廣東省一級(jí)古樹資源特征及其影響因子分析*

譚志權(quán) 陳 盼 郭盛才 陳秋菊 鄧冬旺

（廣東省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，廣東 廣州 510520）

古樹是大自然和先祖留給我們珍貴的自然文化遺產(chǎn)[1]，是不可再生的活文物和綠色古董，特別是一級(jí)古樹具有重要的歷史﹑文化﹑生態(tài)和科研價(jià)值。同時(shí)，古樹是自然生態(tài)系統(tǒng)中的重要元素，具有保持水土﹑降低環(huán)境污染﹑固碳﹑調(diào)節(jié)小氣候及為動(dòng)物提供棲息地等重要的生態(tài)服務(wù)功能[2]。文物不可再生，死樹不可復(fù)原，保護(hù)古樹，就是保護(hù)地球上古老的生命，就是保護(hù)人類的家園[3]。然而，近幾十年來(lái)，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展﹑工業(yè)化進(jìn)程加快﹑全球氣候變暖和降雨格局改變等因素的影響，全球不同地區(qū)的古樹資源遭到了不同程度的破壞[4]。因此，加強(qiáng)古樹的保護(hù)﹑管理和研究工作刻不容緩。

現(xiàn)階段，不同國(guó)家和地區(qū)對(duì)古樹的定義不同，對(duì)古樹等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)也存在較大差異[5]。北美地區(qū)和英國(guó)根據(jù)樹木的樹干周長(zhǎng)來(lái)劃分古樹等級(jí)[6]。在我國(guó)，按照《古樹名木鑒定規(guī)范》（LYT 2737-2016）標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)樹齡將古樹劃分為3 個(gè)等級(jí)，樹齡500 a 以上的樹木為一級(jí)古樹[7]。

古樹的形態(tài)特征不僅能直觀反映古樹生存環(huán)境和立地質(zhì)量的優(yōu)劣，也是古樹健康狀況最直觀﹑最有效的判斷指標(biāo)。古樹的形態(tài)特征除受環(huán)境因素影響外，還受人為因素和自身因素的影響。自身因素是指樹木的生理機(jī)能逐年下降，根系吸收水分和養(yǎng)分的能力越來(lái)越差，因不能滿足地上部分的需求，導(dǎo)致生理失衡，從而造成部分樹枝枯萎死亡，樹干也常會(huì)出現(xiàn)空洞或局部腐爛，樹勢(shì)漸微[8]。環(huán)境因素包括植物生長(zhǎng)所需的水﹑光﹑熱以及臺(tái)風(fēng)﹑雷電﹑干旱﹑冰凍等自然災(zāi)害。人為因素主要是指工程建設(shè)導(dǎo)致的古樹生長(zhǎng)空間受限﹑土壤理化性質(zhì)改變?cè)斐赏馔杆越档鸵约吧L(zhǎng)環(huán)境的水土污染等方面。趙勇等[9]研究結(jié)果表明病蟲害是導(dǎo)致古樹衰弱死亡的主要因子，其次是工程建設(shè)，再就是污水污物。蘇純蘭等[10]研究影響古樹健康因子的結(jié)果表明樹勢(shì)﹑頂梢枯死﹑內(nèi)部腐爛和空洞3 個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值最高。周威等[11]的研究結(jié)果表明樹種差異﹑人為干擾﹑病蟲害﹑極端天氣等是影響研究區(qū)內(nèi)古樹健康狀況的主要因素。

廣東省是中國(guó)光﹑熱和水資源最豐富的地區(qū)之一，野生動(dòng)植物資源豐富，古樹名木物種較多。本文分析了廣東省一級(jí)古樹的物種組成和地理分布格局，對(duì)一級(jí)古樹的樹齡﹑樹高﹑胸圍和平均冠幅及其影響因子進(jìn)行了相關(guān)性和差異性分析，以期掌握廣東省一級(jí)古樹的分布特征和規(guī)律，探明影響廣東省一級(jí)古樹結(jié)構(gòu)與分布的主要因素，為廣東省古樹保護(hù)和管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為全省深入推進(jìn)綠美廣東生態(tài)建設(shè)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

