黃淮地區(qū)香樟樹引種現(xiàn)狀與前景分析之一:氣候條件

張肅俊 秦 飛 張仁祖 李 曼

1 徐州市林果場 江蘇徐州 221000

2 徐州市城市園林綠化管理站 江蘇徐州 221018

3 徐州氣象局 江蘇徐州 221005

香樟(Cinnamomum camphora(L.)Presl)在我國的栽培利用東周春秋時(shí)期即有記載，是我國長江以南中亞熱帶常綠闊葉林代表樹種［1］。隨著城鄉(xiāng)園林綠化事業(yè)發(fā)展和全球氣候變暖，目前香樟不僅在江淮地區(qū)的蘇中、皖中等北亞熱帶地區(qū)廣泛栽培，淮河流域及以北的蘇北、皖北、中原(河南)、魯中南等溫帶地區(qū)城市也開始較多地種植樟樹。

香樟為中亞熱帶分布的地帶性植物，具有喜暖濕的生物學(xué)特性，氣候因素是限制其自然分布的主要因素。同時(shí)，香樟喜肥沃、土層深厚、pH 酸性至中性的砂質(zhì)壤土以及輕沙壤土的黃壤、紅壤、紅黃壤、沖積土［2］。本文從香樟自然分布北界的氣候條件與引種區(qū)氣候條件及未來趨勢分析入手，研究香樟樹的北引發(fā)展前景，以期為香樟北引工作提供參考。

1 主要香樟引種區(qū)引種現(xiàn)狀

1.1 蘇北與淮北地區(qū)香樟樹的引種栽培

蘇北與淮北地區(qū)引種香樟樹已有50年以上的歷史［3］。據(jù)報(bào)道，江蘇省鹽城地區(qū)香樟栽植已由在小環(huán)境零星分布變?yōu)檩^有規(guī)模的城市綠化應(yīng)用。鹽城人民公園引種的香樟最大樹齡已超過40年，胸徑達(dá)到50 cm，冠幅超過了20 m;鹽城市區(qū)毓龍東路、越河?xùn)|路等東西走向的道路上均有20 世紀(jì)80年代末期栽植的香樟，胸徑已達(dá)到25 ～30 cm;鹽城工學(xué)院迎賓大道校區(qū)1990年栽種的6 ～7 cm 的香樟現(xiàn)在最大的胸徑已經(jīng)超過30 cm［4］。江蘇省淮安市從1998年開始在居民小區(qū)引種栽植香樟樹。到2010年，道路綠化、街頭游園、公園綠地都能看到香樟的身影，規(guī)格從10 ～40 cm不等，數(shù)量不斷地增加。其中，淮安市火車站綠化應(yīng)用胸徑10 ～30 cm 香樟521 株，占全部喬木的1/3;翔宇大道、和平路行道樹栽植胸徑18 cm香樟近2 000 株，已經(jīng)逐漸成為淮安綠化不可缺的樹種之一［5］。江蘇徐州市香樟樹在園林綠化中的應(yīng)用歷經(jīng)試種期、小規(guī)模應(yīng)用期和推廣應(yīng)用期3 個(gè)階段。目前，全市共引種香樟4.6 萬余株。其中，道路綠地1.6 萬余株，公園綠地近1 萬株，單位庭院近2 萬株。安徽省淮北地區(qū)各城鎮(zhèn)都有不同規(guī)模的香樟引種栽培，應(yīng)用最多的是作為行道樹，其中規(guī)模較大的阜陽生態(tài)樂園有4 000 多株。住宅小區(qū)、學(xué)校、機(jī)構(gòu)庭院及廠礦企業(yè)等作為庭蔭樹廣為應(yīng)用，還用于公園片林、風(fēng)景林帶等［6］。

