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)

古樹名木一直是我國林木資源的瑰寶，在歷史、生態(tài)、文化價值等方面占有重要地位[1～2]。古樹作為當(dāng)?shù)氐倪m生樹種，是天然的種質(zhì)資源基因庫，分布許多地理上的間斷種、特有種、過渡種，甚至個別單種屬，不僅在生物多樣性保護和種質(zhì)資源開發(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]。 目前我國古樹共計2847349株，且在年齡測定[5～6]、衰老機理[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，但還沒有建立系統(tǒng)的、操作性強的古樹健康狀況診斷標(biāo)準(zhǔn)和衰弱主因判斷體系，而這些也恰恰是切實保護利用好我國古樹資源的前提，因此加緊古樹生長狀況的基礎(chǔ)研究是當(dāng)前古樹工作的重中之重[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個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、以漢陽、江石、龍源、涼山、柳溝、垂泉等6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的古柏保存最密集，最高樹齡約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。近年來，由于古柏的生理機能減弱、自然因素和城市發(fā)展建設(shè)引起的破壞，部分古柏因沒有得到有效的保護而枯立。因此本研究通過對劍閣縣古柏資源現(xiàn)狀進行系統(tǒng)調(diào)查，分析其數(shù)量特征、結(jié)構(gòu)特征、生長狀況和影響因素等，以期為劍閣縣古柏的保護提供理論依據(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，地勢西北高、東南低，多低山地貌?？傮w屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，大陸性季風(fēng)明顯；地勢地貌多變，小區(qū)域氣候差異大。縣城(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，時空分布不均勻，呈陡峭單峰型，年均降水量1 039.4 mm；全年無霜期約270 d；秋冬兩季多霧，年平均日照時數(shù)為1 328.3 h。

劍閣縣古柏由柏木(Cupressusfunebris)和側(cè)柏(Platycladusorientalis)組成，為秦漢至宋明時期人工種植，期間歷經(jīng)多次大規(guī)模種植、砍伐和補植，現(xiàn)多系明代栽植，主要分布在驛道兩側(cè)，既是省級翠云廊古柏自然保護區(qū)的主要保護對象，也與當(dāng)?shù)氐穆糜钨Y源融為一體，成為國家5A級風(fēng)景名勝區(qū)的一部分；古柏驛道兩側(cè)500 m以外的區(qū)域為當(dāng)?shù)鼐用竦淖粤羯胶拓?zé)任地。保護區(qū)成立16年來，采取編號掛牌、砌石壘土、防治病蟲、定期清點等方式對其切實保護。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)合樹木交叉定年法采集年輪樣本并分析古柏樹齡；依據(jù)《中國植物志》進行種類鑒定[14]；逐株測量并記錄其坐標(biāo) (GPS)、樹高、胸圍、冠幅、生長勢和樹木特殊狀況等。

2.2 生長狀況評價

生長勢能夠很好地反映樹木的生長狀況。參照前人古樹等級劃分標(biāo)準(zhǔn)[15～16]，以劍閣縣古柏樹形、樹冠損傷狀況、病蟲害情況、葉片生長、新梢生長等將其生長狀況劃分為Ⅰ級(良好)、Ⅱ級(一般)、Ⅲ級(較差)、Ⅳ級(瀕死)、Ⅴ級(枯立)5個等級進行評價記錄。其中Ⅰ級古柏樹形完好，樹冠飽滿，樹冠缺損率不超過5%，新葉萌發(fā)明顯，無死枝，病蟲害率小于5%；Ⅱ級古柏樹形基本完整，葉色正常，樹冠缺損率6%～50%，病蟲害5%～10%；Ⅲ級古柏樹形不完整或傾斜、傾倒，葉色不正常，樹冠缺損率51%～75%，病蟲害率大于20%；Ⅳ級古柏樹形較差或植株倒伏，葉片稀疏，樹冠缺損率大于76%，瀕臨死亡；Ⅴ級古柏已經(jīng)死亡。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

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

3 結(jié)果與分析

3.1 古柏分布特點

劍閣縣驛道古柏現(xiàn)有7826株(圖1)。數(shù)量分布最多的為龍源鎮(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%。龍源鎮(zhèn)、禾豐鄉(xiāng)緊鄰驛道，馬燈鄉(xiāng)、柏埡鎮(zhèn)離驛道比較遠，種植數(shù)量比較少；龍源鎮(zhèn)、禾豐鄉(xiāng)的古柏位于保護區(qū)核心區(qū)，馬燈鄉(xiāng)、柏埡鎮(zhèn)的古柏位于保護區(qū)實驗區(qū)，兩者相比，前者保護措施的力度相對大；龍源鎮(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。

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不同，其主要為人工種植，受到人為因素的強烈干擾；且劍閣縣古柏從秦漢至宋明時期共歷經(jīng)8次種植行為和不同程度的砍伐與補栽，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)出獨有的特征。

劍閣縣古柏樹高圖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)。樹高集中在15 m～20 m，平均樹高為17.30 m，最大樹高達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840 cm；冠幅集中在5 m～10 m，平均冠幅為10.45 m，最大冠幅達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 古柏生長狀況

