刘志红 闫 洁 贾瑞雨 刘二燕 解 庆

山西农业大学林学院 山西太谷 030801

根据《太原市古树名木保护条例》[1], 树木的树龄在100 年以上即为古树, 树龄在1 000 年以上的, 实行特级保护： 300 年以上不足1 000 年的, 实行一级保护： 100 年以上不足300 年的,实行二级保护。 树木种类名贵、 数量稀有或具有历史价值、 纪念性意义的树木为名木。

铭贤学校于1907 年由孔祥熙在太谷县建成,因原校址狭隘, 于1909 年迁入县城东的孟家花园, 即今山西农业大学校园的西部, 约20 万m2,也称铭贤旧址。 孟家花园原为私人别墅, 引栽花草林木繁多, 因此, 铭贤旧址区域现存的古树名木较多, 古树均为散生古树, 以侧柏和榆树居多,这些古树名木具有重要的生态、 科研和经济文化价值[2-5]。 在前人研究的基础上[6-8], 本文对铭贤旧址现有的古树名木资源进行了系统的调查分析,为有效保护和利用提供理论依据, 同时也为铭贤学校景观复建提供参考。

1 调查对象与方法

1.1 古树名木资源调查

以铭贤旧址区域中胸径50 cm 以上的乔木(裸子植物20 cm 以上) 以及珍稀、 名贵或具特殊意义的树种作为统计调查对象, 根据《全国古树名木普查建档技术规定》, 调查树种的胸径、 树高、 生长势、 生存环境和具体位置等。

1.2 平均年直径生长量与树龄估测

在植物管护中, 一些树龄较大的树木死亡后在沿高出地面约5 cm 处水平横切, 形成茎干的横切断面, 此时该断面的直径为地径： 另一些树木因整形修剪而在胸高处形成横切断面。 搜寻如上描述的木本植物的横切断面, 测量横切断面直径和周长, 并进行树种鉴别及拍照。

将图像导入AutoCAD 软件。 采用十字交叉法从断面的4 个方向分别读取年轮宽度, 每个方向上分外缘、 中间和核心3 部分, 每部分随机测量5 次, 共计60 次, 求平均值, 得到平均年轮宽度。 利用Excel 对所读取的60 组年轮宽度数据进行统计学置信度(95%) 分析。

2 结果与分析

2.1 古树名木资源现状

经调查统计(表1、 表2), 铭贤旧址内古树包括侧柏、 榆树、 圆柏、 雪松、 槐、 刺槐、 紫丁香、毛白杨和毛泡桐等12 个树种, 分属8 科10 属。 古树129 株, 均为二级古树, 主要分布于112°34'E,37°25'N。 古树优势树种为侧柏, 以100 ～150 年为主, 共45 株, 占侧柏古树总数的88%： 250 年以上古树一株, 为侧柏, 树高17m, 胸径51.85cm, 是调查区域中胸径最大的裸子植物。

据《太原市古树名木保护条例》, 树龄在80～100 年的作为古树后续资源[9]。 调查区域内的后续资源丰富, 除侧柏、 圆柏等树种外, 还有少量沙枣、 美国红梣、 金银忍冬、 雪柳、 辽东栎、 旱柳、 臭椿和白皮松等。 古树及后续资源中, 除暴马丁香外, 属的区系地理成分为北温带分布成分。

名木1 种。 植物园现存全国独一无二的1 株人工移栽的腥臭卫矛(Euonymus sanguineusvar.paedidus), 别名死人树, 是迄今全世界正式报道的唯一具有强烈腥臭味的卫矛属植物, 具有重要的科学意义。

现存古树大多生长空间充足, 根系较舒展,生长现状良好, 无病虫害。 在调查的古树名木中,旺盛状态61 株, 占47.28%： 一般57 株, 占44.19%： 较差11 株, 占8.53%, 无濒危状态植株。

表1 铭贤旧址古树及后续资源

表2 古树树高和胸径分布表

2.2 树木茎干断面与平均年轮宽度

估算树龄＝直径/(2×断面平均年轮宽度)。

基于各树种断面特征可得到平均年轮宽度和该植株树龄(表3)。

关于平均年轮宽度,松柏类针叶植物较阔叶植物小,乔木类植物较灌木类大。 同物种树木树龄越大,平均年轮宽度越小。 相同树龄,平均年轮宽度大小顺序为:毛泡桐＞榆树≈黑弹树(C.bungeana)＞刺槐＞山桃＞槐＞侧柏＞紫丁香。 榆树和黑弹树同属于榆科植物,在植物分类学上的亲缘关系较近,平均年轮宽度值也较接近。