1.2 魯中南地區(qū)香樟樹的引種栽培

山東魯中南地區(qū)的臨沂、棗莊、泰安、日照等地區(qū)均開展了香樟樹的引種和馴化工作，位于膠東半島的青島、煙臺等地也有少量引種［7］。據(jù)2008年對臨沂師范學(xué)院(現(xiàn)臨沂大學(xué))的調(diào)查，其引種的香樟樹最大樹齡已超過12年，胸徑達(dá)到30 cm，冠幅超過了8 m，并已開花結(jié)果，種子和幼苗能夠正常萌發(fā)、生長［8］。臨沂市動植物園、臨沂師范學(xué)院北校區(qū)引種的香樟樹胸徑已由引種時(shí)的8 cm 長到20 ～25cm［9］。棗 莊 市2005—2007年 移 植 了 胸 徑10 ～55 cm的香樟樹600 多株，成活率達(dá)98%［10］。臨沂市沂水縣國有龍山苗圃于2008年12月從江西會昌購進(jìn)香樟漿果40 kg 進(jìn)行香樟樹育苗試驗(yàn)，結(jié)果表明，精選播種后出苗率98%，苗全苗齊;對苗木采取一定的越冬防護(hù)措施，翌年生長良好，苗高、地徑年平均生長量分別為0.87 m，0.99 cm［10］。山東科技大學(xué)毛春英1996年開始進(jìn)行香樟北引育苗馴化試驗(yàn)。經(jīng)過7年時(shí)間引種馴化，苗木的平均胸徑4.1 cm，最大胸徑5.6 cm，平均樹高273 cm，最高達(dá)到340 cm。其中，2000年5月有一株開花，2001年有2 株開花。到2002年，干徑在2 cm 以上的植株全部開花，并在9 株樟樹上采到了98 粒成熟種子，為樟樹的進(jìn)一步北移提供了物質(zhì)基礎(chǔ)［11］。

1.3 中原河南地區(qū)香樟樹的引種栽培

地處中原的河南省引種栽培香樟的歷史較長，地區(qū)較多。鄭州市紫荊山公園、鄭州大學(xué)、鄭州機(jī)械?？茖W(xué)校及周口沙河闡口、平頂山簾子布廠、南陽白河賓館、南陽油田家屬院等地有30年以上香樟大樹［12］。鄭州市于1997年元月、1998年2月、1999年3月和2000年3月分4 批從湖南、江蘇、河南南陽等地引進(jìn)香樟苗木，在鄭州市紫荊山公園、河南黃河迎賓館、石佛苗圃等不同小氣候小環(huán)境條件下栽植。4 批苗木的總和平均成活率為79.9%。一年圍徑、冠徑、枝長生長量分別為0.16 cm，106.5 cm，86 cm;二年生圍徑、冠徑、枝長分別為0.71 cm，196.0 cm，128.5 cm;三年生圍徑、冠 徑、枝 長 分 別 為 1.53 cm，254.0 cm，161.5 cm［13］。其中，黃河迎賓館種植當(dāng)年成活率為87%，種植3年后的平均成活率列植于迎風(fēng)口的為80%，群植于半陰處的為87%，群植于背風(fēng)向陽處的為89%。香樟死亡的原因主要是凍害和土壤偏堿性，造成樹體嚴(yán)重缺鐵，影響光合作用的正常進(jìn)行［14］。漯河市園林處于1998年5月從常州市引種香樟進(jìn)行引種栽植試驗(yàn)，2年試驗(yàn)表明香樟在該市表現(xiàn)甚佳［15］。黃淮學(xué)院(河南駐馬店市)田士林等于2002—2005年連續(xù)3年在黃淮學(xué)院后山試驗(yàn)田研究了不同苗木規(guī)格與防凍措施對香樟成活率與生長量的影響。結(jié)果為無防寒措施的苗木成活率為72% ～88%，采用防寒措施的成活率為78% ～96%。各試驗(yàn)處理的成活率均隨著米徑的增加而提高［16］。焦作市從2000年開始先后從湖北孝感引進(jìn)近千棵3 cm 以上香樟，平均成活率87.9%。經(jīng)過苗圃l年種植后，工程移植成活率達(dá)93.6%［17］。

2 引種區(qū)氣候條件及未來趨勢分析

2.1 引種區(qū)主要?dú)夂驐l件比較

香樟樹目前在北方的主要引種地區(qū)的氣候條件列如表1。以香樟樹自然分布北緣——江蘇宜(宜興)溧(溧陽)地區(qū)氣候條件為參照，各引種區(qū)的年日照時(shí)數(shù)約高200 ～400 h，但年均溫度約低1℃～3℃，最冷月(1月)平均氣溫約低1.7℃～6℃，最熱月(7月)平均氣溫約低0℃～2℃，年極端低溫約低6℃～8℃，年極端高溫約低1.6℃到約高5℃，年降水量約低25% ～50%，無霜期約少30 ～50 天。

2.2 引種區(qū)未來氣候變化趨勢

目前的北方主要香樟引種區(qū)在第三紀(jì)時(shí)的氣候?yàn)閬啛釒夂?，植物區(qū)系中有豐富的熱帶、亞熱帶成份?，F(xiàn)在沒有香樟的自然分布，這是由于現(xiàn)代氣候條件寒冷的緣故［18］。然而，近100 多年來，由世界氣象組織(WMO)和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)建立的政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次評估報(bào)告(2013)指出，全球氣候變暖是非常明確的，并且升溫過程不會在2100年終止;只有實(shí)現(xiàn)減排力度最大的RCP2.0(Representative Concentration Pathway)情況下，才有較大可能抑制全球變暖的趨勢并把升溫控制在2℃以內(nèi)［19］。我國科學(xué)家預(yù)測，與2000年比較，2020年中國年平均氣溫將增加1.1℃～2.1℃，2030年增加1.5℃～2.8℃，2050年增加2.3℃～3.3℃［20］。

