濟南市古樹資源調(diào)查及特征分析

韓尚君，井 琪，徐 婷，梁江濤，張宏巍，葛 磊，張照義，劉 丹*

（1. 山東省林草種質(zhì)資源中心，山東 濟南 250102；2. 山東省林業(yè)保護和發(fā)展服務(wù)中心，山東 濟南 250000；3. 國家林業(yè)和草原局 林草調(diào)查規(guī)劃院，北京 100083；4. 濟南市園林和林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟南 250103）

古樹指樹齡在100 a 以上的樹木［1］。古樹是珍貴的“綠色文物”，是森林資源的重要組成部分，具有重要的歷史、文化、生態(tài)和科研價值［2-4］，可為林木良種的選育提供潛在種質(zhì)資源，是研究區(qū)域自然地理變遷、植被區(qū)系演化的重要基礎(chǔ)，也是研究古代地理和氣候的重要依據(jù)［5］。古樹隨樹齡的增加，樹體生長勢逐漸衰弱，根系擴張能力萎縮，抗逆性逐漸變差，伴隨現(xiàn)代城市化進程的加速，對古樹生存產(chǎn)生了嚴重影響［6］，因此，加強古樹資源保護對維持生態(tài)系統(tǒng)功能、維護生物遺傳多樣性、推進生態(tài)文明建設(shè)意義重大［7］。

濟南市是山東省省會城市，是擁有“山、泉、湖、河、城”獨特風(fēng)貌的旅游城市，也是國家歷史文化名城，歷史文化悠久，自然底蘊深厚，古樹資源豐富。目前，對古樹資源特征及分布的研究多在南方地區(qū)［4，8-11］，對北方地區(qū)古樹資源的研究較少，尚未對整體資源狀況進行系統(tǒng)評估，對古樹資源保護與利用的研究也不夠深入。本文系統(tǒng)調(diào)查了濟南市古樹資源現(xiàn)狀，對濟南市古樹的種類組成、區(qū)系分布、生長狀況和結(jié)構(gòu)特征進行分析，以期為保護利用濟南市古樹資源和物種多樣性提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

濟南市位于山東省中部，地理坐標為東經(jīng)116°11′ ~ 117°44′，北緯36°01′ ~ 37°32′，地處魯中南低山丘陵與魯西北沖積平原的交接帶上，南依泰山，北跨黃河，與德州、濱州、淄博、泰安、聊城等市相鄰。全市面積10 244.45 km2，地勢南高北低，地形復(fù)雜多樣，氣候?qū)倥瘻貛О霛駶櫦撅L(fēng)型氣候，四季分明，日照充分，全市年平均氣溫14.5℃，年平均降水量614.0 mm，降雨多集中在6 ~ 9 月，土壤以棕壤、褐土、潮土、風(fēng)沙土等為主。濟南市森林面積約24.46 萬公頃，植被類型主要為暖溫帶落葉闊葉林，人工林面積占絕對優(yōu)勢，主要分布有側(cè)柏、落葉松、油松、麻櫟、白楊、刺槐、泡桐等常見的北方樹種［12］。

1.2 研究方法

1.2.1 調(diào)查范圍與內(nèi)容

在全市范圍內(nèi)，以區(qū)縣為單位，采用實地調(diào)查和走訪相結(jié)合的方法，對濟南市現(xiàn)存古樹資源展開調(diào)查，根據(jù)《古樹名木鑒定規(guī)范》，調(diào)查濟南市古樹資源種類、地理坐標、樹齡、樹高、胸徑、冠幅等基本情況，記錄每株古樹的保護級別、生長場所、生長狀態(tài)、管護現(xiàn)狀等實際情況。

根據(jù)《中國植物志》《山東植物志》和《山東木本植物志》等工具書在調(diào)查現(xiàn)場確定古樹樹種信息。植物中文名和拉丁名統(tǒng)一采用《中國植物志》及其所屬的恩格勒分類系統(tǒng)?？?、屬植物區(qū)分布類型按照吳征鎰對世界種子植物分布區(qū)類型的劃分標準［13-15］。古樹樹齡鑒定采用文獻追蹤法、訪談估測法，同時參照專家組制定的“濟南市常見樹種胸徑樹齡對照表”，結(jié)合樹木立地條件綜合分析給予判定。古樹等級按《古樹名木鑒定規(guī)范》標準要求，劃分為三級，樹齡達到500 a 及以上的樹木為一級古樹，樹齡在300 ~ 499 a 的樹木為二級古樹，樹齡在100 ~ 299 a的樹木為三級古樹。

