邱族周,胡希軍,錢 惠,韋寶婧,廖坤富
(1.中南林業(yè)科技大學(xué),湖南 長沙 410004;2.湖南省自然保護(hù)地風(fēng)景資源大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心,湖南 長沙 410004)
古樹是指樹齡在100 a 以上的樹木;名木是指具有重要歷史、文化價值,極具紀(jì)念意義的樹木[1]。古樹名木是重要的自然文化遺產(chǎn)[2],具有極高的科研、歷史、生態(tài)、文化、經(jīng)濟(jì)和景觀價值[3],是區(qū)域生物多樣性的重要組成部分,保護(hù)古樹名木對促進(jìn)社會主義生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。我國對于古樹名木的研究起步較晚,在研究尺度上,涵蓋森林公園[4]、縣[5]、市[6-7]、省[8]乃至國家[9]層級等空間尺度,總體主要集中在大中城市[10]。在研究內(nèi)容上,前期我國古樹的研究停留在相對基礎(chǔ)的發(fā)展階段,研究方向主要側(cè)重于古樹樹齡測定、衰老肌理、養(yǎng)護(hù)復(fù)壯[11-12]等方面,隨后學(xué)者們相繼在古樹價值評價[13-14]、影響古樹生長的因素[15]、古樹名木與三維管理信息系統(tǒng)[16]、古樹與文化的關(guān)系[17]、時空分布[18]等方面取得突出研究成果。隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展,我國在古樹名木空間分布方面的研究成果開始涌現(xiàn),研究方法上也從單元網(wǎng)格法[19]和數(shù)理統(tǒng)計法[20]等傳統(tǒng)方法向與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合轉(zhuǎn)變。王元勝等[21]用VB 對GIS 系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā),以香山公園為例建立古樹名木管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)與Web 信息查詢系統(tǒng);張艷麗等[22]使用標(biāo)準(zhǔn)差橢圓和GIS 技術(shù)對四川廣安市古樹名木空間分布特征進(jìn)行探究。劉益曦等[23]使用GIS 技術(shù)對溫州古樹分布類型、分布密度等進(jìn)行定性和定量分析,揭示了古樹資源空間分布特征并提出古樹保護(hù)建議。基于此,本研究對新田縣古樹資源組成特征、空間分布格局和影響古樹分布的地理環(huán)境因素等進(jìn)行定性和定量分析,以期為保護(hù)新田縣古樹和物種多樣性提供理論依據(jù),為古樹名木資源的合理開發(fā)利用、城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供參考依據(jù)。
新田縣是湖南省永州市下轄縣,位于112°02′~112°23′E,25°40′~26°06′N 之間,總面積1 022.4 km2。新田位于南嶺山脈的北段,所處位置地勢較低,海拔200~1 080 m,縣境內(nèi)四面環(huán)山,地勢西北高,東南低,山地面積占比36.56%,屬中亞熱帶大陸性季風(fēng)濕潤氣候區(qū),四季分明、雨量充沛,年平均氣溫在17.6~18.5℃之間,年平均日照時數(shù)在1 384.1~1 688.0 h 之間,年平均降水量1 280~1 530 mm??h內(nèi)森林資源豐富,全縣森林覆蓋率達(dá)55.60%。
