云南省森林資源抗旱能力比較分析

施俊美， 龍廷位

(1.云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院大理分院， 云南 大理 671000； 2.云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，昆明 650051)

云南干旱是指長(zhǎng)期無(wú)雨或少雨，使土壤水分不足、植物水分平衡遭到破壞而受損的氣象災(zāi)害。干旱使土壤含水量嚴(yán)重不足，對(duì)樹木生長(zhǎng)發(fā)育造成為害，導(dǎo)致樹木體內(nèi)原生質(zhì)脫水，氣孔關(guān)閉，葉形變小，葉子老化，光合作用能力降低。因干旱引起的其他生理變化，如淀粉的水解以及呼吸作用和原生質(zhì)透性、粘滯性的增強(qiáng)等，對(duì)樹木都可產(chǎn)生不利影響，最后導(dǎo)致生長(zhǎng)減退，甚至死亡[1]。云南省旱災(zāi)形成的主要原因是季風(fēng)氣候、地形條件、土壤地質(zhì)條件和人類活動(dòng)等四個(gè)方面。研究并了解旱災(zāi)對(duì)森林資源的危害，對(duì)科學(xué)保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用森林資源具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 區(qū)域概況

云南省地處中國(guó)西南邊陲， 97°39′—106°12′E， 21°09′—29°15′N。境內(nèi)溝壑縱橫、山高谷深，國(guó)土面積的94 %為山地。水平方向形成了北溫帶高原西南季風(fēng)氣候、熱帶雨林氣候、高原寒溫性濕潤(rùn)氣候、低緯度高原亞熱帶氣候、亞熱帶山地季風(fēng)氣候和低緯暖溫帶高原山地季風(fēng)氣候，而垂直方向上形成了與水平方向?qū)?yīng)的立體氣候，多樣的氣候類型和土壤類型，為眾多的植物物種提供了良好的生存空間，植物分布隨氣候類型的變化呈現(xiàn)明顯的地帶性特征；同時(shí)有著豐富的植物物種，構(gòu)成了穩(wěn)定的植物生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)自然災(zāi)害具有較強(qiáng)的抵御能力。據(jù)2004―2009年完成的森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查成果顯示，云南省國(guó)土總面積3 832.88萬(wàn)hm2，其中林業(yè)用地面積2 619.52萬(wàn)hm2，占全省國(guó)土面積的68.34%；森林覆蓋率56.23%，活立木總蓄積量171 216.68萬(wàn)m3。

2 材料與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

受災(zāi)數(shù)據(jù)來(lái)源于2010年完成的云南省特大旱災(zāi)森林資源損失調(diào)查成果[2]，資源數(shù)據(jù)來(lái)源于云南省第三次森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查成果(2005—2009年)[3]。詳見(jiàn)表1。

表1 受災(zāi)面積分地類統(tǒng)計(jì)表萬(wàn)hm2統(tǒng)計(jì)單位受災(zāi)面積合計(jì)林分經(jīng)濟(jì)林竹林灌木林未成林造林地保山市12.920.450.0112.46楚雄州19.445.60.520.061.6111.65大理州93.0450.334.010.080.6238德宏州2.692.69迪慶州0.430.020.41紅河州25.433.050.033.446.9811.93昆明市14.063.60.010.092.447.92麗江市10.3110.31臨滄市19.661.430.4617.77怒江州8.340.040.060.038.21普洱市3.333.33曲靖市33.3710.820.190.044.9817.34文山州24.51.120.130.059.7513.45西雙版納州0.950.95玉溪市5.250.270.054.93昭通市19.70.220.0419.44云南省293.4476.965.463.7726.46180.79

2.2 研究方法

根據(jù)調(diào)查的各州(市)、地類、樹種(組)和起源的受災(zāi)面積，通過(guò)方差分析，進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)；另根據(jù)調(diào)查結(jié)果，計(jì)算各州市、地類、樹種(組)和起源的受災(zāi)率(受災(zāi)率=(受災(zāi)面積/資源面積)×100%)，采用直接對(duì)比法，評(píng)判不同地域、地類、樹種(組)和起源的森林資源的抗災(zāi)能力，并根據(jù)受災(zāi)情況分析原因。

3 抗旱能力研究分析

3.1 地類分析

根據(jù)計(jì)算，方差分析結(jié)果見(jiàn)表2，F(xiàn)>F0.05，表明不同地類的森林資源抗旱能力差異顯著(P<0.05)。

表2 不同地類抗旱能力影響方差分析變差來(lái)源離差平方和自由度均方FFa組間1 331.684332.924.59F0.05=3.03組內(nèi)3 121.774372.60F0.01=4.76總和4 453.4547