1.2.2 調(diào)查方法

通過實地調(diào)查、走訪群眾、查閱歷史資料與文獻等方法全面收集古樹資料，結(jié)合濟南市2014年古樹普查本底數(shù)據(jù)和對濟南市古樹資源開展實地調(diào)查。于2018 ~ 2019年期間開展古樹普查，調(diào)查根據(jù)《山東省古樹名木建檔實施細則》（內(nèi)部資料，山東省林草種質(zhì)資源中心發(fā)布）對濟南市所屬各區(qū)縣古樹進行實地每木調(diào)查，統(tǒng)一填寫調(diào)查表格、記錄原始數(shù)據(jù)，經(jīng)復(fù)核校正形成最終研究數(shù)據(jù)。采用SPSS 19.0 和 Microsoft Excel 2016 進行數(shù)據(jù)分析整理，運用Origin 2018進行圖像繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 古樹資源種類及數(shù)量特征

調(diào)查結(jié)果表明，濟南市共有古樹9 982 株，隸屬于32科58屬79種，每科包含的種數(shù)為1 ~ 14。薔薇科（Rosaceae）、豆科（Fabaceae）為優(yōu)勢科，分別占總屬數(shù)的13.79%和6.90%；樹種最多的科為薔薇科，有14 個樹種，占總種數(shù)的17.72%，其次為榆科（Ulmaceae），有6 個樹種，占總種數(shù)的7.59%，豆科和楊柳科（Salicaceae）均有5 個樹種，占總種數(shù)的6.33%（表1）。

表1 濟南市古樹資源科、屬、種數(shù)及總株數(shù)Tab.1 Family， genus， species and plants of ancient trees in Jinan city

株數(shù)最多的前5 個科為柿科（Ebenaceae）、豆科、薔薇科、柏科（Cupressaceae）、胡桃科（Juglandaceae），共有7 817 株，占濟南市古樹總株數(shù)的78.31%。主要優(yōu)勢樹種有柿、槐、側(cè)柏、胡桃、栗、白梨、山楂（表2），共計7 664 株，占古樹總數(shù)的76.78%；其中，株數(shù)最多的為柿，達2 001 株，其次為槐，共1 684 株，而大果榆（Ulmus macrocarpaHance）、榔榆（Ulmus parvifoliaJacq）、七葉樹（Aesculus chinensisBunge）、文冠果（Xanthoceras sorbifoliumBunge）等13種古樹僅有1株。

表2 濟南市古樹資源優(yōu)勢種統(tǒng)計Tab.2 Statistics on dominant species of ancient tree resources in Jinan City

2.2 科、屬分布區(qū)類型

按照吳征鎰對世界種子植物分布區(qū)類型的劃分標準［13-15］，可將濟南市古樹資源科的分布區(qū)類型劃分為8 個類型；將屬的分布區(qū)類型劃分為11 個類型。

從科的分布區(qū)類型看，世界廣布型科的數(shù)量最多（12 科），占濟南市古樹總科數(shù)的37.5%，包括豆科、薔薇科、榆科、鼠李科（Rhamnaceae）、木樨科（Oleaceae）等；其次為北溫帶和南溫帶間斷分布型科（8 科），占總科數(shù)的25%，包括柏科、胡桃科、楊柳科、槭樹科（Aceraceae）等（表3）。

表3 濟南市古樹科的分布區(qū)類型及變型Tab.3 Distribution types and variations of ancient tree families in Jinan City