表3 8 个树种断面特征与平均年轮宽度

2.3 平均年直径生长量与树龄估算

胸径的数据较易获取, 因此利用胸径估算树龄较便捷。 在实际调查中, 为了计算方便, 树龄也可用胸径与平均年直径生长量的比值估测。 树龄A＝胸径Φs/(2×胸高处平均年轮宽度W)： 平均年直径生长量Z＝2×胸高处平均年轮宽度, 即树龄A估算公式为:

树龄的测算对每棵树进行取样是不切实际的,树木年龄通常由核心增量, 即半径的增加来确定[10]。 相近地区因气候条件相似, 相同物种平均年轮宽度相似。 表3 中所得各植株平均年轮宽度、生长胸径和树龄的对应关系可作为相近地区同物种或同属近缘种树龄估测的依据。 Kurokawa[11]从15 个被砍伐的苏门答腊铁木 (Eusideroxylon zwager) 树桩中收集信息, 发现该物种的生长速度非常缓慢, 平均年直径生长量为0.058 cm·a-1。刘晓静等[12]对江西省永修县云居山真如寺23 株银杏古树进行调查统计, 发现平均胸径为1.04 m,平均树龄为381 年。 计算得到该群落中银杏的平均年直径生长量为0.27 cm·a-1, 可作为同物种古树树龄估测的参考值。

根据表3 平均年轮宽度和自然生长规律, 结合实际调查中获取的已知树龄的植株胸径和树龄的对应关系(如美国红梣、 沙枣和圆柏等) 及前人的研究, 得到不同树种胸径处的平均年直径生长量的参考值(表4)。

晋祠圣母殿前的圆柏, 胸围约5.8 m, 树龄3 012 年[9]： 太原市狄村唐槐公园的槐, 其胸围约8.6 m, 树龄1 300 余年： 万柏林区王家庄村的2 200多年的槐, 胸围约7.5 m, 胸径约2.4 m[9]。从计算结果可看出, 上述3 个树种的平均年直径生长量分别为0.06 cm·a-1、 0.21 cm·a-1和0.11 cm·a-1。表4 中所述圆柏、 槐等的平均年直径生长量参考值与太谷地区周边古树平均年直径生长量值相符, 可以作为该地区树龄估算的依据。

表4 太谷地区不同树种的平均年直径生长量参考值

3 结论与讨论

3.1 树龄的估算

平均年轮宽度是通过测算木质部年轮宽度获得, 胸径的测量则加上了树皮和髓的宽度, 使估测的树龄比实际树龄偏大。 髓属于初生结构, 其宽度的影响可忽略。 树皮的厚度因物种和树龄而异, 树皮较薄物种的估测值越接近实际值。 树木的生长虽然受环境因素影响, 但随着树龄和胸径的增大, 树皮和髓在断面中占有的比例越来越小,尤其是那些大于百年的树木, 年轮宽度趋于稳定,平均年轮宽度受环境因素影响也越来越小, 相同树种在不同区域的植株平均年直径生长量趋于一致。 断面样本越多, 得到的平均年轮宽度和平均年直径生长量越精确, 因此, 有待更多的树木断面进行图像处理以扩大样本量。

古树的生长势一般较弱, 对树体的无损伤操作需要优先考虑[13-15]。 这种基于平均年轮宽度或平均年直径生长量的树龄估测, 减少了因使用生长锥或其他工具在鉴定树龄时对古树造成的损伤,同时也节省了人力和物力, 适用于野外大树树龄的快速估算和以保护为目的的古树树龄的估测。

3.2 古树后续资源的选定

根据太谷地区的物候条件和周边相同物种古树的生长状况, 确定了基于胸径长度的部分古树后续资源的选定标准: 刺槐55～70 cm, 榆树65 ～80 cm, 侧柏25～30 cm, 紫丁香25～30 cm。

3.3 大树资源的开发保护

有些学者将树龄50 ～100 年的树木划分为“可能成为古树名木的树木资源”, 并称其为大树资源[8], 除了备受关注的古树后续资源 (80 ～100 年) 外, 对50～80 年的大树资源也应给予关注和保护。 经过历年的引栽和补植, 铭贤旧址区域内大树资源丰富, 尤其是铭贤学校校花丁香,物种(品种) 多样, 有紫丁香、 白丁香、 蓝绣球丁香、 波峰丁香、 紫云丁香、 香雪丁香、 长筒白丁香、 红丁香、 羽叶丁香、 巧玲花、 小叶巧玲花、什锦丁香、 白花什锦丁香、 重瓣什锦丁香、 暴马丁香和金园丁香等, 以50 ～70 年的紫丁香和白丁香居多。 对于这些大树资源应积极改善树木的生长环境, 抵御自然灾害： 组织专人定期检查, 及时截去枯枝以保持生长活力： 应充分发挥其形体、线条、 色彩等特点, 与古树资源相辅相成, 实现古树景观的可持续利用。