湖南省永州市新田縣于2016 年4—12 月全面完成古樹名木普查建檔工作,調(diào)查按照中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(LY/T2738—2016)古樹名木普查技術(shù)規(guī)范[24]以及(LY/T2737—2016)古樹名木鑒定規(guī)范[25]執(zhí)行。結(jié)果表明,全縣共有古樹名木2 483 株,隸屬于39 科58 屬71 種,古樹名木的主要樹種為樟樹、楓香、馬尾松、側(cè)柏、櫸樹、榆樹和銀杏。新田縣的古樹名木權(quán)屬分布絕大部分為集體所有,共2 342 株;其次為國有,共113株;個人所占比例較小,只有28 株。其中國家一級保護(hù)古樹名木(≥500 a)52 株,國家二級保護(hù)古樹名木(300~499 a)268 株,國家三級保護(hù)古樹名木(100~299 a)2 163 株。
古樹名木的樹齡、樹高、胸徑、冠幅、海拔、立地條件、地理坐標(biāo)、生長勢等數(shù)據(jù)由永州市林業(yè)局提供。并通過實地調(diào)研,抽樣實測古樹的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)驗證數(shù)據(jù)的精確性,同時收集新田縣古樹相關(guān)歷史文化資料。土地利用數(shù)據(jù)來源于GlobeLand30(2020)全球地表覆蓋遙感制圖數(shù)據(jù)產(chǎn)品,分辨率為30 m。地質(zhì)數(shù)據(jù)來自地質(zhì)科學(xué)數(shù)據(jù)出版系統(tǒng)全國1∶50 萬數(shù)字地質(zhì)圖。在ArcGIS平臺上以點要素形式建立古樹名木空間矢量數(shù)據(jù),將每木對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以Excel 表格的形式與矢量數(shù)據(jù)屬性表進(jìn)行關(guān)聯(lián)建立古樹空間數(shù)據(jù)庫,新田縣行政邊界選取2018 全國1∶100 萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù),將所有空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一為WGS_1984_UTM_Zone_49N 投影。
2.2.1 鄰近點分析法
從縣域尺度來看,新田縣的古樹名木可以抽象為點狀要素,而點狀要素分布類型可分為均勻、隨機(jī)和集聚等3種,可采用最鄰近點指數(shù)進(jìn)行判定。平均最鄰近是指點間最近距離均值。該分析方法通過比較實際最鄰近距離與理論最鄰近距離來判斷其空間格局。最鄰近點指數(shù)R 是指實際最鄰近距離與理論最鄰近距離之比,其公式為:
式(1)中:R表示新田縣古樹分布最鄰近指數(shù);r1為實際最鄰近距離;rE為理論最鄰近距離;D為點密度。當(dāng)R=1 時,說明點狀分布為隨機(jī)型;R>1 時,點狀要素趨于均勻分布;R<1 時,點狀要素趨于集聚分布。
2.2.2 核密度分析法
核密度分析是一種基于數(shù)學(xué)函數(shù),根據(jù)要素在其周圍鄰域中的距離和密度,計算每單位面積的量值,并將離散的樣本點密度轉(zhuǎn)換為在空間上連續(xù)分布的密度值的非參數(shù)密度估計的方法[26]。核密度分析法認(rèn)為:空間點密度越高,地理事件在區(qū)域發(fā)生的概率大。對于每個空間實體,其中心處密度最大,越往邊緣密度越小,達(dá)到一定的距離閾值后密度為0。某個空間位置X 的核密度為其窗口范圍內(nèi)所有實體密度之和。表達(dá)式為:
式(2)中:n表示距離閾值范圍內(nèi)包含的空間實體數(shù)量,h表示距離閾值,k(x-xi/h)為核密度方程,x-xi表示2 點之間的歐氏距離。
3.1.1 空間分布類型
