銘賢舊址古樹名木資源調(diào)查與樹齡估算?

劉志紅 閆 潔 賈瑞雨 劉二燕 解 慶

山西農(nóng)業(yè)大學林學院 山西太谷 030801

根據(jù)《太原市古樹名木保護條例》[1], 樹木的樹齡在100 年以上即為古樹, 樹齡在1 000 年以上的, 實行特級保護： 300 年以上不足1 000 年的, 實行一級保護： 100 年以上不足300 年的,實行二級保護。 樹木種類名貴、 數(shù)量稀有或具有歷史價值、 紀念性意義的樹木為名木。

銘賢學校于1907 年由孔祥熙在太谷縣建成,因原校址狹隘, 于1909 年遷入縣城東的孟家花園, 即今山西農(nóng)業(yè)大學校園的西部, 約20 萬m2,也稱銘賢舊址。 孟家花園原為私人別墅, 引栽花草林木繁多, 因此, 銘賢舊址區(qū)域現(xiàn)存的古樹名木較多, 古樹均為散生古樹, 以側(cè)柏和榆樹居多,這些古樹名木具有重要的生態(tài)、 科研和經(jīng)濟文化價值[2-5]。 在前人研究的基礎上[6-8], 本文對銘賢舊址現(xiàn)有的古樹名木資源進行了系統(tǒng)的調(diào)查分析,為有效保護和利用提供理論依據(jù), 同時也為銘賢學校景觀復建提供參考。

1 調(diào)查對象與方法

1.1 古樹名木資源調(diào)查

以銘賢舊址區(qū)域中胸徑50 cm 以上的喬木(裸子植物20 cm 以上) 以及珍稀、 名貴或具特殊意義的樹種作為統(tǒng)計調(diào)查對象, 根據(jù)《全國古樹名木普查建檔技術規(guī)定》, 調(diào)查樹種的胸徑、 樹高、 生長勢、 生存環(huán)境和具體位置等。

1.2 平均年直徑生長量與樹齡估測

在植物管護中, 一些樹齡較大的樹木死亡后在沿高出地面約5 cm 處水平橫切, 形成莖干的橫切斷面, 此時該斷面的直徑為地徑： 另一些樹木因整形修剪而在胸高處形成橫切斷面。 搜尋如上描述的木本植物的橫切斷面, 測量橫切斷面直徑和周長, 并進行樹種鑒別及拍照。

將圖像導入AutoCAD 軟件。 采用十字交叉法從斷面的4 個方向分別讀取年輪寬度, 每個方向上分外緣、 中間和核心3 部分, 每部分隨機測量5 次, 共計60 次, 求平均值, 得到平均年輪寬度。 利用Excel 對所讀取的60 組年輪寬度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學置信度(95%) 分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 古樹名木資源現(xiàn)狀

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(表1、 表2), 銘賢舊址內(nèi)古樹包括側(cè)柏、 榆樹、 圓柏、 雪松、 槐、 刺槐、 紫丁香、毛白楊和毛泡桐等12 個樹種, 分屬8 科10 屬。 古樹129 株, 均為二級古樹, 主要分布于112°34'E,37°25'N。 古樹優(yōu)勢樹種為側(cè)柏, 以100 ～150 年為主, 共45 株, 占側(cè)柏古樹總數(shù)的88%： 250 年以上古樹一株, 為側(cè)柏, 樹高17m, 胸徑51.85cm, 是調(diào)查區(qū)域中胸徑最大的裸子植物。

據(jù)《太原市古樹名木保護條例》, 樹齡在80～100 年的作為古樹后續(xù)資源[9]。 調(diào)查區(qū)域內(nèi)的后續(xù)資源豐富, 除側(cè)柏、 圓柏等樹種外, 還有少量沙棗、 美國紅梣、 金銀忍冬、 雪柳、 遼東櫟、 旱柳、 臭椿和白皮松等。 古樹及后續(xù)資源中, 除暴馬丁香外, 屬的區(qū)系地理成分為北溫帶分布成分。

名木1 種。 植物園現(xiàn)存全國獨一無二的1 株人工移栽的腥臭衛(wèi)矛(Euonymus sanguineusvar.paedidus), 別名死人樹, 是迄今全世界正式報道的唯一具有強烈腥臭味的衛(wèi)矛屬植物, 具有重要的科學意義。

現(xiàn)存古樹大多生長空間充足, 根系較舒展,生長現(xiàn)狀良好, 無病蟲害。 在調(diào)查的古樹名木中,旺盛狀態(tài)61 株, 占47.28%： 一般57 株, 占44.19%： 較差11 株, 占8.53%, 無瀕危狀態(tài)植株。

表1 銘賢舊址古樹及后續(xù)資源

表2 古樹樹高和胸徑分布表

2.2 樹木莖干斷面與平均年輪寬度

估算樹齡＝直徑/(2×斷面平均年輪寬度)。

基于各樹種斷面特征可得到平均年輪寬度和該植株樹齡(表3)。

關于平均年輪寬度,松柏類針葉植物較闊葉植物小,喬木類植物較灌木類大。 同物種樹木樹齡越大,平均年輪寬度越小。 相同樹齡,平均年輪寬度大小順序為:毛泡桐＞榆樹≈黑彈樹(C.bungeana)＞刺槐＞山桃＞槐＞側(cè)柏＞紫丁香。 榆樹和黑彈樹同屬于榆科植物,在植物分類學上的親緣關系較近,平均年輪寬度值也較接近。

