韓曉莉 ，翟軍團(tuán) ，李志軍 *，焦培培 ，梁繼業(yè) ，韓占江

（1塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300）

（2塔里木盆地生物資源保護(hù)利用兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/胡楊研究中心，新疆 阿拉爾 843300）

（3塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300）

國外多將50年以上的樹木作為古樹［1］，同時(shí)制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與科學(xué)的保護(hù)措施。國內(nèi)通常將樹齡在100年以上的樹木定義為古樹［2］。古樹名木資源也是植物多樣性資源的重要組成部分，具有很高的生態(tài)、科研價(jià)值［3］。古樹既反映了樹木在區(qū)域的生存與發(fā)育歷史，又保存了一定的遺傳基因［4］。在古樹中，基因型可能在舊組織（適應(yīng)于較早的環(huán)境條件）和新組織（隨時(shí)間積累了隨機(jī)的遺傳變化，或由于環(huán)境影響而產(chǎn)生突變）之間變化。然而，新組織可能仍具有相同的基因型，但表型不同，這種表觀遺傳的改變也可能改變組織的功能，古樹為個(gè)體在長時(shí)間內(nèi)的遺傳和表觀遺傳變化的研究提供了一個(gè)難得的機(jī)會(huì)［5］。

古樹能夠在一個(gè)區(qū)域長期生存，通常具備選擇優(yōu)勢(shì)，如具有一定的抗病蟲害、抗不良環(huán)境因素影響的能力，同時(shí)古樹起著許多重要的生態(tài)作用，并且與一些重要的生態(tài)角色之間存在眾多相互作用，比如動(dòng)物種群的發(fā)生、繁殖體的分布、樹木生長和碳儲(chǔ)存之間的相互關(guān)系［6?7］。無論在自然地區(qū)還是在城市環(huán)境中，人類與古樹之間有著很強(qiáng)的文化聯(lián)系。古樹會(huì)成為地區(qū)旅游業(yè)的基礎(chǔ)，每年吸引大量游客，并帶動(dòng)整個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以，古樹資源保護(hù)是林木資源保護(hù)工作中極其重要的一部分。

國內(nèi)外古樹的保護(hù)研究工作主要集中在資源調(diào)查［8?14］、原地和遷地保護(hù)及恢復(fù)技術(shù)［15?17］、價(jià)值評(píng)估［18?19］、保護(hù)管理等方面［20?22］；從氣候、生理機(jī)制、土壤、地面環(huán)境等對(duì)古樹生長、衰退的影響進(jìn)行保護(hù)管理的探討［23?27］。中國胡楊林面積占世界胡楊林面積的61.1%，新疆胡楊林面積占中國胡楊林面積的91.1%［28］，其中，新疆各地胡楊、灰楊古樹資源也十分豐富。但因人為活動(dòng)和自然條件的干擾影響，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(hù)古樹資源已迫在眉睫。為全面了解和掌握新疆的林木種質(zhì)資源多樣性、受威脅和保護(hù)利用現(xiàn)狀，提升林木種質(zhì)資源保護(hù)管理和開發(fā)利用工作的系統(tǒng)性、科學(xué)性和針對(duì)性，新疆維吾爾自治區(qū)林業(yè)和草原局積極響應(yīng)國家《全國林木種質(zhì)資源調(diào)查收集與保存利用規(guī)劃（2014—2025年）》任務(wù)要求，于2011年和2015年分別發(fā)布了《關(guān)于開展我區(qū)林木種質(zhì)資源調(diào)查試點(diǎn)工作的通知》和《關(guān)于繼續(xù)開展林木種質(zhì)資源調(diào)查工作的通知》。2012—2018年在全疆開展了胡楊專項(xiàng)種質(zhì)資源調(diào)查（試點(diǎn)）工作，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)調(diào)查并分析了胡楊、灰楊古樹資源在新疆的分布特點(diǎn)及生存現(xiàn)狀，旨在為古樹資源保護(hù)提供第一手資料，并為進(jìn)一步確立胡楊、灰楊古樹資源遺傳多樣性保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為研究胡楊和灰楊的樹木生長發(fā)育史、歷史環(huán)境變化及抗逆適應(yīng)性等奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查時(shí)間

胡楊專項(xiàng)種質(zhì)資源調(diào)查（試點(diǎn)）工作于2012—2018年在阿克蘇地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州開展，2014—2015年開展全疆其他胡楊（含灰楊）分布地州（縣市）的種質(zhì)資源調(diào)查工作，2017—2018年在全疆又進(jìn)行了一次胡楊（含灰楊）種質(zhì)資源補(bǔ)充調(diào)查工作。

