美國丹佛生態(tài)廊道古樹健康分級與養(yǎng)護*

譚艷萍 丁蘊一 劉 暢 張德成

廊道建設

美國丹佛生態(tài)廊道古樹健康分級與養(yǎng)護*

譚艷萍 丁蘊一 劉 暢 張德成

中國林業(yè)科學研究院林業(yè)科技信息研究所 北京 100091

依據城市森林效益模型(UFORE)的森林健康分級法對美國丹佛市典型生態(tài)廊道胸徑在120 cm以上的古樹進行健康分析及價值評價。結果表明,60%的古樹健康狀況屬于較好的1,2級。文中還對維護古樹健康的法制等問題做了思考。

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1 古樹健康分級

全面了解古樹健康現狀及演變是提出保護和合理經營措施的依據。

本文將以有關森林健康標準(根據頂梢枯死樹冠百分率)為依據，結合美洲黑楊古樹(過熟林木)現狀特點，參照正常生長發(fā)育的樹木狀態(tài)、胸徑、樹高正常值，樹干、皮、枝是否有心腐，以及樹皮剝落、木質部裸露等生命體征不可逆轉因子對美國丹佛生態(tài)廊道古樹健康狀況進行多因子綜合判斷[1-2]。

1.1 調查對象選擇

胸徑120 cm以上古樹屬于古樹老齡后期階段，最能集中反映生命體癥不同階段變化。這個階段包涵了健康發(fā)展多個敏感區(qū)段，即由健康(E)到死亡(K)7個階段，同時也在一定程度上反映了生態(tài)廊道森林生態(tài)系統整體健康水平。

本項研究選擇120 cm以上大徑級古樹作為健康分級研究材料。雖然此階段樹木均為成過熟林，林齡較大，優(yōu)級健康樹不占優(yōu)勢，但經調查優(yōu)級樹仍占一定比例，故調查木的選擇完全可以反映古樹健康狀況。

1.2 健康分級

根據古樹自然生長發(fā)育的生理變化，將其健康狀況劃分為7個階段。

Ⅰ(E)為樹木高生長基本停止，胸徑與樹高亦停止增長。此時體量(生物量)和生態(tài)功能均呈最大值。

Ⅱ(G)至Ⅲ(F)為由于樹冠上部出現枯枝，樹木生物量有所減少并逐漸有3個發(fā)展，但仍屬健康和亞健康狀態(tài)。

Ⅳ(P)為隨著頂梢枯萎，生物量及生態(tài)功能明顯減少和衰退，是由健康變?yōu)椴唤】档牡?個生理拐點。

Ⅴ(C)為隨著主干梢和枝干的嚴重枯損，樹木健康進一步惡化，是一個較長時間的變化過程。

Ⅵ(D)為出現主干枯斷(中部或中下部)使樹木處于生死邊緣，呈瀕危狀態(tài)。這又是一個健康進一步惡化到非常嚴重程度的拐點，只有少部分活枝在支撐著樹木生命，此階段維持時間不可能很長。

Ⅶ(K)為隨著樹木生命完結，樹木非生命過程開始，即樹木殘體經微生物分解，生物質腐殖化最后成為土壤中有機質。個別情況，如林緣或草地上孤立木，在高溫干燥情況下枯木出現“氧化層包漿”，甚至“硅化”“石化”現象，以不同形式實現“大歸”。

在健康7階段中有2個拐點，即Ⅳ(P)和Ⅵ(D)，表明質的變化；其余為量的改變。

1.3 價值評價

無論是古樹健康和基本健康階段，還是2次拐點后健康出現每況日下的階段，各階段都有不同價值取向可以利用[3-4]。

在Ⅰ(E)階段，樹木始終處于林中上層，生長在最佳立地條件上，而且生態(tài)環(huán)境長期穩(wěn)定，樹體特別高大、粗壯，可能是樹木遺傳與環(huán)境相互作用共同決定的。這些古樹是選擇優(yōu)樹的重要材料，具有遺傳育種學價值，同時也提供了樹種最適生態(tài)環(huán)境條件現場，具有樹種生態(tài)學研究價值。