廣東省地處中國(guó)大陸最南部，位于北緯20°09′～25°31′和東經(jīng)109°45′～117°20′之間，土地總面積17.97 萬(wàn)km2，2020 年年平均氣溫21.9℃，年平均降水量1 790 mm。廣東省資源環(huán)境優(yōu)越，生物多樣性豐富。全省有維管束植物7 700 多種，隸屬于2 051 屬，289 科，其中野生植物有6 135 種[12]。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

2019 年，廣東省完成新一輪古樹名木普查建檔工作，本研究數(shù)據(jù)來(lái)自《廣東省新一輪古樹名木資源普查成果報(bào)告》[13]。數(shù)據(jù)的調(diào)查和測(cè)量按照《古樹名木普查技術(shù)規(guī)范》[14]的要求采集，胸圍和冠幅采用皮尺（精度l cm）測(cè)量，樹高采用測(cè)樹儀（精度1 cm）測(cè)量，古樹坐標(biāo)采用WGS84 坐標(biāo)系，利用GPS 定位采集坐標(biāo)和海拔，坡度采用多功能坡度尺（精度1 ℃）測(cè)量。年均溫度﹑等溫性﹑年均降雨量等14 個(gè)環(huán)境因子數(shù)據(jù)來(lái)源于WorldClim 全球高分辨率（5 km）氣候數(shù)據(jù)分享平臺(tái)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用軟件R4.3.0 分析廣東省一級(jí)古樹樹齡﹑樹高﹑胸圍和平均冠幅的結(jié)構(gòu)特征并制圖。

古樹重要值的計(jì)算方法為相對(duì)多度和相對(duì)優(yōu)勢(shì)度之和的平均值，即重要值=（相對(duì)多度+相對(duì)優(yōu)勢(shì)度）/2[15-16]，相對(duì)多度=某物種的株數(shù)/全部種的總株數(shù)*100%，相對(duì)優(yōu)勢(shì)度=某物種總株數(shù)的胸徑斷面積/全部物種總株數(shù)的胸徑斷面積*100%。

利用Arc GIS10.8 軟件繪制30 km×30 km 網(wǎng)格，并提取網(wǎng)格中廣東省一級(jí)古樹個(gè)體數(shù)量和物種數(shù)量，并繪制地理分布格局圖。

在WorldClim 柵格數(shù)據(jù)（5 km 分辨率）中，利用Arc GIS10.8 軟件，提取廣東省一級(jí)古樹分布點(diǎn)上的年均溫度﹑等溫性﹑年均降雨量等14 個(gè)氣候因子數(shù)據(jù)。并利用R4.3.0 軟件分析海拔﹑坡度和14 個(gè)氣候因子與廣東省一級(jí)古樹樹齡﹑樹高﹑胸圍和平均冠幅的相關(guān)性。

依據(jù)前人的研究結(jié)果[8-11]，結(jié)合廣東省一級(jí)古樹的實(shí)際，人為因素選取生長(zhǎng)空間﹑環(huán)境污染物﹑根部通氣透水性3 個(gè)因子，自身因素選取病蟲害﹑寄生﹑內(nèi)部腐爛或中空等6 個(gè)因子，分析這些因子對(duì)廣東省一級(jí)古樹樹齡﹑樹高﹑胸圍和平均冠幅的影響，影響因子的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表1。利用軟件R4.3.0 進(jìn)行人為因素和自身因素對(duì)廣東省一級(jí)古樹樹齡﹑樹高﹑胸圍和平均冠幅的差異性分析。

表1 廣東省一級(jí)古樹形態(tài)特征影響因子評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation standard of influencing factors of morphological characteristics of first-class old trees in Guangdong province

