劍閣縣驛道古柏資源調(diào)查初報(bào)

伏建芳，唐天勇，何顯平，程建偉，李 珣，符建榮，喻丁香*

(1.劍閣縣翠云廊古柏自然保護(hù)區(qū)管理局，四川 劍閣 628317；2.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081；3.廣元市城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)和住房保障局，四川 廣元 628017)

古樹(shù)名木一直是我國(guó)林木資源的瑰寶，在歷史、生態(tài)、文化價(jià)值等方面占有重要地位[1～2]。古樹(shù)作為當(dāng)?shù)氐倪m生樹(shù)種，是天然的種質(zhì)資源基因庫(kù)，分布許多地理上的間斷種、特有種、過(guò)渡種，甚至個(gè)別單種屬，不僅在生物多樣性保護(hù)和種質(zhì)資源開(kāi)發(fā)方面發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，而且為植物區(qū)系、大陸地理變遷、系統(tǒng)發(fā)育和分類提供了重要依據(jù)[3～4]。 目前我國(guó)古樹(shù)共計(jì)2847349株，且在年齡測(cè)定[5～6]、衰老機(jī)理[7～8]、復(fù)壯技術(shù)[9～10]、地理信息系統(tǒng)研發(fā)[11～12]等方面取得了不小成果，但還沒(méi)有建立系統(tǒng)的、操作性強(qiáng)的古樹(shù)健康狀況診斷標(biāo)準(zhǔn)和衰弱主因判斷體系，而這些也恰恰是切實(shí)保護(hù)利用好我國(guó)古樹(shù)資源的前提，因此加緊古樹(shù)生長(zhǎng)狀況的基礎(chǔ)研究是當(dāng)前古樹(shù)工作的重中之重[13]。

劍閣縣驛道古柏綿延約151 km，稱“翠云廊”， 以普安鎮(zhèn)為中心呈“三線”分布，向北、南、西貫穿17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、以漢陽(yáng)、江石、龍?jiān)?、涼山、柳溝、垂泉?個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的古柏保存最密集，最高樹(shù)齡約2000年，為世界上保存最完整，規(guī)模最大的古柏林，沉淀著豐富的自然和人文底蘊(yùn)。近年來(lái)，由于古柏的生理機(jī)能減弱、自然因素和城市發(fā)展建設(shè)引起的破壞，部分古柏因沒(méi)有得到有效的保護(hù)而枯立。因此本研究通過(guò)對(duì)劍閣縣古柏資源現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查，分析其數(shù)量特征、結(jié)構(gòu)特征、生長(zhǎng)狀況和影響因素等，以期為劍閣縣古柏的保護(hù)提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

劍閣縣位于四川省廣元市，介于105°10′～105°49′E，31°31′～32°21′N之間。地處四川盆地北部邊緣，地勢(shì)西北高、東南低，多低山地貌?？傮w屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季分明，大陸性季風(fēng)明顯；地勢(shì)地貌多變，小區(qū)域氣候差異大?？h城(海拔540 m)平均氣溫約15.4 ℃，平均最高氣溫(一般7月)35 ℃，平均最低氣溫(一般1月)-2 ℃；降水充分，時(shí)空分布不均勻，呈陡峭單峰型，年均降水量1 039.4 mm；全年無(wú)霜期約270 d；秋冬兩季多霧，年平均日照時(shí)數(shù)為1 328.3 h。

