新田縣古樹(shù)名木資源組成和空間分布特征分析

邱族周，胡希軍，錢(qián) 惠，韋寶婧，廖坤富

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.湖南省自然保護(hù)地風(fēng)景資源大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

古樹(shù)是指樹(shù)齡在100 a 以上的樹(shù)木；名木是指具有重要?dú)v史、文化價(jià)值，極具紀(jì)念意義的樹(shù)木[1]。古樹(shù)名木是重要的自然文化遺產(chǎn)[2]，具有極高的科研、歷史、生態(tài)、文化、經(jīng)濟(jì)和景觀價(jià)值[3]，是區(qū)域生物多樣性的重要組成部分，保護(hù)古樹(shù)名木對(duì)促進(jìn)社會(huì)主義生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。我國(guó)對(duì)于古樹(shù)名木的研究起步較晚，在研究尺度上，涵蓋森林公園[4]、縣[5]、市[6-7]、省[8]乃至國(guó)家[9]層級(jí)等空間尺度，總體主要集中在大中城市[10]。在研究?jī)?nèi)容上，前期我國(guó)古樹(shù)的研究停留在相對(duì)基礎(chǔ)的發(fā)展階段，研究方向主要側(cè)重于古樹(shù)樹(shù)齡測(cè)定、衰老肌理、養(yǎng)護(hù)復(fù)壯[11-12]等方面，隨后學(xué)者們相繼在古樹(shù)價(jià)值評(píng)價(jià)[13-14]、影響古樹(shù)生長(zhǎng)的因素[15]、古樹(shù)名木與三維管理信息系統(tǒng)[16]、古樹(shù)與文化的關(guān)系[17]、時(shí)空分布[18]等方面取得突出研究成果。隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，我國(guó)在古樹(shù)名木空間分布方面的研究成果開(kāi)始涌現(xiàn)，研究方法上也從單元網(wǎng)格法[19]和數(shù)理統(tǒng)計(jì)法[20]等傳統(tǒng)方法向與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合轉(zhuǎn)變。王元?jiǎng)俚萚21]用VB 對(duì)GIS 系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，以香山公園為例建立古樹(shù)名木管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)與Web 信息查詢系統(tǒng)；張艷麗等[22]使用標(biāo)準(zhǔn)差橢圓和GIS 技術(shù)對(duì)四川廣安市古樹(shù)名木空間分布特征進(jìn)行探究。劉益曦等[23]使用GIS 技術(shù)對(duì)溫州古樹(shù)分布類(lèi)型、分布密度等進(jìn)行定性和定量分析，揭示了古樹(shù)資源空間分布特征并提出古樹(shù)保護(hù)建議?；诖?，本研究對(duì)新田縣古樹(shù)資源組成特征、空間分布格局和影響古樹(shù)分布的地理環(huán)境因素等進(jìn)行定性和定量分析，以期為保護(hù)新田縣古樹(shù)和物種多樣性提供理論依據(jù)，為古樹(shù)名木資源的合理開(kāi)發(fā)利用、城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

新田縣是湖南省永州市下轄縣，位于112°02′～112°23′E，25°40′～26°06′N(xiāo) 之間，總面積1 022.4 km2。新田位于南嶺山脈的北段，所處位置地勢(shì)較低，海拔200～1 080 m，縣境內(nèi)四面環(huán)山，地勢(shì)西北高，東南低，山地面積占比36.56%，屬中亞熱帶大陸性季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，四季分明、雨量充沛，年平均氣溫在17.6～18.5℃之間，年平均日照時(shí)數(shù)在1 384.1～1 688.0 h 之間，年平均降水量1 280～1 530 mm。縣內(nèi)森林資源豐富，全縣森林覆蓋率達(dá)55.60%。

湖南省永州市新田縣于2016 年4—12 月全面完成古樹(shù)名木普查建檔工作，調(diào)查按照中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（LY/T2738—2016）古樹(shù)名木普查技術(shù)規(guī)范[24]以及（LY/T2737—2016）古樹(shù)名木鑒定規(guī)范[25]執(zhí)行。結(jié)果表明，全縣共有古樹(shù)名木2 483 株，隸屬于39 科58 屬71 種，古樹(shù)名木的主要樹(shù)種為樟樹(shù)、楓香、馬尾松、側(cè)柏、櫸樹(shù)、榆樹(shù)和銀杏。新田縣的古樹(shù)名木權(quán)屬分布絕大部分為集體所有，共2 342 株；其次為國(guó)有，共113株；個(gè)人所占比例較小，只有28 株。其中國(guó)家一級(jí)保護(hù)古樹(shù)名木（≥500 a）52 株，國(guó)家二級(jí)保護(hù)古樹(shù)名木（300～499 a）268 株，國(guó)家三級(jí)保護(hù)古樹(shù)名木（100～299 a）2 163 株。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)的來(lái)源及預(yù)處理

