臺州市古樹名木資源特征和空間分布格局研究

王堅婭，丁巧林，李卓，陳利星，孫薇

（1.浙江省仙居縣林業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 仙居 317300；2.淡竹鄉(xiāng)林業(yè)站，浙江 仙居 317300；3.仙居縣自然資源和規(guī)劃局，浙江 仙居 317300；4.臨海市林業(yè)技術(shù)推廣和場圃旅游服務(wù)總站，浙江 臨海 317000）

全國綠化委員會在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)古樹名木保護(hù)管理的意見》（全綠字〔2016〕1 號）中指出，古樹是指樹齡在100 年以上的樹木；名木是指具有重要歷史、文化、景觀與科學(xué)價值和具有重要紀(jì)念意義的樹木。古樹名木是人類社會歷史發(fā)展過程中留存下來的一種獨特而寶貴的文化和自然遺產(chǎn)，歷經(jīng)種種劫難而留存至今，在研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)、文化、地理、歷史、植被以及氣候等方面具有重要意義。伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)，人類對自身周圍的生態(tài)環(huán)境要求也越來越高，對古樹名木的重視程度也越來越高。已有研究者對古樹名木的多樣性、分布格局、保護(hù)及價值計量等方面進(jìn)行了研究[1-7]，筆者根據(jù)2017 年臺州市古樹名木調(diào)查資料，利用擴(kuò)散系數(shù)、聚集（塊）性指標(biāo)、平均擁擠度、David &Moore 叢生指標(biāo)、負(fù)二項分布K 值等多個空間分布格局的指標(biāo)研究臺州市古樹名木的空間分布格局，以期為保護(hù)臺州市古樹名木的多樣性提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)自然概況與調(diào)查方法

1.1.1 自然概況 臺州市地處浙江省中部沿海，地理坐標(biāo)為28°01′～29°21′ N，120°17′～121°56′ E，陸域面積為9 411 km2；地勢西高東低，山地丘陵約占70%，土壤以紅壤、黃壤、水稻土和粗骨土為主；屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，年均氣溫為16.6～17.5 ℃，年均降水量約為1 630 mm，年均相對濕度在78%～83%，無霜期為235～322 d。臺州市域內(nèi)既有山區(qū)、平原，又有海島、灘涂，生境多樣，植被類型眾多。地帶性植被屬中亞熱帶常綠闊葉林，植被類型主要有溫性針葉林、暖性針葉林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、針闊混交林、常綠落葉闊葉混交林、竹林、山頂苔蘚矮曲林、灌草叢和人工植被等[8]。

1.1.2 調(diào)查方法 通過走訪當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)人員、現(xiàn)場實地調(diào)查以及查閱歷史普查資料相結(jié)合的方式開展調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括古樹名木的樹種名稱、健康狀況、地理位置、海拔、坡度、年齡、權(quán)屬、坡位、坡向、樹高、胸徑、冠幅等。用手持PDA（Personal digital assistant）測定古樹名木所在海拔、經(jīng)緯度，用測高儀測定古樹名木的樹高，用圍尺測定胸圍（胸徑），用皮尺測定冠幅，以查閱資料及詢問當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)人員的方式記錄樹齡，同時記載保護(hù)狀況。

1.2 古樹名木空間分布格局的測定方法

將臺州市行政區(qū)域按經(jīng)度0°05'、緯度0°05'為單元劃分網(wǎng)格，根據(jù)古樹名木的經(jīng)緯度坐標(biāo)將其劃歸到相應(yīng)網(wǎng)格，統(tǒng)計各網(wǎng)格中古樹名木的數(shù)量和種類，對于面積不足的網(wǎng)格，若該網(wǎng)格面積為≥50%的網(wǎng)格單元面積，則視為1 個網(wǎng)格；不足單元網(wǎng)格面積的50%，則該網(wǎng)格內(nèi)數(shù)據(jù)合并到相鄰的網(wǎng)格，全市共劃分為131 個網(wǎng)格，見圖1。

圖1 臺州市古樹名木資源空間分布格局網(wǎng)格劃分示意圖Figure 1 Division by grid of ancient and famous tree distribution in Taizhou city

1.2.1 擴(kuò)散系數(shù)[9]計算公式為：

式中，C為擴(kuò)散系數(shù)，S2為全部網(wǎng)格中古樹數(shù)量或種類的方差（下同），為各網(wǎng)格中古樹名木數(shù)量或種類的平均值（下同）。當(dāng)C等于或接近于1 時，為隨機(jī)分布；當(dāng)C＝0 或接近于0 時，為均勻分布；當(dāng)C＞1 時，為聚集分布。