空間分布類型分析可以反映新田縣古樹名木之間的空間分布相關(guān)性和空間聚集特征。古樹名木可以抽象為點狀要素,而點狀要素在空間上的分布有均勻、隨機(jī)和集聚3 種類型,結(jié)合GIS 對研究對象進(jìn)行平均最鄰近指數(shù)進(jìn)行測算,結(jié)果(表1)表明新田縣古樹名木的最鄰近指數(shù)的R值為0.203 99 <1,表明古樹的分布在空間上相互接近呈顯著聚集狀態(tài),屬于空間聚集模式。
表1 新田縣古樹名木平均最近鄰指數(shù)分析指標(biāo)Table 1 Analysis of the average nearest neighbor index of ancient and famous trees in Xintian County
3.1.2 核密度分析
核密度的結(jié)果受帶寬(h)選取的影響較大,本文通過多次試驗校驗,設(shè)定新田縣古樹的合理空間搜索帶寬為3 000 m 最為適宜。在ArcGIS10.5平臺錄入2 483 株古樹名木的精準(zhǔn)地理定位,采用核密度工具(Kernel density)對新田縣古樹名木空間分布密度進(jìn)行測算,并生成新田縣古樹名木的核密度圖(圖1)。結(jié)果顯示,新田縣的空間分布在不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)呈現(xiàn)出明顯的差異,有較強(qiáng)的空間聚集性,具有多個密度群集聚分布特征。其中有2 個高密集區(qū)中心,分別位于新圩鎮(zhèn)和枧頭鎮(zhèn),分布密度達(dá)7.20~9.32 株/km2。此外存在4 個次密集區(qū)中心,分別位于金盆鎮(zhèn)、門樓下瑤族鄉(xiāng)西部和大坪塘鎮(zhèn)西北部和東部,分布密度達(dá)4.54~7.19 株/km2。
圖1 新田縣古樹名木核密度分析圖Fig.1 Kernel density analysis of heritage trees in Xintian County
3.1.3 數(shù)量分布特征分析
新田縣古樹名木共分布于下轄11 個鎮(zhèn)、1 個民族鄉(xiāng)和2 個林場,有龍泉鎮(zhèn)、金陵鎮(zhèn)、驥村鎮(zhèn)、枧頭鎮(zhèn)、新圩鎮(zhèn)、石羊鎮(zhèn)、新隆鎮(zhèn)、大坪塘鎮(zhèn)、陶嶺鎮(zhèn)、金盆鎮(zhèn)、三井鎮(zhèn)、門樓下瑤族鄉(xiāng)、大灣林場和肥源林場。結(jié)果顯示(表2),各區(qū)域的數(shù)據(jù)差異顯著。數(shù)量最多的為門樓下瑤族鄉(xiāng),共361株,占古樹名木總數(shù)的14.54%;其次為枧頭鎮(zhèn)和新圩鎮(zhèn),數(shù)量分別為339 株和282 株,占古樹名木總數(shù)的13.65%和11.60%;數(shù)量最多的前3 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)為982 株,占古樹名木總數(shù)的39.55%。數(shù)量最少的是肥源林場,只有3 株古樹名木,占比為0.12%。從新田縣地理環(huán)境來看,新田縣古樹名木多分布在地形平緩以及河流匯集的地區(qū),數(shù)量最多的3 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)地理位置距離大,在新田縣地圖上呈三角布局,總體布局呈現(xiàn)出“散點狀與組團(tuán)狀”并存的狀態(tài)。
表2 新田縣古樹名木數(shù)量和保護(hù)等級分布Table 2 Quantity and protection grade distribution of the ancient and famous trees in Xintian County
3.2.1 古樹樹齡和等級分布