但是，氣候變化是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，不同地區(qū)、不同時(shí)段其變化特點(diǎn)并不一致，難以用一種不變的方法和結(jié)論去認(rèn)識某個(gè)區(qū)域的氣候變化特征［22-23］。北方主要香樟引種區(qū)地處我國南北氣候分界線秦嶺——淮河線北側(cè)，特殊的地理位置使其氣候具有明顯的亞熱帶向暖溫帶過渡性質(zhì)，是氣候變化的敏感區(qū)之一［24］。準(zhǔn)確分析和掌握這些地區(qū)的氣候變化特征對香樟引種決策意義重大。

2.2.1 淮北地區(qū)

淮北平原23 個(gè)氣象站點(diǎn)1957—2007年氣候變率及氣候基本態(tài)特征研究結(jié)果表明，近51年來淮北平原春、秋、冬季及年均氣溫增溫明顯，尤其是春、冬季。夏季氣溫略有下降，但氣溫下降趨勢并不明顯(未通過0.05 水平的信度檢驗(yàn))。各季及全年降水的趨勢系數(shù)都未達(dá)到顯著性標(biāo)準(zhǔn)，屬于自然振蕩。其中，春季降水略有減少，而夏、秋、冬季及年降水量略有增加。51年氣溫的均方差以冬季最大(1.05℃)，其次是夏季(0.77℃)，表明冬季和夏季氣溫年際變化大，易導(dǎo)致暖冬(涼夏)或寒冬(酷暑)。冬季氣溫最高(1998年正距平2.49℃)，與最低(1967年負(fù)距平2.62℃)之差達(dá)5.1℃，大于其他季節(jié)氣溫的最大年際差。四季和年平均氣溫的時(shí)間變化表明，近51年來淮北平原春、秋、冬三季及年平均氣溫分別上升了1.7℃、1.4℃、1.3℃和1.8℃，而夏季氣溫下降了0.2℃左右。氣溫30年滑動平均值，后30年(1978—2007年)氣溫均值比前30年(1957—1986年)氣溫均值，春季升高0.60℃，夏季降低0.03℃，秋季升高0.58℃，冬季升高0.92℃，年氣溫升高0.60℃。春、秋、冬三季及年平均氣溫的30 a 滑動平均序列呈上升趨勢。夏季氣溫的30年滑動平均序列總體上呈下降趨勢，但最近幾年又開始緩慢回升。這表明近51年來淮北平原氣溫由低基本態(tài)向高基本態(tài)過渡，目前氣溫處于高氣候基本態(tài)下［25］。

2.2.2 魯中南地區(qū)

以泰安和臨沂兩地為例，泰安市從1951—2008年58年各季及年平均氣溫變化分析表明，年及各季平均氣溫均呈上升趨勢。四季中，冬季氣溫升高最顯著，傾向率為每10年上升0.366℃;其次是春季和秋季，傾向率分別為0.303℃/10 a 和0.100℃/10 a;夏季氣溫上升最不明顯，傾向率為0.007℃/10 a。年平均氣溫變化傾向率為0.196℃/10 a。這說明近58年泰安市冬春季特別是冬季氣溫的顯著上升對年平均氣溫上升所做的貢獻(xiàn)最大。同期降水量變化則相反，呈減少趨勢，年降水量每10年減少2.838 mm。從季節(jié)看，春季降水量呈增加趨勢;夏季和秋季呈減少趨勢，其中夏季減少較快，冬季呈微弱增加趨勢。這說明泰安市年降水量減少是由于夏、秋季特別是夏季降水減少所致［26］。