劍閣縣古柏由柏木(Cupressusfunebris)和側(cè)柏(Platycladusorientalis)組成，為秦漢至宋明時(shí)期人工種植，期間歷經(jīng)多次大規(guī)模種植、砍伐和補(bǔ)植，現(xiàn)多系明代栽植，主要分布在驛道兩側(cè)，既是省級(jí)翠云廊古柏自然保護(hù)區(qū)的主要保護(hù)對(duì)象，也與當(dāng)?shù)氐穆糜钨Y源融為一體，成為國(guó)家5A級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)的一部分；古柏驛道兩側(cè)500 m以外的區(qū)域?yàn)楫?dāng)?shù)鼐用竦淖粤羯胶拓?zé)任地。保護(hù)區(qū)成立16年來(lái)，采取編號(hào)掛牌、砌石壘土、防治病蟲、定期清點(diǎn)等方式對(duì)其切實(shí)保護(hù)。該區(qū)植被類型為亞熱帶常綠闊葉林，以柏木、馬尾松(Pinusmassoniana)、榿木(Alnuscremastogyne)、麻櫟(Quercusacutissima)等為主，海拔182 m～954 m，坡度0°～45°，土壤為黃壤和紫色土，枯枝落葉層厚0～15 cm。

2 研究方法

2.1 野外調(diào)查

2017年2月—10月，在查閱歷史資料和走訪調(diào)查結(jié)果上，結(jié)合樹(shù)木交叉定年法采集年輪樣本并分析古柏樹(shù)齡；依據(jù)《中國(guó)植物志》進(jìn)行種類鑒定[14]；逐株測(cè)量并記錄其坐標(biāo) (GPS)、樹(shù)高、胸圍、冠幅、生長(zhǎng)勢(shì)和樹(shù)木特殊狀況等。

2.2 生長(zhǎng)狀況評(píng)價(jià)

生長(zhǎng)勢(shì)能夠很好地反映樹(shù)木的生長(zhǎng)狀況。參照前人古樹(shù)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)[15～16]，以劍閣縣古柏樹(shù)形、樹(shù)冠損傷狀況、病蟲害情況、葉片生長(zhǎng)、新梢生長(zhǎng)等將其生長(zhǎng)狀況劃分為Ⅰ級(jí)(良好)、Ⅱ級(jí)(一般)、Ⅲ級(jí)(較差)、Ⅳ級(jí)(瀕死)、Ⅴ級(jí)(枯立)5個(gè)等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)記錄。其中Ⅰ級(jí)古柏樹(shù)形完好，樹(shù)冠飽滿，樹(shù)冠缺損率不超過(guò)5%，新葉萌發(fā)明顯，無(wú)死枝，病蟲害率小于5%；Ⅱ級(jí)古柏樹(shù)形基本完整，葉色正常，樹(shù)冠缺損率6%～50%，病蟲害5%～10%；Ⅲ級(jí)古柏樹(shù)形不完整或傾斜、傾倒，葉色不正常，樹(shù)冠缺損率51%～75%，病蟲害率大于20%；Ⅳ級(jí)古柏樹(shù)形較差或植株倒伏，葉片稀疏，樹(shù)冠缺損率大于76%，瀕臨死亡；Ⅴ級(jí)古柏已經(jīng)死亡。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2013和SPSS17分析軟件對(duì)古柏資源進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 古柏分布特點(diǎn)

劍閣縣驛道古柏現(xiàn)有7826株(圖1)。數(shù)量分布最多的為龍?jiān)存?zhèn)和禾豐鄉(xiāng)，分別占古柏總株數(shù)的17.19%、15.88%；數(shù)量分布最少的是馬燈鄉(xiāng)和柏埡鎮(zhèn)，分別占總株數(shù)的0.12%、0.04%。龍?jiān)存?zhèn)、禾豐鄉(xiāng)緊鄰驛道，馬燈鄉(xiāng)、柏埡鎮(zhèn)離驛道比較遠(yuǎn)，種植數(shù)量比較少；龍?jiān)存?zhèn)、禾豐鄉(xiāng)的古柏位于保護(hù)區(qū)核心區(qū)，馬燈鄉(xiāng)、柏埡鎮(zhèn)的古柏位于保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)，兩者相比，前者保護(hù)措施的力度相對(duì)大；龍?jiān)存?zhèn)、禾豐鄉(xiāng)為古柏純林，種群數(shù)量大，馬燈鄉(xiāng)、柏埡鎮(zhèn)古柏多為散生，數(shù)量稀少，種群繁殖能力較弱，因此劍閣縣古柏資源總體呈現(xiàn)出空間分布不均勻的特點(diǎn)。