新田縣一級古樹有52 株,僅占古樹名木總數(shù)的2.09%;二級古樹有268 株,占古樹名木總數(shù)的10.79%;三級古樹有2 163 株,占古樹名木總數(shù)的87.11%;其中金陵鎮(zhèn)、枧頭鎮(zhèn)、新圩鎮(zhèn)、石羊鎮(zhèn)、新隆鎮(zhèn)、大坪塘鎮(zhèn)、陶嶺鎮(zhèn)和三井鎮(zhèn)這8 各區(qū)域都有3 個級別的古樹名木。3 個級別古樹名木具體分布特征(表1):在一級古樹名木中,數(shù)量最多的是金陵鎮(zhèn)和新圩鎮(zhèn)各有13 株一級古樹名木,其次為新隆鎮(zhèn)有10 株三鎮(zhèn)數(shù)量總和占所有一級古樹名木的69.23%,其中1 000 a 以上的古樹名木有6 株,都集中在金陵鎮(zhèn);有5 個區(qū)域數(shù)量為0 株,分別為大灣林場、龍泉鎮(zhèn)、驥村鎮(zhèn)、門樓下瑤族鄉(xiāng)和金盆鎮(zhèn)。在二級古樹名木中,數(shù)量最多的是枧頭鎮(zhèn),有51 株古樹名木,其次為大坪塘鎮(zhèn)和大灣林場,分別為40 株和31 株,數(shù)量前3 名的區(qū)域總量占二級古樹名木的45.52%;肥源林場沒有二級古樹名木。在三級古樹名木中,數(shù)量最多的是門樓下瑤族鄉(xiāng),有343 株,其次為枧頭鎮(zhèn)和新圩鎮(zhèn),數(shù)據(jù)分別為284 株和253 株,數(shù)量前三名的區(qū)域總量占三級古樹名木的40.68%;肥源林場的三級級古樹名木只有1 株。因此,新田縣的古樹名木以三級數(shù)量為主,二級古樹名木次之,一級古樹名木占比小數(shù)量稀缺。其中一級古樹名木集中在金陵鎮(zhèn)、新圩鎮(zhèn)和新隆鎮(zhèn),二級古樹名木集中在枧頭鎮(zhèn)、大坪塘鎮(zhèn)和大灣林場,三級古樹名木集中在門樓下瑤族鄉(xiāng)、枧頭鎮(zhèn)和新圩鎮(zhèn)。
3.2.2 古樹徑級冠幅結(jié)構(gòu)特征
從新田縣古樹名木的生長狀態(tài)數(shù)據(jù)(表3)可以看出,新田縣古樹名木的生長散生數(shù)量為1 926 株,群狀數(shù)量為557 株,占比分別為77.57%和22.43%,新田縣古樹名木的生長以散生為主,群狀生長數(shù)量較少,從群狀分布圖中可以看出,群生的古樹群稀少且分布分散。從新田縣古樹名木的樹高數(shù)據(jù)分析,古樹名木樹高主要集中在10~19 m區(qū)段,共1 829 株占古樹名木總量的73.66%;20~29 m 區(qū)段,共553 株占古樹名木總量的22.27%;10 m 以下的區(qū)段,共76 株占總量的3.06%;30 m及以上的區(qū)段,共25 株占總量的1.01%。從新田縣古樹名木的有效胸圍數(shù)據(jù)分析,古樹名木的胸圍主要集中在1 m 以下區(qū)段,共2 279 株占古樹名木總數(shù)量的91.78%;1 m 及以上區(qū)段共204 株,占古樹名木總數(shù)量的8.22%。從新田縣古樹名木的冠幅數(shù)據(jù)分析,古樹名木的平均冠幅主要集中在10 m以下區(qū)段,共1 558 株占全國古樹名木總數(shù)量的62.75%;冠幅在10~19 m 區(qū)段,共773 株占古樹名木總數(shù)量的31.13%;冠幅在20~29 m 區(qū)段,共122 株占古樹名木總數(shù)量的4.91%;冠幅在30 m 及以上區(qū)段共30 株占古樹名木總數(shù)量的1.21%。在金陵鎮(zhèn)的一級保護(hù)古樹名木中,一棵樹齡為3 000 a 的銀杏樹高36 m,胸徑238 m,平均冠幅24.5 m。因此,新田縣古樹名木的生長狀態(tài)以單株散生狀態(tài)為主、群株生長相對較少,古樹名木的胸圍以1 m 以下為主、1 m 以上次之,樹高主要集中在10~29 m 之間,冠幅集中在19 m以下,具體數(shù)據(jù)見表4。