1.2.2 聚塊性指標(biāo)[9]計算公式為：

式中，X*為聚塊性指標(biāo)，當(dāng)X*＜1 時，為均勻分布；當(dāng)X*＝1 時，為隨機(jī)分布；當(dāng)X*＞1 時，為聚集分布。

1.2.3 負(fù)二項分布值[9-10]計算公式為：

式中：K值與種群密度無關(guān)，K值越小則聚集度越大，當(dāng)K值趨于∞（一般在8 以上）時，變?yōu)殡S機(jī)分布。

1.2.4 David &Moore 叢生指標(biāo)[10]計算公式為：

式中，I為David &Moore 叢生指標(biāo)，當(dāng)I＜0 時，為均勻分布；當(dāng)I＝0 時，為隨機(jī)分布；當(dāng)I＞0 時，為聚集分布。

1.2.5 擴(kuò)散型指數(shù)[9-10]計算公式為：

式中，Iδ為擴(kuò)散型指數(shù)，N為網(wǎng)格內(nèi)古樹名木總株數(shù)或種類累加之和，n為網(wǎng)格數(shù)，xi為第i個網(wǎng)格中的古樹名木數(shù)量，當(dāng)Iδ＜1 時，為均勻分布；當(dāng)Iδ＝1 時，為隨機(jī)分布；當(dāng)Iδ＞1 時，為聚集分布。

1.2.6L'指標(biāo)[11]計算公式為：

當(dāng)L'＜S2+1 時，為均勻分布；當(dāng)L'＝S2+1 時，為隨機(jī)分布；當(dāng)L'＞S2+1 時，為聚集分布。

1.2.7Lα指標(biāo)[11]計算公式為：

當(dāng)Lα＜時，為均勻分布；當(dāng)Lα＝時，為隨機(jī)分布；當(dāng)Lα＞時，為聚集分布。

1.2.8 Kuno 指標(biāo)[10]計算公式為：

式中，K為負(fù)二項分布值，當(dāng)0 時，為均勻分布；當(dāng)時，為隨機(jī)分布；當(dāng)時，為聚集分布。

1.2.9 平均擁擠度[10]計算公式為：

式中，M*為平均擁擠度，當(dāng)M*＜時，為均勻分布；當(dāng)M*＝時，為隨機(jī)分布；當(dāng)M*＞時，為聚集分布。

2 結(jié)果與分析

2.1 臺州市古樹名木資源特征

從樹種組成看，臺州市古樹名木共計15 668 株，其中，古樹為15 654 株，名木為14 株，隸屬于56 科117屬194種。在各樹種中，株數(shù)在1 000株以上的古樹名木有樟Cinnamomum camphora3 026株，占總株數(shù)的19.31%；云錦杜鵑Rhododendron fortunei2 214 株，占總株數(shù)的14.13%；馬尾松Pinus massoniana1 928 株，占總株數(shù)的12.31%；楓香樹Liquidambar formosana1 463 株，占總株數(shù)的9.34%；苦櫧Castanopsis sclerophylla1 325 株，占總株數(shù)的8.46%；柳杉Cryptomeria japonicavar.sinensis1 013 株，占總株數(shù)的6.47%。

由表1、表2 可知，從樹齡結(jié)構(gòu)看，樹齡≤299 a 的古樹名木有13 675 株，占總株數(shù)的87.28%；樹齡300～499 a 的古樹名木有1 431 株，占總株數(shù)的9.13%；樹齡≥500 a 的古樹名木有562 株（其中樹齡1 000 a 以上的古樹名木有57 株，最大樹齡為1 600 a），占總株數(shù)的3.59%。就生長勢而言，生長勢正常的古樹名木有14 502株，占總株數(shù)的92.56%；生長勢衰弱的古樹名木有883 株，占總株數(shù)的5.63%；生長勢瀕危的古樹名木有283株，占總株數(shù)的1.81%。按生長場所分，生長在城區(qū)的古樹名木有782 株（其中生長勢正常的684 株、衰弱的82 株、瀕危的16 株），占總株數(shù)的4.99%；生長在鄉(xiāng)村的古樹名木有14 886 株（其中生長勢正常的13 818 株、衰弱的801 株、瀕危的267 株），占總株數(shù)的95.01%。按生長環(huán)境分，生長環(huán)境好的古樹名木有14 618 株（其中生長勢正常的13 995 株、衰弱的451 株、瀕危的172 株），占總株數(shù)的93.30%；生長環(huán)境適中的古樹名木有881 株（其中生長勢正常的458 株、衰弱的357 株、瀕危的66 株），占總株數(shù)的5.62%；生長環(huán)境差的古樹名木有169 株（其中生長勢正常的49 株、衰弱的75 株、瀕危的45 株），占總株數(shù)的1.08%。按古樹名木所在縣（市、區(qū)）行政區(qū)域分，椒江區(qū)有77 株，占總株數(shù)的0.49%；黃巖區(qū)有982 株，占總株數(shù)的6.27%；路橋區(qū)有41 株，占總株數(shù)的0.26%；臨海市有1 532 株，占總株數(shù)的9.78%；溫嶺市有254 株，占總株數(shù)的1.62%；玉環(huán)市有178 株，占總株數(shù)的1.14%；天臺縣有7 134 株，占總株數(shù)的45.53%；仙居縣有4 786 株，占總株數(shù)的30.55%；三門縣有684 株，占總株數(shù)的4.36%。