旱災(zāi)對(duì)云南森林資源地類的危害，主要是林分、竹林、經(jīng)濟(jì)林、未成林造林地和灌木林等5個(gè)地類，各地類受災(zāi)情況與資源現(xiàn)狀比較見(jiàn)表3。

表3 各地類受災(zāi)情況與資源現(xiàn)狀比較表地類受災(zāi)面積/萬(wàn)hm2資源面積/萬(wàn)hm2受災(zāi)率/%林分76.961 866.004.12竹林3.7719.7219.10經(jīng)濟(jì)林5.46167.833.25灌木林26.46375.577.04未成林造林地180.79226.3879.87合計(jì)293.442 655.5011.05

從表3看出,受災(zāi)面積和受災(zāi)率最大的是未成林造林地，受災(zāi)面積占資源面積的79.87%；經(jīng)濟(jì)林和林分的受災(zāi)面積占比最小，分別占資源面積的3.25%和4.12%。經(jīng)濟(jì)林抗旱能力強(qiáng)的原因是人為因素干擾，當(dāng)旱災(zāi)發(fā)生時(shí)，絕大部分經(jīng)濟(jì)林都能及時(shí)得到人為的水分補(bǔ)充，能滿足林木正常生長(zhǎng)所需的水分，加之，成林的經(jīng)濟(jì)林已具備儲(chǔ)備水分的能力，也能自給部分林木生長(zhǎng)所需的水分；林分抗旱能力強(qiáng)的原因是樹體及土壤內(nèi)部?jī)?chǔ)備有一定數(shù)量的水分，據(jù)研究林分能把50%～80%的降水轉(zhuǎn)入地下，1 hm2闊葉林比裸土地可以多儲(chǔ)水3 000 m3，1 hm2針葉林比裸土地可以多儲(chǔ)水2 000 m3，旱災(zāi)發(fā)生時(shí)，林分儲(chǔ)備的水分能在一定時(shí)間內(nèi)滿足樹木正常生長(zhǎng)需要。未成林造林地抗旱能力弱，一是造林時(shí)翻開(kāi)土壤表層，原生植被遭受破壞，土壤水分流失；二是旱災(zāi)發(fā)生時(shí)，既沒(méi)有足夠的水分儲(chǔ)備，也沒(méi)有得到及時(shí)的水分補(bǔ)充。

3.2 地域分析

根據(jù)計(jì)算，方差分析結(jié)果見(jiàn)表4，F(xiàn)0.05)。

表4 不同州市森林資源抗旱能力影響方差分析變差來(lái)源離差平方和自由度均方FFa組間2 128.4315141.901.42F0.05=2.13組內(nèi)2 301.3223100.06F0.01=2.93總和4 429.5738

根據(jù)實(shí)際調(diào)查結(jié)果，各州(市)地形、地貌、氣候、立地條件和林業(yè)生產(chǎn)方式不盡相同，導(dǎo)致森林植被也不盡相同，而不同的森林植被抗旱能力不同，使得各州(市)的受災(zāi)情況也存在明顯差異，詳見(jiàn)表5。

表5 州(市)受災(zāi)情況與資源現(xiàn)狀比較單位受災(zāi)面積/萬(wàn)hm2資源面積/萬(wàn)hm2受災(zāi)率/%保山市12.92142.349.08楚雄州19.44223.838.69大理州93.04233.8539.79德宏州2.6982.193.27迪慶州0.43185.080.23紅河州25.43186.1413.66昆明市14.06120.8711.63麗江市10.31164.936.25臨滄市19.66168.8311.64怒江州8.34126.426.60普洱市3.33307.821.08曲靖市33.37154.8021.56文山州24.50171.3714.30西雙版納州0.95153.690.62玉溪市5.25104.315.03昭通市19.70129.0315.27云南省293.442 655.5011.05

從表5可看出，受災(zāi)面積和受災(zāi)率最大的是大理州，曲靖、昭通、文山、紅河、臨滄、昆明等州(市)受災(zāi)面積和受災(zāi)率均高于全省平均數(shù)。根據(jù)方差分析，顯示州、市之間的受災(zāi)率不應(yīng)存在明顯差異，但實(shí)際調(diào)查結(jié)果顯示，大理等州、市受災(zāi)情況明顯高于全省平均值，分析其原因主要是管理不到位、水利設(shè)施(水源)不健全、以針葉樹種為主等。

3.3 樹種分析

根據(jù)計(jì)算，方差分析見(jiàn)表6，F(xiàn)>F0.01，表明不同的造林樹種抗旱能力存在極顯著差異(P<0.01)。

表6 不同造林樹種抗旱能力影響方差分析變差來(lái)源離差平方和自由度均方FFa組間4 279.9218237.7729.57F0.05=1.88組內(nèi)305.52388.04F0.01=2.45總和4 585.4456