表3 新田縣古樹名木徑級結(jié)構(gòu)、樹高冠幅和生長狀況Table 3 Diameter structure,tree height,crown width and growth status of the ancient and famous trees in Xintian County
表4 新田縣古樹名木優(yōu)勢種Table 4 The average nearest neighbor index of the ancient and famous trees in Xintian County
3.2.3 古樹優(yōu)勢種數(shù)量及分布
新田縣古樹名木共2 483 株,共有38 科、57屬71 種。數(shù)量超過20 棵的有12 種,分別為柏木Cupressus funebris、樟樹Cinnamomum camphora、楓香Liquidambar formosana、甜櫧Castanopsis eyrei、馬 尾松Pinus massoniana、青 岡櫟Cyclobalanopsis glauca、錐栗Castanea henryii、南嶺黃檀Dalbergia balansae、櫸樹Zelkova serrata、苦櫧Castanopsis sclerophylla、木荷Schima superba和麻櫟Quercus acutissima,具體數(shù)量見表3。從數(shù)量前5 的優(yōu)勢樹種分布圖(圖2)來看,柏木分布范圍廣,全縣各地均有分布;樟樹主要集中分布在龍泉鎮(zhèn)和縣南部新圩鎮(zhèn)周圍;楓香、甜櫧、馬尾松在北部驥村鎮(zhèn)和夢樓下瑤族鄉(xiāng)分布較多,此外楓香在西南部枧頭鎮(zhèn)和三井鎮(zhèn)也有分布。這些古樹優(yōu)勢種均具有耐干旱瘠薄的特性。如柏木、青岡櫟、麻櫟喜歡石灰?guī)r鈣質(zhì)土壤環(huán)境,適應(yīng)力強(qiáng),抗風(fēng)固土、改善土質(zhì)能力強(qiáng),是寶貴的樹種資源。此外這些優(yōu)勢種也是極具經(jīng)濟(jì)價值的用材樹種,為建筑、造船、家具等提供用材,如木荷、楓香是高等家具的用材樹種,櫸樹莖皮纖維棵制人造棉和繩索,馬尾松是優(yōu)良薪碳材的同時也是我國主要的產(chǎn)脂樹種,錐栗、苦櫧、青岡櫟果實種子有重要的食用價值。這些優(yōu)勢種根莖葉花果或者種子皆有藥用價值,如柏木葉、楓香樹根葉果可入藥,南嶺黃檀是重要的中藥材料。新田縣的石灰?guī)r地質(zhì)對古樹的資源組成產(chǎn)生了重要影響,保留下來的古樹資源都具有極強(qiáng)的適應(yīng)性和抗逆性,同時還具有寶貴的經(jīng)濟(jì)價值、食用價值或藥用價值,這些特點共同作用形成了新田縣獨特的古樹資源組成。
圖2 新田縣古樹名木優(yōu)勢種分布圖Fig.2 Distribution map of the dominant ancient tree species in Xintian County
3.3.1 地理區(qū)域分布特征
根據(jù)實地調(diào)研統(tǒng)計結(jié)果數(shù)據(jù)顯示,新田縣2 483 株古樹名木中共有29 株分布于城市區(qū)域,占古樹名木總數(shù)的1.17%,其中主要有25 株分布在龍泉鎮(zhèn),有4 株分布于石羊鎮(zhèn),剩余1 株分布于大坪塘鎮(zhèn);共有2 454 株名木分布于新田縣農(nóng)村區(qū)域,占古樹名木總數(shù)的98.83%。在農(nóng)村地區(qū)的2 454 株古樹名木中,有1 041 株古樹名木分布于遠(yuǎn)郊野外,占比42.42%;剩余1 413 株分布于鄉(xiāng)村街邊,占比57.58%。新田縣的土地覆被類型主要有林地、耕地、草地、水體和建設(shè)用地(圖3),耕地、林地約占總面積的88%。耕地分布的古樹數(shù)量最多,占總數(shù)的58.74%,其次為林地、建設(shè)用地和草地。