1.2 調(diào)查方法

依據(jù)《林木種質(zhì)資源調(diào)查技術(shù)規(guī)程》、《新疆維吾爾自治區(qū)林木種質(zhì)資源調(diào)查手冊(cè)》相關(guān)要求，胡楊、灰楊種質(zhì)資源調(diào)查均采用資料查詢、知情人訪談、踏查、樣地調(diào)查、單株調(diào)查等方法。

踏查：根據(jù)現(xiàn)有資料和了解的情況，確定當(dāng)?shù)匦枰{(diào)查的樹種，利用森林資源分布圖和行政區(qū)劃圖，按一定的線路，了解新疆阿克蘇地區(qū)、和田地區(qū)、喀什地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州、塔城地區(qū)、哈密市、博爾塔拉蒙古自治州、昌吉回族自治州、吐魯番市、克拉瑪依市10個(gè)地（州、市）32個(gè)縣（市、區(qū)）的資源分布區(qū)胡楊、灰楊古樹的起源、組成、林齡、生長情況、地形地勢(shì)、立地條件等。

樣地調(diào)查：在踏查的基礎(chǔ)上，對(duì)集中分布的古樹群或單株進(jìn)行樣地調(diào)查，每個(gè)樣方設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)樣方20 m×20 m，在各樣地調(diào)查胡楊和灰楊古樹資源數(shù)量、單株胸徑、樹高以及伴生物種。同時(shí)利用全球定位系統(tǒng)GPS采集胡楊和灰楊古樹各單株的經(jīng)度、緯度和海拔高度信息。

1.3 古樹樹齡估測方法及古樹分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

古樹樹齡估測方法：對(duì)估測樹齡在100年以上的樹界定為古樹。胸徑在70 cm以下的樹齡以實(shí)測為主，胸徑在70 cm以上的樹齡按年平均生長量推算。結(jié)合實(shí)測推算胸徑在70～100 cm的年平均生長量為0.3 cm，胸徑在100 cm以上的年平均生長量為0.25 cm，胸徑在200 cm以上的年平均生長量為0.22 cm。具體推算方法是：估測樹齡=胸徑÷2÷年平均生長量。

古樹分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：定義估測樹齡在500年以上的為一級(jí)古樹，估測樹齡在300～499年的為二級(jí)古樹，估測樹齡100～299年的為三級(jí)古樹。

1.4 生境調(diào)查方法

實(shí)地調(diào)查采樣點(diǎn)經(jīng)緯度、海拔等相關(guān)信息，利用遙感影像分析胡楊種質(zhì)分布點(diǎn)在1千米范圍內(nèi)生境類型。胡楊（含灰楊）種質(zhì)資源生境類型判定采用2017、2018年衛(wèi)星遙感影像資料分析獲得，影像資料分辨率15 M。

2 結(jié)果分析

2.1 胡楊、灰楊古樹資源行政區(qū)域分布

本次調(diào)查分別收集到胡楊、灰楊古樹資源118份和11份。從古樹資源在新疆分布的行政單元數(shù)來看，胡楊古樹資源在新疆28個(gè)縣（市、區(qū)）有分布，灰楊在9個(gè)縣（市、區(qū)）有分布，分別占新疆行政單元數(shù)的29%和9.5%（表1）。從古樹資源在新疆各地州（市）的數(shù)量來看，胡楊古樹資源表現(xiàn)為阿克蘇地區(qū)=巴音郭楞蒙古自治州＞和田地區(qū)=哈密市＞喀什地區(qū)＞塔城地區(qū)=博爾塔拉蒙古自治州=克拉瑪依市=昌吉回族自治州=吐魯番市，灰楊古樹資源表現(xiàn)為阿克蘇地區(qū)＞喀什地區(qū)＞和田地區(qū)。這表明胡楊古樹資源在阿克蘇地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州的分布最豐富，灰楊古樹資源在阿克蘇地區(qū)分布最豐富。

2.2 胡楊、灰楊古樹資源自然地理分布特點(diǎn)

