台风干扰海岸林受损及灾后恢复的影响因素研究进展

随着气候变暖,台风登陆的强度及频率均呈增加趋势,其对海岸森林的影响也日益严重,从而危及沿海生态安全。但因台风登陆的不确定性、海岸森林恢复的滞后性和数据源受限等影响,当前对台风后海岸森林受损及灾后恢复的影响因素研究仍存在很大的不确定性。台风登陆导致海岸森林枝叶脱落、树干折断和根系裸露等,受树种特征(冠层、树干和根系),林分结构(密度、组成),立地条件(地形、土壤)和台风特征(强度、频率)等影响,海岸森林在不同研究尺度的受损存在明显的空间异质性,单一因素难以完全解释台风后海岸森林的受损格局。台风后部分海岸森林因受损严重而死亡,其余仍以种子萌发、幼苗/幼树生长或萌生更新的方式持续恢复。海岸森林在灾后的恢复周期从几个月到几十年不等,其具体时长与树种更新策略(实生、萌生),森林类型(人工林、天然林),树木受损程度(轻度、重度)及区域水热条件(水分、热量)等有关。未来仍需借助多源遥感数据,并结合台风后的固定样方调查、野外采样和室内样品分析,对海岸森林的受损和恢复格局开展多时空尺度研究,阐明不同受损程度下树木的水分传输和光合产物分配过程及其差异,全面揭示台风干扰对海岸森林的影响机制。     

长白山西坡风灾区森林恢复状况

以长白山西坡风灾迹地（阔叶红松林、云冷杉林、岳桦林）的样地调查资料为基础,研究了各林型森林群落遇灾23年后的恢复特征.结果显示：3种林型的恢复速度为阔叶红松林>云冷杉林>岳桦林,并且它们与各自对照的群落共有度指数分别为0.49、0.44、0.33.风灾对各林型的乔木组成和多样性的影响不同：阔叶红松林中,风灾显著增加了乔木总数量,但对乔木种数和α多样性指数没有显著影响（P>0.05）;云冷杉林中,风灾仅显著降低了Shannon多样性指数和Simpson优势度指数;岳桦林中,除Pielou均匀度指数,其余多样性指数都因风灾而显著降低.各林型优势树种组成变化及更新情况对风灾的响应也与林型相关：阔叶红松林与对照区的优势树种组成显著不同,而云冷杉林及岳桦林受灾前后的优势树种组成差异均不大;阔叶红松林的幼树更新情况较好,云冷杉林有少量更新,岳桦林带几乎没有林木更新.表明风灾对森林群落的影响在23年后仍未消除,森林在风灾干扰后的恢复需要一个漫长的过程.     

长白山寒温带风灾区植被受损与灾后变化程度及其影响因素

1986年台风袭击了长白山,在西、南坡的寒温带针叶林和岳桦林带形成了大量林窗.为了探究在强风干扰下寒温带森林植被受损和变化特征,揭示植被受损与灾后变化规律及其影响因子,2017年在长白山海拔1600～1800 m设立研究区.利用遥感资料,对研究区依据植被破坏程度和灾后变化程度进行植被差异分区,并布设了40个样方进行植被调查.结果表明: 按森林结构的受损程度可将长白山寒温带风灾区分为3个等级,轻度破坏、中度破坏和重度破坏,其中,中度破坏区的面积最大,其次是轻度破坏区、重度破坏区.乔木受损差异显著,轻度破坏区、中度破坏区和重度破坏区乔木优势种的数量分别减少20%、50%和85%,岳桦的抗风性大于鱼鳞云杉,大径级岳桦的抗风性大于小径级的岳桦.植被受损程度与坡度的相关性最强,随着坡度的增加,受风灾破坏程度减小.1987—2017年间,长白山寒温带风灾区的植被发生明显变化,根据变化的程度可将研究区分为3个等级:变化快、变化中等和变化慢,其中,变化中等的区域面积最大,其次是变化慢、变化快的区域;植被变化程度与海拔的相关性最强,随着海拔的增加,植被变化变慢.乔木的恢复较慢,鱼鳞云杉略好于岳桦;植被变化主要表现在灌木层和草本层,变化快的区域灌木层发育好于草本层;变化中等的区域草本层发育好于灌木层;变化慢的区域灌木层发育差异大,但草本层总体上表现为低矮稠密.     