2 結(jié)果與分析

2.1 廣東省一級(jí)古樹物種組成

依據(jù)調(diào)查結(jié)果，廣東省一級(jí)古樹754 株，隸屬于35 科63 屬82 種（變種），占全省古樹名木總數(shù)量的0.94%[17]。

2.1.1 結(jié)構(gòu)特征 廣東省一級(jí)古樹樹齡﹑樹高﹑胸圍和平均冠幅的結(jié)構(gòu)特征見圖1。由圖1 可見，廣東省一級(jí)古樹隨著樹齡增大，個(gè)體數(shù)量逐漸減少。85%的一級(jí)古樹樹齡在500～800 a，其中，樹齡為500～600 a 的一級(jí)古樹最多，達(dá)到470 株，占一級(jí)古樹總數(shù)的62.33%。樹齡≥1 000 a 的古樹80 株，占一級(jí)古樹總數(shù)的10.61%，樹齡最大的為1 500 a 的荔枝樹Litchi chinensis。

圖1 廣東省一級(jí)古樹樹齡、樹高、胸圍和平均冠幅的組成特征Fig.1 Structure characteristics of age,height,breast circumference, and average crown width of first-class old trees in Guangdong province

廣東省一級(jí)古樹樹高﹑胸圍和平均冠幅的結(jié)構(gòu)特征均為正態(tài)分布。樹高主要集中在12.0～22.0 m，平均樹高16.6 m，陽(yáng)山縣稱架鄉(xiāng)的木荷Schima superba最高，達(dá)41.5 m。胸圍主要集中在400.0～900.0 cm，平均胸圍642.4 cm，和平縣東坪村的雅榕Ficus concinna胸圍最大，達(dá)1 900 cm；佛山市禪城區(qū)的九里香Murraya exotica胸圍最小，為75 cm。平均冠幅主要集中在13.0～30.0 m，平均21.2 m，清遠(yuǎn)市清新區(qū)的榕樹Ficus microcarpa平均冠幅最大為74 m。

2.1.2 重要值 從廣東省一級(jí)古樹科的重要值來(lái)看（表2），?？频闹匾底畲?，為51.5%，依次為無(wú)患子科Sapindaceae 9.20%﹑樟科Lauraceae 9.02%﹑殼斗科Fagaceae 6.19%﹑銀杏科Ginkgoaceae 4.24%。重要值大于1%的科有11 個(gè)，之和為91.27%，排名前5 科重要值之和達(dá)到80.14%，株數(shù)占比之和也達(dá)到了76.25%，是廣東省一級(jí)古樹分布的主要科。重要值小于1%的科有24 個(gè)，之和為8.73%。

表2 廣東省一級(jí)古樹科的物種組成及重要值Table 2 Species composition and importance value of family of first-class old trees in Guangdong province

從廣東省一級(jí)古樹種的重要值看（表3），雅榕的重要值最大，為23.69%，其次為榕樹22.60%﹑荔枝8.44%﹑樟Cinnamomum camphora8.40%和銀杏Ginkgo biloba4.24%。重要值大于1%的種有15 個(gè)，重要值之和為83.68%；重要值小于1%的種有67 個(gè)，之和為16.32%。

表3 廣東省一級(jí)古樹種的重要值Table 3 Importance value of species of first-class old trees in Guangdong province

2.2 廣東省一級(jí)古樹地理分布格局

2.2.1 個(gè)體數(shù)的地理分布格局 從個(gè)體數(shù)來(lái)看（圖2），廣東省一級(jí)古樹分布在全省20 個(gè)地級(jí)市，汕尾市沒有一級(jí)古樹分布。其中，韶關(guān)﹑惠州和茂名3 市一級(jí)古樹數(shù)量最多，共計(jì)345 株，占全省一級(jí)古樹總數(shù)的45.76%。中山市一級(jí)古樹數(shù)量最少，僅有3 株。30 km×30 km 網(wǎng)格中一級(jí)古樹個(gè)體數(shù)量最多的網(wǎng)格落在茂名電白區(qū)，數(shù)量65株，為兩個(gè)古荔枝群；其次在韶關(guān)南雄市，數(shù)量46 株，為古銀杏群。

