古樹(shù)名木的樹(shù)種鑒定與年齡推算研究

鐘　敏

(建始縣業(yè)州鎮(zhèn)林業(yè)管理站，湖北 建始 445300)

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古樹(shù)名木的樹(shù)種鑒定與年齡推算研究

鐘敏

(建始縣業(yè)州鎮(zhèn)林業(yè)管理站，湖北 建始 445300)

摘要：通過(guò)對(duì)恩施森林公安抓獲的一段圓木樹(shù)樁采用掃描電鏡觀察木材的解剖結(jié)構(gòu)，用木材解剖學(xué)的方法鑒定樹(shù)種名稱(chēng)，用不完全年輪計(jì)數(shù)法結(jié)合有關(guān)解析木資料推算其樹(shù)齡.鑒定結(jié)果顯示該樹(shù)樁為銀杏科(Ginkgo Family)銀杏屬(Ginkgo L.)銀杏(Ginkgo biloba L.)，樹(shù)齡在120到140年之間，并對(duì)鑒定結(jié)果的可靠性進(jìn)行了分析，為森林執(zhí)法提供了重要的依據(jù)，為同類(lèi)事件的司法鑒定提供了可借鑒的方法.

關(guān)鍵詞：古樹(shù)名木；木材鑒定；樹(shù)齡推算；司法鑒定

古樹(shù)名木是指樹(shù)齡在百年以上，并且具有重要科研、歷史、文化或社會(huì)意義的木本植物[1].根據(jù)2001年發(fā)布的《全國(guó)古樹(shù)名木普查建檔技術(shù)規(guī)定》給出了古樹(shù)分級(jí)較具體的標(biāo)準(zhǔn)，分為國(guó)家一、二、三級(jí)，樹(shù)齡大于100年小于300年的為三級(jí)古樹(shù)，大于300年且小于500年的為二級(jí)古樹(shù)，樹(shù)齡在大于500年的樹(shù)木為一級(jí)古樹(shù).對(duì)于名木的分級(jí)，各地根據(jù)本地古樹(shù)名木的現(xiàn)狀，做出了不同的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，例如《蘇州市古樹(shù)名木保護(hù)管理?xiàng)l例》規(guī)定“古樹(shù)名木分為一級(jí)和二級(jí).樹(shù)齡在300年以上，或者特別珍貴稀有、具有重要?dú)v史價(jià)值、紀(jì)念意義和景觀作用的古樹(shù)名木，為一級(jí)古樹(shù)名木；其余為二級(jí)古樹(shù)名木.

古樹(shù)名木樹(shù)種的鑒定與樹(shù)齡估算對(duì)于古樹(shù)名木的保護(hù)和對(duì)破壞、倒賣(mài)古樹(shù)名木的犯了罪份子的打擊都有著十分重要的意義，但也是一個(gè)技術(shù)上的難題.由于許多古樹(shù)都進(jìn)入衰弱期，對(duì)鑒定的過(guò)程需要對(duì)樹(shù)體的損傷最小的情況下并能相對(duì)準(zhǔn)確的測(cè)出樹(shù)齡，這大大加大了鑒定的難度，讓樹(shù)齡的確定變動(dòng)得困難.測(cè)樹(shù)齡的主要方法有年輪計(jì)數(shù)法、生長(zhǎng)錐法、CT掃描法和14C測(cè)定法等方法，這些方法都存在各自的缺陷：年輪計(jì)數(shù)法是計(jì)算樹(shù)木地徑處橫截面的年輪數(shù)[2-3]，這是測(cè)量樹(shù)齡最基礎(chǔ)的方法，也是最直觀的方法，但在古樹(shù)名木樹(shù)齡的鑒定中將活著的一顆古樹(shù)從地徑處砍斷測(cè)量樹(shù)齡顯然是不合適的；生長(zhǎng)錐法因有的古樹(shù)空心、地徑較大和地徑處的形狀不規(guī)則取樣時(shí)達(dá)不到或偏離髓心，其測(cè)算結(jié)果準(zhǔn)確性不高；CT法的設(shè)備較昂貴，測(cè)定成本較高；14C測(cè)定法不僅需要專(zhuān)業(yè)的儀器取樣，同時(shí)測(cè)量出來(lái)結(jié)果的誤差也較大[2-9].

