风倒机理讨论进展摘要风倒是森林中的常见现象,对森林生态系统具有很大的影响,讨论其机理具有理论和应用两方面的意义。该文对国内外现有风倒的机理性讨论工作进行了综述,对存在的问题进行了分析。最后提出了将生物学和动力学相结合的生物动力学机理讨论方法,并建议针对不同树种开展相应的讨论,以期更好地揭示风倒的机理,为保护森林服务。关键词风倒;机理;干扰KeywordWindthrow;Mechanim;Diturbance风倒是森林中的常见现象,讨论其机理具有理论和应用两方面的意义。在理论讨论上,风是一个生态因子,风倒是林隙的主要成因,林隙对森林动态有重要的影响[1-4],讨论风倒机理有助于揭示林隙动态规律及其生态学影响[5]。在实际应用中,风倒是森林中多发的灾害,会造成木材产量和质量的下降。英、美等国每次灾害性风倒造成的木材损失都达数百万立方米,每年非灾害性风倒造成的木材减产均在 15%以上[6]。目前我国全国风倒造成的损失也很严重[7-9],仅 1996 年“9615”号台风给湛江市林业带来的直接损失就达 21.1 亿元[10]。只有弄清风倒机理,建立相关模型,建立科学的风倒风险评估体系[11],才能在森林经营中实行科学的措施来减少风倒带来的损失。该文对风倒机理的讨论现状进行综述,并对未来的讨论提出建议。1 风倒机理讨论现状风倒包括干折(tembreakage)和根倒(uprooting)2 种,主要受林木生物力学特性、土壤支持力(rootanchorage)和风的扰动 3 个因素影响[12]。其中,林木的生物力学特性与立木年龄、树干强度、干型、树冠形状和大小及树木健康状况等因素有关;土壤支持力受土壤剪切强度、含水率、树木根系深度、宽度和重量等影响,二者决定了树木的总抗风性。风的扰动主要受风速、风压、频率、不同林分密度和复杂地形下的风场分布影响。因此,风倒机理的讨论涉及力学中的固体力学、流体力学、土力学和林学中的森林生态学、森林土壤学、森林培育学、森林气象学、森林病理学等多个学科,需要这些学科的交叉与合作。风倒机理的讨论在国外开展较早。英国、加拿大、美国等国家对樟子松(Pinuylvetri)、西加云杉(Piceaitcheni)、挪威云杉(Piceaabie)、西铁杉(Tugaheterophylla)等树种的风倒机理进行了深化、广泛的讨论。通过动力学理论推导,结合野外试验中林木和土壤力学参数的测定、地形数字高程模型和实物模型风洞试验,获得了复杂地形下和不同林分密度时的风场分布,建立了一系列力学方程来描述林木的抗风性[13-15],对...