數(shù)據(jù)表明，劍閣縣驛道古柏生長狀況Ⅰ級的有2 278株，占總株數(shù)的29.11%；生長狀況Ⅱ級的有 2 032株，占總株數(shù)的25.96%；生長狀況Ⅲ級的有 3 297株，占總株數(shù)的42.13%，常有枯枝、斷梢、樹干殘缺，主干中空等情況；生長狀況Ⅳ級的有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%。生長狀況Ⅲ級和Ⅳ級的古柏主要散生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)、居民區(qū)附近。

對影響劍閣縣古柏生長的樹齡、冠幅、保護措施、影響因素等進行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，劍閣縣古柏生長狀況與樹齡無顯著相關(guān)性，說明古柏生長較差或瀕臨死亡與樹齡關(guān)系較弱。而與冠幅、保護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，可利用的營養(yǎng)多，古柏的生長狀況越好；掛牌保護、砌石壘土可預(yù)防人為踩踏、圈養(yǎng)牲畜、亂砍亂采，提高對古柏的保護意識。

古柏生長狀況與影響因素呈極顯著負相關(guān)(P<0.01)，相關(guān)系數(shù)為-0.836，說明存在影響因素越多，古柏生長狀況越差。經(jīng)實際調(diào)查，對古柏生長勢存在影響的因素主要有6種，即土壤因素、人為因素、種內(nèi)競爭、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，營養(yǎng)缺乏，土層瘠??；部分古柏生長于人居環(huán)境中，樹下多人為活動，長期踩踏，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)過程中，由于對樹木根系分布不了解，對古柏樹干和根系造成損傷，使其生長環(huán)境惡化，嚴重影響了地下與地上部分的氣體交換，使古樹的根系通氣性、透水性都處于極差的環(huán)境中，影響根系生長，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)競爭占1.05%。郁閉度較高會嚴重影響古樹的通風(fēng)透光性，如禾豐鄉(xiāng)部分古柏樹枝被相鄰的冠幅遮擋，多枯枝現(xiàn)象。地質(zhì)災(zāi)害占0.95%。個別陡峭地段，滑坡引起水土流失，使古柏樹干傾斜，甚至翻根。病蟲害占0.63%。多見毛蟲(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，但其生長勢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 %的古柏處于生長較差或瀕臨死亡的狀態(tài)，且大多分布在古驛道兩邊和城鎮(zhèn)內(nèi)。如蒲家灣108國道邊的古柏，由于修建道路，古柏根系四周被水泥包裹，嚴重影響其生長；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)附近的古柏有樹枝斷裂、樹干遭到砍伐，甚至火燒痕跡的情況；驛道兩旁的古柏樹干上有明顯的亂刻亂畫，樹下土壤緊實，幾乎不見其他植物生長。已有研究發(fā)現(xiàn)，古樹健康普遍受到樹齡老化、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]。也有研究指出古樹衰弱的主要原因為土壤板結(jié)、通氣不良[18]，土壤因素是影響古樹生長的主要因子[19]。劍閣縣古柏既位于省級自然保護區(qū)內(nèi)，又是著名的旅游勝地，同時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、游覽和城市化進程中土地開發(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環(huán)境的古柏是劍閣縣古柏資源保護的關(guān)鍵和敏感點。李錦齡曾對北京松柏類古樹礦質(zhì)營養(yǎng)元素、葉肉細胞等做了分析，認為不同的古樹有著各自不同的營養(yǎng)元素的代謝特點，不同的古樹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)營養(yǎng)元素的區(qū)系標(biāo)準(zhǔn)及古柏元素平衡問題，加強古柏的復(fù)壯技術(shù)研究對今后劍閣古柏的養(yǎng)護工作尤其重要。

本研究數(shù)據(jù)表明古柏生長勢與保護措施呈極顯著正相關(guān)，如城北鎮(zhèn)對部分古柏采取了砌石壘土的保護方法，防止人為踩踏等對土壤緊實度的影響。劉克鋒等分析設(shè)置圍欄對古樹土壤的容重、空隙性狀、緊實度、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，利于古樹生長[21]。本研究的結(jié)果與其一致。同時劉克鋒曾對北京市十大公園的土壤性狀及其改良后的土壤做了對比研究表明欄內(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、林開敏等研究表明林下植物具有促進營養(yǎng)元素在地表富集的作用[23-24]。但黃應(yīng)峰等對深圳市古樹現(xiàn)狀做了研究，認為樹池限制了古樹的根系伸長，不利于古樹對水分和營養(yǎng)的攝取與吸收，擁有樹池的古樹生長狀況普遍比無樹池的古樹差[4]。就本研究而言，樹池對古樹的利與弊主要體現(xiàn)為樹干周圍是否鋪裝面過大，從而影響地上與地下部分氣體的交換，使古樹根系處于透氣性極差的環(huán)境中。因此對劍閣縣古柏保護提出以下幾點建議：

(1)開展劍閣縣古柏復(fù)壯技術(shù)和種群動態(tài)研究，通過科研加深對古柏的了解，為劍閣縣古柏保護提供依據(jù)。

(2)對古柏實行分級保護，明確古柏的管理權(quán)屬和責(zé)任，特別是針對散落在村前屋后、荒郊野嶺、溪旁河畔等古柏，堅持專業(yè)保護與公眾保護相結(jié)合。

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