臨沂市10 個(gè)氣象臺站1961—2011年歷年逐月平均氣溫、逐日最高最低氣溫變化分析同樣表現(xiàn)為氣溫增溫趨勢明顯，且年際變化和年代際變化也趨于一致，增幅排序?yàn)槟陿O端最低＞冬季＞日平均最低＞春季＞年度＞秋季＞日平均最高＞夏季。其中，年度氣溫增幅均為0.25℃/10 a，溫度的季節(jié)性變化也不盡相同;冬季增幅最大，為0.49℃/10 a;春季為0.30℃/10 a;秋季為0.24℃/10 a;夏季增幅最弱，為0.03℃/10 a。年極端最低氣溫增幅最為顯著，達(dá)0.95℃/10 a;日平均最低氣溫增幅則為0.40℃/10 a;日平均最高氣溫的增幅則不明顯，為0.14℃/10 a;而年極端最高氣溫則呈現(xiàn)弱的降溫趨勢，降幅為-0.05℃/10 a。對臨沂市年平均氣溫增暖進(jìn)程貢獻(xiàn)最大的是冬季平均氣溫和日平均最低氣溫的上升［27］。

2.2.3 中原地區(qū)

根據(jù)對河南省(淮河以北地區(qū))安陽、新鄉(xiāng)、盧氏、鄭州、駐馬店、西峽、許昌、把縣、開封等23 個(gè)站點(diǎn)1951—2009年的氣象資料的分析，59年來，該區(qū)氣溫總體呈上升趨勢。整體上線性變化趨勢方程為Y=0.0208x+13.381，平均年增溫為0.020 8℃，每百年增溫2.08℃。氣溫的年際變化(C.V 值)20 世紀(jì)50年代為0.559 7，60年代為0.523 6，70年代為0.369 3，80年代為0.326 5，90年代為0.549 3;21 世紀(jì)以來為0.371 3。50年代、60年代、90年代氣溫的波動性較大，70年代、80年代和21 世紀(jì)氣溫波動性較小。其中20世紀(jì)50年代波動性最大，80年代波動性最小。平均氣溫的空間分布呈現(xiàn)南部＞東部＞中部＞北部＞西部，鄭州、洛陽、許昌、寶豐、太康處于中間位置，各個(gè)地區(qū)的氣溫差異較大，溫度變化范圍在12.5℃～15.65℃。區(qū)內(nèi)年平均降水變化趨勢呈直線上升趨勢，趨勢函數(shù)為Y=0.478x+684.82。這表現(xiàn)淮河以北降水以4.78 mm/10 a 的速率增加，降水量呈現(xiàn)波動變化趨勢［28］。

3 討論與結(jié)論

從前述各引種地氣候條件比較結(jié)果看，冬季低溫和年降水量與參照區(qū)差異較大，是限制香樟樹分布的主要?dú)夂蛞蜃?。從各引種區(qū)氣候條件變化趨勢看，其1990年以后的年平均氣溫、年平均最低氣溫、冬季平均氣溫、低于-10.0℃的年平均日數(shù)等限制因子，與對照地區(qū)1983年以前的數(shù)值接近，氣候變化趨勢有利于香樟引種栽培。

植物的抗寒性一方面受自身系統(tǒng)發(fā)育的遺傳基因所控制，同時(shí)又受個(gè)體發(fā)育過程中生理生態(tài)因子的作用。研究表明，香樟樹的大小對低溫的耐受力具有較大的影響，1 ～2年生香樟幼苗的凍害臨界值為-7℃，5年生幼樹提高到-14℃［29］。3年生香樟在-9℃時(shí)葉片受凍，嫩枝、芽正常萌發(fā);5年生香樟在-13℃時(shí)葉片完好不受凍，在-14℃時(shí)葉片受凍枯萎，嫩枝、頂芽受凍;7年生香樟在-15℃時(shí)只有葉片受凍，枝芽均未受凍［12］。另一方面，同樣大小的香樟樹，隨著氣溫脅迫程度的變化，抗寒能力也產(chǎn)生相應(yīng)變化。例如，江蘇省徐州市每年10月開始?xì)鉁孛黠@降低，1月達(dá)到最低，2月開始逐漸回升;香樟LT50 值(低溫半致死溫度)10月為-3.139℃，11月為-10.893℃，12月為-13.407℃，1月為- 14.604℃，2月為- 11.999℃，3月為-8.675℃。LT50 由低到高，再逐漸降低，說明該樹種采取循序漸進(jìn)的方式適應(yīng)溫度變化［30］。從香樟樹適應(yīng)低溫能力看，各引種地區(qū)在正常年份氣候條件下，基本可以達(dá)到香樟栽植所需要的溫度下限。

各引種地年降水量僅為對照地區(qū)的50% ～75%，且時(shí)間分布不均，主要集中在夏季，但雨熱同季，有利香樟樹生長。另一方面，各地引種香樟樹均為豐富園林綠化景觀，管理強(qiáng)度較高，在干旱季節(jié)可以采取人工澆水的辦法來滿足香樟對土壤水分的需要。綜上所述，香樟在黃淮地區(qū)的園林綠化中有條件穩(wěn)步擴(kuò)大應(yīng)用。

［1］鄭萬鈞.中國樹木志［M］.北京:中國林業(yè)出版社，1983.