圖2 廣東省一級(jí)古樹個(gè)體數(shù)的地理分布格局（30 km×30 km 網(wǎng)格）Fig.2 Geographical distribution pattern of individual number of first-class old trees in Guangdong province(30 km×30 km grid cell)

2.2.2 物種數(shù)的地理分布格局 從物種數(shù)來(lái)看（圖3），韶關(guān)市一級(jí)古樹物種數(shù)最多有20 種，占全省一級(jí)古樹物種數(shù)量的24.4%；其次為惠州市和梅州市，為19 種和18 種，分別占全省一級(jí)古樹物種數(shù)量的23.2%和22.0%。中山市一級(jí)古樹物種數(shù)量最少，僅有1 種。30 km×30 km 網(wǎng)格中一級(jí)古樹物種數(shù)量最多的網(wǎng)格落在韶關(guān)南雄市，主要物種有銀杏﹑樟樹﹑苦櫧等11 種，包括全國(guó)最美古樹王枳椇Hovenia acerba；其次在惠州博9 羅縣，主要物種有紅錐﹑人面子Dracontomelon duperreanum Pier﹑羅漢松Podocarpus macrophyllus等10 種；其余大多數(shù)網(wǎng)格物種數(shù)為1～3 種。

圖3 廣東省一級(jí)古樹物種數(shù)的地理分布格局（30 km×30 km 網(wǎng)格）Fig.3 Geographical distribution pattern of species number of first-class old trees in Guangdong province(30 km×30 km grid cell)

2.3 廣東省一級(jí)古樹特征與影響因子

2.3.1 古樹形態(tài)特征與環(huán)境因子的相關(guān)性 廣東省一級(jí)古樹樹齡﹑樹高﹑胸圍和平均冠幅與海拔﹑坡度﹑年均溫和年均降雨量等16 個(gè)自然環(huán)境因子的相關(guān)性分析結(jié)果見表4。由表4 可見：樹高﹑胸圍和平均冠幅主要與環(huán)境因子呈顯著（P<0.01）或極顯著（P<0.001）的相關(guān)性；但樹齡與各環(huán)境因子的相關(guān)性卻不顯著。廣東省一級(jí)古樹樹高與海拔呈極顯著正相關(guān)，與坡度和溫度季節(jié)變化呈顯著相關(guān)，與年均降雨量呈顯著負(fù)相關(guān)；胸圍與年均降雨量和最濕季降雨量呈極顯著負(fù)相關(guān)；平均冠幅與年均降雨量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與最濕季降雨量呈顯著負(fù)相關(guān)。整體來(lái)看，降雨量對(duì)廣東省一級(jí)古樹樹高﹑胸圍和平均冠幅的影響最為顯著。

2.3.2 不同因子對(duì)古樹形態(tài)特征影響的差異性按照人為因素和自身因素對(duì)廣東省一級(jí)古樹的影響，選取了生長(zhǎng)空間﹑環(huán)境污染物﹑根部通氣透水性及病蟲害等9 種影響因子，分析一級(jí)古樹在不同因子影響下形態(tài)特征的差異性。結(jié)果表明（表5）：一級(jí)古樹在不同因子的影響下樹齡﹑樹高﹑胸圍和平均冠幅具有差異性。人為因素對(duì)一級(jí)古樹胸圍和樹高的影響顯著，對(duì)樹齡和平均冠幅的影響不顯著。其中，生長(zhǎng)空間對(duì)一級(jí)古樹樹高和胸圍的影響極顯著；胸圍受環(huán)境污染物的影響極顯著。

表5 廣東省一級(jí)古樹形態(tài)特征受不同因子影響的差異性分析Table 5 Analysis on the differences of the morphological characteristics of the first-class old trees affected by different factors in Guangdong province