古樹(shù)名木的樹(shù)齡、樹(shù)高、胸徑、冠幅、海拔、立地條件、地理坐標(biāo)、生長(zhǎng)勢(shì)等數(shù)據(jù)由永州市林業(yè)局提供。并通過(guò)實(shí)地調(diào)研，抽樣實(shí)測(cè)古樹(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的精確性，同時(shí)收集新田縣古樹(shù)相關(guān)歷史文化資料。土地利用數(shù)據(jù)來(lái)源于GlobeLand30（2020）全球地表覆蓋遙感制圖數(shù)據(jù)產(chǎn)品，分辨率為30 m。地質(zhì)數(shù)據(jù)來(lái)自地質(zhì)科學(xué)數(shù)據(jù)出版系統(tǒng)全國(guó)1∶50 萬(wàn)數(shù)字地質(zhì)圖。在ArcGIS平臺(tái)上以點(diǎn)要素形式建立古樹(shù)名木空間矢量數(shù)據(jù)，將每木對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以Excel 表格的形式與矢量數(shù)據(jù)屬性表進(jìn)行關(guān)聯(lián)建立古樹(shù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)，新田縣行政邊界選取2018 全國(guó)1∶100 萬(wàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，將所有空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一為WGS_1984_UTM_Zone_49N 投影。

2.2 研究方法

2.2.1 鄰近點(diǎn)分析法

從縣域尺度來(lái)看，新田縣的古樹(shù)名木可以抽象為點(diǎn)狀要素，而點(diǎn)狀要素分布類(lèi)型可分為均勻、隨機(jī)和集聚等3種，可采用最鄰近點(diǎn)指數(shù)進(jìn)行判定。平均最鄰近是指點(diǎn)間最近距離均值。該分析方法通過(guò)比較實(shí)際最鄰近距離與理論最鄰近距離來(lái)判斷其空間格局。最鄰近點(diǎn)指數(shù)R 是指實(shí)際最鄰近距離與理論最鄰近距離之比，其公式為：

式（1）中：R表示新田縣古樹(shù)分布最鄰近指數(shù)；r1為實(shí)際最鄰近距離；rE為理論最鄰近距離；D為點(diǎn)密度。當(dāng)R＝1 時(shí)，說(shuō)明點(diǎn)狀分布為隨機(jī)型；R＞1 時(shí)，點(diǎn)狀要素趨于均勻分布；R＜1 時(shí)，點(diǎn)狀要素趨于集聚分布。

2.2.2 核密度分析法

核密度分析是一種基于數(shù)學(xué)函數(shù)，根據(jù)要素在其周?chē)徲蛑械木嚯x和密度，計(jì)算每單位面積的量值，并將離散的樣本點(diǎn)密度轉(zhuǎn)換為在空間上連續(xù)分布的密度值的非參數(shù)密度估計(jì)的方法[26]。核密度分析法認(rèn)為：空間點(diǎn)密度越高，地理事件在區(qū)域發(fā)生的概率大。對(duì)于每個(gè)空間實(shí)體，其中心處密度最大，越往邊緣密度越小，達(dá)到一定的距離閾值后密度為0。某個(gè)空間位置X 的核密度為其窗口范圍內(nèi)所有實(shí)體密度之和。表達(dá)式為：

式（2）中：n表示距離閾值范圍內(nèi)包含的空間實(shí)體數(shù)量，h表示距離閾值，k(x-xi/h)為核密度方程，x-xi表示2 點(diǎn)之間的歐氏距離。

3 結(jié)果與分析

3.1 新田縣古樹(shù)空間分布特征

3.1.1 空間分布類(lèi)型

空間分布類(lèi)型分析可以反映新田縣古樹(shù)名木之間的空間分布相關(guān)性和空間聚集特征。古樹(shù)名木可以抽象為點(diǎn)狀要素，而點(diǎn)狀要素在空間上的分布有均勻、隨機(jī)和集聚3 種類(lèi)型，結(jié)合GIS 對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行平均最鄰近指數(shù)進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果（表1）表明新田縣古樹(shù)名木的最鄰近指數(shù)的R值為0.203 99 ＜1，表明古樹(shù)的分布在空間上相互接近呈顯著聚集狀態(tài)，屬于空間聚集模式。

表1 新田縣古樹(shù)名木平均最近鄰指數(shù)分析指標(biāo)Table 1 Analysis of the average nearest neighbor index of ancient and famous trees in Xintian County