一般對(duì)于樹(shù)種的鑒定主要是根據(jù)樹(shù)木的葉、花、果實(shí)以及種子的形態(tài)解剖特征鑒定出來(lái)的，但在非法偷采、倒賣(mài)過(guò)程中對(duì)木材的損害較大，許多形態(tài)學(xué)特征都不完全，通常都只能觀察到木材，所以只能根據(jù)木材鑒定樹(shù)木的種類(lèi).木材識(shí)別與鑒定指從事與木材生產(chǎn)等相關(guān)工作的人員，通過(guò)對(duì)木材的宏觀與微觀特征觀察，鑒定其屬、種的過(guò)程，這是正確認(rèn)識(shí)和科學(xué)合理利用木材最基本的工作.木材識(shí)別與鑒定在木材生產(chǎn)、貿(mào)易、合理用材、偵破、植物分類(lèi)、考古、古木、化石木和尋找代用木材方面，具有十分的重要作用[10-11].目前，鑒定木材的方法主要有：肉眼識(shí)別法、顯微觀察法、木材理化性質(zhì)識(shí)別法、基因表達(dá)法、紅外光譜分析技術(shù)等方法.本研究材料來(lái)自恩施森林公安查獲的倒賣(mài)的古樹(shù)名木，得到材料后有兩方面的工作需要完成.首先要確認(rèn)樹(shù)木的樹(shù)種，這是作為法律證據(jù)的基本要求，同時(shí)需要在對(duì)樹(shù)木損傷較小的情況下得到樹(shù)木的年齡，為執(zhí)法部門(mén)提供科學(xué)上的依據(jù).由于查獲的只有木材，不能根據(jù)樹(shù)木的其他形態(tài)特征鑒定該樹(shù)種，并且不能根據(jù)傳統(tǒng)方法測(cè)定樹(shù)齡，為了鑒定該樹(shù)種名稱(chēng)和采用對(duì)該樹(shù)損傷較小、不影響其正常生長(zhǎng)的方法推斷樹(shù)齡，采用掃描電鏡觀察木材的解剖結(jié)構(gòu)，用木材解剖學(xué)的方法確定樹(shù)種名稱(chēng)，用年輪計(jì)數(shù)法結(jié)合有關(guān)解析木資料推斷樹(shù)木的年齡.另一方面，也可以為古樹(shù)名木的測(cè)量和鑒定提供新的思路和方法.

1研究材料與方法

1.1材料、儀器與試劑

材料：恩施森林公安抓獲的一段圓木樹(shù)樁，該樹(shù)樁截桿后主干長(zhǎng)17沒(méi)，為不影響樹(shù)樁移栽成活，于樹(shù)木主桿截桿處截取圓盤(pán)，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樹(shù)種鑒定與年齡推算.

儀器與試劑:JSM-6510LV掃描電子顯微鏡；JFD-320冷凍干燥儀；JFC-1600離子濺射鍍膜儀；導(dǎo)電膠；純水；乙醇與叔丁醇(分析醇).

1.2木材掃描電鏡鑒定方法[12-14]