在Ⅱ(G)至Ⅲ(F)階段，高生長和胸徑生長常常比Ⅰ(E)略差。這2個健康階段的古樹可能是由于早期林木郁閉后處于林層中部，曾經被壓，后由于競爭者被淘汰死亡，后期“被解放”迅速生長形成的古樹群，他們“先天不足”但“后來居上”。對于這部分古樹，對我們最大的啟示是如何最大限度減少競爭損失，合理進行森林經營。從這一點出發(fā)，它應具有一定林學價值。

在Ⅳ(P)階段，由于頂梢枯萎對健康造成嚴重危害，為樹木生理學研究提出許多重要課題。需要回答如調查中發(fā)現頂梢枯萎與樹干出現心腐是否有因果關系?樹木生長到一定階段是否必然出現枯頂梢?能否推遲出現這一現象?

在Ⅴ(C)階段，生理健康惡化，對森林經營保護提出了新的要求，即如何推遲延續(xù)這一過程。

在Ⅵ(D)階段，樹木生命行將走入終結時期，承載了古樹從健康到腐枯將死全部信息特征，是研究林齡最好時期，具有活的文物價值。

在Ⅶ(K)階段，除尊重和保護古樹樹體全部“落葉歸根”對森林可持續(xù)發(fā)展具有重要意義外，某些被“氧化”“鈣化”的死樹仍保持原樹型或基干部分，如最粗的死樹基干胸徑達2 m，蔚蔚壯觀，成為古樹調查中的“巨無霸”。很多古死樹仍具有很高的觀賞價值。

1.4 分級標準

根據UFORE模型中有關森林健康的標準，結合古樹實際調查結果提出以下古樹分級標準(表1)。

表1 美洲黑楊古樹健康等級(以胸徑120 cm以上計)

2 調查案例

本研究對25 km范圍內古樹典型調查區(qū)胸徑在120 cm以上(含120 cm)所有單株進行每木調查，然后按不同健康等級特征分別匯總。

調查總株數119株。其中，Ⅰ(E)優(yōu)19株，占15.97%；Ⅱ(G)良好32株，占28.89%；Ⅲ(F)一般27株，占22.69%；Ⅳ(P)差10株，占8.40%；Ⅴ(C)很差16株，占13.45%；Ⅵ(D)瀕危8株，占6.72%；Ⅶ(K)死亡7株，占5.88%。詳見表2。

表2 古樹健康每木調查結果Ⅰ—優(yōu)(E)

Ⅱ—良好(G)

Ⅲ—一般(F)

Ⅳ—差(P)

Ⅴ—很差(C)

Ⅵ-瀕危(D)

在胸徑120 cm以上這個最老的古樹群體中，優(yōu)Ⅰ—優(yōu)(E)級不占優(yōu)勢情況下，健康和比較健康古樹(優(yōu)+良+一般)之和竟占該群體調查總株數的66.7%，而不健康古樹(差+很差+瀕危)僅占28.57%。數字表明，樹木系統演變生長周期可以緩慢延長，同時不會“斷裂”，可以保證森林生態(tài)系統健康穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

3 健康養(yǎng)護

3.1 系統健康促樹木健康

丹佛生態(tài)廊道森林生態(tài)系統充滿了正能量與負能量博弈并且正能量遠遠大于負能量，是良性動態(tài)平衡。其中野生動物就有正能量與負能量兩面性。調研期間可見野鹿啃傷直徑30～40 cm大樹樹皮，嚴重影響樹木生長；河貍保護區(qū)20～25 cm中徑材被咬斷的比比皆是；犬鼠喜歡搗洞，成群犬鼠搗洞傷根使許多綠化樹種生長不良；成群的大雁在秋冬之季在林下瘋狂吃草，致使許多草地裸露。這些反映了有損樹木健康生長的負能量。但還有正能量方面，如啄木鳥捉大樹和古樹里的害蟲、保護古樹健康，貓頭鷹捉犬鼠，老鼠保護樹木等。最大的正能量是古樹死后在人的保護下生物質全部返還，增加土壤腐殖質層厚度，成為大地養(yǎng)育后生樹木的最重要的物質基礎。經驗表明，只有生態(tài)系統健康才是促進樹木健康之根本[5]。