表1 臺州市古樹名木數(shù)量及分布情況Table 1 Number and distribution of ancient and famous trees in Taizhou

表2 臺州市古樹名木行政區(qū)域分布情況Table 2 Administrative division distribution of ancient and famous trees in Taizhou

2.2 數(shù)據(jù)的預(yù)處理

巴特勒（Bartlett）方差齊性檢驗[12]結(jié)果表明，圖1 所示臺州市古樹名木資源在不同經(jīng)度或緯度、海拔間的空間分布數(shù)據(jù)不滿足等方差條件，因而不能直接進(jìn)行方差分析，需將古樹名木在不同經(jīng)度或緯度、海拔間的空間分布數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。本研究采用以10 為底數(shù)的對數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)滿足等方差條件，巴特勒方差齊性檢驗結(jié)果見表3。

表3 古樹名木在不同經(jīng)度、緯度和海拔間空間分布數(shù)據(jù)的方差齊性檢驗Table 3 Homogeneity test for variance of spatial distribution of ancient and famous trees at different longitudes,latitudes and altitudes

2.3 古樹名木株數(shù)的空間分布格局

表4 各聚集度指標(biāo)的計算結(jié)果Table 4 Different aggregation index

對處于不同緯度間各個網(wǎng)格中的古樹名木株數(shù)進(jìn)行均值方差分析。結(jié)果表明，不同緯度間古樹名木株數(shù)的空間數(shù)量分布差異顯著（F=6.28>F0.01(14,125)=2.23），說明緯度對臺州市的古樹名木株數(shù)空間分布有顯著影響。Iwao 的M??回歸方程（M?=α+β，α 反映個體的性質(zhì)、β則反映個體群（古樹群）的分布狀況）為：M?=59.67+1.59，r=0.954 7>r0.001=0.760 3，其中，α=59.67>0，說明古樹名木個體間相互吸引，存在著個體群；β=1.59>1，說明古樹名木株數(shù)的空間分布格局是聚集型[10]。

對不同經(jīng)度間各個網(wǎng)格的古樹名木株數(shù)進(jìn)行均值方差分析。結(jié)果表明，不同經(jīng)度間古樹名木株數(shù)的空間數(shù)量分布差異顯著（F=6.42>F0.01(16,125)=2.15），說明經(jīng)度對臺州市的古樹名木株數(shù)空間分布有顯著影響。Iwao的M??回歸方程為：M?=?158.32+3.75，r=0.787 5>r0.001=0.742 0，其中，α=－158.32<0，說明古樹名木個體間互相排斥；β=3.75>0 說明古樹名木株數(shù)的空間分布格局是聚集型[10]、但存在個體群。臺州市的古樹名木有古樹群167 個8 995 株，單個古樹群面積最小的為0.03 hm2，最大的為200 hm2，單個古樹群內(nèi)的古樹名木株數(shù)最少的有10 株，株數(shù)最多的有1 448 株，叢生在古樹群內(nèi)的古樹名木株數(shù)占全市古樹名木總株數(shù)的57.41%。古樹群是指一定區(qū)域范圍內(nèi)由一個或多個樹種組成、相對集中生長、形成特定生境的古樹群體[13]，是經(jīng)歷了漫長的時間、復(fù)雜的地質(zhì)和多種多樣的災(zāi)害后自然選擇而留存下來的古樹群體，因而每一個古樹群都是同一區(qū)域歷經(jīng)各種劫難后存活的古樹名木個體聚合，在空間分布格局上表現(xiàn)為存在個體群，給予人們古樹名木個體間有相互吸引的表象；一些樹木在各種劫難中相繼死亡而未能成為古樹，從而在空間分布格局上表現(xiàn)出古樹群間不連續(xù)以及有生長在古樹群內(nèi)的古樹個體、有散生的古樹名木個體，給予人們古樹名木個體間有相互排斥的表象。生長在古樹群內(nèi)的古樹名木生長勢正常的有8 776 株，占古樹群內(nèi)古樹名木總株數(shù)的97.57%，生長勢衰弱的有163 株，占1.81%，生長勢瀕危的有56 株，占0.62%；散生的古樹名木生長勢正常的有5 726 株，占散生古樹名木株數(shù)（6 673 株）的85.81%，生長勢衰弱的有720 株，占10.79%，生長勢瀕危的有227 株，占3.40%，古樹群內(nèi)生長勢衰弱的和生長勢瀕危的古樹名木株數(shù)均低于散生的古樹名木。經(jīng)兩總體均值頻率的差異顯著性檢驗[12]，古樹群內(nèi)生長勢正常的株數(shù)百分比與散生的生長勢正常百分比差異極顯著（U=27.73>U0.01=2.58），這說明古樹名木的聚集性對古樹名木的生長勢沒有不利影響。

