喬曉景 李元征 許開鵬
摘要 西藏錯那千年沙棘林是極其稀有的寶貴資源,具有一定的不可替代的價值,但尚未得到有效的重視和保護。本文首先描述了沙棘林的現狀,包括概況、特色及其所面臨的問題。其次,介紹了其觀賞、文化、宗教、生態服務、藥用和營養及科研價值。最后,從基礎調查和建庫、基礎人員和設施配置、管理條例和法制制定、宣傳和教育、樹木養護和復壯、資金保障、適度開發、建立種子庫和基因庫及開展自然和社會科學的基礎和應用研究9個方面對千年沙棘林的保護和開發提出建議。該工作將有助于引起相關部門和人員對千年沙棘林的重視,并為充分挖掘其潛力及開展精細化養護提供一定理論支持。
關鍵詞 歷史氣候;歷史環境;古木;古地震學;脅迫;譜系地理;繁殖;西藏錯那
中圖分類號 S718.4;P467;X835 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)21-0168-04
Abstract The millennial hippophae forest is located in Cuona,Tibet.And it is an extremely precious resource,possessing a certain irreplaceable value.However,it has not been effectively emphasized and protected by humans.Its situation was firstly described,including the overview,features,and confronting problems.Then,its various values were introduced from the ornamental,cultural,religious,ecological service,medicinal,nutrient,and scientific aspects.Finally,we proposed advices for protection and exploration of the millennial hippophae forest from nine aspects,including basic survey and record,configuration of essential staffs and facility,enactment of management regulations and laws,propaganda and education,maintenance and rejuvenation for trees,funding guarantees,moderate exploitation,establishment of seed bank and gene pool,and development of the basic research of natural and social sciences.This work is beneficial for arousing the attention of related governments and staffs,and could propose some theoretical supports for fully exploiting values of this millennial hippophae forest,and carrying on fine maintenance for it.
Key words historical climate;historical environment;ancient wood;paleoseismology;stress;phylogeography;reproduction;Cuona Tibet
植物沙棘,為胡頹子科沙棘屬,是一種落葉性灌木或小喬木[1]。起源于2億年前的溫暖濕潤的舊大陸溫帶古地中海沿岸,是地球上最古老的植物之一。沙棘抗逆能力強,適應性廣泛,主要生長于干旱、半干旱和半干旱半濕潤地區。我國擁有世界上90%以上的沙棘資源,總面積約270萬hm2,主要分布于西北、華北、東北、西南等地[2]。此外,近年來我國人工種植的沙棘林正迅速增加。沙棘具有顯著的生態效益、經濟效益和社會效益,是促進農村經濟發展、改善生態環境和改善能源危機的優良先鋒樹種[1,3-4]。
