葉爾江·拜克吐爾漢，吳瑞航，努爾塔依·鐵利汗，趙文，陳獻震，陳俊祥

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與園藝學(xué)院/干旱區(qū)林業(yè)生態(tài)與產(chǎn)業(yè)技術(shù)重點實驗室，新疆 烏魯木齊830052；2. 烏爾禾區(qū)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，新疆 克拉瑪依市 834014；3. 烏爾禾區(qū)農(nóng)林水牧局，新疆 克拉瑪依市 834014)

古樹是指樹齡在100 a以上的樹木，是極其寶貴的植物資源和寶貴財富，具有很高的生態(tài)、科研、文化、景觀和社會公益價值[1]。國外多將50 a以上的樹木作為古樹[2]，同時制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)的保護。古樹保護及復(fù)壯在國外普遍受重視[3-4]，從氣候、生理機制、土壤、地面環(huán)境等對古樹生長、衰退的影響進行了較系統(tǒng)廣泛的研究。從上世紀(jì)70年代末起我國大部分省市逐步開展古樹名木的保護及研究工作[5]，從古樹普查逐步進行復(fù)壯等技術(shù)研究工作，研究主要集中在資源分布、保護及管護對策、樹齡測定、樹勢衰敗原因、養(yǎng)護、復(fù)壯、價值評估、檔案管理等方面[6-7]，此外在遷地保護[8]、價值評估[9]及調(diào)查方法改進[10]等方面也有了一定的研究和進展。從天然到人工栽培，新疆各地古樹資源十分豐富，但因人為活動和自然干擾影響，導(dǎo)致古樹生存條件惡化，引起古樹非自然衰弱或死亡，搶救和保護古樹名木已迫在眉睫，因此，開展古樹名木的調(diào)查與保護研究對于古樹名木資源的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。烏爾禾區(qū)在大力推進生態(tài)城市建設(shè)及生態(tài)旅游開發(fā)建設(shè)背景下，掌握當(dāng)?shù)毓艠滟Y源現(xiàn)狀及其保護行動是刻不容緩的，鑒于此，以烏爾禾區(qū)為研究對象，對區(qū)域內(nèi)古樹進行調(diào)查，科學(xué)分析現(xiàn)狀及衰弱原因，旨在為改善區(qū)域古樹立地條件提供科學(xué)依據(jù)，進而為建設(shè)生態(tài)旅游景點基地建設(shè)、提升烏爾禾區(qū)整體形象及體現(xiàn)城市文化內(nèi)涵與品位提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)域與方法

1.1 研究區(qū)概況

克拉瑪依市烏爾禾區(qū)位于新疆西北部，準(zhǔn)噶爾盆地西北邊緣，地理位置：85°13′～86°02′ E，45°40′～46°13′ N，總面積2229.32 km2，地形呈斜條狀，絕大部分區(qū)域為戈壁灘，海拔多在500 m以下，平均海拔在400 m左右；該區(qū)屬于典型的溫帶大陸性荒漠氣候，大陸性強，寒暑溫差大，干燥少雨，積雪薄，蒸發(fā)量大，凍土深，風(fēng)多且大；年平均氣溫在8.4℃，年平均大風(fēng)日數(shù)71.3 d，年平均降水量108.9 mm，年平均蒸發(fā)量達3008.9 mm，無霜期225 d，年平均日照數(shù)2637 h；土壤類型主要為灰棕漠土、灰漠土、草甸土、風(fēng)沙土、沼澤土和鹽土類為主；野生植被以胡頹子科、楊柳科、檉柳科、禾本科、藜科、豆科等植物為主。喬木主要有苦楊(PopuluslaurifoliaLedeb.)、胡楊(PopuluseuphraticaOliv)，灌木主要有剛毛檉柳(TamarixhispidaWilld.)、鹽穗木(Halostachyscaspica(Bieb.)C.A.Mey.)、梭梭(Haloxylonammodendron(C.A.Mey.)Bunge)，草本植物主要以蘆葦(Phragmitesaustralis(Cav.)Trin.ex Steu)、駱駝刺(AlhagisparsifoliaShap.)等為主。