從分布密度來看,古樹分布密度從大到小分別為建設(shè)用地>耕地>林地>草地>水體,具體見表5。原始林地為古樹提供了穩(wěn)定良好的生境,保留了較多的古樹。而耕地區(qū)域零散破碎的綠地斑塊也為古樹的生長存活提供了空間,同時古樹資源中大多以用材樹種、經(jīng)濟(jì)樹種為主,這與村落的農(nóng)耕生產(chǎn)生活需求相契合,因此分布數(shù)量較大。而城市區(qū)域由于現(xiàn)代化建設(shè),古樹原有棲息地受到建設(shè)用地的擠壓侵占而遭受破壞,保留的古樹的數(shù)量稀少。但由于古樹自身除了有較高的經(jīng)濟(jì)價值,同時也具有極高的生態(tài)效益,其體枝葉繁茂冠幅巨大極具觀賞性,是城市園林綠化的寶貴資源,因此在建設(shè)用地中分布密度相對較高。
表5 不同用地類型古樹分布Table 5 Distribution of ancient trees in different land types
圖3 新田縣古樹名木用地類型分布圖Fig.3 Distribution of land types for the ancient and famous trees in Xintian County
3.3.2 地質(zhì)類型分布特征
新田縣地層屬華夏陸臺、南嶺準(zhǔn)地槽區(qū),北部中低山地以寒武系、奧陶系為主,東南丘崗地和西部低山地以泥盆系為主[27]。泥盆系廣泛分布于西部低山和東南部丘陵崗地,約占總面積的70%,巖性主要為灰白-深灰色中厚至巨厚層狀灰?guī)r,次為白云質(zhì)灰?guī)r。這種獨特的石灰?guī)r地質(zhì)形成了新田縣獨具特色古樹資源,其中柏木是數(shù)量最多的樹種,占總數(shù)的51.95%,柏木適應(yīng)性強(qiáng),能在微堿性或石灰?guī)r山地上生長,尤以在石灰?guī)r山地鈣質(zhì)土上生長良好,是這類土壤中宜林荒山綠化、疏林改造的先鋒樹種[28]。同時其具有極高的樹材價值、藥用價值,具有全樹可予利用的特點,因此在新田縣石灰?guī)r地質(zhì)的鄉(xiāng)野環(huán)境中廣泛種植。此外,青岡櫟、麻櫟數(shù)量也較多,分別有77 棵和20 棵,這類樹種耐貧瘠,喜鈣質(zhì)土壤,在微堿性或中性的石灰?guī)r土壤上生長良好,同時具有極高的樹材價值和生態(tài)效益[29],在新田縣境內(nèi)保留有數(shù)量可觀的古樹資源(圖4)。
圖4 新田縣地質(zhì)類型與古樹分布圖Fig.4 Geological types and distribution of the ancient trees in Xintian County
3.3.3 立地條件分布特征
新田縣境內(nèi)四面環(huán)山,地勢西北高東南低,山地丘陵區(qū)域集中在縣北部和西部區(qū)域,海拔跨度在153~984 m 之間。古樹的分布受海拔高程影響不明顯,在西北丘陵地帶和南部低海拔丘崗地帶均有大量分布。古樹名木的坡向和坡度分布情況如圖5~6 所示。將坡向按方位角分為9 個類別,坡度小于5°的區(qū)域劃分為無坡;將坡度按坡度等級分為5 類,將坡位分成5 個類別。古樹名木不同立地條件的具體分布情況如表6 所示。從坡向看,無坡區(qū)域古樹的分布數(shù)量最多,占總數(shù)的43.13%;而北、東北、西北、東坡與南、西南、東南、西坡的總分布數(shù)量相接近,各占28.11%和28.76%。從坡度看,以平坡分布的古樹數(shù)量最多,占總數(shù)的56.06%;其次為緩坡和斜坡,各占22.71%和18.89%;陡坡和急坡區(qū)域古樹數(shù)量最少,僅占2.33%。坡位是影響立地條件尤其是水分條件的重要地形因子。脊部是山脈的分水線及其兩側(cè)各下降垂直高度15 m 的范圍,只有1 株古樹;平地共996 株占比40.11%;上坡是從基部以下至山谷范圍內(nèi)的山坡三等分后的最上等分部位,共95株占比3.83%;中坡是三等分的中坡位,共1 099株占比44.26%;下坡共292 株占比11.72%。總體而言,新田縣古樹名木主要分布在無坡、平坡和緩坡等地勢較平坦的坡度區(qū)域,坡位分布上主要集中在中坡和平地兩個區(qū)域。
