望為平均z值，記作z，進(jìn)行各組數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)對比。

1.3.2處理方法采用Excel2003處理數(shù)據(jù)，SAS9.0軟件方差分析，Arcgis9.0圖像裁剪Origin9.0圖形繪制。

2.結(jié)果與分析

2.1不同風(fēng)害類型區(qū)坡度的累積風(fēng)害率分布規(guī)律

將調(diào)查到坡度年均累積風(fēng)害率的數(shù)據(jù)，按>25°、15°～25°、<15°等3個坡度進(jìn)行分類統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果見表1。在輕風(fēng)害、中風(fēng)害類型區(qū)，85%的坡體不同坡度受風(fēng)害大體程度為：>25°的坡體風(fēng)害最嚴(yán)重，其次為15°～25°，<15°風(fēng)害程度最小。在重風(fēng)害類型區(qū)，90%的坡體>25。的坡體風(fēng)害最嚴(yán)重，其次為<15°的坡體，15°～25°風(fēng)害程度最小。表明在輕風(fēng)害、中風(fēng)害區(qū)，坡度越陡，風(fēng)害越嚴(yán)重；重風(fēng)害區(qū)，由于<15°的坡體的坡度較緩，地勢相對開闊，風(fēng)害則較為嚴(yán)重。

2.1.1坡度的年均累積風(fēng)害率差異分析根據(jù)表1的坡度年均累積風(fēng)害數(shù)據(jù)，按不同風(fēng)害類型區(qū)進(jìn)行方差分析。在多重比較時需添加“α=0.01”定義極顯著水平，否則只默認(rèn)為0.05。輕風(fēng)害區(qū)坡底與坡頂間差異不顯著；中風(fēng)害區(qū)坡底與坡頂間差異顯著；重風(fēng)害區(qū)坡底與坡中、坡中與坡頂間差異極顯著。說明在風(fēng)害程度越嚴(yán)重的地區(qū)，坡度間風(fēng)害差異越顯著。

2.1.2不同坡度年均累積風(fēng)害率的差值標(biāo)準(zhǔn)化分析

由于風(fēng)害類型區(qū)的不同，使得坡度間差異無法進(jìn)行比較。因此將表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行min-max標(biāo)準(zhǔn)化，步驟：將每組各坡度年均風(fēng)害率進(jìn)行min-max標(biāo)準(zhǔn)化，再求各z值，再將各z值的平均值對比分析，分析結(jié)果見表2°<15°與15°～25°坡度間風(fēng)害差異從大到小依次為，重風(fēng)害區(qū)比輕風(fēng)害區(qū)平均高15百分點(diǎn)；15°～25°與>25°坡度間風(fēng)害差異從大到小依次為重風(fēng)害區(qū)比輕風(fēng)害區(qū)平均高26百分點(diǎn)；<15°與>25°坡度間風(fēng)害差異從大到小依次為重風(fēng)害區(qū)比輕風(fēng)害區(qū)平均高33個百分點(diǎn)。表明<15°與>25°坡度間差異變化最大，重風(fēng)害區(qū)最為明顯。

2.2不同海拔階級下的坡度產(chǎn)生風(fēng)害差異

不同海拔級別按100～200m、>200～300m、>300m進(jìn)行分類，以上述分析方法，分析不同海拔級別下不同坡度的風(fēng)害差異，調(diào)查結(jié)果見圖2，分析結(jié)果見表3。100～200m海拔不同坡度的風(fēng)害差異不大，>200～300m海拔級別只有<15°和>25°差異顯著，>300m海拔級別各坡度差異顯著，其中<15。和>25。差異極顯著。經(jīng)min-max標(biāo)準(zhǔn)化分析可知，<15°與15°～25°坡度差異程度從大到小依次為：海拔級別>300m比>200～300m平均多出5個百分點(diǎn)；15-25°與>25°坡度差異程度：海拔級別>300m比>200～300m平均多25百分點(diǎn)；<15。與>25。差異程度從大到小依次為，海拔級別>300m比100～200m平均多28百分點(diǎn)。表明<15°與>25°坡度差異變化最大，在海拔級別>300m地區(qū)最明顯；<15°與15～25°坡度差異變化最小，主要分布在海拔100～200m。

3.結(jié)論與討論

對海南島不同風(fēng)害類型區(qū)的不同坡度下橡膠樹風(fēng)害情況調(diào)查結(jié)果表明，在輕、中風(fēng)害區(qū)，<25°的坡體種植橡膠樹之間風(fēng)害差異不大，隨著坡度增加，風(fēng)害變化程度越明顯；在重風(fēng)害區(qū)，<15°的坡體風(fēng)害程度反而比15～25°的坡體更嚴(yán)重。在海拔較高的地區(qū)，坡度之間的差異較大；在海拔較低的地區(qū)，坡度之間的差異不明顯。

坡度的陡緩直接影響膠林土壤的肥力問題，膠林大部分種植在15°～25°的坡地上，坡度越陡，水土流失越嚴(yán)重。相關(guān)研究結(jié)果顯示，在坡度為5°左右的裸露地上，每次降水量達(dá)100mm時，產(chǎn)生徑流483m³/hm²，泥沙沖刷量達(dá)38.7kg，相當(dāng)于沖刷了2-3cm的土層。因此，坡度較陡的坡體有必要在坡體上修建溝埂梯田、水平梯田、環(huán)山行等梯田。

累積斷倒率概念的使用，細(xì)化了橡膠樹4～6級累積株數(shù)的定義，完善了對橡膠樹膠林抗風(fēng)程度的數(shù)據(jù)分析，也能統(tǒng)計分析樣地歷年受臺風(fēng)損害的程度，是評價膠林樣地風(fēng)害程度的重要指標(biāo)；年均累積斷倒率概念一方面適用于同坡體下不同樹齡的膠林樣地的風(fēng)害差異性分析，另一方面排除了臺風(fēng)路徑不同、立地環(huán)境不同、種植形式不同等風(fēng)害因子造成無法統(tǒng)計樣地風(fēng)害數(shù)據(jù)的困難。從而科學(xué)地分析同坡體下的橡膠樹風(fēng)害差異，為政府及相關(guān)研究部門提供有價值的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化在分析數(shù)據(jù)上廣為應(yīng)用，主要用以消除不同變量帶來的單位影響和不同變量數(shù)據(jù)數(shù)量級的影響，在分析數(shù)據(jù)時，解決數(shù)據(jù)指標(biāo)之間的可比性，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，各指標(biāo)即處于同一數(shù)量級，才適宜進(jìn)行綜合對比評價。