天水市秦州區古樹名木生長現狀及環境因子影響分析

廖永峰 李靖霞 王曉春 羅玉恒 任繼文 柴長宏

摘要：以天水市秦州區為研究區，通過對該區域古樹名木資源調查數據的整理，分析了影響古樹名木生長狀況的環境因子;通過對坡向、坡度、坡位、海拔、土壤緊密度等環境因子成分得分系數矩陣結果的分析，得到該地區所調查古樹名木環境因子與主成分之間的關系方程式。結果表明，天水市秦州區環境因子對古樹名木生長狀況的影響從大到小依次為：海拔、土壤緊密度、坡向、坡位、坡度。

關鍵詞：古樹名木;生長現狀;環境因子;影響;天水市秦州區

中圖分類號 S788 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2020）16-0108-04

古樹名木是大自然一種珍貴的林木種質信息資源[1]，它不僅記載著一個地區的傳統文化，也對城市人文環境的提升、周圍環境的優化起著重要作用[2]，是珍貴的遺傳資源[3]。在生態文明建設背景下，古樹名木資源顯得越來越重要。但近年來受到人類活動的影響，古樹名木和珍稀瀕危物種賴以生存的生長環境日益惡化，其原有的生境遭到了嚴重破壞[4]。因此，關注古樹名木的生存生長環境，研究影響古樹名木生長的環境因子，對于古樹名木資源的科學有效保護非常重要。

本研究通過實地調查，摸清了天水市秦州區古樹名木資源現狀，分析了調查區影響古樹名木生長狀況的環境因子，探索了環境因子與古樹名木生長狀況之間的相互關系，以期為該地區古樹名木的有效保護、精準復壯提供理論依據。

1 研究區概況

天水市秦州區總面積2442km2，轄7個街道、16個鄉鎮，地跨黃河、長江兩大流域，渭河支流橫貫全境，海拔高度在1100～2700m。屬大陸性暖溫帶半濕潤氣候，全年氣溫在6～11℃，年降雨量在531～867mm，年蒸發量1291mm，干燥度1.21，無霜期170d左右，年平均空氣相對濕度60%，最大凍土深度36cm。主要的土壤類型以黃綿土、灰褐土、黑壚土等為主。全區林業用地面積約113243hm2，占比47.7%，林地資源較好，全區森林覆蓋率為38%。

2 數據獲取與處理

2.1 數據獲取本研究基于移動設備，安裝古樹名木調查APP，對天水市秦州區古樹名木樹種數量特征、古樹分布、古樹等級、生長勢、生長環境等進行了全面普查，獲取了調查區古樹名木資源信息數據。

2.2 數據分析 古樹名木APP調查記錄的各類數據文件，可直接在古樹名木信息管理系統后臺導出為Excel表格文件。首先，在Excel中對數據按照需求進行處理和統計;其次，運用SPSS20.0軟件對數據進行相關性分析、主成分分析、t檢驗，綜合分析天水市秦州區古樹名木環境因子與生長狀況之間的關系。環境因子與樹木生長狀況之間存在一^定的相關關系，因此運用相關分析方法，迪過計算它們之間的相關系數，可以得到反映它們之間的相關關系的程度。相關系數的計算公式：r=n∑i=1（xi--x）（yi--y）2/√n∑i=1（xi--x）2n∑i=1（yi--y）2

式中：n為樣本數，xi，yi分別為兩個變量的變量值。r表幣相關系數;x、y表示變量的觀測值;i=l，2，3…n。

通過相關分析得到相關關系程度;使用主成分分析方法，獲得最能反映研究區古樹名木生長狀況的生長指標，以及影響生長狀況最重要的環境因子情況。

3 結果與分析

3.1 古樹名木分布 調查區的479株古樹名木在城區分布數量較多，共計251株，分布最為集中在寺廟周圍和旅游文化景區，其中：南郭寺36株、伏羲廟32株、玉泉觀27株、文廟10株，詳見圖1、圖2。在種類和數量上，天水市都屬于多古樹的城市之一，擁有“春秋古柏”稱號的天水市秦州區南郭寺的南山古柏，樹木樹齡鑒定大約在2300～2500年。這些古樹與城市相輔相成，已成為研究天水歷史地理變遷、古城文化和古園林史的珍貴史料。