古樹通常是指樹齡在100年以上的樹木,樹齡越高,級別越高。全國綠化委員會和國家林業局規定樹齡大于500年的為國家一級古樹,300~499年的為二級古樹,100~299年的為三級古樹。《北京市古樹管理條例》中規定樹齡大于300年的為一級古樹,其余的為二級古樹。古樹數量稀少且不可再生,是大自然或前人留下的珍貴財富,具有很高的科學、資源、歷史、文化藝術、觀賞美學、生態服務等價值。
鑒于西藏千年沙棘林極其稀有,本文主要對其現狀、價值、保護和開發策略進行論述,以便引起相關部門和人員的重視,為充分挖掘其潛力及開展相應的精細化管理與保護提供一定的理論支持。
1 千年沙棘林現狀
1.1 沙棘林概況
該千年沙棘林主要分布在西藏山南地區錯那縣曲卓木鄉一帶。其中,鄉政府所在地周邊集中分布有沙棘林約53.33 hm2,位于錯那縣城西北方,實際路程約66 km。除此之外,在曲卓木鄉一帶,沿娘姆江河谷也分布著約133.33 hm2古沙棘林。
1.2 特色
與常見的沙棘相比,該區沙棘主要特色如下。一是壽命長。常見的沙棘壽命為60~80年,該區達1 000多年。二是形態大。常見沙棘樹高為1~10 m[1],枝干直徑不到10 cm,冠幅1 m;該區最大樹高達15 m,主干直徑約1.4 m,冠幅約5 m。三是規模大。千年沙棘林總計約186.67 hm2。四是生長環境惡劣。中國沙棘原為高達10 m以上的喬木樹種,但這種通常只是出現在優越的生境中。該處降水量不足400 mm,海拔4 260 m以上,暖季短促而潤涼,冷季漫長、酷寒而且多風雪,無霜期很短,土壤也較貧瘠,無緊鄰河湖,生境并不優越。五是格局群落物種單一,樹木分布散落有致,與現代野生和人工種植的沙棘林均不同。綜上,此處沙棘非常稀有,可謂中國乃至亞洲之最。endprint
1.3 面臨的問題
一是除部分沙棘林設有圍墻外,無任何其他保護措施。二是根據現場勘查來推測,曲卓木鄉政府在樓房建設過程中很可能砍伐掉一些千年沙棘。三是一些樹木已經死亡,只殘留下樹樁。四是臨近建成區處的樹木之間散落著石塊、混凝土攪拌機等。這些現象說明此處沙棘林并未引起高度重視。
2 千年沙棘林的價值
2.1 觀賞價值
該區沙棘林在生境如此惡劣條件下可以延續千年并且高大粗壯、枝繁葉茂、生機蓬勃。這種時空美本身就令人心動、讓人愉悅,使人向往,催人追求。此外,該區沙棘樹形態各異,恰似盆景一般,蒼勁古雅,姿態奇特,天然去雕飾,惹人無限遐想。這就是美,它來源于生活,升華為藝術。
2.2 文化價值
千年沙棘矍鑠的枝干和滄桑的樹皮是歷史的見證,歷經朝代更迭和人世悲歡。它在雪域高原上自強不息,依舊笑傲蒼穹。和其他古木名樹一樣,是供文人吟詩、弄畫、作曲和攝影等的好素材,可為文化藝術增光添彩。此外,該處沙棘林背后蘊含的故事和傳說值得人們去挖掘。
2.3 宗教價值
長壽是世界各民族的共同追求,高壽的樹木在人們心中有非比尋常的意義,對于相信長壽和轉世的宗教信徒更有影響力。該處沙棘歷經1 000多年的歲月變遷依舊生機勃勃,早已成為周圍佛教信眾心中的圣樹。當地人稱之為“拉辛”,藏語為神魂樹,即魂魄依附的樹,側面反映出其宗教魅力。
2.4 生態服務價值
該區沙棘在改善小氣候、防止水土流失、防風固沙、維護生物多樣性、改良土壤等方面具有重要的生態功能。這些在這種干旱、貧瘠、高海拔的惡劣生境下彌足珍貴。
2.5 藥用和營養價值
沙棘的根、莖、葉、果、種等均含有大量的營養成分和藥用成分[5-7]。大果沙棘被認為是21世紀最有發展前途的營養和藥用植物。沙棘籽油是棕黃色到棕紅色透明油狀液體,內含黃酮、生物堿、甾醇類、三萜烯類及多種維生素等140多種生物活性成分,可用于食品、醫療、保健等行業,具有重要的藥用價值和營養價值。
2.6 科研價值
2.6.1 歷史氣候重建。樹木可將千年自然變遷的信息精華蘊藏在小小的樹木年輪之中,恰似一部極其珍貴的自然科學史書。年輪是樹木在生長過程中受氣溫、降雨、太陽輻射、二氧化碳濃度等氣象因素的影響形成的,年輪的寬度或密度[8-9]及碳、氫、氧穩定碳同位素等與這些氣候要素存在密切但又復雜的關系[10-11]。年輪寬表示當年光照充足,風調雨順;若年輪較窄,則表示當年溫度低、雨量少、氣候惡劣。如果某地氣候優劣有過一定的周期性,反映在年輪上也會出現相應的寬窄周期性變化。穩定同位素是指目前尚未發現存有放射性衰變的同位素,如1H、2H(D)、16O、17O、18O、12C及13C等。通過對它們進行分析,便可清楚地了解木材形成過程中氣候因子對碳、氫、氧傳遞過程和途徑的影響,進而揭示過去時段內氣溫、降水、相對濕度、二氧化碳、日照時間等要素變化信息。根據歷史信息,可預測未來氣候要素變化情景并提前預防。