3.1.2 核密度分析

核密度的結(jié)果受帶寬（h）選取的影響較大，本文通過(guò)多次試驗(yàn)校驗(yàn)，設(shè)定新田縣古樹(shù)的合理空間搜索帶寬為3 000 m 最為適宜。在ArcGIS10.5平臺(tái)錄入2 483 株古樹(shù)名木的精準(zhǔn)地理定位，采用核密度工具(Kernel density)對(duì)新田縣古樹(shù)名木空間分布密度進(jìn)行測(cè)算，并生成新田縣古樹(shù)名木的核密度圖（圖1）。結(jié)果顯示，新田縣的空間分布在不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)呈現(xiàn)出明顯的差異，有較強(qiáng)的空間聚集性，具有多個(gè)密度群集聚分布特征。其中有2 個(gè)高密集區(qū)中心，分別位于新圩鎮(zhèn)和枧頭鎮(zhèn)，分布密度達(dá)7.20～9.32 株/km2。此外存在4 個(gè)次密集區(qū)中心，分別位于金盆鎮(zhèn)、門(mén)樓下瑤族鄉(xiāng)西部和大坪塘鎮(zhèn)西北部和東部，分布密度達(dá)4.54～7.19 株/km2。

圖1 新田縣古樹(shù)名木核密度分析圖Fig.1 Kernel density analysis of heritage trees in Xintian County

3.1.3 數(shù)量分布特征分析

新田縣古樹(shù)名木共分布于下轄11 個(gè)鎮(zhèn)、1 個(gè)民族鄉(xiāng)和2 個(gè)林場(chǎng)，有龍泉鎮(zhèn)、金陵鎮(zhèn)、驥村鎮(zhèn)、枧頭鎮(zhèn)、新圩鎮(zhèn)、石羊鎮(zhèn)、新隆鎮(zhèn)、大坪塘鎮(zhèn)、陶嶺鎮(zhèn)、金盆鎮(zhèn)、三井鎮(zhèn)、門(mén)樓下瑤族鄉(xiāng)、大灣林場(chǎng)和肥源林場(chǎng)。結(jié)果顯示（表2），各區(qū)域的數(shù)據(jù)差異顯著。數(shù)量最多的為門(mén)樓下瑤族鄉(xiāng)，共361株，占古樹(shù)名木總數(shù)的14.54%；其次為枧頭鎮(zhèn)和新圩鎮(zhèn)，數(shù)量分別為339 株和282 株，占古樹(shù)名木總數(shù)的13.65%和11.60%；數(shù)量最多的前3 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)為982 株，占古樹(shù)名木總數(shù)的39.55%。數(shù)量最少的是肥源林場(chǎng)，只有3 株古樹(shù)名木，占比為0.12%。從新田縣地理環(huán)境來(lái)看，新田縣古樹(shù)名木多分布在地形平緩以及河流匯集的地區(qū)，數(shù)量最多的3 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)地理位置距離大，在新田縣地圖上呈三角布局，總體布局呈現(xiàn)出“散點(diǎn)狀與組團(tuán)狀”并存的狀態(tài)。

表2 新田縣古樹(shù)名木數(shù)量和保護(hù)等級(jí)分布Table 2 Quantity and protection grade distribution of the ancient and famous trees in Xintian County