圖1 劍閣縣古柏資源分布Fig.1 Distribution of ancient cypress resource in Jiange County

圖2 劍閣縣古柏的結(jié)構(gòu)特征Fig.2 Structural characteristics of ancient cypresses in Jiange County

3.2 古柏結(jié)構(gòu)特征

從樹(shù)齡看圖2(a)，劍閣縣古柏的年齡結(jié)構(gòu)呈單峰曲線的變化規(guī)律，且峰值為700～899 a，與古樹(shù)年齡結(jié)構(gòu)一般呈典型的金字塔特征不符合[4]。劍閣縣古柏與其他古樹(shù)不同，其主要為人工種植，受到人為因素的強(qiáng)烈干擾；且劍閣縣古柏從秦漢至宋明時(shí)期共歷經(jīng)8次種植行為和不同程度的砍伐與補(bǔ)栽，現(xiàn)存古柏多系明代栽植，因此在年齡結(jié)構(gòu)上，劍閣縣古柏表現(xiàn)出獨(dú)有的特征。

劍閣縣古柏樹(shù)高圖2(b)總體呈正態(tài)分布；胸徑和冠幅總體呈正偏態(tài)分布圖2(c)和(d)。樹(shù)高集中在15 m～20 m，平均樹(shù)高為17.30 m，最大樹(shù)高達(dá)33.40 m；胸徑集中在200 cm～300 cm，平均胸徑為275.48 cm，最大胸徑達(dá)840 cm；冠幅集中在5 m～10 m，平均冠幅為10.45 m，最大冠幅達(dá)34.3 m，表明劍閣縣古柏資源具有良好的遺傳基因，是優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源。

3.3 古柏生長(zhǎng)狀況

數(shù)據(jù)表明，劍閣縣驛道古柏生長(zhǎng)狀況Ⅰ級(jí)的有2 278株，占總株數(shù)的29.11%；生長(zhǎng)狀況Ⅱ級(jí)的有 2 032株，占總株數(shù)的25.96%；生長(zhǎng)狀況Ⅲ級(jí)的有 3 297株，占總株數(shù)的42.13%，常有枯枝、斷梢、樹(shù)干殘缺，主干中空等情況；生長(zhǎng)狀況Ⅳ級(jí)的有173株，占總株數(shù)的2.21%，表現(xiàn)為斷頭斷枝、根腐，僅少量枝條存活；枯立木46株，占總株數(shù)的0.59%。生長(zhǎng)狀況Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)的古柏主要散生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)、居民區(qū)附近。

對(duì)影響劍閣縣古柏生長(zhǎng)的樹(shù)齡、冠幅、保護(hù)措施、影響因素等進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，劍閣縣古柏生長(zhǎng)狀況與樹(shù)齡無(wú)顯著相關(guān)性，說(shuō)明古柏生長(zhǎng)較差或?yàn)l臨死亡與樹(shù)齡關(guān)系較弱。而與冠幅、保護(hù)措施呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，相關(guān)系數(shù)分別為0.513、0.536，表明冠幅越大，新枝越多，葉的光合作用強(qiáng)，可利用的營(yíng)養(yǎng)多，古柏的生長(zhǎng)狀況越好；掛牌保護(hù)、砌石壘土可預(yù)防人為踩踏、圈養(yǎng)牲畜、亂砍亂采，提高對(duì)古柏的保護(hù)意識(shí)。