古樹名木的生長場所分為城區(qū)和鄉(xiāng)村2 類。列聯(lián)表分析表明[12]，生長在城區(qū)與鄉(xiāng)村2 類場所中的古樹名木生長勢正常的株數(shù)百分比間差異顯著［=5.991

對不同海拔間各個網(wǎng)格的古樹名木株數(shù)進(jìn)行均值方差分析，結(jié)果表明，不同海拔間古樹名木株數(shù)的空間數(shù)量分布差異顯著（F=6.67>F0.01(12,125)=2.33），說明海拔對臺州市的古樹名木株數(shù)空間分布有顯著影響。Iwao的M??回歸方程為：M?=?70.62+2.27，r=0.852 4>r0.001=0.823 3，其中α=－70.62<0，說明古樹名木個體間互相排斥，β=2.27>0，說明古樹名木株數(shù)的空間分布格局是聚集型[10]。

2.4 古樹名木樹種數(shù)量的空間分布格局

對不同緯度間各個網(wǎng)格的古樹名木樹種數(shù)量進(jìn)行均值方差分析，結(jié)果表明，不同緯度間古樹名木樹種數(shù)量的空間數(shù)量分布差異顯著（F=4.41>F0.01(14,125)=2.23），說明緯度對臺州市的古樹名木樹種數(shù)量空間分布有顯著影響。Iwao 的M??回歸方程為：M?=?0.70+1.40，r=0.976 9 >r0.001=0.760 3，其中，α=－0.70<0，說明古樹名木樹種間互相排斥，β=1.40>0，說明古樹名木名樹種的空間分布格局是聚集型[10]。

對不同經(jīng)度間各個網(wǎng)格的古樹名木樹種數(shù)量進(jìn)行均值方差分析，結(jié)果表明，不同經(jīng)度間古樹名木樹種數(shù)量的空間數(shù)量分布差異顯著（F=5.19>F0.01(16,125)=2.15），說明經(jīng)度對臺州市的古樹名木樹種數(shù)量空間分布有顯著影響。Iwao 的M??回歸方程為：M?=?1.68+1.42，r=0.866 5>r0.001=0.742 0，其中，α=－1.68<0，說明古樹名木樹種間互相排斥，β=1.42>0，說明古樹名木樹種的空間分布格局是聚集型[10]。

對不同海拔間各個網(wǎng)格的古樹名木樹種數(shù)量進(jìn)行均值方差分析，結(jié)果表明，不同海拔間古樹名木樹種數(shù)量的空間數(shù)量分布差異顯著（F=8.25>F0.01(12,125)=2.33）），說明海拔對臺州市的古樹名木樹種數(shù)量空間分布有顯著影響。Iwao 的M??回歸方程為：M?=0.03+1.15，r=0.942 7>r0.001=0.823 3，其中，α=0.03>0，說明古樹名木樹種間互相吸引，存在著個體群；β=1.15>0，說明古樹名木樹種的空間分布格局是聚集型[10]。

3 小結(jié)與討論

臺州市的古樹名木集中分布在天臺縣、仙居縣和臨海市，反映在統(tǒng)計上，臺州市的古樹名木無論是株數(shù)還是樹種數(shù)量，其空間分布格局都呈聚集分布，且緯度、經(jīng)度和海拔都對古樹名木株數(shù)或樹種數(shù)量的空間分布產(chǎn)生顯著影響。