冰雪灾害对中亚热带人工针叶林净初级生产力的影响

结合中亚热带江西千烟洲人工针叶林2005、2008和2011年3次树木清查数据以及树木相对生长方程,比较了2008年1月南方冰雪灾害前后的NPP,评价了森林生态系统灾后的恢复能力。结果表明:乡土树种马尾松(Pinus massoniana)与杉木(Cunninghamia lanceolata)比外来树种湿地松(Pinus elliottii)抗灾害能力强;在个体水平上,胸径(D)较大的树木抗灾害能力较差。灾后马尾松与杉木的D增长率降低,而湿地松增大。冰雪灾害导致大量碳(10.44 t C/hm2)从乔木层碳库转移到死生物量碳库,占乔木层碳储量的18.28%。灾前NPP和碳利用效率(CUE)分别为736.23 g C m-2a-1和0.41;灾后经过近4年的恢复,NPP和CUE分别为683.08 g C m-2a-1和0.38。     

台风灾害下海岸带城市社会-生态系统脆弱性评估——大数据视角

2016年莫兰蒂台风对厦门城市社会-生态系统造成重创,该系统在灾害影响下的脆弱性成为亟待研究的重要问题。基于新浪微博平台进行大数据挖掘,结合统计年鉴及空间基础数据,建立台风灾害影响下基于暴露-敏感-应对-恢复力体系的海岸带城市社会-生态系统脆弱性指标体系,评估灾前灾后台风对厦门不同地区的影响;同时根据微博大数据的定位信息,对不同受灾信息进行灾情跟踪及分析,结果表明,在本次台风灾害中思明、湖里区表现出的脆弱性较低,而海沧、集美区表现出的脆弱性较高,主要是由于思明、湖里区的应对能力明显高于其他各区,从大数据显示的恢复情况来看,除海沧区外,其他三区在电力方面的恢复速度都较为迅速。研究成果能够为台风灾害背景下的城市脆弱性评价提供新的方法与技术,为灾前防治、灾后恢复提供决策参考。     

台风“山竹”对深圳城市绿地及生物量的影响

台风是影响沿海城市绿地生态系统最主要、最频繁的自然干扰因子。2018年9月的台风"山竹"以强台风等级袭击深圳,陆地最大阵风达46.5 m/s(15级)。以深圳市区绿地(公园绿地、居民区绿地、行道树)中的乔木为研究对象,通过灾后实地调研,采用相关统计方法以及生物量评估方法,探讨了台风"山竹"对深圳市区绿地的影响。结果表明:(1)深圳市区调查树木受损比例高达21.4%,其中以轻度受损(枝干折断)为主;市区树冠生物量总量较台风之前下降了8.44%。(2)南部地区受损程度明显高于内陆,东南地区受损程度高于西北地区;福田区、龙岗区以及坪山新区受损情况最为严重,受损树木比例均超过30%。中东部树冠生物量损失程度高于西部地区。(3)公园绿地受损最为严重,居民区绿地的受损情况最轻。(4)行道树中黄金榕、腊肠树受损比例均超过50%,而棕榈科植物受损程度较轻。研究结果可为深圳市抗风树种的选择、不同类型绿地针对台风的减灾防灾策略提供科学依据。     