1.2 研究方法

采用實地調(diào)查法，對區(qū)域內(nèi)所有擬認(rèn)為古樹的樹木進行調(diào)查，逐株記錄種類、胸徑或地徑、冠幅、樹高、海拔、坡向、坡位等；根據(jù)歷史資料、三段計算法[11]、生長系數(shù)相結(jié)合確定其年齡，并按年齡篩選古樹；同時測定古樹所在地生境、土壤類型、土壤緊密度、土壤水分含量；以古樹長勢、形態(tài)表現(xiàn)、病蟲害、干擾狀況等指標(biāo)為基礎(chǔ)，對現(xiàn)存古樹進行綜合型的健康評價(評價標(biāo)準(zhǔn)見表1)，終確定影響現(xiàn)存古樹衰弱的主要因子；使用GPS對每株古樹進行定位，使用Auto CAD 2007確定古樹分布點位置。

表1 古樹健康狀況評價標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 古樹資源及分布

2.1.1 古樹資源數(shù)量

根據(jù)烏爾禾區(qū)地形條件的差異，將古樹分布區(qū)域大致分為河谷區(qū)、平原區(qū)、城鎮(zhèn)三類(見表2)。區(qū)域內(nèi)古樹共計154株(河谷區(qū)38株、平原區(qū)92株、城鎮(zhèn)范圍24株)，其中胡楊152株、白榆(UlmuspumilaL.)1株、苦楊1株；區(qū)域古樹平均年齡為120.69 a，均屬三級古樹；平均胸徑為95.64 cm，平均樹高為11.82 m；其中胡楊古樹平均年齡為120.91 a，平均胸徑為95.04 cm，平均樹高為11.72 m；苦楊古樹年齡為103 a，胸徑為109.9 cm，樹高為10.0 m；白榆古樹年齡為105 a，胸徑為173.6 cm，樹高為27.5 m；除河道兩側(cè)及分布在較大密度的林分內(nèi)的古樹外，散生的古樹伴生植物較少，僅有少量的豆科、菊科、藜科、蒺藜科和禾本科的草本或灌木種類，灌木主要有鈴鐺刺(Halimodendronhalodendron(Pall.) Voss)，白刺(NitrariatangutorumBobr)，駱駝刺(A.sparsifoliaShap.)、檉柳、黑果枸杞(LyciumruthenicumMurr.)等，而人為活動頻繁的區(qū)域古樹近無任何伴生植物。

表2 古樹分布區(qū)域概況

2.1.2 古樹胸徑分布

該區(qū)古樹徑級分布規(guī)律見圖1。結(jié)果表明：烏爾禾區(qū)(圖1A)古樹最小胸徑72.9 cm，最大胸徑達173.6 cm，整體處于正態(tài)分布，84 cm-100 cm的徑級古樹數(shù)量較多，共91株，占總量的59.1%，個別徑級古樹數(shù)量在10株以上，其中94 cm徑級最多，占總量的11.0%。124 cm以上徑階古樹數(shù)量甚少，甚至多個徑級無現(xiàn)存古樹，這可能與生理衰弱、外界因素等諸多因素的影響而死亡所致；在河谷區(qū)(圖1B)古樹徑級分布相對集中，其中94 cm徑級的古樹最多，占總量的18.4%，該區(qū)無胸徑較大的古樹，可能與較大的林分密度的限制有關(guān)；平原區(qū)(圖1C)各徑級古樹分布相對均勻，無明顯的缺失，這可能與平原區(qū)相對均勻的資源條件有關(guān)；城鎮(zhèn)區(qū)(圖1D)古樹徑級分布較為均勻(主要出現(xiàn)在80-112 cm的徑級)且數(shù)量較少，大徑級古樹無保存，這可能與長期的人為干擾有關(guān)。

圖1 烏爾禾區(qū)古樹徑級分布圖Fig.1 Distribution of ancient tree diameters注：A.烏爾禾區(qū)Wuerhe district；B.河谷River valley；C.平原Plain；D.城鎮(zhèn)Town