在圓盤(pán)上取下一小塊，經(jīng)過(guò)以下處理后，在掃描電子顯微鏡觀察木材的特征并拍照：①取樣：對(duì)樣品順紋理進(jìn)行切割，規(guī)格為1 cm ×1 cm ×3 cm，使各標(biāo)準(zhǔn)面符合觀察要求.②軟化：將所需樣品進(jìn)行軟化.在裝有樣品的小燒杯中加入純水煮沸4和.③切塊：將軟化過(guò)的樣品趁熱用單面刀片切割為0.5 cm ×0.5 cm ×0.2 cm的長(zhǎng)方體 .④干燥：根據(jù)操作要求，對(duì)經(jīng)過(guò)上述處理的樣品進(jìn)行酒精梯度脫水，具體過(guò)程如下：50%酒精浸泡20民；80%酒精浸泡20民；100%酒精浸泡20民(2次)；1∶1叔丁醇酒精溶液浸泡20民；純叔丁醇浸泡20民.在JFD-320冷凍干燥儀下干燥10和.⑤粘臺(tái)：用導(dǎo)電的雙面膠將處理好的樣品粘在樣品臺(tái)上，要觀察的面朝上并確保使其粘牢，切勿污染樣品上面.⑥噴鍍：將已粘臺(tái)的樣品臺(tái)置于JFC-1600離子濺射鍍膜儀中，并在0.1托左右的真空下噴鍍鉑金10民.⑦觀察并拍照：使用JSM-6510LV掃描電子顯微鏡觀察木材的顯微結(jié)構(gòu)，并將看到的木材特征拍照.

1.3木材的特征與鑒定結(jié)果

觀察截下來(lái)圓盤(pán)的宏觀結(jié)構(gòu)：心材呈黃褐色，在空氣中長(zhǎng)時(shí)間會(huì)變成深褐色，略帶光澤；邊材淺黃褐色，長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中后與心材有明顯區(qū)別.新截下來(lái)的切面有略難聞的氣味，生長(zhǎng)輪略明顯，晚材較早材顏色略深而且窄，早材至晚材帶漸變.在放大鏡下，沒(méi)有看到導(dǎo)管，管胞略明顯；未見(jiàn)到軸向薄壁組織；木射線略明顯、稀少、極細(xì).樹(shù)脂道缺如.

在掃描電子顯微鏡下的微觀結(jié)構(gòu)：管胞的排列不整齊，大小不一；平均40 μm，最大弦徑58 μm或大于58 μm；未觀察到管胞螺紋加厚；橫切面多為橢圓形、方形或長(zhǎng)方形(圖A、B).管胞徑壁上有具緣紋孔，以對(duì)列的方式排列，一般1～2列、少見(jiàn)3列(圖C)；紋孔呈圓形或卵形，紋孔口呈圓形或卵圓形，紋孔緣非缺刻狀，紋孔緣塞未見(jiàn)，紋孔塞緣棒狀加厚未見(jiàn)；直徑多數(shù)在12～18 μm；平均16 μm；管胞弦壁上有具緣紋孔，多為1列，少見(jiàn)2列(圖D).軸向薄壁組織多為大形分室的薄壁細(xì)胞，且含有大的晶簇，在弦切與徑切上可見(jiàn)，呈星散狀分布，未看到細(xì)胞端壁有節(jié)狀加厚(圖E、F).木射線單列，高度中等在2～10細(xì)胞，寬度在14～24 μm，均長(zhǎng)18 μm；射線細(xì)胞卵圓形或橢圓形.射線薄壁細(xì)胞與管胞間交叉紋孔式為柏木型，2～6個(gè)，1～3橫列.

通過(guò)宏觀特征與顯微特征，結(jié)合《中國(guó)木材志》[15]、《IAWA list of microscopic features for hardwood identification》[16]和《中國(guó)裸子植物木材志》[17]等資料，確定為銀杏科銀杏屬的銀杏(Ginkgo biloba).鑒定過(guò)程如下：觀察其宏觀特征沒(méi)有導(dǎo)管，有管胞；在掃描電子顯微鏡下，橫切面的管胞排列不整齊，大小不一，沒(méi)有看到樹(shù)脂道，在弦切面和徑切面科觀察到巨型的簇晶，通常幾個(gè)含晶簇的細(xì)胞連在一起.首先在裸子植物木材中除了銀杏科以外，全為針葉材植物，針葉材植物管胞整齊排列呈徑列，因此，該木材只可能是銀杏科的植物，銀杏科是單科單屬單種植物；其次，未見(jiàn)樹(shù)脂道，觀察到的晶體很大，像花朵一樣，為銀杏特有的識(shí)別特征[18-19]，最終判斷為銀杏.