3.2 古樹(shù)類(lèi)型結(jié)構(gòu)特征分析

3.2.1 古樹(shù)樹(shù)齡和等級(jí)分布

新田縣一級(jí)古樹(shù)有52 株，僅占古樹(shù)名木總數(shù)的2.09%；二級(jí)古樹(shù)有268 株，占古樹(shù)名木總數(shù)的10.79%；三級(jí)古樹(shù)有2 163 株，占古樹(shù)名木總數(shù)的87.11%；其中金陵鎮(zhèn)、枧頭鎮(zhèn)、新圩鎮(zhèn)、石羊鎮(zhèn)、新隆鎮(zhèn)、大坪塘鎮(zhèn)、陶嶺鎮(zhèn)和三井鎮(zhèn)這8 各區(qū)域都有3 個(gè)級(jí)別的古樹(shù)名木。3 個(gè)級(jí)別古樹(shù)名木具體分布特征（表1）：在一級(jí)古樹(shù)名木中，數(shù)量最多的是金陵鎮(zhèn)和新圩鎮(zhèn)各有13 株一級(jí)古樹(shù)名木，其次為新隆鎮(zhèn)有10 株三鎮(zhèn)數(shù)量總和占所有一級(jí)古樹(shù)名木的69.23%，其中1 000 a 以上的古樹(shù)名木有6 株，都集中在金陵鎮(zhèn)；有5 個(gè)區(qū)域數(shù)量為0 株，分別為大灣林場(chǎng)、龍泉鎮(zhèn)、驥村鎮(zhèn)、門(mén)樓下瑤族鄉(xiāng)和金盆鎮(zhèn)。在二級(jí)古樹(shù)名木中，數(shù)量最多的是枧頭鎮(zhèn)，有51 株古樹(shù)名木，其次為大坪塘鎮(zhèn)和大灣林場(chǎng)，分別為40 株和31 株，數(shù)量前3 名的區(qū)域總量占二級(jí)古樹(shù)名木的45.52%；肥源林場(chǎng)沒(méi)有二級(jí)古樹(shù)名木。在三級(jí)古樹(shù)名木中，數(shù)量最多的是門(mén)樓下瑤族鄉(xiāng)，有343 株，其次為枧頭鎮(zhèn)和新圩鎮(zhèn)，數(shù)據(jù)分別為284 株和253 株，數(shù)量前三名的區(qū)域總量占三級(jí)古樹(shù)名木的40.68%；肥源林場(chǎng)的三級(jí)級(jí)古樹(shù)名木只有1 株。因此，新田縣的古樹(shù)名木以三級(jí)數(shù)量為主，二級(jí)古樹(shù)名木次之，一級(jí)古樹(shù)名木占比小數(shù)量稀缺。其中一級(jí)古樹(shù)名木集中在金陵鎮(zhèn)、新圩鎮(zhèn)和新隆鎮(zhèn)，二級(jí)古樹(shù)名木集中在枧頭鎮(zhèn)、大坪塘鎮(zhèn)和大灣林場(chǎng)，三級(jí)古樹(shù)名木集中在門(mén)樓下瑤族鄉(xiāng)、枧頭鎮(zhèn)和新圩鎮(zhèn)。

3.2.2 古樹(shù)徑級(jí)冠幅結(jié)構(gòu)特征

從新田縣古樹(shù)名木的生長(zhǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)（表3）可以看出，新田縣古樹(shù)名木的生長(zhǎng)散生數(shù)量為1 926 株，群狀數(shù)量為557 株，占比分別為77.57%和22.43%，新田縣古樹(shù)名木的生長(zhǎng)以散生為主，群狀生長(zhǎng)數(shù)量較少，從群狀分布圖中可以看出，群生的古樹(shù)群稀少且分布分散。從新田縣古樹(shù)名木的樹(shù)高數(shù)據(jù)分析，古樹(shù)名木樹(shù)高主要集中在10～19 m區(qū)段，共1 829 株占古樹(shù)名木總量的73.66%；20～29 m 區(qū)段，共553 株占古樹(shù)名木總量的22.27%；10 m 以下的區(qū)段，共76 株占總量的3.06%；30 m及以上的區(qū)段，共25 株占總量的1.01%。從新田縣古樹(shù)名木的有效胸圍數(shù)據(jù)分析，古樹(shù)名木的胸圍主要集中在1 m 以下區(qū)段，共2 279 株占古樹(shù)名木總數(shù)量的91.78%；1 m 及以上區(qū)段共204 株，占古樹(shù)名木總數(shù)量的8.22%。從新田縣古樹(shù)名木的冠幅數(shù)據(jù)分析，古樹(shù)名木的平均冠幅主要集中在10 m以下區(qū)段，共1 558 株占全國(guó)古樹(shù)名木總數(shù)量的62.75%；冠幅在10～19 m 區(qū)段，共773 株占古樹(shù)名木總數(shù)量的31.13%；冠幅在20～29 m 區(qū)段，共122 株占古樹(shù)名木總數(shù)量的4.91%；冠幅在30 m 及以上區(qū)段共30 株占古樹(shù)名木總數(shù)量的1.21%。在金陵鎮(zhèn)的一級(jí)保護(hù)古樹(shù)名木中，一棵樹(shù)齡為3 000 a 的銀杏樹(shù)高36 m，胸徑238 m，平均冠幅24.5 m。因此，新田縣古樹(shù)名木的生長(zhǎng)狀態(tài)以單株散生狀態(tài)為主、群株生長(zhǎng)相對(duì)較少，古樹(shù)名木的胸圍以1 m 以下為主、1 m 以上次之，樹(shù)高主要集中在10～29 m 之間，冠幅集中在19 m以下，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表3 新田縣古樹(shù)名木徑級(jí)結(jié)構(gòu)、樹(shù)高冠幅和生長(zhǎng)狀況Table 3 Diameter structure,tree height,crown width and growth status of the ancient and famous trees in Xintian County

表4 新田縣古樹(shù)名木優(yōu)勢(shì)種Table 4 The average nearest neighbor index of the ancient and famous trees in Xintian County