2.6.2 歷史環境推演。樹木在生長過程中會受到周邊的大氣、水及土壤中眾多化學要素的影響,并將這些信息保存下來。據此,年輪寬度或密度[12],年輪中的鎘、鉛、硫、銅、鋅、鎳、鐵、氯、鈷、砷、鈣、鎂、鈉、鉀等多種元素[13-14],磁性顆粒[15-16],有機污染物[17-18],钚等人工放射性元素等[19],可以揭示大氣、地下水及土壤中由于工業化進程及原子彈爆炸、核泄漏等人類沖突導致的多種污染元素的時間演化。
2.6.3 古地震研究。地震發生時釋放的強大能量及發生前后引起的地層位移、滑坡、塌陷、液化型沉陷等地貌變化,堵塞江河、地下水位升降、淹沒森林等水文學的變化,海嘯以及動態應力,可對樹木樹干、樹冠及根系產生直接或間接的影響,使年輪寬度、數量、密度、樹木生長方向等發生變化,進而使其在確定地震發生的實際年代、相對年代,有時甚至是發生季節上具有無與倫比的優勢及廣闊的前景[20]。
2.6.4 樹木生長過程重塑及長壽原因分析。樹木各級枝干的幾何大小與主干高度及粗細均存有一定的數學函數關系,而樹冠形狀也是一定的。據此,可根據歷代年輪信息重塑千年沙棘的生長過程。常見的沙棘壽命為60~80年;該區生長環境極為惡劣,卻可存活達1 000多年。這種千古未死之謎也非常值得探索。
2.6.5 基于生理解剖及分子生物學的抗逆境機制研究。該處沙棘異常高大,但卻生長在干旱、高寒、風多風大、生長期短、土壤貧瘠、無緊鄰河湖的惡劣環境中,歷史上也無專門的人工管理措施。研究環境對沙棘的脅迫及沙棘對逆境的響應機制,可為沙棘及相關的干旱植物的品種改良提供一定參考。一方面應運用植物生理生態學手段分析千年沙棘的根系、枝干和葉子的形態及生理指標,分析其群落結構及水分、土壤、氣溫、光照等生態因子特性[3,21-24];另一方面,可通過基因測序手段開展分子生物學層面上的研究。
2.6.6 種間表型或基因對比及譜系地理學研究。以此處千年沙棘為樣本,運用表型多樣性研究方法[25-26],或最新的DNA測序技術與其他物種的沙棘進行比對[4,27],以促進沙棘屬植物系統分類、遺傳變異、譜系地理學及種質資源研發和利用等方面的工作。
2.6.7 生態服務研究。沙棘耐大氣干旱、耐瘠薄、耐鹽堿、耐水淹、萌發能力強、適應多種土壤、耐平茬、萌蘗能力強、生長迅速、長有能被弗蘭克氏內生菌侵染而形成的根瘤進而具有較強的固氮能力[28-29]。它可以防風固沙、保持水土、改良土壤、改善小氣候、減少污染、美化凈化環境、優良伴生物種及增加生物多樣性[29]。此外,沙棘的果實、種子、葉、皮等都具有較高的經濟價值。它是優良的防護林、薪炭林和經濟林樹種,是干旱地區水土保持和植被建設的先鋒樹種和關鍵樹種。一方面應對現有的186.67 hm2沙棘林的生態服務開展評估;另一方面也應設置情景,評估若將此處沙棘林推廣至與之生境類似的廣大氣候帶區域后帶來的人類福祉[30-31]。endprint
2.6.8 群落演替分析。據了解,對于沙棘群落擴散至今尚存爭議或不理解之處[32]。許多學者認為強陽性的沙棘在植被群落的次生演替過程必將被地帶性植被替代。但也有人認為在生境惡劣、植被稀少的地段,沙棘可靠自身極強的適應性及較高的繁殖能力來維持群架穩定性。該處沙棘格局及群落物種單一,樹木分布散落有致,與現代野生和人工種植的沙棘林均不同。而且此處沙棘林間其實較為開闊,卻沒有利用沙棘本身根蘗繁殖及種子傳播的方式進一步拓展群落規模。這些特別之處值得探索。
2.6.9 土壤微生物多樣性及功能分析研究。土壤微生物在土壤有機質的分解、腐殖質與形成、土壤養分的轉化和循環等過程中具有重要作用,其多樣性及活性直接影響著土壤質量、肥力、土壤生態系統的穩定性與和諧性及林地生態系統的健康發展[33]。應著重關注分布廣泛、益處良多的物種,如可與80%以上高等植物形成對旱生植物定植和生長具有重要意義的共惠共生聯合體的AM(arbuscular mycorrhiza)真菌[34-35]。一方面繼續研究其生物多樣性、空間分布及內在作用機制[33-34];另一方面積極與實踐中的接種相結合,幫助人們更充分地利用和保護沙棘資源[36]。