2.1.3 古樹樹高分布

該區(qū)古樹高度分布(2 m為一級)規(guī)律見圖2。結(jié)果表明：烏爾禾區(qū)(圖2A)古樹為3.0-27.5 m之間均有，古樹主要集中在8-18 m之間高度上，其中樹高10-14 m古樹數(shù)量最多，占總量的52.6%，22 m以上近乎無古樹存在，區(qū)域胡楊古樹極限高度為20 m，可能與生理成熟和風(fēng)干擾有一定的關(guān)聯(lián)性；河谷區(qū)(圖2B)14 m高的古樹數(shù)量最多，占26.3%，較高古樹數(shù)量少，該區(qū)樹高度分布呈正態(tài)分布；平原區(qū)(圖2C)高度10 m古樹數(shù)量最多，占平原區(qū)總量的26.1%，呈整體遞減的趨勢，與河谷區(qū)相比平均高度低4 m，這可能與河谷地區(qū)立地條件以及干擾相對較少有關(guān)；城鎮(zhèn)區(qū)(圖2D)古樹多為零星分布，古樹在空間干擾較弱且有一定的水分保障，所以古樹整體偏高。

圖2 烏爾禾區(qū)古樹樹高分布圖Fig.2 Tree height distribution of ancient trees注：A.烏爾禾區(qū)Wuerhe district；B.河谷River valley；C.平原Plain；D.城鎮(zhèn)Town

2.1.4 年齡分布特點

該區(qū)古樹年齡分布規(guī)律見圖3。結(jié)果表明：烏爾禾區(qū)(圖3A)古樹最大年齡238 a，年齡主要集中在105-120 a之間，其中115齡級古樹數(shù)量最多，占總量的18.2%，隨之?dāng)?shù)量逐漸減少，說明古樹此齡級時基本達到成熟期，各項生理達到平衡狀態(tài)；河谷區(qū)(圖3B)古樹集中在140齡級以下，最大年齡138 a，該區(qū)大多古樹在115齡級范圍內(nèi)，隨著年齡增加在高密度的林分中，古樹無法得到足夠的生長條件而死亡；平原區(qū)(圖3C)年齡分布較均勻，且從100 a開始數(shù)量遞減，古樹衰弱以自然因子為主，也說明資源分布的均勻性；城鎮(zhèn)區(qū)(圖3D)年齡結(jié)構(gòu)與河谷區(qū)基本一致，但各齡級數(shù)量分布更均勻，這可能跟后期管理有直接相關(guān)。

圖3 烏爾禾區(qū)古樹年齡分布圖Fig.3 Age distribution of ancient trees注：A.烏爾禾區(qū)Wuerhe district；B.河谷River valley；C.平原Plain；D.城鎮(zhèn)Town

2.2 古樹分布

根據(jù)古樹地理坐標(biāo)，結(jié)合Auto CAD建立平面坐標(biāo)系，獲取詳細(xì)的地理位置信息。結(jié)果表明(圖4)：4林班古樹量最多，共47株，占總量的30.5%，其中河谷區(qū)38株，因該區(qū)立地條件較好，且人類活動相對較少，故保存數(shù)量較多的古樹，分布在河漫灘高地小氣候較穩(wěn)定的區(qū)域，多為散生的未受到河流沖刷而保留的個體；5林班分布古樹30株，占總量的19.5%，該林班自然度較好，古樹保存量較大，多為散生，小尺度上集中在6小班和8小班；6林班分布古樹17株，占總量的11.0%，該區(qū)放牧、石油開采等人為干擾較明顯，導(dǎo)致其立地條件變差，使古樹量和質(zhì)均偏低；7林班分布古樹15株，占總量的9.7%，大多古樹分布在城鎮(zhèn)外圍近郊區(qū)院落、私宅內(nèi)，因養(yǎng)護較好，樹勢良好；10林班僅有3株古樹，占總量的1.9%，該林班林分郁閉度高，但為近成熟林，古樹甚少；11林班僅有3株古樹，占總量的1.9%，該林班立地條件較差，且受自然干擾嚴(yán)重，古樹甚少；12林班分布古樹15株，占總量的9.7%，該林班內(nèi)有野生胡楊公園，故有一定的殘存，但大多已瀕死狀態(tài)；城鎮(zhèn)區(qū)域古樹為24株，占總量的15.6%，多出現(xiàn)在農(nóng)田、道路、水渠、民宅旁，立地條件與養(yǎng)護較好，除一處的相對集中出現(xiàn)外，大多為散生木。