3.2 倡導新方式,改變老傳統

市民群體中也有正能量和負能量的博弈，但正能量占絕對優(yōu)勢。所謂負能量，最重要的是“野外用火”。西方人喜歡燒烤、冬季野外取暖、休閑時抽煙等。調研期間可見個別大樹樹洞被火燻黑，甚至燒空；有的在大樹或古樹上搭建小木屋，樹干上留下攀登用小土塊，在家居后院自然生長(匍匐狀)樹干上行走休閑娛樂。市民的正能量表現在積極響應政府倡導的休閑方式，為減少與樹木身體親密接觸，推出100多種休閑方式，如小輪車、滑雪、自行車、散步、慢跑等[6]。老傳統項目也大為改善。為防止森林火災，生態(tài)廊道中許多驛站設有專門燒烤爐[7]。

Ⅶ-死亡(K)

3.3 政府立法管住林地

筆者認為要從根本上維護古樹健康，首先是古樹生存環(huán)境不被改變，其次林地不被侵占和樹木不被肆意砍伐。關鍵措施是依靠政府立法。

如果修公路時任意破壞原來河道，必然會造成生態(tài)廊道兩邊綠地極度破碎化，古樹生存環(huán)境急劇改變。如果房地產開發(fā)商任意侵占林地砍伐大樹古樹蓋別墅，那將是一種什么景象?古樹沒有了安身之地，被大肆砍伐何談健康?以丹佛為例，其政府在這方面有嚴格立法，規(guī)定公路遇生態(tài)廊道只能跨越，建民居必須離生態(tài)廊道150～200 m距離。政府真正管住了有關部門，有關部門管住了林地，從而古樹健康才有了基本保證。這很值得我們反思、借鑒和學習。看來古樹健康養(yǎng)護離不開法治[8]。

[1]Nowak D J，Crane D E.The Urban Forest Effects(UFORE)Model:quantifying urban forest structure and functions[C]//Hansen M，Burk T(Eds.).Integrated tools for natural resources inventories in the 21st Century:USDA forest service general technical report NC-212.St Paul，MN:North Central Research Station，2000:714-720.

[2]Saunders SM，Dade E，van Niel K.An Urban Forest Effects (UFORE)model study of the integrated effects of vegetation on local air pollution in the Western Suburbs of Perth，WA[J].WA: MODSIM，2011:1824-1830.

[3]徐化成，美國新林業(yè)學說的理論和實踐[J].北京林業(yè)大學學報，1991，13(4):105-111.

[4]賽西爾C·科奈恩德克，希爾·尼爾森，托馬斯B.安卓普，等.城市森林與樹木[M].李智勇，何友均，王成，等譯.北京:科學出版社，2009.

[5]劉艷菊，丁輝.植物對大氣污染的反應與城市綠化[J].植物學通報，2001，18(5):577-586.

[6]劉暢，郭崇，譚艷萍，等.美國綠道公共空間休閑方式[J].中國城市林業(yè)，2013，11(12):49-52.

[7]梁星權.城市林業(yè)[M].北京:中國林業(yè)出版社，2001.

[8]吳楚材，黃藝，劉云國，等.張家界國家森林公園環(huán)境質量評價[J].中國園林，1994，10(3):32-38.

Health Classification and Protection of Old Trees:Old Trees Investigation in An Ecological Corridor in Denver

Tan Yanping Ding Yunyi Liu Chang Zhang Decheng
(Research Institute of Forestry Policy and Information，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091，China)

This paper analyzed the health of old trees growing in a typical ecological corridor in Denver，the USA，and valuate these trees above the diameter of 120 cm in accordance with Urban Forest Effects(UFORE)Model.It indicate that 60%of these old trees are in the health state at level 1 and 2.This paper also had a thought on the legal issues for maintaining the health of old trees.

old trees，health classification，evaluation，legal system，Denver

2014-12-30

國家林業(yè)局林業(yè)軟科學研究項目(2014-R02)城市生態(tài)廊道生態(tài)安全調控及實施對策;浙江省省院合作林業(yè)科技項目(2013SY09)淳安縣集體林環(huán)境資源資產評估技術研究;中國林業(yè)科學研究院院基金項目(CAFYBB2012023)國內外城市生態(tài)廊道建設理念與模式比較研究

譚艷萍,中國林科院科信所副編審,研究方向為城市林業(yè)

劉暢,中國林科院科信所編輯,南京林業(yè)大學在讀博士,研究方向為城市林業(yè),E-mail:liuchang27517096@ 163.com