從胡楊、灰楊古樹資源在新疆分布的經(jīng)緯度來看，胡楊古樹資源在南疆分布于E76°38'3.10″～88°9'45.60″、N36°49'79.70″～42°15'30.50″范圍內(nèi)，在北疆分布于E82°59'27.54″～95°13'50.10″、N42°12'58.20″～46°54'46.60″范圍內(nèi)。灰楊古樹資源僅分布在南疆E76°28'44.60″～83°29'、N36°49'79.70″～ 41°39'21.70″范圍內(nèi)，具體見表1、圖1。

表1 新疆胡楊、灰楊古樹資源行政區(qū)域分布比例（%）

圖1 胡楊、灰楊古樹資源自然地理分布圖

2.3 胡楊、灰楊古樹資源數(shù)量特征及生長狀況

調(diào)查結(jié)果顯示（表2），阿克蘇地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州、哈密地區(qū)的古樹資源份數(shù)分別占胡楊古樹資源總份數(shù)的39.83%、28.81%、11.02%，其余地（州、市）古樹資源份數(shù)占胡楊古樹種質(zhì)資源總份數(shù)的比例均不超過10%。胡楊古樹單株數(shù)量最多的是阿克蘇地區(qū)的阿瓦提縣，其次是巴音郭楞蒙古自治州的尉犁縣和輪臺(tái)縣，以及塔城地區(qū)的烏蘇市（有4份存在于甘家湖梭梭林國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)）。阿克蘇地區(qū)、喀什地區(qū)與和田地區(qū)古樹資源份數(shù)分別占灰楊古樹資源總分?jǐn)?shù)的36.36%、36.36%、27.27%。阿克蘇地區(qū)與喀什地區(qū)的古樹資源份數(shù)相同，但阿克蘇地區(qū)分布區(qū)域更廣泛。

表2 新疆各地（州、市）胡楊、灰楊古樹資源數(shù)量百分比（%）

續(xù)表2 新疆各地（州、市）胡楊、灰楊古樹資源數(shù)量百分比（%）

胡楊、灰楊古樹高度與胸徑分布規(guī)律見圖2。各地（州、市）胡楊古樹平均樹高由高到低依次是巴音郭楞蒙古自治州＞吐魯番地區(qū)＞阿克蘇地區(qū)＞喀什地區(qū)＞和田地區(qū)＞哈密市＞塔城地區(qū)＞昌吉回族自治州＞博爾塔拉蒙古自治州＞克拉瑪依地區(qū)；各地（州、市）胡楊平均胸徑由大到小依次是喀什地區(qū)＞昌吉回族自治州＞博爾塔拉蒙古自治州＞阿克蘇地區(qū)＞巴音郭楞蒙古自治州＞塔城地區(qū)＞和田地區(qū)＞哈密市＞克拉瑪依地區(qū)＞吐魯番地區(qū)?；覘罟艠湓诎⒖颂K地區(qū)、喀什地區(qū)、和田地區(qū)平均樹高分別為12.85 m、15.24 m、17.27 m，平均胸徑分別為96.93 cm、105.8 cm、139.2 cm。

圖2 胡楊、灰楊古樹資源平均樹高與平均胸徑分布狀況

2.4 胡楊、灰楊古樹年齡結(jié)構(gòu)和古樹級(jí)別分析

新疆胡楊（含灰楊）古樹資源中，估測樹齡在500年以上、300～399年、200～299年、100～199年的古樹分別占古樹資源總數(shù)的2.32%、17.82%、44.96%、34.88%。新疆各地（州、市）胡楊（含灰楊）古樹年齡在阿克蘇地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州、和田地區(qū)、喀什地區(qū)、哈密市和塔城地區(qū)古樹資源表現(xiàn)出樹齡的多樣性，其他地（州、市）古樹資源只出現(xiàn)在某單一年齡段（圖3）。圖4顯示，和田地區(qū)和阿克蘇地區(qū)有一級(jí)古樹分布，喀什地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州、哈密市和塔城地區(qū)古樹均以三級(jí)古樹為主，其他地（州、市）古樹均為三級(jí)。