圖1　A與B：年輪與管胞；C：徑壁具緣紋孔；D：弦壁具緣紋孔與木射線；E：弦切面晶簇；F：徑切面晶簇Fig.1　A and B: Annual rings and Tracheid;C: Bordered pits on the radial section;D: Bordered pits on the tangential section and Wood ray;E: Druse on the radial section;F: Druse on the tangential section

1.4樹(shù)齡的鑒定

1.4.1年輪記數(shù)法將取回來(lái)的材料用砂紙打磨光滑，用水清洗干凈后，在圓盤(pán)上作兩條通過(guò)髓心的垂線，盡量選擇年輪清晰的垂線，每5個(gè)年輪插一枚大頭針，直到最后算出樣品的樹(shù)齡.通過(guò)此種方法得到的樹(shù)齡是92年，然而，此樣品是銀杏樹(shù)17 m處的樹(shù)齡，并不是該樹(shù)的真實(shí)樹(shù)齡.

同時(shí)，在截獲該銀杏樹(shù)后，還得到了一些其他的數(shù)據(jù)：樹(shù)木截桿后主干長(zhǎng)17 m、截桿處直徑0.365沒(méi)、胸圍3.28 m(計(jì)算出胸徑1.045 m)、地圍4 m(計(jì)算出地徑1.274 m).在17 m前的樹(shù)齡可以結(jié)合先在已有資料并通過(guò)解析木的相關(guān)資料推算，最終得到銀杏的樹(shù)齡.

1.4.2截桿高度樹(shù)齡的解析木資料分析該樹(shù)達(dá)到17 m高的生長(zhǎng)年齡依據(jù)浙江省麗水市峰源林場(chǎng)林金根、浙江省天目山管理局陶銀周1993年取自浙江天目山自然保護(hù)區(qū)的銀杏解析資料[19]，樹(shù)高15.6 m的年齡為37 h，樹(shù)高17.6 m的年齡為39 h，推算17 m的年齡約為38 h.

綜合被鑒定銀杏樹(shù)木17 m處的年輪計(jì)數(shù)和林金根、陶銀周的銀杏解析木資料，被鑒定樹(shù)木的年齡為130 h，考慮年輪計(jì)數(shù)、引用解析資料和氣候環(huán)境的誤差，最終認(rèn)定被鑒定樹(shù)木的最低年齡范圍在120到140 h之間.

2問(wèn)題與討論

在利用木材解剖特征鑒定樹(shù)種方面，有許多的文獻(xiàn)和資料報(bào)道，并有相關(guān)的檢索方法，但目前仍缺乏有權(quán)威的全木材檢索表發(fā)布，或者發(fā)布相應(yīng)的計(jì)算機(jī)檢索軟件.在觀察到樹(shù)種的特征，測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)后，需要通過(guò)閱讀大量資料后才能獲得木材的鑒定結(jié)果，這使得木材鑒定的過(guò)程變得復(fù)雜，而且大多數(shù)只能鑒定到屬，在此方面還需要進(jìn)一步的研究.

在樹(shù)齡鑒定方面，由于條件限制，只能測(cè)到該樹(shù)樁17 m以上的樹(shù)齡，而17 m以下的情況只能估測(cè)其結(jié)果.對(duì)于17 m以下的樹(shù)齡推算，借用了樹(shù)木解析木的資料.由于銀杏解析木的資料和研究極少，關(guān)于天然銀杏解析木的資料與文獻(xiàn)更少；其次，銀杏的生長(zhǎng)與環(huán)境、氣候等有很大的關(guān)系，因此使得鑒定結(jié)果有一定的誤差.考慮誤差后，銀杏的樹(shù)齡范圍在120～140 h之間.

致謝：本文的木材電鏡掃描鑒定在生物資源保護(hù)與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，得到了重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)主任羅世家教授及重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室各位老師的指導(dǎo)與幫助，在此致以誠(chéng)摯的感謝！

參考文獻(xiàn):

[1]劉鵬.我國(guó)古樹(shù)名木保護(hù)法律制度研究[D].長(zhǎng)沙:湖南師范大學(xué)，2011.