长白山风灾景观30年格局变化过程分析

以长白山自然保护区内的由1986年台风形成的风灾景观为研究对象。选取1987年、1993年、1999年、2004年、2010年和2016年遥感影像进行解译。利用Fragstats 4.2软件对景观格局指数进行定量分析,并用主成分分析法与景观综合评价指数相结合的方法对景观格局变化做出综合评价,揭示风灾后30年景观格局变化过程。结果表明：(1)草本-灌木的优势度不断下降;阔叶林和针叶林在恢复过程中先以增加大斑块为主,后期面积增加主要是以小斑块为主;岳桦林恢复过程中先以增加小斑块为主,后期以大斑块连片生长。(2)小而分散的斑块在恢复过程中转换为大而集中的斑块,景观趋于均质化。(3)草本-灌木,阔叶林,针叶林,岳桦林四种斑块类型在恢复过程中呈现一种演替关系。(4)确定了分别与景观规模、形状和景观聚散度相关的两个主成分,作为表征景观恢复性的关键指标。(5)在30年的恢复期中,研究区整体景观格局质量得到提升,但恢复缓慢,与风灾前依然相差较大。(6)多次强风干扰可以形成长白山西、南坡非标准的垂直带谱。     

缙云山风灾迹地恢复群落主要乔木树种种间联结性

应用方差比率法,并通过2×2列联表χ2检验法及利用联结系数AC指数测定法研究了缙云山自然保护区风灾迹地恢复群落自然恢复样地和人工恢复样地中主要乔木树种的种间联结性。结果表明:(1)自然恢复样地主要乔木种群间在总体上呈一定的正关联;而人工恢复样地种群间在总体上呈负关联;(2)2×2列联表的χ2检验共有5个(3)种对为显著正关联(括号内为人工恢复群落的种对数,下同),2个(1)种对为显著负关联;(3)联结系数(AC)指数标量出了自然恢复和人工恢复样地中种对间的联结程度和相伴随出现的机率,两种恢复方式中的多数乔木种群间的联结性不显著且联结程度较低,绝大多数乔木树种之间无显著关联,而且人工恢复比自然恢复无关联性更强;(4)种对间的正关联,主要是由于它们具有相近的生物学特性以及对生境具有相似的生态适应性所致,种对间的负关联主要是由于物种间的空间排斥,适应不同的微环境的结果;(5)人工恢复和自然恢复所在的群落处于演替的不稳定阶段。     

缙云山风灾迹地恢复群落的形态特征与物种多样性研究

以缙云山自然保护区风灾迹地恢复群落5个样地调查资料为基础,研究了缙云山自然保护区风灾迹地恢复群落的特征。结果表明:缙云山自然保护区风灾迹地恢复群落有维管植物84种,隶属于38科60属,科、属的分布型以热带为主,反映了该群落以热带为主的亚热带区系特点;该恢复群落主要由革质、全缘、单叶、小型叶为主的高位芽植物所组成,群落层次分明,可分为乔木层、灌木层和草本层;该恢复群落物种多样性比较高,各样地间多样性指数测值变幅不大;测度缙云山风灾迹地恢复群落物种多样性时,各种多样性指数基本表现出相同的趋势。     

城市园林不同生活型植物叶片碳、氮、磷生态化学计量特征及其对台风的响应

植物碳（C）、氮（N）、磷（P）含量及其化学计量比对于维持植物的正常生长发育具有重要意义。台风可能通过多种途径影响我国沿海城市园林植物的生长发育，并改变园林植物C、N、P含量及其生态化学计量特征。然而，相关研究鲜有报道，亟待深入。因此，在2020年8月黑格比台风登陆我国浙江省前后，我们对比研究了台风来临前、台风影响期间以及台风过境一周后，台州市主城区常见的乔、灌、草园林植物叶片C、N、P含量及其生态化学计量比变化特征。结果表明：（1）乔、灌、草园林植物叶片的C/N分别为27.3±0.6、42.9±1.4、25.4±2.2，C/P分别为208.8±9.3、194.1±9.6、88.5±5.7，N/P分别为7.7±0.4、4.9±0.2、4.2±0.5，表明研究区域城市园林植物受到N的限制。（2）不同生活型的园林植物叶片C、N、P含量受台风的影响存在不同程度的差异。C与N含量受台风的影响程度均表现为草本>灌木>乔木，P含量受台风的影响程度表现为草本>乔木>灌木。（3）不同生活型的园林植物叶片C、N、P生态化学计量比对台风的响应存在差异。C/N受台风的影响程度表现为草本>灌木>乔木，C/P受台风的影响程度表现为草本>乔木>灌木，而N/P受台风的影响程度表现为乔木>草本>灌木。台风影响一周后，乔、灌、草园林植物叶片C、N、P含量及生态化学计量比能够自我调节进行恢复。可见，台风会对不同生活型的园林植物叶片基础元素含量及生态化学计量比产生不同程度的影响，而园林植物可通过自身内稳态调节机制使台风的影响减小到最低。     