［2］南京林業(yè)大學(xué).中國林業(yè)詞典［M］.上海:上?？萍汲霭嫔?，1994.

［3］何樹川. 香樟在徐州地區(qū)的引種及前景［J］中國城市林業(yè)，2009 ，7(3):72-74.

［4］周云峰.香樟在鹽城城市綠化中引種栽培的潛力探討［J］.江蘇林業(yè)科技，2006，33(6):30-32.

［5］高承萍.香樟在淮安地區(qū)的栽植和養(yǎng)護(hù)管理［J］.中國園藝文摘，2011(9):149-150.

［6］李順.香樟在淮北平原區(qū)園林綠化的應(yīng)用及其養(yǎng)護(hù)技術(shù)［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，19(17):105-106.

［7］候蕊.山東省引種樟樹抗寒性研究［D］. 山東泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

［8］孫會兵. 魯南地區(qū)引種香樟研究初報(bào)［J］. 林業(yè)實(shí)用技術(shù)，2008(6):12-13.

［9］雷瓊.香樟在臨沂城市綠化中引種栽培的潛力探討［J］. 山東林業(yè)科技，2008(1):63-64.

［10］陳敏，侯敬勇. 魯南地區(qū)香樟樹的栽培和管理［J］. 山西建筑，2007，33(33):354-355.

［11］化黎玲，袁俊云，彭曉娟，等.北方地區(qū)香樟播種育苗試驗(yàn)研究［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012(18):139-140，145.

［12］毛春英.香樟的引種與馴化研究［J］.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2004，35(4):534-539.

［13］米建華.香樟在鄭州地區(qū)的引種與馴化［J］.園林科技信息，2004(2):6-8，18.

［14］李全紅.香樟在鄭州地區(qū)的引種與馴化［J］.河南林業(yè)科技，2003，23(2):14-15.

［15］牛小花，王劍. 黃河迎賓館引種香樟試驗(yàn)初報(bào)［J］. 河南林業(yè)，2003(6):37.

［16］胡連真，謝江華，黃素萍，等. 香樟引種栽培試驗(yàn)初探［J］.河南林業(yè)科技，2001，21(1):16-33.

［17］田士林，李莉.香樟在我國中部引種適應(yīng)性研究［J］. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34(11):2403，2445.

［18］張素敏.香樟引種試驗(yàn)初報(bào)［C］//河南風(fēng)景園林:2003年學(xué)術(shù)交流論文集.鄭州:河南風(fēng)景園林學(xué)會，2003:82-84.

［19］華東樹木志編寫組. 華東樹木志［M］. 北京:中國林業(yè)出版社，1983.

［20］IPCC.Working group I congtibution to the IPCC fifth assessment report climate change 2013:the physical science basis［EB/OL］.［2014-06-16］. http://www. climatechange2013. org/images/uploads/ WGIAR5-SPM_Approved27Sep2013.pdf.

［21］《氣候變化國家評估報(bào)告》編寫委員會. 氣候變化國家評估報(bào)告［M］.北京:科學(xué)出版社，2007.

［22］呂軍.江蘇省近50 a 夏季旱澇分布特征變化的研究［J］. 氣象科學(xué)，2003，23(4):467- 471.

［23］陳隆勛，周秀驥，李維亮.中國近80年來氣候變化特征及其形成機(jī)制［J］.氣象學(xué)報(bào)，2004，62(5):634-646.

［24］馬曉群，張愛民，陳曉藝. 氣候變化對安徽省淮河區(qū)域旱澇災(zāi)害的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象，2002，23(4):1-4.

［25］袁新田，劉桂建.1957年至2007年淮北平原氣候變率及氣候基本態(tài)特征［J］.資源科學(xué)，2012，34(12):2356-2363.

［26］李瑞，郭渠，高慧君，等.泰安市近58年氣候變化特征分析［J］.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2011，42(1):95-101.

［27］張磊，潘婕，陶生才.1961-2011年臨沂市氣溫變化特征分析［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29(5):204-210.

［28］王曉吉.河南省淮河以北氣候變化與棉花生產(chǎn)適應(yīng)度評價(jià)［D］.西安:陜西師范大學(xué)，2012.

［29］畢繪蟾.常綠闊葉樹抗凍種質(zhì)評選方法的研究［G］//中山植物園研究論文集.南京:中山植物園，1986.

［30］李杰，張亞紅.自然低溫脅迫下香樟和廣玉蘭的抗寒性研究［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013(8):136-137.