3.2.3 古樹(shù)優(yōu)勢(shì)種數(shù)量及分布

新田縣古樹(shù)名木共2 483 株，共有38 科、57屬71 種。數(shù)量超過(guò)20 棵的有12 種，分別為柏木Cupressus funebris、樟樹(shù)Cinnamomum camphora、楓香Liquidambar formosana、甜櫧Castanopsis eyrei、馬 尾松Pinus massoniana、青 岡櫟Cyclobalanopsis glauca、錐栗Castanea henryii、南嶺黃檀Dalbergia balansae、櫸樹(shù)Zelkova serrata、苦櫧Castanopsis sclerophylla、木荷Schima superba和麻櫟Quercus acutissima，具體數(shù)量見(jiàn)表3。從數(shù)量前5 的優(yōu)勢(shì)樹(shù)種分布圖（圖2）來(lái)看，柏木分布范圍廣，全縣各地均有分布；樟樹(shù)主要集中分布在龍泉鎮(zhèn)和縣南部新圩鎮(zhèn)周?chē)?；楓香、甜櫧、馬尾松在北部驥村鎮(zhèn)和夢(mèng)樓下瑤族鄉(xiāng)分布較多，此外楓香在西南部枧頭鎮(zhèn)和三井鎮(zhèn)也有分布。這些古樹(shù)優(yōu)勢(shì)種均具有耐干旱瘠薄的特性。如柏木、青岡櫟、麻櫟喜歡石灰?guī)r鈣質(zhì)土壤環(huán)境，適應(yīng)力強(qiáng)，抗風(fēng)固土、改善土質(zhì)能力強(qiáng)，是寶貴的樹(shù)種資源。此外這些優(yōu)勢(shì)種也是極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的用材樹(shù)種，為建筑、造船、家具等提供用材，如木荷、楓香是高等家具的用材樹(shù)種，櫸樹(shù)莖皮纖維棵制人造棉和繩索，馬尾松是優(yōu)良薪碳材的同時(shí)也是我國(guó)主要的產(chǎn)脂樹(shù)種，錐栗、苦櫧、青岡櫟果實(shí)種子有重要的食用價(jià)值。這些優(yōu)勢(shì)種根莖葉花果或者種子皆有藥用價(jià)值，如柏木葉、楓香樹(shù)根葉果可入藥，南嶺黃檀是重要的中藥材料。新田縣的石灰?guī)r地質(zhì)對(duì)古樹(shù)的資源組成產(chǎn)生了重要影響，保留下來(lái)的古樹(shù)資源都具有極強(qiáng)的適應(yīng)性和抗逆性，同時(shí)還具有寶貴的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、食用價(jià)值或藥用價(jià)值，這些特點(diǎn)共同作用形成了新田縣獨(dú)特的古樹(shù)資源組成。

圖2 新田縣古樹(shù)名木優(yōu)勢(shì)種分布圖Fig.2 Distribution map of the dominant ancient tree species in Xintian County

3.3 地理因素分布特征

3.3.1 地理區(qū)域分布特征

根據(jù)實(shí)地調(diào)研統(tǒng)計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)顯示，新田縣2 483 株古樹(shù)名木中共有29 株分布于城市區(qū)域，占古樹(shù)名木總數(shù)的1.17%，其中主要有25 株分布在龍泉鎮(zhèn)，有4 株分布于石羊鎮(zhèn)，剩余1 株分布于大坪塘鎮(zhèn)；共有2 454 株名木分布于新田縣農(nóng)村區(qū)域，占古樹(shù)名木總數(shù)的98.83%。在農(nóng)村地區(qū)的2 454 株古樹(shù)名木中，有1 041 株古樹(shù)名木分布于遠(yuǎn)郊野外，占比42.42%；剩余1 413 株分布于鄉(xiāng)村街邊，占比57.58%。新田縣的土地覆被類(lèi)型主要有林地、耕地、草地、水體和建設(shè)用地（圖3），耕地、林地約占總面積的88%。耕地分布的古樹(shù)數(shù)量最多，占總數(shù)的58.74%，其次為林地、建設(shè)用地和草地。從分布密度來(lái)看，古樹(shù)分布密度從大到小分別為建設(shè)用地＞耕地＞林地＞草地＞水體，具體見(jiàn)表5。原始林地為古樹(shù)提供了穩(wěn)定良好的生境，保留了較多的古樹(shù)。而耕地區(qū)域零散破碎的綠地斑塊也為古樹(shù)的生長(zhǎng)存活提供了空間，同時(shí)古樹(shù)資源中大多以用材樹(shù)種、經(jīng)濟(jì)樹(shù)種為主，這與村落的農(nóng)耕生產(chǎn)生活需求相契合，因此分布數(shù)量較大。而城市區(qū)域由于現(xiàn)代化建設(shè)，古樹(shù)原有棲息地受到建設(shè)用地的擠壓侵占而遭受破壞，保留的古樹(shù)的數(shù)量稀少。但由于古樹(shù)自身除了有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)也具有極高的生態(tài)效益，其體枝葉繁茂冠幅巨大極具觀賞性，是城市園林綠化的寶貴資源，因此在建設(shè)用地中分布密度相對(duì)較高。