圖5 新田縣古樹名木坡度分布圖Fig.5 Slope distribution map of the ancient and famous trees in Xintian County
表6 不同立地條件古樹分布Table 6 Distribution of the ancient trees in different sites
新田縣的土壤共有7 種類型,其中以南方紅壤為主。土壤類型分布方面,5 種紅壤中共分布2 446 株古樹名木,具體為:紅壤,呈紅棕色或橘紅色,剖面下部有網(wǎng)紋和鐵錳結(jié)核,共1 877 株占比75.59%;紅壤土,一般呈褐紅色,是具有高含水率、低密度而強(qiáng)度較高、壓縮性較低特性的土,共189 株占比7.61%;黃紅壤,黃紅壤呈橙黃色,黃紅壤的成土過程仍以脫硅富鋁化作用為主,處在山地土壤和空氣濕度增加呈現(xiàn)黃化,是紅壤向黃壤過渡的一類土壤,共122 株占比4.91%;黃壤,呈黃色或蠟黃色,土層潮濕、粘土礦物含有較多,含有針鐵礦和褐鐵礦,共150 株占比6.04%;山地黃壤,呈土黃色,主要分布于海拔較高的山坡地域,共108 株占比4.35%;石灰土,質(zhì)地都比較黏重,剖面上有石灰泡沫,共35 株占比1.41%;砂礫土,含砂量高、顆粒大、滲水快保水性能差,目前只有2 株。
圖6 新田縣古樹名木坡向分布圖Fig.6 Slope aspect distribution of the ancient and famous trees in Xintian County
土壤緊實度是指土壤抵抗外力的壓實和破碎的能力,指土壤顆粒間隙的大小,是土壤強(qiáng)度的一個合成指標(biāo)。新田縣土壤可以分為較疏松、緊密和中等3 個密度級別,其中古樹名木分布區(qū)域主要以緊密土壤為主,該區(qū)域分布的古樹占總數(shù)的91.66%;較疏松和中等緊密土壤分布較少,分別占比3.66%和4.67%。
3.3.4 人口密度分布特征
人類活動與古樹資源生長存活密切相關(guān)。根據(jù)新田縣2016 年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報數(shù)據(jù)中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算(圖7),結(jié)合前文3.1.2古樹核密度分析結(jié)果,古樹集聚分布的2 個高密度團(tuán)和4 個次密集區(qū)中,金盆和新圩鎮(zhèn)屬于人口密度高值區(qū),枧頭鎮(zhèn)、門樓下瑤族鄉(xiāng)和大坪塘鎮(zhèn)屬于人口密度低值區(qū)。結(jié)合新田縣傳統(tǒng)村落的分布情況[30],可以看出,古樹高密度集聚區(qū)域與人口密度高值區(qū)且傳統(tǒng)村落分布數(shù)量較高的區(qū)域相重合,這說明傳統(tǒng)村落文化對于古樹名木的保護(hù)具有促進(jìn)作用。而人口密度低的區(qū)域由于多以山地為主,人為干擾因素小,也成為了古樹集聚程度較高的區(qū)域。
圖7 新田縣人口密度與古樹分布圖Fig.7 Population density and distribution of the ancient trees in Xintian County