從屬的分布區(qū)類型看，北溫帶分布型屬的數(shù)量最多（21 屬），占濟南市古樹總屬數(shù)的36.21%，包括胡桃屬（JuglansL.）、栗屬（CastaneaMill.）、山楂屬（CrataegusL.）、柳屬（SalixL.）、棗屬（ZiziphusMill.）、榆屬（UlmusL.）等；東亞和北美洲間斷分布分布型屬的數(shù)量次之（7 屬），占濟南市古樹總屬數(shù)的12.07%，包括皂莢屬（GleditsiaL.）、流蘇樹屬（ChionanthusL.）、梓屬（CatalpaScop.）等；泛熱帶分布型屬、中國-日本分布型屬、中國特有分布型屬并列第3 位，均包含5 屬，其中泛熱帶分布型屬包括柿屬（DiospyrosL.）、樸屬（CeltisL.）等；中國-日本分布型屬包括槐屬（StyphnolobiumSchott）、楓楊屬（PterocaryaKunth）等；中國特有分布型屬包括銀杏屬（GinkgoL.）、水杉屬（MetasequoiaHu & W. C.Cheng）等（表4）。

表4 濟南市古樹屬的分布區(qū)類型及變型Tab.4 Distribution types and variations of ancient tree genera in Jinan City

從科和屬的分布區(qū)類型看，濟南市古樹資源呈現(xiàn)出種類豐富、分布差異大的特點。屬的分布區(qū)類型分析相較于科等級的分析更為可靠與敏感，比科更能反映植物的演化擴展過程、區(qū)域分異及地理特征［16-17］。根據(jù)屬的分布區(qū)類型來看，濟南市古樹呈現(xiàn)明顯的溫帶屬性，此外，東亞和北美洲間斷分布占到一定比例（12.07%），說明該地區(qū)植物區(qū)系與北美洲有一定交流。濟南市地處北暖溫帶地區(qū)，但古樹中包含一定數(shù)量的熱帶植物成分。據(jù)此推測，該地區(qū)受全球氣候變暖等因素影響，氣溫有所增加，溫帶區(qū)域范圍北縮，導(dǎo)致熱帶成分逐漸進入。

2.3 古樹資源分布情況

濟南市古樹資源在全市13 個區(qū)、2 個縣均有分布，分布的種類和株數(shù)差異較大，共計有332種。以萊蕪區(qū)分布的古樹數(shù)量最多，為3 635 株，占古樹總數(shù)的36.42%，以柿為優(yōu)勢種；南部山區(qū)、鋼城區(qū)、長清區(qū)次之，株樹在1 000 ~ 1 400株之間，其中長清區(qū)的古樹種類最多，達到34 種，優(yōu)勢種為槐；其余9 區(qū)2 縣古樹數(shù)量均在1 000 株以下，其中天橋區(qū)總株數(shù)和種類數(shù)最少，只有3 種，分別為側(cè)柏、槐、龍柏，共16株（表5）。

表5 濟南市各區(qū)縣古樹資源分布情況Tab.5 Distribution of ancient tree resources in districts and counties of Jinan City

生長在城區(qū)的古樹為914 株，占濟南市古樹總數(shù)的9.16%；生長在鄉(xiāng)村的古樹為9 068，占濟南市古樹總數(shù)的90.84（表6）。

表6 濟南市古樹生長場所數(shù)量分布Tab.6 Quantity distribution of growing place of ancient and famous trees in Jinan city

2.4 古樹資源生長狀況

古樹生長過程中，由于自身或外界環(huán)境的影響，可能會發(fā)生生長勢衰弱甚至瀕危死亡現(xiàn)象。在9 982 棵古樹中，生長勢正常的古樹有8 979 株，占89.95%；生長勢衰弱的古樹有750 株，占7.51%；生長勢瀕危的古樹有253 株，占2.53%，生長勢衰弱和瀕危的古樹占濟南市古樹總數(shù)的10%（表7）。

表7 濟南市古樹名木生長狀況Tab.7 Growing condition of ancient and famous trees in Jinan city

2.5 古樹資源結(jié)構(gòu)特征

從樹齡看，濟南市古樹樹齡結(jié)構(gòu)呈金字塔型，隨樹齡增加古樹數(shù)量逐漸減少，樹齡主要集中在100 ~ 150 a（圖1-a），平均樹齡為145.5 a。其中一級古樹63 株，二級古樹428 株，三級古樹9 491 株，高新區(qū)高家洼村的銀杏古樹樹齡最大，樹齡達1500 a。