古柏生長(zhǎng)狀況與影響因素呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，相關(guān)系數(shù)為-0.836，說(shuō)明存在影響因素越多，古柏生長(zhǎng)狀況越差。經(jīng)實(shí)際調(diào)查，對(duì)古柏生長(zhǎng)勢(shì)存在影響的因素主要有6種，即土壤因素、人為因素、種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)、地質(zhì)災(zāi)害、病蟲害等。其中土壤因素占86.58%，人為因素占10.80%。劍閣縣多低山地貌，古柏生長(zhǎng)環(huán)境的坡度約0～45°，坡度總體不陡峭，土壤為黃壤和紫色土，土層較淺薄，養(yǎng)分缺乏；加之多系人工按照一定間距種植且為游覽勝地，枯枝落葉多被掃除，導(dǎo)致枯枝落葉層薄，從而土壤含水量少，營(yíng)養(yǎng)缺乏，土層瘠薄；部分古柏生長(zhǎng)于人居環(huán)境中，樹(shù)下多人為活動(dòng)，長(zhǎng)期踩踏，堆放生活垃圾和易燃易爆物，改變了古柏周圍土壤的緊實(shí)度和理化性質(zhì)；當(dāng)?shù)爻菂^(qū)改造、修路、修房、架橋等建設(shè)過(guò)程中，由于對(duì)樹(shù)木根系分布不了解，對(duì)古柏樹(shù)干和根系造成損傷，使其生長(zhǎng)環(huán)境惡化，嚴(yán)重影響了地下與地上部分的氣體交換，使古樹(shù)的根系通氣性、透水性都處于極差的環(huán)境中，影響根系生長(zhǎng)，因此土壤因素和人為因素所占比例較大，且彼此相互關(guān)聯(lián)。種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)占1.05%。郁閉度較高會(huì)嚴(yán)重影響古樹(shù)的通風(fēng)透光性，如禾豐鄉(xiāng)部分古柏樹(shù)枝被相鄰的冠幅遮擋，多枯枝現(xiàn)象。地質(zhì)災(zāi)害占0.95%。個(gè)別陡峭地段，滑坡引起水土流失，使古柏樹(shù)干傾斜，甚至翻根。病蟲害占0.63%。多見(jiàn)毛蟲(Dendrolimussuffuscus)和柏大蚜(Cinaratujafilina)以古柏的枝葉為食，影響古柏光合作用。但此次調(diào)查有病蟲害的古柏主要分布在驛道兩側(cè)，這可能與人為干擾有關(guān)。

4 討論

劍閣縣古柏的數(shù)量和結(jié)構(gòu)分析均表明劍閣縣古柏資源豐富，具有良好的遺傳基因，是優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源，但其生長(zhǎng)勢(shì)受到多方面因素的影響，以土壤因素和人為因素為主。目前有44.34 %的古柏處于生長(zhǎng)較差或?yàn)l臨死亡的狀態(tài)，且大多分布在古驛道兩邊和城鎮(zhèn)內(nèi)。如蒲家灣108國(guó)道邊的古柏，由于修建道路，古柏根系四周被水泥包裹，嚴(yán)重影響其生長(zhǎng)；江石鎮(zhèn)、垂泉鎮(zhèn)等部分古柏因土層薄，土壤貧瘠，導(dǎo)致根系裸露，枯枝，樹(shù)干傾斜、腐爛；柳溝鄉(xiāng)、白龍鎮(zhèn)等石材廠、民房、城鎮(zhèn)附近的古柏有樹(shù)枝斷裂、樹(shù)干遭到砍伐，甚至火燒痕跡的情況；驛道兩旁的古柏樹(shù)干上有明顯的亂刻亂畫，樹(shù)下土壤緊實(shí)，幾乎不見(jiàn)其他植物生長(zhǎng)。已有研究發(fā)現(xiàn)，古樹(shù)健康普遍受到樹(shù)齡老化、極端氣候、病蟲害、土壤因素、人為因素等多方面的綜合影響[17]。也有研究指出古樹(shù)衰弱的主要原因?yàn)橥寥腊褰Y(jié)、通氣不良[18]，土壤因素是影響古樹(shù)生長(zhǎng)的主要因子[19]。劍閣縣古柏既位于省級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，又是著名的旅游勝地，同時(shí)與周圍居民的自留山和責(zé)任地相鄰，特殊的生境導(dǎo)致土壤貧瘠、游覽和城市化進(jìn)程中土地開(kāi)發(fā)矛盾成為劍閣縣古柏消失的關(guān)鍵原因，從而處于土壤肥力較差、生存空間被道路和城市化建設(shè)中建筑擠占、遭到人為破壞等生長(zhǎng)環(huán)境的古柏是劍閣縣古柏資源保護(hù)的關(guān)鍵和敏感點(diǎn)。李錦齡曾對(duì)北京松柏類古樹(shù)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素、葉肉細(xì)胞等做了分析，認(rèn)為不同的古樹(shù)有著各自不同的營(yíng)養(yǎng)元素的代謝特點(diǎn)，不同的古樹(shù)都按一定的比例吸收同化這些礦質(zhì)元素[20]。因此建立劍閣縣古柏礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的區(qū)系標(biāo)準(zhǔn)及古柏元素平衡問(wèn)題，加強(qiáng)古柏的復(fù)壯技術(shù)研究對(duì)今后劍閣古柏的養(yǎng)護(hù)工作尤其重要。