根據(jù)實(shí)際調(diào)查，將受災(zāi)樹種(組)分為19個(gè)。各樹種(組)受災(zāi)面積與資源面積比較見(jiàn)表7。

從表7看出，受災(zāi)面積最大的是核桃，受災(zāi)率最高的是膏桐和紅豆杉。核桃受災(zāi)面積大的主要原因：一是核桃造林多為林農(nóng)間作，自然保水、儲(chǔ)水功能尚未恢復(fù)；二是山地造林的核桃地塊，水利(水源)設(shè)施尚不完善；三是部分造林地塊經(jīng)營(yíng)管理粗放，靠天吃飯。膏桐受災(zāi)率高的主要原因：一是選擇的造林地塊多為干熱河谷區(qū)，缺少水利(水源)設(shè)施，雖然膏桐具有耐干旱的生物學(xué)特性，但長(zhǎng)時(shí)間的干旱，已超出了膏桐的抗旱極限；二是經(jīng)營(yíng)管理粗放，缺少必要的水肥補(bǔ)充。紅豆杉受災(zāi)率高的主要原因：一是造林技術(shù)還不成熟(造林地選擇、撫育管理措施等都還處于試驗(yàn)階段)；二是缺少水利(水源)設(shè)施。

表7 樹種受災(zāi)面積與資源面積比較表樹種(組)受災(zāi)面積/萬(wàn)hm2資源面積/萬(wàn)hm2受災(zāi)率/%核桃119.02142.483.58膏桐7.938.1297.66油茶1.933.6752.59茶葉0.1834.210.53橡膠0.6661.101.08紅豆杉0.530.5792.98竹類8.2211.0674.32桉類3.7131.7211.70云冷杉0.501.8527.03華山松5.8264.299.05杉木1.8538.974.75云南松2.77162.741.70柏樹1.277.3017.40思茅松0.2221.551.02櫟類0.741.3256.06其它經(jīng)濟(jì)樹種0.8945.651.95其它闊葉樹8.8236.3724.25其它松類0.503.3115.11其它樹種10.8844.2624.58合計(jì)180.80569.9231.72

3.4 起源分析

根據(jù)計(jì)算，方差分析結(jié)果見(jiàn)表8，F(xiàn)>F0.01，表明不同起源的森林資源抗旱能力存在極顯著差異(P<0.01)。

表8 不同起源的有林地對(duì)森林資源抗旱能力影響的方差分析變差來(lái)源離差平方和自由度均方FFa組間823.752411.888.06F0.05=3.74組內(nèi)715.761451.13F0.01=6.51總和1 539.7116

根據(jù)實(shí)際調(diào)查結(jié)果，不同起源的有林地(純林、混交林、喬木經(jīng)濟(jì)林和竹林)受災(zāi)面積與資源面積比較見(jiàn)表9。

表9 不同起源的有林地受災(zāi)面積與資源面積比較起源受災(zāi)面積/萬(wàn)hm2有林地面積/萬(wàn)hm2受災(zāi)率/%人工32.23327.159.85天然47.111 553.703.03 飛播撒播5.90120.274.91合計(jì)85.242 001.124.26

從表9看出，人工林受災(zāi)率高，天然林受災(zāi)率低。天然林物種多樣、群落結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，林下土壤持水能力較高，對(duì)環(huán)境具有較大的緩沖能力，當(dāng)干旱到來(lái)時(shí)，林木依靠吸取土壤中儲(chǔ)存的水分滿足生長(zhǎng)需求，故而受災(zāi)低；而人工林因群落結(jié)構(gòu)尚不穩(wěn)定，土壤中儲(chǔ)存水分相對(duì)較少，長(zhǎng)時(shí)間干旱，會(huì)導(dǎo)致土壤提供林木生長(zhǎng)水分枯竭，導(dǎo)致旱災(zāi)[4]。

4 結(jié)論

1) 不同地類、樹種和起源的森林，無(wú)論是方差分析還是實(shí)際調(diào)查抗旱能力都存在著顯著差異；而不同地域的森林，抗旱能力在理論上不存在著差異，但實(shí)際調(diào)查的數(shù)據(jù)反映出還是存在著一定的差異。

2) 本文僅在宏觀層面上對(duì)受災(zāi)原因進(jìn)行了歸納性分析，對(duì)不同的海拔、坡度、坡位、坡向、土壤等立地因子，以及結(jié)合不同起源的森林類型組合是否對(duì)抗旱能力具有影響未作分析評(píng)價(jià)，有待今后進(jìn)一步深入研究。