东亚地区夏季干旱、强台风事件与松树枯萎病的关系

松树枯萎病的发生和流行给东亚的日本、中国和韩国带来了不小的损失,引起许多国家的重视. 本文应用实地观测和气象数据分析等方法,研究了东亚地区松树枯萎病的发生和流行特点,以及与灾害气象事件之间的关系.结果表明: 在日本、中国和韩国,持续的夏季干旱少雨和强台风等极端气象事件能够诱发松树枯萎.在极端干热的环境中,松树常出现能量代谢失调, 以至于受胁迫的松树整株枯萎;而在低温多雨的年份,松树枯萎少,甚至没有发生枯死现象.在松材线虫及其媒介昆虫侵染之前,松树的活力业已下降.松树枯萎病似乎应该局限在台风频发和持续干热的地区.在自然环境优越、少有台风和干热事件出现且没有不当扩大松树栽培范围的地区,松树枯萎病大面积发生的可能性不大.     

弹性概念下适应台风灾害风险的开放空间设计思考

在全球气候变化背景之下,台风灾害对沿海城乡地区有着长久且深远的影响。弹性概念的引入使得适应台风灾害风险的规划设计有了与常规不同的角度。本文综述了弹性与城市规划、台风灾害风险的相关研究,探讨了当前沿海地区的台风灾害风险与开放空间现状,将开放空间划分为社会型、生产型、生态型3类,与弹性概念相结合展开设计思考,以期为相关的设计实践与研究提供新的思路与可能。     

Homestead tree holdings: Composition,uses and challenges in Checheche Growth Point,South East Lowveld,Zimbabwe

Understanding homestead tree holdings is important for developing local conservation and livelihood strategies. However, relative to urban homesteads, tree holdings in rural African homesteads remain little studied, especially in semi-arid settings. Using ecological and household surveys, this paper examines homestead tree composition, uses and challenges in Checheche, Zimbabwe. In total, 1,594 trees were encountered across 147 homesteads. Nearly, all homesteads (99%) had trees, and most of them were primarily planted for fruits and shade. Fuelwood, traditional medicines, windbreak and homestead decoration were considered as secondary benefits. Overall, tree density was approximately 112 trees/ha, with an average of 11 ± 7.1 trees per homestead. Homestead tree holdings were explained by age and gender of respondent, homestead ownership and importance attached to and knowledge of trees. Challenges to tree planting mentioned include termites, diseases, livestock damage, high temperatures, water shortages and poor quality soils. Overall, this study shows that homestead tree planting is widespread in semi-arid rural settings but constraints to tree planting ought to be addressed to optimise the benefits from trees. Further research is needed to fully understand the socioecological context that explains tree survival, as a basis for developing interventions for enabling homestead tree planting.     

洞庭湖水系(湖南地区)主要防护型经济树种草种生态类型区选择研究

为了减少或避免在农林业生产中因土壤、气候不适宜造成的冻害或其它自然灾害造成的不必要的损失,最大限度地利用洞庭湖水系(湖南地区)区域内的气候资源、水热资源以及土壤资源,本文依据洞庭湖水系(湖南地区)区域内89个样本县(市)气象台(站)30年的气候资料及其地貌、土壤等生态环境特性值,采用主分量(PCA)分析的方法,并结合定性分桥,对洞庭湖水系(湖南地区)进行了生态类型区划分的研究,其结果将该区域划分成5个生态类型区,并结合26个主要经济树种草种分布的气候、水热条件、地貌和土壤等生态环境的差异性,对26个树种草种进行了最适宜、适宜、较适宜栽培的生态类型区的选择研究,相应地对各生态类型区进行了主栽树种和辅栽树种的分析。     

Does Restoration Enhance Regeneration of Seasonal Deciduous Forests in Pastures in Central Brazil?