表5 不同用地類(lèi)型古樹(shù)分布Table 5 Distribution of ancient trees in different land types

圖3 新田縣古樹(shù)名木用地類(lèi)型分布圖Fig.3 Distribution of land types for the ancient and famous trees in Xintian County

3.3.2 地質(zhì)類(lèi)型分布特征

新田縣地層屬華夏陸臺(tái)、南嶺準(zhǔn)地槽區(qū)，北部中低山地以寒武系、奧陶系為主，東南丘崗地和西部低山地以泥盆系為主[27]。泥盆系廣泛分布于西部低山和東南部丘陵崗地，約占總面積的70%，巖性主要為灰白-深灰色中厚至巨厚層狀灰?guī)r，次為白云質(zhì)灰?guī)r。這種獨(dú)特的石灰?guī)r地質(zhì)形成了新田縣獨(dú)具特色古樹(shù)資源，其中柏木是數(shù)量最多的樹(shù)種，占總數(shù)的51.95%，柏木適應(yīng)性強(qiáng)，能在微堿性或石灰?guī)r山地上生長(zhǎng)，尤以在石灰?guī)r山地鈣質(zhì)土上生長(zhǎng)良好，是這類(lèi)土壤中宜林荒山綠化、疏林改造的先鋒樹(shù)種[28]。同時(shí)其具有極高的樹(shù)材價(jià)值、藥用價(jià)值，具有全樹(shù)可予利用的特點(diǎn)，因此在新田縣石灰?guī)r地質(zhì)的鄉(xiāng)野環(huán)境中廣泛種植。此外，青岡櫟、麻櫟數(shù)量也較多，分別有77 棵和20 棵，這類(lèi)樹(shù)種耐貧瘠，喜鈣質(zhì)土壤，在微堿性或中性的石灰?guī)r土壤上生長(zhǎng)良好，同時(shí)具有極高的樹(shù)材價(jià)值和生態(tài)效益[29]，在新田縣境內(nèi)保留有數(shù)量可觀的古樹(shù)資源（圖4）。

圖4 新田縣地質(zhì)類(lèi)型與古樹(shù)分布圖Fig.4 Geological types and distribution of the ancient trees in Xintian County

3.3.3 立地條件分布特征

新田縣境內(nèi)四面環(huán)山，地勢(shì)西北高東南低，山地丘陵區(qū)域集中在縣北部和西部區(qū)域，海拔跨度在153～984 m 之間。古樹(shù)的分布受海拔高程影響不明顯，在西北丘陵地帶和南部低海拔丘崗地帶均有大量分布。古樹(shù)名木的坡向和坡度分布情況如圖5～6 所示。將坡向按方位角分為9 個(gè)類(lèi)別，坡度小于5°的區(qū)域劃分為無(wú)坡；將坡度按坡度等級(jí)分為5 類(lèi)，將坡位分成5 個(gè)類(lèi)別。古樹(shù)名木不同立地條件的具體分布情況如表6 所示。從坡向看，無(wú)坡區(qū)域古樹(shù)的分布數(shù)量最多，占總數(shù)的43.13%；而北、東北、西北、東坡與南、西南、東南、西坡的總分布數(shù)量相接近，各占28.11%和28.76%。從坡度看，以平坡分布的古樹(shù)數(shù)量最多，占總數(shù)的56.06%；其次為緩坡和斜坡，各占22.71%和18.89%；陡坡和急坡區(qū)域古樹(shù)數(shù)量最少，僅占2.33%。坡位是影響立地條件尤其是水分條件的重要地形因子。脊部是山脈的分水線及其兩側(cè)各下降垂直高度15 m 的范圍，只有1 株古樹(shù)；平地共996 株占比40.11%；上坡是從基部以下至山谷范圍內(nèi)的山坡三等分后的最上等分部位，共95株占比3.83%；中坡是三等分的中坡位，共1 099株占比44.26%；下坡共292 株占比11.72%。總體而言，新田縣古樹(shù)名木主要分布在無(wú)坡、平坡和緩坡等地勢(shì)較平坦的坡度區(qū)域，坡位分布上主要集中在中坡和平地兩個(gè)區(qū)域。