臺州市古樹名木的種類主要為樟、云錦杜鵑、馬尾松、楓香樹、苦櫧、柳杉等鄉(xiāng)土樹種，但受經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展過程中土地開發(fā)利用的影響，部分古樹名木的生長環(huán)境趨于惡化，也有部分古樹名木隨著樹齡的增長出現(xiàn)樹洞、枯梢等，影響了古樹的生長勢。古樹名木保護(hù)工作者今后須著力于破解經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保護(hù)利用古樹名木資源之間的矛盾，使不可再生的古樹名木資源發(fā)揮更大的生態(tài)效益和社會效益。

臺州全市有古樹群167 個8 995 株，進(jìn)一步佐證了全市古樹名木空間分布格局的聚集性。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，古樹群內(nèi)生長勢衰弱的和生長勢瀕危的古樹名木無論是株數(shù)還是百分比均低于散生的古樹名木，兩者總體頻率的差異顯著性檢驗表明，古樹群內(nèi)生長勢正常的株數(shù)百分比與散生的生長勢正常百分比差異極顯著，說明古樹名木的聚集性對古樹名木的生長勢沒有不利影響。究其原因可能是古樹名木在一地生長了上百年，乃至幾百上千年，與周圍環(huán)境早已協(xié)調(diào)一致，古樹群的環(huán)境受人為的影響少，古樹名木的生長勢一般不會差。分析生長勢衰弱或瀕危的那些古樹名木，除少部分受病蟲害影響及隨樹齡增加而出現(xiàn)枯枝和樹洞外，絕大部分都是人為活動造成的，如在樹冠下堆放雜物或垃圾、實施路面硬化、建造房屋等。因此，要做好古樹名木保護(hù)工作，一要加強(qiáng)宣傳力度，運用微信公眾號推送、制作古樹名木畫冊等各種形式，大力宣傳古樹名木的生態(tài)、觀賞和文化價值，提高民眾愛護(hù)、保護(hù)古樹名木的生態(tài)意識，形成全社會監(jiān)管和保護(hù)古樹名木的氛圍；二是強(qiáng)化古樹名木保護(hù)的責(zé)任落實，按相關(guān)規(guī)章制度落實古樹名木養(yǎng)護(hù)人，根據(jù)一樹一檔要求建立古樹圖文檔案和電子信息數(shù)據(jù)庫，向社會公布古樹名木名錄，懸掛古樹名木保護(hù)銘牌，落實具體的管護(hù)責(zé)任；三是積極保護(hù)和培育后備資源，選擇適宜本地生長、壽命長、價值高、具有科學(xué)及紀(jì)念意義的優(yōu)良樹種，實施就近就地培育保護(hù)；四是積極開展古樹名木的復(fù)壯保護(hù)，根據(jù)古樹名木生長的實際情況，采取有針對性的科學(xué)復(fù)壯、管護(hù)措施，提升樹體自身生命力；五是加大對古樹名木保護(hù)的資金投入，古樹名木保護(hù)是公益性事業(yè)，保護(hù)古樹名木所產(chǎn)生的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益造福于全社會，建議將古樹名木保護(hù)管理經(jīng)費納入財政預(yù)算，并引導(dǎo)社會捐資認(rèn)養(yǎng)，拓寬保護(hù)經(jīng)費渠道；六是建立多層次的保護(hù)體系和監(jiān)測體系，保護(hù)古樹資源，應(yīng)站在保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保護(hù)歷史文化遺產(chǎn)和生物多樣性的高度，建立以智慧管理、分類保護(hù)為主的全方位多層次的保護(hù)體系和有效的動態(tài)監(jiān)測體系，依托自然保護(hù)區(qū)，利用數(shù)字化技術(shù)和數(shù)據(jù)分析軟件對古樹名木進(jìn)行分析管理，對古樹群落及零星古樹興建相應(yīng)保護(hù)點，對因修建水庫而不適宜在原地生長的古樹，宜就近移植到高處或搶救性地遷移至與古樹原來生長環(huán)境相似的公園、保護(hù)區(qū)等進(jìn)行保護(hù)，建立動態(tài)監(jiān)測體系，定期對古樹的生境、長勢、保護(hù)現(xiàn)狀等項目進(jìn)行定期監(jiān)測，為決策提供依據(jù)。

致謝：對參加2017 年臺州市各縣（市、區(qū)）古樹名木普查的工作人員表示衷心的感謝！