圖3 胡楊（含灰楊）各齡級(jí)古樹在各地（州、市）的比例

圖4 胡楊（含灰楊）古樹級(jí)別在各地（州、市）的比例

2.5 胡楊、灰楊古樹資源生境分析

新疆胡楊、灰楊古樹種質(zhì)資源的生境有干旱荒漠、荒漠河岸（包括老河道、河谷或季節(jié)性河道）、農(nóng)田附近、市區(qū)（包括市區(qū)內(nèi)的墓地麻扎）四個(gè)類型（圖5）。其中，阿克蘇地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州和哈密市50%以上的古樹資源分布在農(nóng)田附近及市區(qū)（表3），表明這三個(gè)地（州、市）的古樹資源受到人為活動(dòng)的影響較大。和田地區(qū)、喀什地區(qū)的胡楊古樹種質(zhì)資源的干旱荒漠生境占比較大；塔城地區(qū)古樹種質(zhì)資源的荒漠河岸生境占比較大。其余地（州、市）胡楊古樹生境類型為荒漠河岸林或干旱荒漠。和田地區(qū)灰楊古樹資源生境均為荒漠河岸，阿克蘇地區(qū)和喀什地區(qū)灰楊古樹資源生境類型有三種，其中農(nóng)田附近生境均占比25%，表明25%的灰楊古樹資源生境受到農(nóng)田開墾活動(dòng)的影響。

圖5 胡楊、灰楊古樹種質(zhì)資源生境類型的比例

表3 各地（州、市）胡楊、灰楊古樹種質(zhì)資源生境類型

3 結(jié)論與討論

3.1 新疆古樹資源分布及數(shù)量特點(diǎn)

調(diào)查研究表明，胡楊古樹資源行政區(qū)域分布范圍較廣，而灰楊古樹資源行政區(qū)域分布范圍相對(duì)較小。胡楊古樹種質(zhì)資源在南北疆均有分布，分布在 E76°38'～95°13'50.10″、N36°49'79.70″～46°54'46.60″、海拔211～1 459 m的范圍，自然地理分布存在較大差異，預(yù)示著胡楊古樹資源可能存在豐富的遺傳多樣性?；覘罟艠滟Y源僅分布在南疆E76°28'44.60″～83°29'、N36°49'79.70″～ 41°39'21.70″、海拔936～1 455 m的范圍，這也反映了灰楊的適生區(qū)較狹窄。

阿克蘇地區(qū)和巴音郭楞蒙古自治州胡楊古樹資源數(shù)量較其他地（州、市）明顯高出許多，這可能與這兩地（州、市）胡楊天然林分布面積大、發(fā)生起源較早有關(guān)。其次，和田地區(qū)與哈密市也是胡楊古樹資源數(shù)量和分布點(diǎn)較多的行政區(qū)域。此外，胡楊古樹單株數(shù)量遠(yuǎn)多于古樹群數(shù)量，而灰楊則是古樹群多于古樹單株。從遺傳多樣性保護(hù)的角度分析，古樹單株資源比古樹群面臨更大的生存威脅，古樹單株資源應(yīng)該是優(yōu)先考慮加以保護(hù)的古樹資源。

3.2 古樹資源年齡特點(diǎn)

新疆各地（州、市）胡楊（含灰楊）古樹年齡不盡相同。阿克蘇地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州、和田地區(qū)、喀什地區(qū)、哈密市和塔城地區(qū)表現(xiàn)出樹齡的多樣性變化，其他地（州、市）古樹均表現(xiàn)出單一的樹齡分布。這種情況反映出，年齡多樣性的地區(qū)本身的古樹保存量有一個(gè)時(shí)間序列的延續(xù)，換句話說可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)可持續(xù)的保護(hù)，往往能形成較為完整的群體結(jié)構(gòu)。而其他地區(qū)，多是一些殘存的個(gè)體或群體，很難實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展，保護(hù)也較為困難。這種情況同時(shí)反映出，古樹的保護(hù)也與其生存的群體效應(yīng)和特殊森林環(huán)境有一定關(guān)系，這種情況在阿克蘇地區(qū)沙雅縣和巴音郭楞蒙古自治州輪臺(tái)縣胡楊林保護(hù)區(qū)更為顯著。從古樹級(jí)別來看，和田地區(qū)與阿克蘇地區(qū)存在一級(jí)古樹，其余各地（州、市）以二級(jí)或三級(jí)為主，因此和田地區(qū)和阿克蘇地區(qū)的一級(jí)古樹急需優(yōu)先保護(hù)。

3.3 古樹資源生境特點(diǎn)

胡楊、灰楊古樹資源中有15.25%、25%分布在遠(yuǎn)離河岸、人跡罕至的干旱荒漠。這種生境條件地下水位很低，地下水資源不足，不利于胡楊古樹資源的長期原地保護(hù)。但實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，干旱生境條件下有部分古樹資源保存還相對(duì)較好，因?yàn)樗麄兎植荚谶h(yuǎn)離人群的區(qū)域。這也間接地反映出，人為的破壞也是一些古樹難以存活很久的原因。