圖5 新田縣古樹(shù)名木坡度分布圖Fig.5 Slope distribution map of the ancient and famous trees in Xintian County

表6 不同立地條件古樹(shù)分布Table 6 Distribution of the ancient trees in different sites

新田縣的土壤共有7 種類(lèi)型，其中以南方紅壤為主。土壤類(lèi)型分布方面，5 種紅壤中共分布2 446 株古樹(shù)名木，具體為：紅壤，呈紅棕色或橘紅色，剖面下部有網(wǎng)紋和鐵錳結(jié)核，共1 877 株占比75.59%；紅壤土，一般呈褐紅色，是具有高含水率、低密度而強(qiáng)度較高、壓縮性較低特性的土，共189 株占比7.61%；黃紅壤，黃紅壤呈橙黃色，黃紅壤的成土過(guò)程仍以脫硅富鋁化作用為主，處在山地土壤和空氣濕度增加呈現(xiàn)黃化，是紅壤向黃壤過(guò)渡的一類(lèi)土壤，共122 株占比4.91%；黃壤，呈黃色或蠟黃色，土層潮濕、粘土礦物含有較多，含有針鐵礦和褐鐵礦，共150 株占比6.04%；山地黃壤，呈土黃色，主要分布于海拔較高的山坡地域，共108 株占比4.35%；石灰土，質(zhì)地都比較黏重，剖面上有石灰泡沫，共35 株占比1.41%；砂礫土，含砂量高、顆粒大、滲水快保水性能差，目前只有2 株。

圖6 新田縣古樹(shù)名木坡向分布圖Fig.6 Slope aspect distribution of the ancient and famous trees in Xintian County

土壤緊實(shí)度是指土壤抵抗外力的壓實(shí)和破碎的能力，指土壤顆粒間隙的大小，是土壤強(qiáng)度的一個(gè)合成指標(biāo)。新田縣土壤可以分為較疏松、緊密和中等3 個(gè)密度級(jí)別，其中古樹(shù)名木分布區(qū)域主要以緊密土壤為主，該區(qū)域分布的古樹(shù)占總數(shù)的91.66%；較疏松和中等緊密土壤分布較少，分別占比3.66%和4.67%。

3.3.4 人口密度分布特征

人類(lèi)活動(dòng)與古樹(shù)資源生長(zhǎng)存活密切相關(guān)。根據(jù)新田縣2016 年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)數(shù)據(jù)中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算（圖7），結(jié)合前文3.1.2古樹(shù)核密度分析結(jié)果，古樹(shù)集聚分布的2 個(gè)高密度團(tuán)和4 個(gè)次密集區(qū)中，金盆和新圩鎮(zhèn)屬于人口密度高值區(qū)，枧頭鎮(zhèn)、門(mén)樓下瑤族鄉(xiāng)和大坪塘鎮(zhèn)屬于人口密度低值區(qū)。結(jié)合新田縣傳統(tǒng)村落的分布情況[30]，可以看出，古樹(shù)高密度集聚區(qū)域與人口密度高值區(qū)且傳統(tǒng)村落分布數(shù)量較高的區(qū)域相重合，這說(shuō)明傳統(tǒng)村落文化對(duì)于古樹(shù)名木的保護(hù)具有促進(jìn)作用。而人口密度低的區(qū)域由于多以山地為主，人為干擾因素小，也成為了古樹(shù)集聚程度較高的區(qū)域。

圖7 新田縣人口密度與古樹(shù)分布圖Fig.7 Population density and distribution of the ancient trees in Xintian County

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

新田縣共有古樹(shù)名木2 483 株，隸屬于39 科58 屬71 種，優(yōu)勢(shì)種為柏木、樟樹(shù)、楓香、甜櫧和馬尾松、青岡櫟等鄉(xiāng)土樹(shù)種，具有顯著的熱帶分布特征，是植物長(zhǎng)期適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。從古樹(shù)年齡結(jié)構(gòu)來(lái)看，樹(shù)齡在100～299 a 范圍的三級(jí)古樹(shù)占比最大，其中以柏木、樟樹(shù)和馬尾松為主，這些樹(shù)種適應(yīng)性強(qiáng)，生長(zhǎng)迅速，常被作為林荒山綠化、疏林改造的先鋒樹(shù)種，本身具有極高的用材價(jià)值，柏木等樹(shù)種能在微堿性或石灰?guī)r山地上生長(zhǎng)，尤其在石灰?guī)r山地鈣質(zhì)土上生長(zhǎng)良好，因此在新田縣泥盆系石灰?guī)r地層區(qū)域分布范圍極廣且數(shù)量較多；千年以上的古樹(shù)有6 棵，分別為5 株銀杏和1株紅豆杉，這些珍貴樹(shù)種經(jīng)歷朝代更替和戰(zhàn)火紛飛后仍然被保留下來(lái)，得益于中國(guó)歷史悠久的古樹(shù)崇拜文化。銀杏又名白果樹(shù)，而在中國(guó)的神話傳說(shuō)中，白果曾經(jīng)是伏羲、女?huà)z食用的圣藥，因此，銀杏樹(shù)也就成為了人們崇拜的對(duì)象。從古樹(shù)生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，古樹(shù)樹(shù)高主要集中在10～29 m 之間，占比73.66%；胸徑以1 m 以下為主，占91.78%；冠幅以10 m 以下為主。從生長(zhǎng)勢(shì)來(lái)看，98.27%的古樹(shù)為正常株，總體長(zhǎng)勢(shì)良好。