自身因素中病蟲害和主干傾斜對(duì)一級(jí)古樹樹齡﹑樹高﹑胸圍和平均冠幅的影響不顯著。不同寄生面積對(duì)一級(jí)古樹樹齡的影響差異性顯著，對(duì)樹高﹑胸圍和平均冠幅的影響差異性極顯著；內(nèi)部腐爛或中空對(duì)一級(jí)古樹樹高的影響有顯著差異，對(duì)樹齡和平均冠幅的影響極顯著；根系裸露對(duì)一級(jí)古樹樹高有影響，對(duì)胸圍有顯著影響；枯斷枝比例對(duì)一級(jí)古樹平均冠幅的影響差異性顯著。

3 結(jié)論與討論

3.1 研究結(jié)果表明，廣東省一級(jí)古樹的物種組成特征明顯，?？频闹匾嫡冀^對(duì)優(yōu)勢(shì)，與無(wú)患子科﹑樟科﹑殼斗科和銀杏科排名前5 位，重要值之和達(dá)到80.14%。物種方面以雅榕和榕樹的重要值占明顯優(yōu)勢(shì)，荔枝﹑樟和銀杏次之。榕屬古樹是自然和人工雙向選擇的結(jié)果，其組成與分布特征除了受到榕屬生物學(xué)特征﹑自然地理環(huán)境的約束，亦受廣東本土鄉(xiāng)村民俗文化﹑儒釋道文化和士大夫文化等文化要素影響[18]。荔枝主要因其是經(jīng)濟(jì)樹種,是嶺南最具地域性的水果。樟樹能保留較多的原因是廣東很多村莊的風(fēng)水林喜歡種植樟樹[19]。銀杏因在夏﹑秋溫暖多雨，冬﹑春溫寒干燥或溫涼濕潤(rùn)的氣候條件下均能夠較好地生長(zhǎng)，同時(shí)，還兼有藥用﹑食用﹑觀賞及材用價(jià)值，并在民俗文化和宗教傳統(tǒng)上有較好寓意[20-21]。整體來(lái)看，廣東省一級(jí)古樹主要以泛熱帶分布和熱帶亞洲分布的科屬為主。

從個(gè)體數(shù)和物種數(shù)的空間分布看，廣東省一級(jí)古樹空間分布廣泛，區(qū)域差異較大，分布不均勻。分布特點(diǎn)以粵北山區(qū)多，東西沿海少。主要原因是沿海地區(qū)受臺(tái)風(fēng)對(duì)古樹影響較大，同時(shí)，鄉(xiāng)土風(fēng)俗﹑村規(guī)民約及經(jīng)濟(jì)價(jià)值等因素也對(duì)古樹分布有影響[17]。30 km×30 km 網(wǎng)格內(nèi)個(gè)體數(shù)和物種數(shù)分布最多的網(wǎng)格主要分布在韶關(guān)南雄市和惠州博羅縣，因南雄的古村落﹑古驛道和惠州的古寺廟﹑古宗祠為一級(jí)古樹的保存和保護(hù)提供了重要的庇護(hù)。

自然環(huán)境因素﹑自身因素和人為因素對(duì)廣東省一級(jí)古樹樹齡﹑樹高﹑胸圍和平均冠幅的影響分析表明：年均降雨量與一級(jí)古樹的樹高﹑胸圍和平均冠幅呈極顯著負(fù)相關(guān)，即年均降雨量越大的地方一級(jí)古樹的樹高﹑胸圍和平均冠幅越小，說(shuō)明一級(jí)古樹經(jīng)過(guò)幾百年的進(jìn)化和自然選擇，對(duì)區(qū)域的氣候和自然災(zāi)害產(chǎn)生了較強(qiáng)的適應(yīng)和抵御能力。有寄生的一級(jí)古樹樹齡越大﹑樹高越高﹑胸圍越大﹑平均冠幅越大；出現(xiàn)內(nèi)部腐爛或中空的一級(jí)古樹樹齡越大﹑樹高越矮﹑平均冠幅越??；一級(jí)古樹胸圍越大受到人為因素影響的就嚴(yán)重，即生長(zhǎng)空間受限﹑環(huán)境污染物多﹑根部通氣透水性差。