2.6.10 育種理論研究及實踐。生長千年之久的沙棘林具有大量野生的優良基因,可為樹木基因改造提供基因來源。一方面,應努力開展嫩枝扦插、硬枝扦插、扦根繁殖、萌蘗繁殖及組培繁殖等營養繁殖,及傳統種子繁殖方式的理論和實踐工作[37];另一方面,應高度重視雜交育種及分子育種技術的應用,充分挖掘其基因里優良的部分[38-39]。
2.6.11 營養及藥學功能研究。沙棘的果實、種子、葉、皮等都具有很高的藥用價值和營養價值,可用于生產食品、飲料、保健品、有機食品、治療藥品、治療藥物、化妝品、茶飲料、速溶茶、優質飼料等[2,5]。應對千年沙棘的果實、種子、葉、皮、根橫向與其他多個品種加以比對[1,22,40],分析其獨到或優勢之處,進而與生產生活結合,旨在帶來更大的經濟效益。
3 保護和開發策略
西藏千年沙棘林極其稀有,具有極大的直接價值和間接價值,為對其及時有效地保護,結合前人研究[41-42],建議從以下幾個方面展開。
3.1 基礎調查及建立紙質和電子檔案庫
對單株的樹種、樹高、胸徑、冠幅、樹齡、坐標等進行測量;對單株的樹木生長勢、土壤情況、存在特殊問題等以文字描述;對單株樹木多角度拍照;對單株樹木進行三維激光掃描。根據上述信息建立紙質和電子數據庫。
3.2 配置基礎人員和基礎設施
明晰其對應的管理結構,安排專門人員管理。對單株樹木根據行規設定標簽,標明其為國家一級保護古木。設定古木名樹宣傳欄和宣傳牌,介紹其重要價值、傳說及管控條例。在重要地區安裝監控。
3.3 制定管理條例和法律條文
法律才是古樹名木的保護傘。為使對破壞千年沙棘林人員進行處罰和量刑過程中有據可靠,有法可依,當地有資質的政府層面應結合《憲法》《環境保護法》《城市古樹名木保護管理辦法》等國家級文件及北京、江蘇等先進地區地方文件確定相應管理條例或法律條文,并保障其執行剛度。
3.4 宣傳和教育
充分利用電視、網絡、報紙、廣播、教材、講座、宣傳欄等途徑提高各級政府人員及群眾對古樹名木的了解、認識和重視水平。特別針對建設過程中對古樹名木的損害、被經濟利益驅動而去惡意砍伐、亂刻亂畫、剝皮取材、胡亂堆砌物品等常見問題更要加大宣傳和教育力度。
3.5 樹木精細管理和復壯
具體包括:①水分調節和灌水。該區氣候干燥,應設定水利設施,定期適量澆灌。②土壤維護和調節。定期清理地面雜物。設定木質的懸空觀賞廊道或采用滲透性強的材料建設觀景小道,避免人為踐踏。定期挖掘和疏松單株沙棘周邊土壤。合理補充肥料,多用有機肥,控制土壤酸堿性。拆除距離古樹過近的硬化地表,避免影響樹根呼吸及生理機能。在古樹周邊用樹皮或枯枝落葉覆蓋地面,以保護土壤、接納水分、防止起塵等。③光照保障。拆除影響光照的臨近建筑物。④防止病蟲害。沙棘蟲害有50多種,沙棘病害也有30多種。⑤防止雷擊。安裝避雷裝置。⑥防止火災。設定警示牌。制定緊急火災應急預案,并配備相關設施。⑦修剪和整枝。主要修剪枯枝、死枝、妨礙生長的枝干或確有不安全隱患的枝條并敷抹上傷口。⑧支架或纜繩加固。為防止樹冠失去平衡或難以支撐進而造成樹體傾斜、斷裂或死亡,應根據情況,制作專門的支架,加以支撐保護或用鏈條將可能劈裂的主要分枝拉住。⑨樹洞處理和加固。主要為排除安全隱患,防止腐爛和樹洞的進一步加大,并給以必要的加固。
3.6 保障和增加資金投入
各級相關政府部門應劃出一定資金用于千年沙棘林的保護,并可申報專項基金。還可以廣泛號召,動員社會各界以“冠名認養”等形式資助管養工作。
3.7 適度開發
在充分保護沙棘林的前提下,適當開展旅游規劃和建設。沙棘的根、莖、葉、果、種等均含有大量的營養成分和藥用成分,可用于食品、醫療、保健等行業。應充分發揮該處沙棘林在雪域高原上延續千年且高大粗壯并且依舊枝繁葉茂、充滿生機的優勢,加大宣傳,進行產品深加工,給當地政府和居民增加收入或福利。
3.8 建立種子庫和基因庫
該處沙棘在惡劣生境下延續千年并依舊生機盎然,證明其遺傳性狀優越。應及時建立種子庫和基因庫,為后續工作提供保障。
3.9 開展自然和社會科學的基礎及應用研究
結合以上所述的千年沙棘的科研價值及其他相關研究,建議可從事以下幾個方面的基礎和應用研究(表1),以更好地挖掘千年沙棘的價值,為人們帶來更多的經濟價值、環境價值、文化價值及社會價值。
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