新田縣古樹(shù)名木在空間上為顯著集聚模式，呈現(xiàn)出“散點(diǎn)狀與多組團(tuán)狀”并存的狀態(tài)。古樹(shù)有多個(gè)密度團(tuán)集聚分布，其中存在2 個(gè)高密集區(qū)中心，分別位于新圩鎮(zhèn)和枧頭鎮(zhèn)，分布密度達(dá)7.20～9.32 株/km2；另外4 個(gè)次密集區(qū)分別位于金盆鎮(zhèn)、門(mén)樓下瑤族鄉(xiāng)西部和大坪塘鎮(zhèn)西北部和東部，分布密度達(dá)4.54～7.19 株/km2。從新田縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)古樹(shù)分布情況來(lái)看，門(mén)樓下瑤族鄉(xiāng)古樹(shù)數(shù)量最多，其次為枧頭鎮(zhèn)和新圩鎮(zhèn)。門(mén)樓下瑤族鄉(xiāng)人口分布較少且以山地為主，人為干擾因素小，古樹(shù)得以保留；而枧頭鎮(zhèn)和新圩鎮(zhèn)人口密度較高，但同時(shí)也分布有較多的傳統(tǒng)村落，傳統(tǒng)村落與古樹(shù)和諧共生，為古樹(shù)的保存提供了良好的條件。

古樹(shù)位置主要為城區(qū)和鄉(xiāng)村兩種，約有98.83%的古樹(shù)分布在鄉(xiāng)村?？h內(nèi)土地覆被類(lèi)型主要有林地、耕地、草地、水體和建設(shè)用地為主，耕地分布的古樹(shù)數(shù)量最多，占總數(shù)的58.74%，其次為林地、建設(shè)用地和草地。隨著城市化進(jìn)程的加快，在城鄉(xiāng)融合過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注重對(duì)古樹(shù)原始生境的保留，避免古樹(shù)生存空間因城市發(fā)展被擠占而對(duì)其生長(zhǎng)產(chǎn)生劇烈沖擊。從古樹(shù)生長(zhǎng)立地條件分布情況來(lái)看，新田縣古樹(shù)主要分布在平地、緩坡和緊密紅壤區(qū)域。

4.2 討論

本研究在新田縣古樹(shù)名木資源普查的基礎(chǔ)上，分析了新田縣古樹(shù)名木資源組成特征、空間分布格局和生長(zhǎng)分布的環(huán)境因素，為新田縣古樹(shù)資源的保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用提供一定的理論參考。新田縣古樹(shù)名木資源組成和空間分布是村落民居分布、古樹(shù)文化、歷史因素、經(jīng)濟(jì)政策因素、氣候等共同作用的結(jié)果，由于數(shù)據(jù)的可獲取性，本文只分析了土層地質(zhì)、立地條件、人口密度等對(duì)古樹(shù)空間分布的影響，下一步還需對(duì)其他影響因素如與河流水系、道路的關(guān)系、政策等展開(kāi)研究。本文對(duì)古樹(shù)的資源組成特征進(jìn)行了分析，能在一定程度上揭示其物種多樣性特征，下一步可以加強(qiáng)對(duì)古樹(shù)植物區(qū)系特征、群落結(jié)構(gòu)特征和古樹(shù)景觀價(jià)值方面的研究。本文基于縣域尺度中觀尺度對(duì)新田縣的古樹(shù)展開(kāi)研究，在今后的研究中可以從宏觀和微觀尺度對(duì)古樹(shù)空間分布特征及影響因子進(jìn)行分析，如城區(qū)范圍內(nèi)微觀尺度古樹(shù)的分布、影響因素等，并基于不同尺度下的古樹(shù)分布成因和資源特征為古樹(shù)的保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用提出策略和建議。