The goal of restoration is to accelerate ecosystem recovery, but in ecosystems that naturally regenerate rapidly restoration techniques need to be selected carefully to facilitate rather than impede natural recovery. We compared the effects of five restoration techniques, such as plowing the soil, removing grasses, adding forest litter, seeding, and planting nursery‐growing seedlings, on the regeneration of seasonal deciduous forest trees in four abandoned pastures in central Brazil. We monitored all woody stems immediately prior to treatments and again 14 months after the treatments. We recorded an average of 16,663 tree stems per hectare and a total of 83 species before implementing treatments. Planting strongly increased species richness; adding litter and seeding had weaker positive effects on richness; and plowing and grass removal had no effect. Plowing substantially reduced the density of naturally established stems. Despite the high survival of planted seedlings, stem density in planting treatments did not change because the tractor and digging holes to plant seedlings caused mortality of naturally regenerating seedlings. Tree stems grew more in the grass release plots than in the control plots. Our results suggest that early succession of seasonal deciduous forest in pastures in the region studied does not need to be stimulated once the perturbation is stopped and that intensive restoration efforts may actually slow recovery. We recommend only enrichment planting of seedlings that are not able to resprout.     

Managing Brachycaudis persicae (Homoptera: Aphididae) during peach orchard establishment

We investigated whether preplant root dips or postplant sprays or drenches could be used to control the black peach aphid, Brachycaudus persicae (Passerini), on young peach trees. In greenhouse trials, B. persicae died after being placed on peach trees that had their roots dipped in imidacloprid before planting. All rates (0.8, 1.6, and 3.2 ml/liter of water) tested controlled this aphid. B. persicae died faster on trees dipped in imidacloprid (1.6 ml/liter of water) for 5 min before planting than on trees dipped for 2 s. Aphids eventually died on all treated trees. Approximately 50% of untreated trees died from B. persicae infestations in greenhouse studies. Results from afield experiment show that peach trees root-dipped in imidacloprid before planting or drenched with imidacloprid after planting eliminate B. persicae infestations and prevent root colonization for at least 1 yr.     

Determining factors of cottonwood planting survival in a desert river restoration project

Planting native riparian trees can help recover wildlife and fish habitat on a local scale, when full recovery of natural processes that sustain riparian ecosystems is infeasible. To help improve planting success, we determined which environmental factors and management practices most influenced survival of planted Populus fremontii (Fremont cottonwood) in a field experiment on the San Rafael River, Utah, U.S.A. We planted 474 approximately 2‐m‐tall trees and tracked survival for 1.25 years. We used logistic regression to evaluate whether tree height, elevation above the river channel, distance to existing cottonwood or Salix exigua (coyote willow), soil conductivity, soil texture, planting depth, planting method (mechanical auger vs. hand‐digging), and provision of natural and commercial supplements affected survival probability. Survival probability decreased with elevation above the river channel bottom and was greater in auger‐dug than hand‐dug holes. Survival probability was lower in soils with the highest salinity levels and was lower in sandy soils than soils with silt and clay. Survival may be improved by planting well above the channel to avoid flooding impacts but within 2 m above the channel in auger‐dug holes to ensure access to soil moisture. Testing soil salinity and texture in areas with suitable elevation could also help improve survival. Approximately 35% of trees survived to the end of the study period, indicating that planting can help recover riparian habitat locally, especially if survival is improved in future planting efforts. However, full recovery of desired riparian habitat throughout the floodplain will require natural flows.