新田縣共有古樹名木2 483 株,隸屬于39 科58 屬71 種,優(yōu)勢種為柏木、樟樹、楓香、甜櫧和馬尾松、青岡櫟等鄉(xiāng)土樹種,具有顯著的熱帶分布特征,是植物長期適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。從古樹年齡結(jié)構(gòu)來看,樹齡在100~299 a 范圍的三級古樹占比最大,其中以柏木、樟樹和馬尾松為主,這些樹種適應(yīng)性強(qiáng),生長迅速,常被作為林荒山綠化、疏林改造的先鋒樹種,本身具有極高的用材價值,柏木等樹種能在微堿性或石灰?guī)r山地上生長,尤其在石灰?guī)r山地鈣質(zhì)土上生長良好,因此在新田縣泥盆系石灰?guī)r地層區(qū)域分布范圍極廣且數(shù)量較多;千年以上的古樹有6 棵,分別為5 株銀杏和1株紅豆杉,這些珍貴樹種經(jīng)歷朝代更替和戰(zhàn)火紛飛后仍然被保留下來,得益于中國歷史悠久的古樹崇拜文化。銀杏又名白果樹,而在中國的神話傳說中,白果曾經(jīng)是伏羲、女媧食用的圣藥,因此,銀杏樹也就成為了人們崇拜的對象。從古樹生長結(jié)構(gòu)來看,古樹樹高主要集中在10~29 m 之間,占比73.66%;胸徑以1 m 以下為主,占91.78%;冠幅以10 m 以下為主。從生長勢來看,98.27%的古樹為正常株,總體長勢良好。
新田縣古樹名木在空間上為顯著集聚模式,呈現(xiàn)出“散點狀與多組團(tuán)狀”并存的狀態(tài)。古樹有多個密度團(tuán)集聚分布,其中存在2 個高密集區(qū)中心,分別位于新圩鎮(zhèn)和枧頭鎮(zhèn),分布密度達(dá)7.20~9.32 株/km2;另外4 個次密集區(qū)分別位于金盆鎮(zhèn)、門樓下瑤族鄉(xiāng)西部和大坪塘鎮(zhèn)西北部和東部,分布密度達(dá)4.54~7.19 株/km2。從新田縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)古樹分布情況來看,門樓下瑤族鄉(xiāng)古樹數(shù)量最多,其次為枧頭鎮(zhèn)和新圩鎮(zhèn)。門樓下瑤族鄉(xiāng)人口分布較少且以山地為主,人為干擾因素小,古樹得以保留;而枧頭鎮(zhèn)和新圩鎮(zhèn)人口密度較高,但同時也分布有較多的傳統(tǒng)村落,傳統(tǒng)村落與古樹和諧共生,為古樹的保存提供了良好的條件。
古樹位置主要為城區(qū)和鄉(xiāng)村兩種,約有98.83%的古樹分布在鄉(xiāng)村??h內(nèi)土地覆被類型主要有林地、耕地、草地、水體和建設(shè)用地為主,耕地分布的古樹數(shù)量最多,占總數(shù)的58.74%,其次為林地、建設(shè)用地和草地。隨著城市化進(jìn)程的加快,在城鄉(xiāng)融合過程中應(yīng)當(dāng)注重對古樹原始生境的保留,避免古樹生存空間因城市發(fā)展被擠占而對其生長產(chǎn)生劇烈沖擊。從古樹生長立地條件分布情況來看,新田縣古樹主要分布在平地、緩坡和緊密紅壤區(qū)域。
本研究在新田縣古樹名木資源普查的基礎(chǔ)上,分析了新田縣古樹名木資源組成特征、空間分布格局和生長分布的環(huán)境因素,為新田縣古樹資源的保護(hù)和開發(fā)利用提供一定的理論參考。新田縣古樹名木資源組成和空間分布是村落民居分布、古樹文化、歷史因素、經(jīng)濟(jì)政策因素、氣候等共同作用的結(jié)果,由于數(shù)據(jù)的可獲取性,本文只分析了土層地質(zhì)、立地條件、人口密度等對古樹空間分布的影響,下一步還需對其他影響因素如與河流水系、道路的關(guān)系、政策等展開研究。本文對古樹的資源組成特征進(jìn)行了分析,能在一定程度上揭示其物種多樣性特征,下一步可以加強(qiáng)對古樹植物區(qū)系特征、群落結(jié)構(gòu)特征和古樹景觀價值方面的研究。本文基于縣域尺度中觀尺度對新田縣的古樹展開研究,在今后的研究中可以從宏觀和微觀尺度對古樹空間分布特征及影響因子進(jìn)行分析,如城區(qū)范圍內(nèi)微觀尺度古樹的分布、影響因素等,并基于不同尺度下的古樹分布成因和資源特征為古樹的保護(hù)和開發(fā)利用提出策略和建議。