[2]吳斡寧,萬(wàn)濤.淺談樹(shù)木年齡測(cè)定方法的研究進(jìn)展[J].綠色科技，2013(7):152-155.

[3]孟憲宇.測(cè)樹(shù)學(xué)[M].3版.北京.中國(guó)林業(yè)出版社,2006.

[4]袁傳武,章建斌,張家來(lái),等.湖北省古樹(shù)年齡鑒定方法[J].湖北林業(yè)科技,2012(173):23-26.

[5]覃勇榮,劉旭輝,蘭萍.鄉(xiāng)村古樹(shù)年齡鑒定的基本方法探討[J].大眾科技,2007(96):109-111.

[6]王庭魁,劉自強(qiáng)，王耀明.X射線無(wú)損檢測(cè)樹(shù)木年輪的研究[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1987(2):97-101.

[7]鄭楠,魏東波,張立凱.基于CT圖像的樹(shù)木測(cè)齡法[J].廣州園林，2009(10):49-53.

[8]劉曉莉,王思忠,周宇爝,等.成都市古樹(shù)樹(shù)齡鑒定方法探討[J].現(xiàn)代園林，2010(9):12-15.

[9]巢陽(yáng),李錦齡,向春.活古樹(shù)無(wú)損傷年齡測(cè)定[J].中國(guó)園林，2005(8):57-61.

[10]姜笑梅,殷亞方,劉波.木材樹(shù)種識(shí)別技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展與展望[J].木材工業(yè)，2010，24(4):36-39.

[11]王玉山,陶娟,趙進(jìn)紅,等.古樹(shù)名木研究概述[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(3):1196-1198,1201.

[12]李永敬,王碗華,陳敏忠.木材立方體掃描電鏡樣品制作技術(shù)[J].電子顯微學(xué)報(bào),1989(4):78-83.

[13]成俊卿,楊家駒,劉鵬.中國(guó)木材志[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社，1985.

[14]WHEELER E A，BAAS P,GASSON P E.IAWA list of microscopic features for hardwood identification[J].IAWA Bulletin N S,1989,10(3):219-332.

[15]RICHER H G,GROSSER D,HEINZ I,et al.IAWA list of microscopic features for softwood identification[J].IAWA Jourual,2004,25(1):1-70.

[16]姜笑梅.中國(guó)裸子植物木材志[M].北京:科學(xué)出版社，2010.

[17]姜笑梅,周崟.中國(guó)裸子植物木材中晶體和硅石的電鏡觀察[J].植物學(xué)報(bào)，1989，31(11):835-840.

[18]陶少軍,易小龍,饒高平,等.四方井水利樞紐工程古樹(shù)名木和重點(diǎn)保護(hù)野生植物分布現(xiàn)狀及保護(hù)對(duì)策[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014,42(35):12561-12563,12574.

[19]林金根.銀杏干材生長(zhǎng)規(guī)律研究簡(jiǎn)報(bào)[J].浙江林業(yè)科技,1995，5(4): 35-37.

責(zé)任編輯：高山

Species and Age Identification of an Ancient and Famous Tree

ZHONG Ming

(Forestry Management Stations of Yezhong Town，Jianshi 445700,China)

Abstract：For a section of a log stump,a scanning electron microscope is used to observe the anatomical structure and the anatomy of wood is used to identify its species,and incomplete growth ring counting method to gether with relevant analytic data is used to determine its age.The result shows this stump is from Ginkgo biloba.L. of Ginkgo family,whose age is between 120 and 140 years.The reliability of the identification results is analyzed,which provides an important basis for forest law enforcement.

Key words：ancient and famous tree;wood identification;age calculation;judicial identification

收稿日期：2015-11-16.

作者簡(jiǎn)介：鐘敏(1978- )，女，工程師，主要從事林業(yè)環(huán)境、鑒定的研究.

文章編號(hào)：1008-8423(2016)01-0081-03

DOI:10.13501/j.cnki.42-1569/n.2016.03.021

中圖分類(lèi)號(hào)：S788

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A