圖1 濟南市古樹資源的結(jié)構(gòu)特征Fig.1 Structural characteristics of ancient tree resources in Jinan City

樹高主要集中在6 ~ 12 m 之間（圖1-b），平均樹高為9.8 m，最大樹高達27.4 m。胸徑集中在40 ~56 cm 之間（圖1-c），平均胸徑為51.9 cm，最大胸徑達169.4 cm。冠幅主要集中在6 ~ 10 m 之間（圖1-d），平均冠幅8.2 m，最大冠幅為25 m。

Spearman 相關(guān)性分析結(jié)果表明：濟南市古樹樹高與胸徑呈顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.274；樹高與冠幅呈顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.475；胸徑與冠幅呈顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.476。

3 結(jié)論與討論

3.1 濟南市古樹資源總體分布特征及其原因

濟南市古樹資源豐富，共有古樹9 982 株，古樹數(shù)量高于深圳市［5］（1 482 株）和武漢市［10］（1 691株），與西藏自治區(qū)仁布縣［18］（10 327 株）接近，低于泰安市［19］（18 944 株）。隸屬于32 科58 屬79 種，以薔薇科、豆科為優(yōu)勢科，柿、槐、側(cè)柏古樹數(shù)量有明顯優(yōu)勢，占濟南市古樹總數(shù)的51.7%。一級古樹63株，二級古樹428株，三級古樹9 491株，古樹齡級越高，數(shù)量越少，樹齡結(jié)構(gòu)呈金字塔型分布，這與云南芒市［9］、海南洋浦區(qū)［20］等地研究一致。濟南市古樹資源分布具有明顯的溫帶屬性，與青海省海東市［21］古樹分布區(qū)類型特征較為一致，這是植物長期適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。

3.2 濟南市古樹資源空間分布特征及其原因

濟南市古樹資源空間分布不均，總體來看，古樹主要分布在萊蕪區(qū)、南部山區(qū)、鋼城區(qū)、長清區(qū)、章丘區(qū)，分布的古樹數(shù)量占濟南古樹總數(shù)的81.3%，可能與該地區(qū)的地形地貌有關(guān)，上述地區(qū)屬濟南南部的山地丘陵區(qū)域，分布有柳埠國家級森林公園、藥鄉(xiāng)國家森林公園、華山國家森林公園、章丘國家森林公園等，植被豐富，生境適宜古樹生長。同時濟南市超90%的古樹分布在鄉(xiāng)村，分布在城區(qū)的不足10%且分布零散，城鄉(xiāng)分布差異巨大，一定程度上說明城市化建設(shè)會影響古樹的分布［22］。另外，風(fēng)俗文化和信仰也會造成城鄉(xiāng)分布不均，村民通常把古樹當(dāng)成守護神敬奉。

3.3 濟南市古樹資源生長勢及保護復(fù)壯建議

目前濟南市生長勢衰弱和瀕危的古樹共1 003株，占總數(shù)的10%，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該類古樹多為個人管護，管護措施缺乏科學(xué)性和專業(yè)性，且隨著鄉(xiāng)村人口流失，部分古樹管護單位缺失。可見，管護措施不當(dāng)，保護意識薄弱與古樹長勢衰弱有較大關(guān)系，因此加強衰弱瀕危古樹的搶救復(fù)壯力度刻不容緩。下一步，建議從以下幾方面著手：一是完善古樹名木認定建檔［23］，嚴格落實管護責(zé)任人制度，探索建立養(yǎng)護激勵機制。二是分樹種制定古樹復(fù)壯相關(guān)技術(shù)規(guī)范，加快開展古樹樹齡鑒定及養(yǎng)護、復(fù)壯技術(shù)研究，制定有針對性的復(fù)壯方案［6］。三是開展古樹動態(tài)監(jiān)測，定期測定基礎(chǔ)生長因子，包括樹冠濃密度、土壤營養(yǎng)成分、新梢生長量等，不斷優(yōu)化調(diào)整保護復(fù)壯措施。四是加強科普宣傳，通過拍攝宣傳片、講好古樹故事等形式，加強相關(guān)法規(guī)政策普及宣傳［24］，進一步凝聚社會共識。