3.2 古樹名木資源現狀 通過實地調查數據統計結果表明：調查區共有古樹名木479株，分屬24科31屬42種;樹高、冠幅、胸圍/胸徑分別集中在1～27m、1～22.5m、41.5～440cm。具體情況見表1和表2。

3.3 古樹等級特征 由圖3可知，調查區共有一級古樹186株，占38.83%;二級古樹90棵，占18.79%;三級古樹203棵，占42.38%。

3.4 古樹生長勢 根據古樹生長勢分級標準，從古樹葉片、枝條和樹干等生長狀況，將古樹生長勢分為4個等級。由圖4可知，生長正常的古樹名木有51株，占總株數的11%;生長衰弱的古樹名木有336株，占總株數的70%;瀕危的古樹名木有92株，占總株數的19%;無死亡古樹。

3.5 古樹名木生長環境 由圖5可知，調查區古樹名木生長環境良好有187株，占39.04%;中等163株，占34.03%;差的有129株，占26.93%。

3.6 環境因子對古樹名木生長的影響 影響古樹名木生長的環境因子往往多個因子綜合產生作用，在此過程中，其中1個因子的變化，往往會引起其他1個或多個環境因子的變化。通過對天水市秦州區古樹名木坡向、坡位、坡度、土壤緊密度、海拔等5個環境因子的主成分分析，得到該地區各環境因子成分矩陣見表1，總方差解譯結果見表2，各環境因子成分得分系數矩陣，見表3。依據總方差解譯結果可知，第一、二主成分的方差貢獻率分別為48.78%、26.82%，累計方差貢獻率為75.60%。

通過對坡向、坡度、坡位、海拔、土壤緊密度等各環境因子成分得分系數矩陣生成的分析結果，即可得到該地區所調查古樹名木環境因子與主成分之間的關系方程式結果為：

F1=0.377yi-0.358y2+0.363y3-0.060y4—0.066y5

F2=-0.026y1+ 0.050y2+0.085y3-0.611y4+0.602y5

根據這2個相關性關系方程和各因子成分得分系數結果可知，天水市秦州區環境因子對古樹名木生長狀況影響作用依次為：海拔、土壤緊密度、坡向、坡位、坡度。

4 結論與討論

本次調查發現，調查區古樹名木在年齡特征上并未呈現金字塔型，而是呈現出“V”字形結構，說明天水市秦州區一級古樹數量占比較大，體現出了古城歷史積淀。

古樹樹高與胸徑相關性顯著[5-6]。由本次試驗可知，天水市秦州區古樹的樹齡與胸徑呈現明顯的正相關性，古樹樹齡越大，其對應的胸徑也基本越大。分析結果表明，樹齡與樹高、樹齡與冠幅正相關關系不明顯，究其原因主要是古樹在生長過程中，受到自然災害的破壞或者人為活動的干擾及影響等，古樹樹冠可能出現枯死、分叉、狹窄等現象，或樹體頂梢受雷擊或其他因素導致斷裂等[7]。不同地區的古樹名木在地理位置及水平分布數量差異較大，有些城區較多[8]，有些則集中在較為偏遠的村落[9]。造成這種差異的原因可能是分布在古城區的古樹名木多數是人為引種的;而在鄉村多為野生樹種，由于優越的地理位置和生態環境以及人為干擾少等原因保存下來[10]。調查發現，天水市秦州區的古樹集中分布在南郭寺和玉泉觀，其主要原因是該地既是風景區又是古寺廟，地理位置非常重要，生態保存完整等息息相關。另外，部分古樹零星地分布在公路旁邊、街道的拐角處、建筑物的周圍，對古樹生長與生存產生了很大的影響[11]。調查表明，天水市秦州區有26.93%古樹生長環境差。究其原因主要是城市建設、道路拓展、土地利用等都對古樹的健康生存造成了影響。而這些生長環境較差的古樹恰恰是當前天水市秦州區古樹保護的重點區域。

參考文獻

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（責編：張宏民）

基金項目：甘肅省高校大學生就業創業能力提升工程項目;學院自列自然科學項目。

作者簡介：廖永峰（1979-），男，甘肅徽縣人，副教授，研究方向：林業及林業3S技術。 *通訊作者 收稿日期：2020-06-20