胡楊、灰楊古樹資源中分別有39.83%、58%分布在荒漠河岸，有的分布在老河道，基本無供水；有的分布在河谷或新河道，有季節(jié)性供水。這類生境的水土資源條件相對(duì)好于干旱荒漠，古樹資源可得到較好的原地保存，特別是那些存在于自然保護(hù)區(qū)的古樹資源，如巴音郭楞蒙古自治州輪臺(tái)縣3份古樹群資源和4份古樹單株資源就位于新疆塔里木胡楊林國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，博爾塔拉蒙古自治州精河縣的3份古樹單株資源、以及塔城地區(qū)烏蘇市的4份古樹單株資源位于艾比湖梭梭林國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，這些古樹資源就受到當(dāng)?shù)卣^好的保護(hù)。

胡楊、灰楊古樹資源中有26.27%、17%分布在農(nóng)田附近范圍。很顯然，古樹資源在農(nóng)田附近的分布是人類活動(dòng)影響殘留下來的。分布在農(nóng)田附近的古樹，會(huì)受益于農(nóng)田水資源管理而不至于缺乏水資源，但長期生存也受到周邊農(nóng)田土地利用不斷加大而帶來的潛在威脅。

胡楊古樹資源中有18.65%分布在市區(qū)范圍，這與區(qū)域城市規(guī)劃等人類活動(dòng)干擾有關(guān)。分布在市區(qū)范圍的古樹失去了原生境，但往往會(huì)受到較好的人為保護(hù)。一方面是古樹作為城市綠化景觀的一部分而被加以保護(hù)，另一方面是古樹很多存在于寺廟、伊斯蘭教圣裔或著名賢者的墳?zāi)梗樵┑闹苓叄约巴ピ褐車?，因傳統(tǒng)文化的影響而得到非常好的保護(hù)。如在和田地區(qū)的于田縣，發(fā)現(xiàn)了有保存完整和文獻(xiàn)記載的超過500年以上古樹，而且不僅僅是一個(gè)個(gè)體，而是一個(gè)小的種群。這些古樹之所以能夠保存下來，傳統(tǒng)文化在胡楊古樹資源保護(hù)中扮演了重要的角色。

3.4 古樹種質(zhì)資源保護(hù)存在的問題與建議

古樹資源保護(hù)中存在的法律保證問題：地方林業(yè)主管部門監(jiān)管不足；保護(hù)宣傳的力度不夠，補(bǔ)償機(jī)制不完善；法律保護(hù)制度有待完善。建議將古樹資源的保護(hù)納入環(huán)境法保護(hù)的范疇之內(nèi)，在明確其環(huán)境資源屬性的基礎(chǔ)上確定其物權(quán)權(quán)屬、流轉(zhuǎn)及相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)、管理措施，以期實(shí)現(xiàn)古樹資源的可持續(xù)利用。建議各地（州、市）根據(jù)實(shí)際情況制定地方古樹保護(hù)條例及相配套的各項(xiàng)規(guī)章制度，加大對(duì)《森林法》、《森林法實(shí)施條例》等法律法規(guī)的宣傳落實(shí)力度，為古樹名木的保護(hù)工作提供法律保證。

古樹資源保護(hù)中存在的理論技術(shù)問題：目前對(duì)胡楊和灰楊古樹生長與適應(yīng)、衰退與死亡以及環(huán)境對(duì)其影響的理論研究幾乎未見報(bào)道，這關(guān)乎古樹的原地科學(xué)保護(hù)。建議加強(qiáng)保護(hù)理論與技術(shù)研究，采取原地和遷地保護(hù)并進(jìn)的行動(dòng)，對(duì)所有古樹資源采取DNA保存，并建立相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)庫。

古樹資源保護(hù)中存在的管理問題：目前，由于知識(shí)、技術(shù)和資金的局限性，保護(hù)意識(shí)相對(duì)薄弱，或者法律制度不完善，古樹保護(hù)迫切需要一種切實(shí)可行的方式讓古樹保護(hù)工作信息化、系統(tǒng)化、透明化［29］。建議建立胡楊、灰楊古樹的保護(hù)和監(jiān)測系統(tǒng)，林業(yè)環(huán)保部門可通過系統(tǒng)及時(shí)了解古樹名木生長狀況及其生長環(huán)境，有利于綜合管理古樹的保護(hù)動(dòng)態(tài)，從而提高古樹保護(hù)效率。