本研究數(shù)據(jù)表明古柏生長(zhǎng)勢(shì)與保護(hù)措施呈極顯著正相關(guān)，如城北鎮(zhèn)對(duì)部分古柏采取了砌石壘土的保護(hù)方法，防止人為踩踏等對(duì)土壤緊實(shí)度的影響。劉克鋒等分析設(shè)置圍欄對(duì)古樹(shù)土壤的容重、空隙性狀、緊實(shí)度、水分養(yǎng)分狀況的影響，指出設(shè)置圍欄能顯著改善土壤的肥力性狀，利于古樹(shù)生長(zhǎng)[21]。本研究的結(jié)果與其一致。同時(shí)劉克鋒曾對(duì)北京市十大公園的土壤性狀及其改良后的土壤做了對(duì)比研究表明欄內(nèi)地被植物的種植明顯能改善土壤生態(tài)和土壤肥力[22]；王瑛、林開(kāi)敏等研究表明林下植物具有促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)元素在地表富集的作用[23-24]。但黃應(yīng)峰等對(duì)深圳市古樹(shù)現(xiàn)狀做了研究，認(rèn)為樹(shù)池限制了古樹(shù)的根系伸長(zhǎng)，不利于古樹(shù)對(duì)水分和營(yíng)養(yǎng)的攝取與吸收，擁有樹(shù)池的古樹(shù)生長(zhǎng)狀況普遍比無(wú)樹(shù)池的古樹(shù)差[4]。就本研究而言，樹(shù)池對(duì)古樹(shù)的利與弊主要體現(xiàn)為樹(shù)干周圍是否鋪裝面過(guò)大，從而影響地上與地下部分氣體的交換，使古樹(shù)根系處于透氣性極差的環(huán)境中。因此對(duì)劍閣縣古柏保護(hù)提出以下幾點(diǎn)建議：

(1)開(kāi)展劍閣縣古柏復(fù)壯技術(shù)和種群動(dòng)態(tài)研究，通過(guò)科研加深對(duì)古柏的了解，為劍閣縣古柏保護(hù)提供依據(jù)。

(2)對(duì)古柏實(shí)行分級(jí)保護(hù)，明確古柏的管理權(quán)屬和責(zé)任，特別是針對(duì)散落在村前屋后、荒郊野嶺、溪旁河畔等古柏，堅(jiān)持專業(yè)保護(hù)與公眾保護(hù)相結(jié)合。

(3)因地制宜的提高古柏生長(zhǎng)環(huán)境的土壤肥力，提高古柏樹(shù)下周圍環(huán)境的植被覆蓋率，盡可能地保持古柏的凋落物。