表3 8 個樹種斷面特征與平均年輪寬度

2.3 平均年直徑生長量與樹齡估算

胸徑的數(shù)據(jù)較易獲取, 因此利用胸徑估算樹齡較便捷。 在實際調(diào)查中, 為了計算方便, 樹齡也可用胸徑與平均年直徑生長量的比值估測。 樹齡A＝胸徑Φs/(2×胸高處平均年輪寬度W)： 平均年直徑生長量Z＝2×胸高處平均年輪寬度, 即樹齡A估算公式為:

樹齡的測算對每棵樹進行取樣是不切實際的,樹木年齡通常由核心增量, 即半徑的增加來確定[10]。 相近地區(qū)因氣候條件相似, 相同物種平均年輪寬度相似。 表3 中所得各植株平均年輪寬度、生長胸徑和樹齡的對應關系可作為相近地區(qū)同物種或同屬近緣種樹齡估測的依據(jù)。 Kurokawa[11]從15 個被砍伐的蘇門答臘鐵木 (Eusideroxylon zwager) 樹樁中收集信息, 發(fā)現(xiàn)該物種的生長速度非常緩慢, 平均年直徑生長量為0.058 cm·a-1。劉曉靜等[12]對江西省永修縣云居山真如寺23 株銀杏古樹進行調(diào)查統(tǒng)計, 發(fā)現(xiàn)平均胸徑為1.04 m,平均樹齡為381 年。 計算得到該群落中銀杏的平均年直徑生長量為0.27 cm·a-1, 可作為同物種古樹樹齡估測的參考值。

根據(jù)表3 平均年輪寬度和自然生長規(guī)律, 結(jié)合實際調(diào)查中獲取的已知樹齡的植株胸徑和樹齡的對應關系(如美國紅梣、 沙棗和圓柏等) 及前人的研究, 得到不同樹種胸徑處的平均年直徑生長量的參考值(表4)。

晉祠圣母殿前的圓柏, 胸圍約5.8 m, 樹齡3 012 年[9]： 太原市狄村唐槐公園的槐, 其胸圍約8.6 m, 樹齡1 300 余年： 萬柏林區(qū)王家莊村的2 200多年的槐, 胸圍約7.5 m, 胸徑約2.4 m[9]。從計算結(jié)果可看出, 上述3 個樹種的平均年直徑生長量分別為0.06 cm·a-1、 0.21 cm·a-1和0.11 cm·a-1。表4 中所述圓柏、 槐等的平均年直徑生長量參考值與太谷地區(qū)周邊古樹平均年直徑生長量值相符, 可以作為該地區(qū)樹齡估算的依據(jù)。

表4 太谷地區(qū)不同樹種的平均年直徑生長量參考值

3 結(jié)論與討論

3.1 樹齡的估算

平均年輪寬度是通過測算木質(zhì)部年輪寬度獲得, 胸徑的測量則加上了樹皮和髓的寬度, 使估測的樹齡比實際樹齡偏大。 髓屬于初生結(jié)構(gòu), 其寬度的影響可忽略。 樹皮的厚度因物種和樹齡而異, 樹皮較薄物種的估測值越接近實際值。 樹木的生長雖然受環(huán)境因素影響, 但隨著樹齡和胸徑的增大, 樹皮和髓在斷面中占有的比例越來越小,尤其是那些大于百年的樹木, 年輪寬度趨于穩(wěn)定,平均年輪寬度受環(huán)境因素影響也越來越小, 相同樹種在不同區(qū)域的植株平均年直徑生長量趨于一致。 斷面樣本越多, 得到的平均年輪寬度和平均年直徑生長量越精確, 因此, 有待更多的樹木斷面進行圖像處理以擴大樣本量。

古樹的生長勢一般較弱, 對樹體的無損傷操作需要優(yōu)先考慮[13-15]。 這種基于平均年輪寬度或平均年直徑生長量的樹齡估測, 減少了因使用生長錐或其他工具在鑒定樹齡時對古樹造成的損傷,同時也節(jié)省了人力和物力, 適用于野外大樹樹齡的快速估算和以保護為目的的古樹樹齡的估測。

3.2 古樹后續(xù)資源的選定

根據(jù)太谷地區(qū)的物候條件和周邊相同物種古樹的生長狀況, 確定了基于胸徑長度的部分古樹后續(xù)資源的選定標準: 刺槐55～70 cm, 榆樹65 ～80 cm, 側(cè)柏25～30 cm, 紫丁香25～30 cm。

3.3 大樹資源的開發(fā)保護

有些學者將樹齡50 ～100 年的樹木劃分為“可能成為古樹名木的樹木資源”, 并稱其為大樹資源[8], 除了備受關注的古樹后續(xù)資源 (80 ～100 年) 外, 對50～80 年的大樹資源也應給予關注和保護。 經(jīng)過歷年的引栽和補植, 銘賢舊址區(qū)域內(nèi)大樹資源豐富, 尤其是銘賢學校?；ǘ∠?物種(品種) 多樣, 有紫丁香、 白丁香、 藍繡球丁香、 波峰丁香、 紫云丁香、 香雪丁香、 長筒白丁香、 紅丁香、 羽葉丁香、 巧玲花、 小葉巧玲花、什錦丁香、 白花什錦丁香、 重瓣什錦丁香、 暴馬丁香和金園丁香等, 以50 ～70 年的紫丁香和白丁香居多。 對于這些大樹資源應積極改善樹木的生長環(huán)境, 抵御自然災害： 組織專人定期檢查, 及時截去枯枝以保持生長活力： 應充分發(fā)揮其形體、線條、 色彩等特點, 與古樹資源相輔相成, 實現(xiàn)古樹景觀的可持續(xù)利用。