圖4 烏爾禾古樹區(qū)域分布圖Fig.4 Distribution map of ancient trees

2.3 烏爾禾區(qū)古樹衰敗原因分析

2.3.1 生理老化

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)該區(qū)古樹大多從85 a開始出現(xiàn)生理老化，零散分布的胡楊古樹有較明顯的生理老化的特征，此類古樹易引起病蟲害，主要分布在4林班和12林班野生胡楊公園里。

2.3.2 病蟲害

該區(qū)古樹病害主要是胡楊葉銹病和胡楊葉枯病，以輕度病害為主，主要分布在4林班、6林班；該區(qū)共有91株古樹發(fā)生蟲害，為楊齒盾蚧、春尺蠖和胡楊個木虱，其中春尺蠖危害較普遍，其它相對較少，主要出現(xiàn)在4林班、5林班、6林班、12林班。因缺乏人為的治理，蟲害發(fā)生比較頻繁。

2.3.3 土壤條件

古樹分布區(qū)土壤貧瘠，營養(yǎng)面積小，隨著樹體的生長，汲取的養(yǎng)分不能維持其正常生長，易造成古樹營養(yǎng)不良致其衰弱甚至死亡，使古樹抗性降低；生長在河谷臺階旁及人為干擾明顯的區(qū)域的古樹生長空間小，隨著樹體的生長發(fā)育，地下根系較難向外生長擴展，樹體生長活動受限，營養(yǎng)短缺。

2.3.4 天氣

該區(qū)干旱、大風(fēng)會對古樹造成傷害。部分古樹因為極端干旱影響而導(dǎo)致樹體衰弱，個別古樹因大風(fēng)導(dǎo)致樹干傾斜，枝條受損，可能也是限制高生長的主要因素之一。

2.3.5 動物

在對動物危害的分析中可知，鼠類對古樹的生長影響較大，鼠類喜好啃樹皮及嫩枝，并在樹根部作窩，破壞幼根，在該區(qū)發(fā)現(xiàn)遭到鼠害破壞的古樹共42株，集中在4、6林班及城鎮(zhèn)區(qū)。

2.3.6 人類活動

人類活動對對古樹造成不同程度的傷害，城鎮(zhèn)附近古樹樹體出現(xiàn)衰弱的現(xiàn)象，可能與生活垃圾、污水而出現(xiàn)的有害物質(zhì)含量增加有關(guān)；旅游、放牧及資源開發(fā)區(qū)附近古樹出現(xiàn)明顯的衰弱現(xiàn)象。

該區(qū)古樹長勢、樹高、分布、年齡等特征量與致古樹衰弱因子的相關(guān)性分析結(jié)果見表3。結(jié)果表明：決定古樹長勢的因子較多，土壤水分、土壤厚度、人類活動及病蟲害的影響顯著，其中土壤水分起了關(guān)鍵性的作用；胸徑變化與土壤水分呈顯著相關(guān)，不同水分條件下出現(xiàn)了不同的年輪分布；樹高分化與蟲害及土壤水分關(guān)系顯著，說明土壤水分與蟲害因子是限制其高生長的主要因子；年齡分布與土壤含水量呈顯著相關(guān)；古樹分布與各因子之間無顯著相關(guān)性。在相關(guān)性分析基礎(chǔ)上，通過對古樹受各類因子影響程度及數(shù)量，各因子對古樹綜合表現(xiàn)的影響程度排序如下：土壤水分>蟲害>病害>人類活動>土壤厚度>生理老化>動物活動>地形變量>風(fēng)。