3.2 古樹由健康到衰弱到死亡是復(fù)雜的生理﹑生態(tài)與環(huán)境相互影響的一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，是受樹種自身因素﹑環(huán)境因素以及人為因素影響的綜合結(jié)果。本文將廣東省一級(jí)古樹作為一個(gè)整體分析不同因子對(duì)樹齡﹑樹高﹑胸圍和平均冠幅的影響，闡明影響古樹生長(zhǎng)的主要因子。因單一物種樣本量問(wèn)題，未考慮不同樹種的生物學(xué)特性差異，存在不足。因此，對(duì)單一古樹物種研究分析與自身因素﹑環(huán)境因素以及人為因素的影響，結(jié)果將更具有針對(duì)性和指導(dǎo)性。同時(shí)，在現(xiàn)有的調(diào)查數(shù)據(jù)中，影響古樹生長(zhǎng)的數(shù)據(jù)不夠完善，且僅有一次調(diào)查結(jié)果，缺乏長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。在今后的調(diào)查研究工作中，要注重調(diào)查數(shù)據(jù)的連續(xù)性﹑系統(tǒng)性，綜合考慮古樹生長(zhǎng)場(chǎng)所和開展復(fù)壯的情況，分析古樹形態(tài)特征與環(huán)境因子的關(guān)系，結(jié)果將更加科學(xué)合理，對(duì)古樹的保護(hù)﹑管理和復(fù)壯工作更具有借鑒和指導(dǎo)意義。

近年來(lái)，廣東省特別重視古樹名木的保護(hù)管理工作，完成了全省古樹名木普查建檔及補(bǔ)充調(diào)查[21-23]，建立了古樹名木信息管理系統(tǒng)，開展了古樹公園和綠美古樹鄉(xiāng)村建設(shè)[24]，實(shí)施了古樹名木搶救性復(fù)壯，特別是完成了廣東省一級(jí)古樹和名木視頻監(jiān)控和保護(hù)項(xiàng)目，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)開展一級(jí)古樹的保護(hù)和監(jiān)測(cè)，取得了明顯成效。但全省的古樹保護(hù)工作仍然存在一系列問(wèn)題：（1）政府管理部門對(duì)古樹的保護(hù)和管護(hù)力度不夠，特別是對(duì)三級(jí)古樹以及古樹后備資源的保護(hù)和管護(hù)；（2）資金投入力度不夠，全省多數(shù)縣區(qū)的古樹保護(hù)資金僅靠省財(cái)政投入，地方?jīng)]有配套資金；（3）專業(yè)技術(shù)人員欠缺，縣級(jí)管理部門很少配備專業(yè)的古樹保護(hù)修復(fù)專業(yè)技術(shù)人員。

3.3 古樹名木保護(hù)是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作，要一代接著一代干，久久為功。保護(hù)古樹并適當(dāng)利用古樹資源在建設(shè)生態(tài)文明﹑傳承地域文化﹑保護(hù)區(qū)域生物多樣性以及促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展等方面都具有重要作用[25]。因此，建議各級(jí)管理部門增強(qiáng)保護(hù)意識(shí)﹑增加資金投入﹑完善管護(hù)制度，深入挖掘古樹的歷史文化﹑景觀資源和生態(tài)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)古樹資源的活化利用，大力推進(jìn)古樹公園和綠美古樹鄉(xiāng)村建設(shè)，嚴(yán)格保護(hù)好古樹及其生長(zhǎng)環(huán)境，打造人與自然和諧共生的廣東樣板，實(shí)現(xiàn)古樹資源的可持續(xù)性保護(hù)，留住綠美廣東鄉(xiāng)愁記憶。