表3 古樹特征與影響因子相關(guān)性

**P<0.01；*P<0.05

3 討論與結(jié)論

根據(jù)全國綠化委員會《關(guān)于進一步加強古樹名木保護管理的意見》要求，完成當(dāng)?shù)毓艠涿举Y源普查，形成詳備完整的資源檔案和資源數(shù)據(jù)庫及與地方相結(jié)合的古樹名木保護管理方案。在普查的基礎(chǔ)上，對該區(qū)古樹特征進行深度分析，并借助于年輪分析、精準(zhǔn)定位和環(huán)境解釋，解析烏爾禾區(qū)古樹現(xiàn)狀，尤其是不同生境古樹衰弱原因。在典型的大陸性荒漠氣候條件下，烏爾禾區(qū)平原及丘陵盆地上呈現(xiàn)了典型的植被景觀，主要分為胡楊、梭梭、檉柳等為主的荒漠植被，苦楊為主的河谷林及鹽化草甸等。相對穩(wěn)定的小氣候條件孕育了低地河谷林及連片分布的胡楊林，并在其內(nèi)分布一定量的大樹及古樹。經(jīng)調(diào)查核實區(qū)域內(nèi)保存古樹154株，均為三級古樹；其中楊柳科胡楊為主(152株)，平均年齡為120.91 a，平均胸徑為95.04 cm，平均樹高為11.72 m，主要分布在各林班邊緣區(qū)，其中4林班和5林班為主，另在城鎮(zhèn)區(qū)也有一定的保留；雖然河谷帶存有大量的苦楊，但往往達不到古樹標(biāo)準(zhǔn)即枯死，僅發(fā)現(xiàn)1株殘存古樹(年齡為103a，胸徑為109.9 cm，樹高為10.0 m)，另在郊區(qū)民宅有白榆1株(年齡為105 a，胸徑為173.6 cm，樹高為27.5 m)，可能為白楊河洪水沖刷的種子更新有關(guān)；除河道兩側(cè)及分布在胡楊林內(nèi)的古樹外，散生的古樹伴生植物較少，以豆科、菊科、藜科、蒺藜科和禾本科的草本或灌木為主，而人為活動頻繁區(qū)的古樹僅無任何伴生植物。

我國古樹名木資源保護工作啟動較早。加強古樹名木保護，對于保護自然與社會發(fā)展歷史，弘揚先進生態(tài)文化，推進生態(tài)文明和美麗中國建設(shè)具有十分重要的意義。近年來，各地、各部門(系統(tǒng))積極采取措施，切實加強古樹名木保護管理工作，取得了明顯成效。但也存在認(rèn)識不到位、保護意識不強、資金投入不足、保護措施不力、管理手段單一等問題，加強古樹名木保護管理刻不容緩。古樹名木的衰老枯死是內(nèi)因與外因共同作用的結(jié)果[12]，一般普遍認(rèn)為樹齡老化是主要內(nèi)因[13]，至于外因惡劣的土壤條件是關(guān)鍵[14]。通過該區(qū)域古樹生境及樹體本身原因的綜合分析，認(rèn)為該區(qū)域土壤特性，尤其是土壤含水量是古樹衰弱的主要外部因素，而生理性衰弱是其主要內(nèi)因，吻合相關(guān)研究結(jié)論[15]。因該區(qū)土壤水分少，土壤易緊實，會減慢根系生長速度、改變根形態(tài)，影響土壤通透性，從而抑制養(yǎng)分分解和循環(huán)的速率，造成土壤有效養(yǎng)分供應(yīng)能力減弱，導(dǎo)致樹勢衰弱，甚至枯死；雖然也有一定的病蟲害、人類活動、動物活動的影響而導(dǎo)致其衰弱，但從整體分析土壤水分導(dǎo)致的土壤理化特性的差異是古樹衰弱主因。

結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H在保護古樹時，建立防護圍欄、填充空洞、修補腐裂，并對散生古樹采取復(fù)壯溝技術(shù)，改善鋪裝材料(透氣膨化磚)，種植地被植物，根部打孔挖穴，增加土壤通氣透水性，加強日常水肥養(yǎng)護管理，針對常見病蟲害采取藥劑防治。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)烏爾禾區(qū)存在著大量的>80 a大樹及形態(tài)奇特的樹木，這些樹可作為當(dāng)?shù)毓艠浜髠滟Y源，將可補充古樹資源總量，應(yīng)對這些樹種加強管理與養(yǎng)護。